SSD在ZFS中的应用简析

大家都知道，磁盘是机械驱动的存储工具，在计算机系统中，别的部分都用电子和线路传输数据，而磁盘还是用机械头的移动和马达的旋转来读取数据。因此， 磁盘的性能一直是企业计算的瓶颈。为了解决这个问题，很多新的发明产生了。

最近新推出的存储技术就是SSD即固态硬盘(solid state disk). SSD由控制单元和存储单元（闪存）组成. 作为一个基于电子信号而不是机械运动的存储系统，他比磁盘有很多的优势:

	写性能	读性能	价格	耗电
HDD磁盘	200IOPS	400IOPS	$2/GB	20瓦
SSD固态硬盘	7000 IOPS	35000IOPS	$30/GB	2.5瓦

闪存是大家都很熟悉的元件，我们每天拷贝文件的USB 盘就是闪存的应用。它是舛冈富士雄博士在1984年于东芝公司工作时发明的。闪存的实现是EEPROM技术， 通过一个高的电压（25伏），可以把一部分电子赶到一个绝缘的小空间，要是没有下一个高电压来接送，这部分电子就呆在这个地方了， 就形成了一个“1”。 在存储过程中，这部分电子就很安静的呆在那里，好象被孙悟空在周围画了个圆圈，而且不再需要电力来维持这个信号，所以非常的省电。


这个被关起来的电子区很稳定，不论是摇晃还是浸水，都不会出问题。 目前的技术可以做到10万次读写都很稳定。 但是有人要问。我们的企业级应用往往会对存储部件超过10万次读写，在漫长的使用过程中，在某种极端情况下，在成TB的海量数据中某个电子区里面的内容可能会意外的跑出来了，比如在有静电的情况下，从“1”变成了0，怎么办？


在神话里，当猪八戒跑出来之后， 还是孙悟空来收拾这摊事，在计算机系统里，这就是Solaris的ZFS的事了，我们知道， ZFS里面， 每个数据块的上面都有一个校验块，如果一旦数据块里面的数据在存储中发生了问题，比如代表“1”的电子区的电子不听话，跑出来了， 变成了"0", 会造成数据的不一致， 那么在读的时候，我们通过计算得到的校验块会和上面存储的校验块内容不一致，也就是说，ZFS文件系统马上明白过来，这个地方发生了问题，数据出错了。他会从别的地方拿到备份数据，修正错误的部分。

当前，由于SSD的价格还比较昂贵，我们目前还不能用它来整个的替代磁盘系统。但是在ZFS中，SSD一般是作为提高性能的cache层，而HDD将作为系统的大容量层。 在系统中，使用少量高速SSD作为内存与磁盘的缓存，将经常使用的数据放到快速的缓存，加快了访问速度，同时保留了HDD的大容量存储能力。同时ZFS对SSD进行了无缝 整合，可以把SSD作为文件系统的二级缓存(L2 ARC)以及ZIL(ZFS IntentLog)，自动优化系统充分利用快速SSD提供系统读写吞吐率。因为大部分常用的数据都存储在SSD的cache中，而HDD则提供那些不常用到的数据。所以用户看到的几乎是一个有flash 性能的海量存储系统。


看到消息说SSD的价格有望在每年下降50%， 可以预计在2012年， 这个系统的价格有望到达HDD的水平， 到了那时候， IT技术有将产生新一轮的革命。