效能、可靠性和可擴充性的企業級 SSD

每個 SSD 保固允許在其使用壽命內有限量的寫入資料，因為底層快閃記憶體僅支援有限數量的清除和寫入週期。對於大部分時候進行讀取的應用程式，選擇耐寫度過高的 SSD 會增加不必要的成本，而為寫入需求較高的工作負載選擇耐寫度過低的 SSD 則可能導致應用程式提前出現故障。SSD 耐寫度的測量單位為：

• 每日硬碟寫入次數 (DWPD)，表示每天允許的全硬碟寫入次數。
  
• 寫入 TB 數 (TBW)，表示硬碟生命週期內寫入的總資料。

消費者和企業級 SSD 之間的真正區別在於錯誤案例處理。意外斷電、控制器或資料路徑中的隨機位元翻轉及其他快閃記憶體錯誤都可能造成資料損壞，而 SSD 是否能處理這些問題，以及處理的效果如何，差異都非常大。企業級 SSD 包含關鍵資料保護機制：

• 錯誤修正碼 (ECC) 透過更正位元錯誤來確保資料完整性。
  
• 斷電保護使用電容器在斷電期間完成寫入。
  
• 端對端資料路徑保護可防止無訊息資料損毀。
  

SSD 基於快閃記憶體單元構建，具有多種實作方式。這些類型從單層、每單元存儲 1 位元的基本配置，擴展到三維堆疊結構，每個快閃記憶體單元最多可儲存 16 種不同電荷水準。瞭解每種 NAND 類型的優勢和劣勢有助於您為特定應用程式選擇合適的使用壽命和可靠性 SSD。不同的 NAND 類型在性能、耐寫度和成本方面提供權衡：

• SLC 更耐用、更快，但更為昂貴。
  
• MLC 為一般企業用途平衡了性能和成本。
  
• TLC 因其性價比和出色的耐寫度而被廣泛採用。
  
• QLC 提供高密度但耐寫度低，適用於存檔存儲。

對效能提高的渴望通常是架構師關注 SSD 的首要原因。然而，對真實效能進行基準測試相當複雜，也很不容易。必須在經過預處理、具有代表性的工作負載條件下獲得正確的效能指標。這是瞭解特定應用程式中 SSD 效能的必要步驟。SSD 效能應使用以下方式進行評估：

• 每秒運算元 IOPS。
  
• 反應時間的延遲。
  
• 服務品質 (QoS) 以確保負載下的一致性。
  
• 類比實際使用情況的預處理。

SSD 通常可以原地調整，以最佳化功耗或效能範圍。透過智慧地利用這些選項，您可以在資料中心範圍內實現顯著節能或效能提升。企業級 SSD 可進行最佳化，提高效率：

• 功耗控制透過犧牲部分效能來降低能耗。
  
• 超量預留可分配額外空間，以提升寫入效能和耐寫度。

部署 SSD 相當簡單。但隨著部署的 SSD 數量增加，使用集中式平台監控健康狀況、效能和使用率的工具能有效節省管理時間，並降低運維負擔。監控工具有助於維持 SSD 健康狀態：

• SMART 提供基本診斷。
  
• SAS/NVMe 日誌提供詳細的錯誤追蹤。
  
• 集中管理平台支持統一監控、韌體更新及警報。