評估讀取密集型與寫入密集型應用場景中的SSD用例

IT購買者必須在讀取密集型、混合使用型和寫入密集型SSD之間進行選擇時做出正確判斷。

當首次投放市場時，第一批固態硬碟（SSD）會相對快速地磨損。SSD的每個單元只有有限的寫入能力。這個被稱為磨損的問題，阻礙了SSD全面替換傳統的硬碟驅動器。然而，在接下來的十年中，這個問題已經得到共識，並被逐步克服，出現了更多的SSD使用案例。

除了電子技術與材料領域的重大突破外，應對寫入磨損的一個主要方法是加大驅動器的容量配置，將原始容量的一部分隱藏作為替換塊。例如，一款可能標有1TB容量的驅動器，但其實際上可能具有1.5TB容量，其中隱藏了0.5TB。這種加大配置的方式間接增加了驅動器的價格。

在內部，驅動器不區分實際塊和替代塊。無論何時寫入數據，其塊地址都將轉換為快閃記憶體中的新物理位置。因此，隨著驅動器填滿，數據會逐漸溢出到替換塊中，並且內置的驅動器軟體會在後續恢復舊的數據塊。

替換塊的部分越大，驅動器提供的寫入磨損時間就越長。今天的市場通過磨損耐久性模式來刻畫驅動器特徵。各家供應商所用的術語有所不同，但一般來說，任何給定的SSD系列都分為讀取密集型，混合使用型和寫入密集型SSD。

讀寫密集型固態盤的區別

讀密集型驅動器使用較低水平的過度配置，並且通常也具有相對不太耐用的快閃記憶體單元，例如可以存儲多位的三級單元（TLC），但具有較低的寫入耐磨度。這些是最廉價的硬碟。

混合使用的驅動器更耐用，配置更大的替換數據塊。根據價格與容量的不同，可能會使用多級單元——每單元存儲兩位，或者TLC快閃記憶體——每單元存儲三位。寫入密集型的固態硬碟則是最昂貴的固態硬碟，可能會有大型替換數據塊池，這可能會限制硬碟的最大容量。

購買者還必須兼顧驅動器的性能，在串列高級技術附件（SATA）或NVMe介面間做出選擇。在傳統的伺服器應用場景中，找出特定存儲集合中，應用程序的讀/寫比例並不困難。

但是，在從HDD遷移到SSD時，應當相對謹慎。當從150 IOPS的硬碟移動到50,000 IOPS的SSD時，應用程序會得到顯著的加速。

所要做的是，評估每天新SSD的等效總驅動器寫入（TDW）。如果這個數字大約是每天0.1 TDWs，那麼這可能是一個閱讀密集的用例。每天10TDW適合寫入密集型SSD的範圍，混合使用的驅動器位於兩者之間。

驅動器的性能是核心因素。 NVMe驅動器可以提供相同容量SATA驅動器10倍的IOPS，而更多的IOPS則意味著每天的TDW更多。

讀寫密集型SSD的使用案例

值得關注某些SSD使用案例。在讀取密集型範圍內的有網路和媒體伺服器。儘管這些硬碟通常採用廉價的SATA硬碟，但SSD價格的下降將使其更具吸引力。到2018年，多核的邊緣計算處理器將會進一步發揮出讀取密集型固態硬碟在性價比方面的優勢。

另一方面，大部分資料庫應用的寫入密集程度更高，通常基於NVMe實現高性能。這需要用到混合或寫入密集型的SSD。假如一個資料庫中容易產生某些特別活躍的數據，那麼情況會變得更為複雜。

這時會用到寫入密集型SSD和讀取密集型SSD的組合，以應對寫入密集型SSD上的熱點數據。市場上現有的自動分層數據軟體可以應用於數據在快速層和慢速層之間的切換。

一般來說，數據中心管理員可以了解其它應用程序在I / O方面的運行情況，但他們需要更豐富的工具來衡量TDW數量，更清晰地量化驅動器使用情況。存儲分析工具變得越來越全面和強大，大部分的數據收集和分析將在三年內實現完全的自動化。

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