基于闪存的存储系统中的分层与缓存
George Crump比较了基于闪存的存储系统中的分层和缓存，并在此提示中解释了每个人的利弊。
当基于闪存的存储首次成为企业的可行性，高性能的选择时，它将被销售为静态层，并且必须手动移动工作负载。但是，这是一种低效使用高成本存储资源，因为工作负载通常不需要一直需要闪光性能。此外，许多数据中心发现难以识别哪些工作负载或工作负载部分应该移动到闪存。
由于这些挑战，闪光仅用于极端性能问题。扩大Flash的实现意味着供应商必须提供某种级别的自动化，以确保在闪存层中移动最快的数据以进行更优化的使用。
供应商采取了两种方法来解决这个问题 - 分层和缓存．虽然这两个词经常互换使用，但它们实际上意味着两种完全不同的东西。这两个模型都使用一种算法来确定哪些数据应该放在哪种类型的存储上。在某些情况下，该算法只是在先进先出的基础上组织数据，但许多供应商已经增强了他们的算法，以考虑特定的访问模式。
什么是闪光分层？
在分层模型中，数据专门移动到闪存层，这意味着它在闪存和硬盘驱动器上都不存在。这会产生更高的高可用性需求，因为此层的任何故障可能导致数据丢失。考虑到移动数据是最活动的数据，可能会丢失非常关键的信息。
当分层策略首次出来时，首先将所有新的或修改的数据（写入）发送到硬盘层，然后通过其读取活动进行数据以移动到Flash。大多数算法需要在短时间内进行多次访问，以获得促销。这种方法的问题，虽然它更好地将数据保留为已知技术（硬盘），但它也意味着写入I / O永远不会利用闪光性能。
随着厂商和用户对闪存技术越来越熟悉，他们习惯了首先将所有写I/O发送到闪存层，然后根据需要降级到硬盘层的想法。这个过程允许写入体验闪存的全部性能，现在被认为是“安全的”，因为所有的保护进入闪存层。
什么是缓存？
一般来说，缓存采用的是一种比分层更临时的方法。在分层系统中，数据可能在闪存中保存数月，而缓存通常只保存数据到需要的时候。缓存有三种基本类型:转写、透写和回写．
Write-around缓存是指所有数据首先写入硬盘区域，然后根据读活动将其复制(而不是移动)到限定的闪存区域。这意味着数据总是驻留在硬盘层，通常由袭击或者镜像。因此，缓存区域不需要与上面分层模型中描述的相同级别的可靠性。而且，由于所有数据都是首先写入硬盘区域的，因此闪存的预期寿命应该会增加。只有真正值得写入闪存的数据才会写入闪存。
重要的是要注意，尽管闪存区域中的故障并不意味着数据丢失，但它将意味着性能损失，因为所有后续I/O都必须来自硬盘区域。已经习惯了flash性能的用户可能会认为性能损失几乎与停机时间一样糟糕。
write-around技术还意味着所有数据在被提升到闪存区域之前都必须经过限定。因此，在这个模型中，写操作会变得更慢，并且在数据集出现足够多的I/O访问以证明将数据复制到flash之前，体验flash性能所需的时间将被延迟。最后，复制过程需要自己的一组存储控制器处理和I/O带宽，当数据向上复制到闪存层时，可能会产生一些系统不可预测性。
写入简化缓存尝试用围绕写缓存解决一些挑战。在该模型中，所有写操作都发送到闪存层和硬盘层。因此，数据在两个层上仍然是冗余可用的。这种技术将最活跃的数据预先放在flash上，所以不需要对数据进行预审或复制。写性能仍然依赖于硬盘区域，因为写确认必须来自该层。此外，由于所有数据现在都进入闪光区域，而不仅仅是符合条件的数据，闪光持续时间也降低了。
回写缓存通过确认写入闪存，通过确认写入来解决写入性能问题。此数据稍后将在较少存储I / O Busy Times的存储期间写入硬盘层。与回写缓存相关的风险是在编写此数据之前在闪存区域中发生的故障。此外，在像VMware这样的群集环境中，当迁移虚拟机时，需要额外的小心以确保在迁移之前刷新闪存区域。
类似于分层，回写缓存还要求将更高的高可用性标准应用于Flash区域，因为有时它可以包含独特的数据副本。
什么时候使用哪个?
大多数关于基于闪存的存储是否足够持久的最初关注已经成为过去。由于闪存价格的下降，通过RAID或镜像部署冗余闪存的成本也不那么令人担忧。
如果您正在考虑启用闪存的系统，您可以感到自信地部署分层或重写缓存，假设您仔细检查存储系统中是否正在实现正确的冗余技术。这将提供最佳性能，这就是为什么您首先投资基于闪存的存储。
从用户的角度来看，没有明显的优势缓存或分层如果有适当的冗余，那么基于闪存的存储系统就不应该只根据这些特性来选择。IT规划人员可能会转而研究其他因素，比如将某些数据集固定到闪存层或缓存区域的能力，以及与环境或应用程序的集成。
关于作者:
乔治嘎吱声是瑞士仓库总裁，IT分析公司专注于存储和虚拟化。
