細(xì)說(shuō)企業(yè)級(jí)SSD的那些高價(jià)值特性

企業(yè)級(jí)SSD（Solid State Drive）是基于閃存技術(shù)的高性能、高可靠性的固態(tài)硬盤，專為滿足企業(yè)級(jí)應(yīng)用場(chǎng)景的需求而設(shè)計(jì)。為了滿足各種高速數(shù)據(jù)處理和可靠性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景，企業(yè)級(jí)SSD在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中通?？紤]的關(guān)鍵因素有高性能、高可靠性、可維護(hù)性、高安全性等。

領(lǐng)先的功能性和加速性

云化、虛擬化等技術(shù)趨勢(shì)的持續(xù)演進(jìn)對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備在內(nèi)的IT基礎(chǔ)設(shè)施，在性能以及靈活性方面提出更高的要求。對(duì)于SSD而言，要確保功能性與加速優(yōu)化的領(lǐng)先，需要關(guān)注一些重點(diǎn)指標(biāo)和特性，常見的包括：

1.多命名空間：將閃存空間劃分成若干個(gè)獨(dú)立的邏輯存儲(chǔ)空間，可實(shí)現(xiàn)資源利用率的提升、性能隔離、數(shù)據(jù)安全以及帶寬控制等目的，大幅提高SSD的靈活性。

2.單根I/O 虛擬化（SR-IOV）：是一種將PCIe物理硬件資源共享給虛擬機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，是基于硬件的虛擬化方案。SR-IOV可將單個(gè)物理設(shè)備虛擬出多個(gè)PCIe設(shè)備，從虛擬機(jī)環(huán)境即可直接訪問(wèn)硬件，提高I/O性能。與其他功能相結(jié)合，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)隔離以及QoS性能保障等目標(biāo)。

3.TRIM操作：操作系統(tǒng)通過(guò)TRIM命令通知SSD無(wú)效數(shù)據(jù)所在地址，減少后續(xù)寫入操作所產(chǎn)生的垃圾數(shù)據(jù)，提高垃圾回收時(shí)的效率，以及提高SSD的讀寫速度和壽命。

4.多流技術(shù)：SSD根據(jù)上層主機(jī)提供的Stream ID進(jìn)行冷熱數(shù)據(jù)的識(shí)別，將具有相同或相似生命周期的數(shù)據(jù)寫入到相同的擦除單元中。通過(guò)對(duì)寫入操作的優(yōu)化，有效降低寫放大系數(shù)，提高SSD的性能和耐用性。

豐富的可維護(hù)性

隨著存儲(chǔ)方案的不斷豐富和升級(jí)，諸如超融合方案這樣要求全天候服務(wù)的情況越來(lái)越普遍。在這樣的系統(tǒng)中，對(duì)軟件和硬件的監(jiān)控以及集群業(yè)務(wù)的日常運(yùn)維是非常關(guān)鍵的工作。當(dāng)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)或SSD硬盤發(fā)生故障時(shí)，可能會(huì)對(duì)整個(gè)集群的業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致性能下降甚至業(yè)務(wù)中斷。因此，SSD硬盤的可維護(hù)性對(duì)于維持集群的高性能和穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，典型功能包括：

1. 健康監(jiān)控：通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的管理接口獲取健康監(jiān)控信息，用戶可了解SSD狀態(tài)以及預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的問(wèn)題。健康監(jiān)控可以記錄SSD的溫度、使用時(shí)間、讀寫次數(shù)、壞塊數(shù)量等參數(shù)，并提供智能報(bào)警和建議。

2. 帶外管理：當(dāng)服務(wù)器廠商不具備上層應(yīng)用程序的接管權(quán)限時(shí)，管理員可借助帶外管理（Out-of-Band Management）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)、巡檢硬盤等操作。

3. 熱插拔：企業(yè)級(jí)SSD可借助電容提供的備用電源，在主機(jī)電源故障、暴力熱插拔、或外部供電中斷等情況下，確保數(shù)據(jù)被正確地寫入閃存存儲(chǔ)介質(zhì)。

4. 后臺(tái)巡檢：NAND特性受電磁隧道效應(yīng)影響，下電時(shí)有逃逸風(fēng)險(xiǎn)，帶電時(shí)有讀寫干擾，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，盤內(nèi)數(shù)據(jù)可能發(fā)生偏移。系統(tǒng)可提供全盤巡檢，并根據(jù)偏移量采取數(shù)據(jù)搬遷恢復(fù)等策略，以保證SSD離電后數(shù)據(jù)仍然可以保存一定的天數(shù)。

5. 在線診斷：當(dāng)SSD出現(xiàn)下電失敗或呈現(xiàn)只讀狀態(tài)時(shí)，在線診斷功能可以提供修復(fù)建議，減少用戶不必要的線下插拔盤操作，降低故障恢復(fù)成本。

完備的可靠性

在常見的云場(chǎng)景下，用戶數(shù)據(jù)傳輸路徑愈發(fā)復(fù)雜，數(shù)據(jù)在經(jīng)歷多個(gè)部件和軟件流程后，都有可能在中間環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤而導(dǎo)致SSD存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤。由此可見，存儲(chǔ)設(shè)備可靠性的提升對(duì)于數(shù)據(jù)的保護(hù)尤為重要。

1. 端到端數(shù)據(jù)保護(hù)：在數(shù)據(jù)流經(jīng)的每個(gè)環(huán)節(jié)都提供相應(yīng)的保護(hù)機(jī)制，例如在PCIe接口、SSD控制器、閃存接口等位置，各段的傳輸路徑都提供糾錯(cuò)或檢錯(cuò)算法，降低數(shù)據(jù)出錯(cuò)的概率和風(fēng)險(xiǎn)。這種保護(hù)也叫全路徑端到端數(shù)據(jù)保護(hù)能力，可以通過(guò)不可修復(fù)錯(cuò)誤率（Uncorrectable Bit Error Rate，簡(jiǎn)稱UBER）進(jìn)行量化。

2. DIF/DIX特性：數(shù)據(jù)讀寫、存儲(chǔ)、傳輸過(guò)程中出現(xiàn)比特跳變但系統(tǒng)未檢測(cè)到，將造成靜默數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，其中，FPGA發(fā)生比特跳變的錯(cuò)誤高于ASCI。NVMe借助在SSD控制器內(nèi)添加保護(hù)信息PI（Protection Information）完成數(shù)據(jù)一致性的檢驗(yàn)。PI可支持DIF（Data Integrity Field）和DIX（Data Integrity Extensions）兩種數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制。其中，DIF保證HBA、陣列和硬盤的數(shù)據(jù)完整性，而DIX保證應(yīng)用、主機(jī)系統(tǒng)、HBA卡的數(shù)據(jù)完整性。若PI與數(shù)據(jù)通路上的檢驗(yàn)點(diǎn)不匹配，則系統(tǒng)采用重讀、重試等機(jī)制校驗(yàn)數(shù)據(jù)。

3. 掉電保護(hù)：企業(yè)級(jí)SSD一般采用額外的電容作為備電，當(dāng)主機(jī)服務(wù)器電源異常時(shí)，備電可以保障硬盤通過(guò)完整的下電流程，將SSD緩存中的元數(shù)據(jù)、客戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等保存到硬盤，避免數(shù)據(jù)丟失甚至硬盤故障。

憶聯(lián)提供高價(jià)值關(guān)鍵特性

憶聯(lián)作為面向全領(lǐng)域、全生態(tài)的固態(tài)存儲(chǔ)產(chǎn)品提供商，其面向企業(yè)核心業(yè)務(wù)場(chǎng)景的企業(yè)級(jí)SSD（簡(jiǎn)稱ESSD）提供了豐富的高價(jià)值特性，圍繞功能性、加速性、可維護(hù)、可靠性等諸多方面全面支撐企業(yè)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景。

以數(shù)據(jù)保護(hù)為例，憶聯(lián)將保障用戶數(shù)據(jù)安全角度作為產(chǎn)品的核心基礎(chǔ)，提供從應(yīng)用層軟件到主機(jī)系統(tǒng)、SSD控制器、DDR、以及NAND閃存數(shù)據(jù)的全路徑保護(hù)，確保數(shù)據(jù)在整條通路里的安全存儲(chǔ)和安全傳輸，且提供優(yōu)于業(yè)界一個(gè)數(shù)量級(jí)的UBER。

路徑保護(hù)具體包括：

? 盤內(nèi)所有寄存器cache和buffer實(shí)現(xiàn)100% ECC占用保護(hù)；

? DDR總線和器件配置獨(dú)立的ECC顆粒，支持1比特糾錯(cuò)、2比特告警；

? 憶聯(lián)自有SAP智能算法，提升flash命中率，閃存生命周期內(nèi)命中失敗率可控制在百萬(wàn)分之一，降低讀取誤碼率；

? SSD盤片實(shí)現(xiàn)單RAID保護(hù)。

此外，在加速性和可維護(hù)性等方面，憶聯(lián)也提供業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的指標(biāo)，包括從512到4K的多種靈活可配置扇區(qū)格式、最大可支持64個(gè)namespace等，滿足客戶多層次的需求。

在企業(yè)級(jí)業(yè)務(wù)場(chǎng)景不斷豐富、要求不斷提升的情況下，憶聯(lián)ESSD深挖客戶真實(shí)需求，提供更多高價(jià)值的特性，依托高性能、低延遲、高可靠性且各具差異化競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，持續(xù)助力客戶業(yè)務(wù)增長(zhǎng)。