如何利用固态硬盘技术创建0级存储
随着固态硬盘(SSD)技术价格的下降，各公司开始在高性能存储层“tier 0”中使用SSD技术。
许多公司开始在高性能存储层中使用固态硬盘(SSD)技术称为层0．
一级存储，也称为生产存储，可视为生产数据的一级舱。Tier 2和更低的存储层是为了处理不太重要或不需要Tier 1存储的性能特征的数据而开发的。
现在出现了一种新的存储层:0级存储。Tier 0是基于固态存储器的存储，用于改进当前Tier 1存储所能提供的性能。在过去，Tier 0存储一直以aRAM磁盘而且相当昂贵。事实上，为了证明RAM磁盘的高成本是合理的，您不仅必须确定您的性能问题是基于存储的，而且还必须能够显示您在RAM磁盘上的投资回报。
然而，今天，这种情况正在改变。固态设备成本的下降正在造成SSD技术更易于在整个数据中心访问。但是，尽管SSD的成本降低扩大了该技术的吸引力，但公司选择SSD时的首要考虑仍然是性能。
要想与4U SSD的性能相匹配，需要一个巨大且昂贵的磁盘阵列，并且需要跨多个驱动器的大磁盘LUN。一如既往，简单胜出。如果要在简单的4U SSD和带有复杂驱动器设置的大型磁盘阵列之间进行选择，许多客户都会选择SSD。
建立第0层的第一步是确定应该进入系统的数据。
ssd有两种形式:基于ram的系统和基于闪存的系统。闪存正在改变SSD的前景。尽管flash没有基于ram的系统的性能，但它比传统的基于磁盘的阵列(甚至是性能最好的阵列)快得多，这使它成为一些数据中心的完美解决方案。
基于ram的系统比闪存更贵。例如，目前基于闪存的ssd的通用容量采购点是2tb。这2tb的闪存通常标价19万美元。普通ram的容量为128gb，售价约为70,000美元。如果以2tb的容量购买一个基于ram的SSD，价格将超过100万美元。
虽然目前基于闪存的系统的销量超过了基于ram的系统(总容量)，但基于ram的SSD系统的销量也在单位销量上增长。当您需要基于ram的性能时，您通常可以证明额外的支出是合理的。
与基于闪存的SSD不同，基于RAM的系统对写入其中的数据量不敏感。基于闪存的系统可以处理的写入量在理论上是有限的。此外，基于闪存的系统不能提供与基于RAM的系统相同级别的写入性能。
因此，在存在具有重要写I/O的非常活跃的文件的情况下，就像那些重做日志或者撤销段，基于RAM的系统通常是更好的选择。在重做日志或撤消段阻塞当前磁盘I/O功能的数据库环境中，可以测量I/O的最大增长，并快速实现投资回报。
如何创建第0层
第一步建立第0层识别应该进入系统的数据。对于基于ram的系统，这些应用程序具有较高的写I/O事务。在这些应用程序中，可以将特定的文件标识为“热”文件，这意味着这些文件非常活跃，它们需要比磁盘子系统能够提供的更多的I/O。
让我们回到上面的情况，在这种情况下，来自数据库的重做日志或撤消段被放置在RAM磁盘上。三种最可能的解决方案是升级到更快(也更昂贵)的磁盘阵列;将数据分散到阵列中的更多驱动器上(使您更容易出现双驱动器故障);或者买一个固态硬盘。这些高写I/O应用程序非常适合基于ram的系统，而不是闪存。RAM SSD安装的另一个驱动因素是低延迟。对于许多应用程序来说，延迟比绝对峰值IOPS更重要，尽管最佳组合提供了低延迟和高IOPS。
在基于闪存的系统上运行良好的数据来自于读密集型应用程序，或者至少是那些具有更正常写入级别的应用程序。如果闪存系统有足够大的RAM缓存，它还可以支持高突发写入，这意味着它适合于需要大量磁盘I/O但无法识别单个热文件的应用程序，如数据仓库。
基于闪存的系统提供比基于ram的系统更高的容量，以及更低的功耗。由于基于闪存的SSD的可用容量，现在可以将整个数据库移动到SSD上。
保护第0层
如何保护新的0级车?毕竟，这是记忆。Flash通常以模块的形式出售，这些模块被分组在一个阵列中，其中一个模块被指定为奇偶驱动器。这有效地构建了raid3保护策略。此外，就像u盘中的内存一样，闪存驱动器不需要电源来维护存储的数据。
但由于RAM驱动器在任何时候都需要电源，因此保护成为首要问题。一些基于RAM的系统使用电池备份，并具有内置硬盘驱动器，以在系统手动关闭或断电时存储数据。在断电期间，系统的电池将保持装置运行，并且系统会将其内容复制到硬盘驱动器，以防电池耗尽前电源无法恢复。
基于RAM的SSD还利用了纠错内存（ECC）和IBM的Chipkill技术。(惠普也提供了一个类似的系统，名为Chipspare。)这些技术提供了一种高级错误检查和纠正(ECC)技术，可以保护计算机内存系统免受任何单个内存芯片故障，以及单个内存芯片的任何部分的多比特错误。
例如，Chipkill通过将ECC字的位分散在多个内存芯片上来执行此功能，这样任何一个内存芯片的故障都只会影响一个ECC位。这允许系统重建内存内容的内容，尽管一个芯片完全失效。
Chipkill通常与动态比特控制相结合，因此，如果一个芯片出现故障(或超过一个比特错误阈值)，一个备用内存芯片将替代故障芯片。这一概念与防止硬盘故障的RAID类似，但现在这一概念适用于单个内存芯片。上世纪90年代，IBM开发Chipkill的时候，它专注于大型机和高端Unix系统，但现在它被用于SSD。IBM进行的一项关于Chipkill效果的研究表明，它将存储系统中数据丢失的可能性降低了两个数量级。
基于RAM的系统：它们是绿色的吗？
基于RAM的系统是绿色的吗？在每TB功率的比较中，答案是否定的，但这种比较不是真实的。为渴望磁盘I/O的应用程序提供更高性能的传统方法是创建具有高驱动器数的LUN。阵列组中的驱动器轴越多，磁盘I/O性能越快。这些额外的驱动器需要更大的功率，而且通常，特别是在非虚拟化存储技术中，存在大量磁盘容量浪费，特别是在非虚拟化存储环境中。用户必须牺牲有效的容量利用率来提高速度。
ssd不需要额外的主轴;它们的速度非常快。结果是更少的设备数量，从而降低功耗率。
绩效预期
一个典型的硬盘驱动器执行4- 5毫秒的读写操作，大约每秒150-300个随机I/ o。基于ram的SSD读写速度为0.015 msec，每秒约400,000 I/ o。一个基于闪存的SSD大约做0.2 msec的读和2 msec的写。I/O性能为每秒读100,000个随机I/O，每秒写25,000个I/O。
德州记忆系统公司开发了一种高速缓存闪存固态硬盘。通过利用一个基于ram缓存在缓存命中方面，它提供了与基于ram的SSD相似的性能数字，因此提供了两个世界的最佳结果。
率先开拓SSD市场的公司（如德克萨斯州内存系统公司）现在正与存储阵列制造商（如EMC、Sun、NetApp和Hitachi Data Systems）一道努力应对这一迅速扩大的市场。例如，NetApp和HDS预计今年也将提供SSD解决方案。
