精選文章

[新聞|產業] 大型企業儲存廠商面臨市場寒冬

大部份的儲存系統大型製造商在將要過去的 2016 年都不太好過;不過,這究竟只是另一個寒冬,還是根本就是冰河期的開始?春天還會不會來呢?在即將步入 2017 年的這個時候,這些儲存廠商的心裡只怕是五味雜陳吧! 根據最新的 IDC 全球企業儲存系統追蹤季報 (IDC World...

2010年6月14日

[企業儲存觀察室] 固態硬碟在企業儲存市場的前景

固態硬碟(Solid-State Disk, SSD)的技術存在市場上已經超過十年的時間了,年初時筆者曾在 2010年企業儲存採購重點一文中提到,企業儲存市場固態硬碟的部署,將會比預期中來的慢;不過,最近有越來越多的企業,已經在準備進行固態硬碟相關技術與部署的評估。
本文會以較長的篇幅,試著從固態硬碟的技術、磁碟儲存系統的整合、與企業用戶如何部署等三方面,來剖析固態硬碟在企業儲存市場的前景。

固態硬碟的技術

從大的分類來說有二種:以動態隨機存取記憶體為基礎的固態硬碟(DRAM SSD),與以快閃記憶體為基礎的固態硬碟(Flash SSD)。我們不討論這兩者在電子學上的基本原理,簡單來說,前者就像電腦裡的記憶體,是屬於揮發性(volatility)記憶體,一旦失去電源供應,存放在裡面的資料就會消失。後者則像USB行動碟,是屬於非揮發性(non-volatility)記憶體,即使沒有電源的供應,資料仍然會存在。

除了需不需要電源供應之外,另外一個主要的差別,則在其資料的存取速率;Flash SSD的存取速率自然是遠高於一般旋轉式磁盤的傳統硬碟,它可以在2毫秒(milliseconds)的時間內維持高達25,000次隨機寫入的IOPS(I/Os Per Second)。而DRAM SSD則可以在15微秒(microseconds, 0.015毫秒)的時間內,維持高達400,000次隨機寫入的IOPS。相較之下傳統磁盤硬碟則是在4到5毫秒的時間內,維持150到300次的隨機寫入IOPS。

如果以比較具體化的表示方式,DRAM SSD可以在數秒之內拷貝一整張DVD內的影音資料(假設資料的輸出速率不是問題的話),而Flash SSD則要花費將近一分鐘的時間才能完成這個動作。

最後一個區別則是資料存取的方式,就如其名稱所顯示,DRAM SSD是以隨機的方式來存取資料,Flash SSD則是以循序的方式來存取資料,因此必須依靠一個控制器將循序的資料正確的呈現出來。

Flash SSD本身在技術上又有一些不同的區別:NAND和NOR兩種flash,由於成本較低,用在儲存系統上的多為NAND。而NAND又可分為單階儲存單元(Single-Level Cell, SLC)和多階儲存單元(Multi-Level Cell, MLC)兩種,前者雖然成本較高,但擁有比後者更高的傳輸速度,更低的功率消耗,和更佳的可靠性。
今天,SLC flash SSD主導著企業儲存的固態硬碟市場,預估約有八成的市佔率,不過如果製造商持續改善控制器技術和儲存管理軟體,MLC Flash SSD將會逐步擴大它的市佔率到MLC 40% SLC 60%。事實上,MLC更適合讀取集中型的應用。

快閃記憶體在寫入資料前必須先經過一道「抺除」的過程,把儲存單元上的舊資料先清除後,再寫入新的資料。抺除的這個程序就是「快閃」這個詞的由來,經由高壓充電來抺除資料,抺除資料的過程是要付出代價的,就是儲存單元儲存能力的惡化-耗損。

在耗損這個問題上,SLC要比MLC來得好,業界一般的標準是SLC的寫入/抺除或耐久性循環約為100,000次,而MLC的數字約為10,000次。好消息是現在應用在傳統硬碟上的錯誤偵測與改正技術將會應用在SSD上,現在SSD上使用的是每一個磁區資料,使用8位元到16位元的錯誤偵測與改正技術(ECC),相較於此,傳統硬碟上同樣資料量用的是500位元的錯誤偵測與改正技術,這將會使得SSD的資料更可靠。

較昂貴的DRAM沒有耗損的問題,理論上DRAM SSD可以提供無限次數的寫入能力,有趣的是,在這一波的Flash SSD興起之前,市場上傳統的SSD廠商都是供應DRAM SSD的。

目前看起來MLC並不適於做為企業儲存系統的組件之一,即使MLC佔NAND flash全體出貨量的90%,但只有很小一部份是用在企業儲存上;但隨著成本降低的需求,製造商正在尋求方法來改善MLC,使它可以適用於某些特定的企業應用。