现在的存储系统都是被设计来应付机械磁盘的局限性，特别是降低机械磁盘高延迟和低IOPS所带来的影响。对SSD来说，情况的基本面已经改变了，而存储控制器的局限已经成为限制因素。简单地把磁盘更换为SSD，如果增加了过多的固态存储，可能会使存储系统无法承受。“存储控制器刚刚开始适应SSD的新性能需求，现在的客户需要听从存储厂商有关他们能够增加多少个SSD的建议和指导，” StorageIO Group的创始人和资深分析员Greg Schulz说。

目前有4种向存储系统中增加固态存储的方式：

1.增加SSD替换磁盘驱动器

2.在存储控制器中使用NAND闪存作为缓存

3.在服务器上使用NAND闪存，而不是在存储控制器中

4.独立的SSD阵列

增加SSD替换磁盘驱动器

通过光通道，SATA或者SAS接口增加SSD驱动器来替换磁盘驱动器，这是向现有的磁盘阵列中增加固态硬盘的最方便也最常见的方法。尽管需要细致的测试和验证程序，这种方式只需要对存储系统做出很少的改变甚至不需要改变，因为厂商厂商可以利用现有的东西。缺少在SSD和磁盘层之间自动迁移数据的能力，以及目前存储控制器的性能局限是这种方式的两大缺点。不管怎么说，这仍是大多数存储厂商采用的方式。EMC以及Compellent、Fujitsu、HP、Hitachi Data Systems、IBM、LSI、Pillar Data Systems和 Sun，还有很多较小的阵列厂商，都在他们一些阵列中提供SSD作为磁盘驱动器的补充。这些厂商中的绝大多数都提供STEC的硬盘作为他们的第一代SSD，很大程度上是由于STEC是第一个能够满足企业存储需求的厂商。不过，由于像Seagate这样的磁盘厂商，前景不错的初创企业例如Pliant Technology和SandForce，以及Intel等厂商都在觊觎企业磁盘市场，STEC的领先优势将受到挑战。

在存储控制器中使用NAND闪存作为缓存

NetApp和Sun都在将NAND闪存作为缓存。通过这种方式，两个厂商都克服了在SSD和磁盘层之间自动迁移数据的软件问题，他们改变了他们的存储架构来支持NAND闪存，也就避免了过多固态存储加入之后使得阵列无法应付的情况。通过将带有NAND闪存的磁盘前端化，而不是替换磁盘驱动器，所有的数据和应用都可以从SSD中受益，而不仅仅是存在SSD层上数据。

NetApp在提供Performance Acceleration Module（性能加速模块 PAM），它可以插在任何NetApp filer的空余PCI Express插槽上。根据控制器的不同，现在最多可以安装5个模块，提供80GB大小的统一缓存，等年底一个更高密度的PAM上市之后，这一数字将达到512GB。PAM只能作为内部数据（Metadata）的缓存。“通过在控制器的闪存记忆体中存储内部数据的副本，我们能看到在正常的业务量下会有30%-50%的性能提升”NetApp方案市场部副总裁Patrick Rogers说。“带有PAM和SATA磁盘的Filers已经成为了一个不错的替代品，以替代使用FC磁盘的filers，因为他们具有类似的性能，但是成本却明显较低”他说。

不像NetApp，Sun在他们的Sun Storage 7000 Unified Storage Systems中使用闪存来缓存所有的读写操作，不仅是metadata，所以它具有支持闪存存储的最先进的架构之一。

Sun Storage 7000 Unified Storage Systems在一个x86平台上运行Solaris系统，该系统带有优化过的存储协议栈，以及支持DRAM缓存、SSD及机械磁盘组成的存储池的Zettabyte File System （Zettabyte文件系统 ZFS）。固态驱动器位于基于DRAM的Adaptive Replacement Cache（适应性替换缓存ARC）和SATA驱动器之间。存储写入日志以使系统可以从系统错误中恢复的ZFS Intent Log （ZFS专用日志 ZIL）写在些优化过的SSD上。L2ARC缓存包括读优化过的SSD来扩展基于DRAM的ARC缓存的读操作；L2ARC大小可能会有数百GB，其目的是将当前数据保存在内存中而将磁盘访问最小化。这个混合型的存储池使得Sun Storage 7000 Unified Storage System能支持超过800，000 IOPS，据Sun声称。

在服务器上使用NAND闪存而不是在存储里

尽管Sun Storage 7000 Unified Storage Systems是一个独立存储系统，它还是被那些认为闪存存储应该在服务器里而不是存储控制器中的人作为论据。“就像L2缓存扩展了CPU上的存储而DRAM扩展L2缓存一样，闪存存储应该用来扩展DRAM，”Fusion-io的首席技术官David Flynn说道。 Fusion-io的ioDrive和ioDrive Duo NAND闪存 PCI Express卡为服务器提供直连存储（direct-attached storage DAS），作为一个同时还卖存储的服务器厂商，Sun同意服务器是放闪存存储的好地方，“闪存对服务器架构来说是个颠覆者，而下一代的服务器将通过闪存来扩展DRAM缓存，”Sun的Cornwell说。

独立SSD阵列

给磁盘阵列增加和传统存储阵列并行运行的基于SSD的存储系统，是向存储环境中增加固态存储的影响最小的方法。独立SSD阵列的领军厂商是Texas Memory Systems。他们提供基于DARM和NAND闪存 SSD的阵列系统，该公司直销并通过和BlueArc、NetApp等等的OEM关系出售他们的RamSan系列产品。缺点是，独立的固态系统不能利用现有的阵列部件，所以一般会更贵。而且，他们和磁盘层的结合与其它方式相比更松散，使得克服在SSD和磁盘层之间迁移数据的问题更加难上加难。

展望

固态硬盘在企业级系统中才刚崭露头角，它的发展明显是势不可挡的。企业存储系统正在向两层化架构发展，也就是，一个固态硬盘层来处理事务性和改变的数据，以及一个大容量的SATA磁盘层来存储相对静止的数据。由于有已经解决了NAND闪存的部分问题的持续创新，以及像magnetoresistive random access memory（磁阻随机访问记忆体 MRAM）这样的刚刚出现但最终会取代NAND闪存的存储技术，迅速普及SSD的真正难题是缺少能够无缝集成并高效利用固态驱动器优势的存储架构。

本文选自存储经理人杂志2009年9月刊，更多精彩内容请下载阅读。