解决方案简介Hitachi Ultrastar 企业级固态硬盘驱动器 (SSD) 连接在 LSI MegaRAID 6Gb/s SAS+SATA RAID 控制器卡上，可为低延时解决方案提供卓越的加速性能，同时帮助降低运营成本和资本支出。向数据量不断增长的高性能存储提供访问是一个严峻的挑战。虽然 CPU 的性能在不断改进，但硬盘驱动器 (HDD) 的提升速度却没有跟上步伐，这导致了“I/O 瓶颈”的出现。 现代数据中心需要的存储解决方案不仅能够提供对数据库和在线事务处理 (OLTP) 之类应用的高性能数据访问能力，同时还要兼顾管理成本和投资回报 (ROI)。从传统观点而言，提升 IOPS 整体性能和存储阵列容量的方法是增加阵列中磁盘的数量。阵列中的每个驱动器每秒钟都能读取和写入既定的数据量。整个阵列中的驱动器越多，可向阵列读写的数据总量也越多。但是，这一解决方案的问题也很突出。首先，虽然驱动器越多，可提供的性能和容量也越高，但是，这意味着阵列的复杂性也会越高，而且管理成本也越高。其次，由于添加了额外的系统组件，所以发生故障的几率也会增加。“短行程”是在 HDD 中使用过的一种方法，用于在高 I/O 和随机访问环境中实现更高的性能。在随机访问环境中，HDD 的性能更低，这是因为在使用过程中，需要花时间来重新定位读写磁头的物理位置。“短行程”方法通过将数据仅存储在盘面的一个区域，从而限定磁头必须移动的距离。虽然该方法肯定能够提升随机 I/O 的性能，但是它也会大大减少驱动器的可用空间。在“短行程”环境中，损失掉 90% 的容量的情况屡见不鲜。事实证明，在企业环境中，提升性能的最佳途径不是增加更多的 HDD，也不是缩短现有驱动器的磁头行程。最佳解决方案是添加 SSD。与传统 HDD 相比，在每个磁盘的潜在吞吐量、能量消耗和 IOPS 方面，SSD 的改进十分显著。一个 SSD 可以提供多个 HDD 才能达到的性能，而且，如果按照驱动器进行计算，还能减少多达 90% 的能量消耗。SSD 可用于创建完整的高吞吐量阵列，也可以将其添加为基于 HDD 的现有阵列的高速缓存，从而提升整体性能。尽管如此，要成功进行部署以实现 SSD 的高速和高效，还要求选择适当类型的 SSD，并且在每个操作环境中正确使用。选择正确的 SSD当今市场上推出了大量的 SSD。这些 SSD 在设计时往往采用各种各样的闪存技术，从而向特定的细分市场提供一系列独特的功能和优点。如果为高度事务型应用选择企业级 SSD，则必须选择正确的驱动器类型才能满足性能、耐用性以及可靠性预期。选择 SSD 时，需要关注的关键特性是擦写次数和使用的单元技术类型。解决方案简介LSI 和 Hitachi GST 利用 企业级 RAID 和固态硬盘驱 动器为数据库 应用加速解决方案简介Hitachi GST 解决方案简介 |2对于 SSD，擦写次数用于标识特定的驱动器支持的写入操作次数。与旋转式磁盘介质不同，快速闪存 (NAND) 对可执行的写入次数有一定的限制。一旦达到写入次数限制，就不能再将信息写入闪存 NAND 中。请注意，虽然闪存 NAND 不再接受新的写入，但是仍然可以从其中读取信息。SSD 使用一种 NAND 闪存技术构建，这种技术称为单层单元 (SLC) 或多层单元 (MLC) 技术。从技术层面来说，这两种闪存的区别在于可向一个单元写入的比特数，所谓单元，就是闪存的最小度量单位。SLC 闪存允许将一个比特写入给定的单元，而 MLC 允许将两个或多个比特写入一个单元。虽然这种区别看起来十分细微，但是从实践的角度来看，这两种技术间的差别具有十分深远的意义。与 MLC 相比，基于 SLC 的闪存可提供显著较高的写入性能、擦写次数和数据保持能力。 按平均来说，SLC 技术提供的写入性能比 MLC 高出 30%。SLC 的擦写次数是 MLC 的 10 倍，而数据保留时间则为 MLC 的两倍。与此形成对比的是，MLC 的成本仅为 SLC 的一半， 而且 MLC 可提供的容量高出一倍。所以结论是，鉴于 SLC 技术的高性能和高成本，它适合在高 IOPS 和写入密集型工作负荷环境中使用。通常，用户将 MLC 视为读取密集型应用环境的理想解决方案。不同 SSD 的性能可能有天壤之别。为了应对苛刻的企业应用和环境，必须将 SSD 设计为在驱动器的整个生命周期内可提供全天候 (24x7) 的稳定性能。对 SSD 的性能规范进行对比时，一定要确保规范中引用的数字使用的是稳态数据。首次使用 SSD 时，它们会表现出极高的性能，但是这只会持续很短一段时间。这就是所谓的新鲜出炉(FOB) 性能。经过一段时间的使用后，驱动器将会过渡到稳定状态阶段，在这一阶段，驱动器提供的性能可以代表它在整个生命周期内能够提供的性能。所有 Hitachi 企业级 SSD 性能数据均使用稳态数据发布。充分利用 SSD在高吞吐量事务型环境中，要成功利用基于闪存的技术，不是选择正确的 SSD 和将其添加到阵列中这么简单。要达到企业级应用的性能和可靠性要求，不仅需要选择类型正确的 SSD，还必须采用正确的方式进行使用。部署 SSD 的方式有两种。第一种方式是使用 SSD 来创建完整存储阵列。使用 SSD 来搭建存储阵列可以提供极高的读写数据访问性能。与传统 HDD 相比，此类存储的电源和冷却要求极小，所以它是一种可以显著提高 ROI 的绿色解决方案。此类解决方案的缺点是，如果价格既定，那么与具有可比数量驱动器的 HDD 型阵列相比，纯粹的 SSD 阵列可提供的容量要小得多。将 SSD 添加到存储环境的第二种方案是将其用作传统 HDD 阵列的高速缓存。这样可以使用 SSD 来实现对高速缓存数据的高性能存取，同时仍然可以提供传统硬盘驱动器所具备的大容量。不管需要哪种方案，LSI 都有办法提升整体性能和可靠性。解决方案简介Hitachi GST 解决方案简介 |3Fast Path 软件LSI MegaRAID FastPath 软件设计用于最大限度地发挥纯粹 SSD 阵列的性能。对于连接到精选型 6Gb/s MegaRAID 控制器的 SSD 而言，这款高级软件是一个高性能的 I/O 加速器。该软件是 MegaRAID 技术的优化版，如果与 6Gb/s MegaRAID SATA+SAS 控制器一起部署，它能够显著提升存储子系统以及整体应用的性能 特别是那些展现出高随机读/写操作工作负荷的应用。对于要求高事务型吞吐量的小规模随机 I/O 模式（如 OLTP）而言，Fast Path 软件是理想之选，该软件能够显著提升实际工作负荷的服务器应用性能等级。如果将 Fast Path 软件禁用，MegaRAID 控制器只能处理 80,000 个 IOP，如果启用该软件，则能将应用性能提升高达 45%。CacheCade Pro 2.0 软件混合式存储解决方案不是仅仅同时部署 SSD 和 HDD 这么简单。它还要求每次都将正确的数据存储到正确的设备上。这一点可以通过利用 MegaRAID CacheCade Pro 2.0 软件来实现。通过该高级软件，IT 管理员可以轻松地合并 SSD 和 HDD，同时避免人工存储管理以及内部应用调整成本，从而使存储所有权的性能和总成本达到最佳平衡效果。CacheCade Pro 2.0 是一款高级软件方案，可供精选型 6Gb/s MegaRAID SATA+SAS 控制器使用，该控制器可将频繁访问的数据从 HDD 卷迁移到 SSD 高速缓存的高性能层，从而实现智能化动态管理。将最常访问的数据（“热点”）引导至闪存高速缓存，从而将主 HDD 阵列从费时的事务处理中解脱出来，这样可以提高硬盘操作的效率，减少延迟，同时加快读写速度。这样可以使广泛的服务器应用（包括：Web、文件、在线事务处理 (OLTP) 数据库、数据挖掘和其他事务密集型应用）的整体系统性能得到显著提升 是仅采用 HDD 的配置的二至十二倍。与业务攸关负荷的全方位应用提速 CacheCade Pro 2.0 软件是业界首款在 SSD 上提供基于控制器的、读写两端高速缓存的解决方案，它极大地增强了早期 CacheCade 软件本就已经获得的性能优势。拥有了新增的写高速缓存支持，那些读/写密集型的工作负荷，例如：Exchange 服务器、高性能计算（HPC）应用程序、Web 2.0 以及其它 IO 密集型 OLTP 数据库系统的工作负荷，都将体验到可观的性能提升。CacheCade Pro 2.0 高速缓存池热数据镜像冷数据解决方案简介Hitachi GST 解决方案简介 |4关键组件LSI MegaRAID Fast Path 软件 对于小规模随机块大小 I/O 活动，每秒 I/O 读入次数高达 150,000 次 速度为不使用 MegaRAID FastPath 软件的解决方案的两倍 LSI SSD Guard 为 SSD 提供预防性故障保护LSI CacheCade Pro 2.0 软件 通过在各种应用中将 SSD 用于存储“热”数据而获得卓越的性能 减少了数据中心对电源和空间的要求 显著提升了应用性能，包括 Microsoft Exchange、传统数据库和 Web 服务器以及 管理程序 Hitachi Ultrastar SSD400S 固态硬盘驱动器 无与匹敌的耐用性：驱动器的整个生命周期可提供高达 35PB 随机写入次数， 基于 SLC NAND 技术，可应对苛刻的 0 层写入密集型工作负荷 卓越的性能：41K/21K IOPS 随机读/写，速度是 HDD 的 100 倍 灵活的配置：为了保护投资，可选择 4Gb FCAL 或 SAS 6Gb/s 不一而足的容量点：100G、200G 和 400G SSD 驱动器 最佳的 IOPS/Watt，减少了 SLC 类驱动器的 TCO 高级功率损耗数据管理技术 T10 端到端数据保护Hitachi Ultrastar SSD400M 固态硬盘驱动器 高度耐用性：驱动器的整个生命周期可提供高达 7.3PB 随机写入次数，基于 MLC NAND 技术，与 SLC 相比，在 0 层服务器和存储环境中极具性价比和替代性 卓越的性能：56K/24K IOPS 随机读/写，速度是 HDD 的 100 倍 突出的可靠性：SAS 6Gb/s 支持双端口以增强可靠性 最佳的 IOPS/Watt，减少了 MLC 类驱动器的 TCO 高级功率损耗数据管理技术 T10 端到端数据保护 支持企业规范的 TCG 自加密模型解决方案简介Hitachi GST 解决方案简介 |5产品概览 LSI随着存储需求的持续增长，对您的存储组件而言，成本、性能、安全性和能源效率也变得越来越重要。对于每个 MegaRAID 产品，LSI 都提供了处于业界领导地位的四大价值点：特性和可用性、数据保护和有效性、功效性能以及绿色环保。LSI 为直连存储 (DAS) 连通性提供了全面的 3Gb/s 和 6Gb/s SATA+SAS MegaRAID 控制器选择。6Gb/s SATA+SAS RAID 控制器为 3Gb/s 和 6Gb/s 系统提供了显著性能改善。MegaRAID 全系列产品包括入门级、价值型和功能型产品，为各种内部和外部连接器配置提供了 4 至 28 个端口。如果首先选择使用入门级产品线，则可通过 MegaRAID Storage Manager 软件方便地迁移到 MegaRAID 价值型或功能型产品线。MegaRAID 9200 系列控制器独具 LSISAS2108 6Gb/s SAS 片装 RAID (ROC)，数据传输速率是其 3Gb/s 前身的两倍。凭借优秀的读写性能使其应用工作负荷的适用范围极为广泛，从数据集中应用（例如电子邮件和数据库服务器）到更为计算密集的应用（例如视频流、OLTP 和数