現(xiàn)如今，隨著越來越多的企業(yè)組織采用SSD固態(tài)硬盤，企業(yè)優(yōu)化存儲(chǔ)的實(shí)踐方案需要發(fā)展演進(jìn)了。在本文中，我們將為廣大讀者朋友們介紹相應(yīng)的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)；旨在幫助大家了解禁用碎片整理和使用寫入緩存等策略如何在優(yōu)化數(shù)據(jù)中心SSD性能方面發(fā)揮作用。

在當(dāng)前的企業(yè)組織都在為其頂級(jí)的應(yīng)用程序積極的尋求更快、更可靠的存儲(chǔ)的大背景下，使得固態(tài)硬盤存儲(chǔ)迅速獲得了主流市場(chǎng)的廣泛關(guān)注度。但與此同時(shí)，固態(tài)硬盤在企業(yè)內(nèi)的部署采用的普及也為IT專業(yè)人員們帶來了不少的維護(hù)難題。

盡管固態(tài)硬盤驅(qū)動(dòng)器（SSD）和硬盤驅(qū)動(dòng)器（HDD）所執(zhí)行的工作完全相同，但它們卻是采用了不同的技術(shù)。以下，是企業(yè)數(shù)據(jù)中心在優(yōu)化SSD性能和使用壽命的過程中應(yīng)當(dāng)留意的一些最重要的策略。

禁用碎片整理、索引和休眠

雖然碎片整理是一種流行的用于提升HDD硬盤性能的方法，當(dāng)我們建議企業(yè)數(shù)據(jù)中心最好對(duì)固態(tài)硬盤禁用該功能。一款操作系統(tǒng)文件系統(tǒng)將磁盤存儲(chǔ)容量劃分為稱為簇（cluster）或分配單元的小單元。多達(dá)16 TB的磁盤使用4 KB集群簇，所以一個(gè)小文件只使用一個(gè)集群簇。然而，大多數(shù)文件都是跨多個(gè)集群簇而存儲(chǔ)，大文件可能會(huì)涉及更多的許多集群簇。操作系統(tǒng)根據(jù)需要分配集群簇。

隨著您企業(yè)數(shù)據(jù)中心向磁盤添加更多的文件，并且這些文件會(huì)壓縮和增長(zhǎng)，這些文件中所涉及的集群可能會(huì)逐漸散布在磁盤上。雖然這并不會(huì)直接對(duì)磁盤有害，但碎片會(huì)強(qiáng)制硬盤的機(jī)械部分更難以定位包含每個(gè)集群的磁道和扇區(qū)。因此，這可以會(huì)降低硬盤的性能，并可能甚而會(huì)降低磁盤的使用壽命。操作系統(tǒng)的碎片整理工具執(zhí)行“碎片整理”，重新組織文件集群，以便使得每個(gè)文件的集群在硬盤上是連續(xù)的。這樣可以最大程度地減少搜索零散的簇的機(jī)械延遲，有助于降低不必要的機(jī)械磨損。

操作系統(tǒng)文件系統(tǒng)將格式化SSD以類似于HDD的方式使用集群簇，但SSD沒有機(jī)械部件，因此碎片對(duì)SSD的讀/寫性能沒有實(shí)際影響。這意味著碎片整理不會(huì)優(yōu)化SSD性能。此外，SSD使用非易失性存儲(chǔ)器（NVM）組件。 NVM設(shè)備只提供數(shù)量有限的擦除/寫入周期，因此碎片整理實(shí)際上會(huì)增加不必要的NVM寫入次數(shù)。

索引服務(wù)（Indexing Service）是一種Windows服務(wù)，其維護(hù)最常訪問文件的數(shù)據(jù)庫，以加速Windows的搜索性能。索引觸發(fā)許多小的寫入操作以維護(hù)文件列表。任何時(shí)候，當(dāng)您創(chuàng)建、更改或刪除文件時(shí)，系統(tǒng)將對(duì)索引執(zhí)行其他寫入操作。與碎片整理一樣，SSD不會(huì)受益于文件索引，而這些額外的寫入可能會(huì)降低SSD的使用壽命。

最后，休眠是一種Windows省電模式，該模式可捕獲計(jì)算機(jī)的狀態(tài)，并將其保存為磁盤文件。這允許系統(tǒng)完全斷電，但是能夠重新啟動(dòng)并快速恢復(fù)其以前的狀態(tài)。休眠的挑戰(zhàn)是容量?jī)?yōu)化，而不是性能或延長(zhǎng)使用壽命。例如，休眠服務(wù)器的實(shí)際原因很少。服務(wù)器通常不斷運(yùn)行，不進(jìn)入省電模式。由于SSD通常提供比HDD少的原始容量，因此最好禁用休眠。

了解哪些文件類型最為適合SSD固態(tài)硬盤

固態(tài)硬盤在讀取方面非常擅長(zhǎng)。當(dāng)HDD硬盤遭受機(jī)械延遲時(shí)，SSD沒有這樣的延遲，并且可以從NVM存儲(chǔ)中的任何地方訪問數(shù)據(jù)。一款現(xiàn)代的SSD可以執(zhí)行比典型HDD快100倍的隨機(jī)讀取，而且其所提供的順序讀取速度是HDD硬盤驅(qū)動(dòng)器速度的兩倍以上——當(dāng)然這也取決于SSD的設(shè)計(jì)。此外，讀取與寫入要為NVM存儲(chǔ)單元帶來壓力不同，因此SSD可以無限期地傳遞讀取。

這使得SSD固態(tài)硬盤成為經(jīng)常執(zhí)行數(shù)據(jù)讀取并且很少執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入的企業(yè)數(shù)據(jù)中心的極好的選擇。這方面的例子中包括應(yīng)用程序和虛擬機(jī)文件，以及很少更改的數(shù)據(jù)，如圖像文件，PDF文件和其他靜態(tài)媒體。

雖然SSD固態(tài)硬盤非常適合讀取數(shù)據(jù)，但它們?cè)跀?shù)據(jù)寫入方面可能會(huì)有困難。例如，SSD在面臨突發(fā)寫入時(shí)可能會(huì)遇到延遲。結(jié)果是一些依賴于非常頻繁的、密集寫入的工作負(fù)載可能在SSD中不能很好的得到處理。

了解何時(shí)使用寫入緩存

磁盤HDD和SSD設(shè)備中的緩存是常見的。驅(qū)動(dòng)器介質(zhì)通常無法跟上驅(qū)動(dòng)器接口的數(shù)據(jù)速率，因此一臺(tái)服務(wù)器可以在寫入甚至讀取期間等待存儲(chǔ)設(shè)備趕上該速率，尤其是在重型存儲(chǔ)操作期間。因此，執(zhí)行存儲(chǔ)寫入和讀取的應(yīng)用程序可能會(huì)遇到延遲。

為了緩解延遲并優(yōu)化SSD性能，我們建議企業(yè)不妨向設(shè)備添加一些高速內(nèi)存。將動(dòng)態(tài)RAM（DRAM）內(nèi)聯(lián)作為驅(qū)動(dòng)器接口和驅(qū)動(dòng)器介質(zhì)之間的緩沖區(qū)。 DRAM是易失性的，這意味著如果驅(qū)動(dòng)器電源發(fā)生故障，其將丟失其內(nèi)容，因此寫入緩存使用諸如緩存刷新和本地命令隊(duì)列之類的技術(shù)的混合，來智能地將緩存數(shù)據(jù)組織并提交到介質(zhì)上。

禁用性能增強(qiáng)技術(shù)似乎是有駁于直覺的，但是在適當(dāng)?shù)那闆r下，禁用寫入緩存。例如，當(dāng)寫入提交的完整性比驅(qū)動(dòng)器的純寫入性能更重要時(shí)，管理人員可以選擇禁用寫入緩存。

評(píng)估TRIM

當(dāng)您刪除一款硬盤HDD上的文件時(shí)，系統(tǒng)將不會(huì)實(shí)際刪除組成的集群簇，而是將其標(biāo)記為“free”狀態(tài)。然后，隨著新數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)到其中時(shí)，HDD的磁性介質(zhì)可以覆蓋這些簇。但SSD不能這樣工作。

NVM單元分為“網(wǎng)頁”4 KB 16 KB，而且這些網(wǎng)頁被組織成“塊”128至512頁。當(dāng)NVM單元是空的，他們可以寫的很快，所以寫的性能是非常好的。但是一旦系統(tǒng)寫入單元，它就必須擦除整個(gè)塊，然后才能重寫該空間的任何頁面。擦除整個(gè)塊所需的時(shí)間可以減慢SSD中的后續(xù)寫入操作。這種棘手的SSD行為被稱為“寫放大（write amplification）”。

為了緩解寫入放大的問題，在ATA命令集和SCSI命令集中的UNMAP中有一個(gè)稱為TRIM的搶先擦除功能。這一理念是，諸如Windows的一款操作系統(tǒng)可以監(jiān)督哪些塊不再被使用，并且使用TRIM命令允許SSD在OS嘗試將新數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到該塊之前先清除未使用的塊。當(dāng)系統(tǒng)嘗試再次將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到該塊時(shí)，理想情況下已經(jīng)在后臺(tái)被擦除，并且不需要首先被擦除。這可以在您企業(yè)數(shù)據(jù)中心使用驅(qū)動(dòng)器的容量時(shí)幫助優(yōu)化SSD寫入性能。