SSD的前世今生

1、1 Hitachi Data Systems Corporation 2012. All Rights Reserved.1SSD的前世今生的前世今生HALE SUN2012.09.062SOLID STATE DISKHDD 硬盘与固态盘CONTROLLER IS THE DIFFERENTIATOR3SOLID STATE DISK固态硬盘Hitachi Ultrastar SSD400S.B Enterprise SSD4SOLID STATE DISK固态盘、闪存（SSD/FLASH）固态硬盘SAS/SATA INTERNAL SSD PCI-E HOST ADAPTER SSDPCI

2、-E ARRAY ADAPTER SSDSSD将带来从架构、接口到性能的全面改变！将带来从架构、接口到性能的全面改变！ 5SSD的应用场景及各种解决方案的应用场景及各种解决方案未来数据中心的全面应用SAS/SATA INTERNAL SSD PCI-E HOST ADAPTER SSDPCI-E ARRAY ADAPTER SSDCLOUD & BIG DATA应用加速服务器加速操作系统加速.存储IO加速内存数据库高速全闪存阵列虚拟机及虚拟桌面.6“闪存化闪存化”的新一代数据中心的改变的新一代数据中心的改变我们关心什么？ 闪存时代存储的技术入门门槛将降低 厂商的技术积累将全面体现 各厂商SSD

3、的性能、兼容性、读写可持续性、保存时间的差距会越来越大 小存储厂商将越来越多 大多数厂商将成为OEM厂商 从“拿东西的人”到“放东西的地方” 优秀的存储厂商将体现在controller及software的开发上7颗粒颗粒SSD/FLASH 解决方案的架构解决方案的架构树形逻辑架构及多级架构.控制器控制器firmware/softwarefirmware/software总线总线颗粒颗粒颗粒颗粒8颗粒颗粒NAND FLASH的挑战 需要先擦除才能写入。 损耗机制，有耐久度限制 读写时候造成的干扰造成数据出错。 数据的保存期。 对初始和运行时候的坏块管理。9颗粒颗粒SLC MLC TLC10颗粒颗

4、粒SLC与MLC 对齐问题 最优平衡性价比 ECC及数据保护 颗粒厂商与品牌 芯片制造技术的进步（良品率）11控制器控制器SSD的核心技术 专用控制器芯片 更好的兼容性 更好的性能 更好的读写持续性 更好的总线配合 控制器解决方案（hitachi&intel/MARVELL） SSD解决方案（SandForce）技术积累12New Hitachi Flash Controller ArchitectureFUNCTIONAL VIEW13控制器控制器各种ADAPTER的控制器芯片14控制器控制器不同的主控芯片、不同颗粒数、不同颗粒类型带来的性能差距15控制器控制器不同的主控芯片、不同颗粒数、不

5、同颗粒类型带来的性能差距16固态硬盘固态硬盘各种接口、各种厂商的固态硬盘市场 高端企业级市场 严格挑选的颗粒 强兼容性的主控芯片 SAS/PCI-E接口SSD 高性能与持续读写的平衡 读写性能下降的解决方案 数据的严格保护 高端消费市场 山寨厂商17“大控制器大控制器”全面的ACCELERATION解决方案中“大控制器”的专用与优化 假设原有盘阵的控制器、总线不做任何改变，使用固态硬盘带来的问题 总线带宽争用问题 读写性能下降问题 SSD寿命问题 读写性能差异问题 Firmware优化 Software优化 硬件架构优化及重新设计 上层应用透明闪存阵列闪存阵列原盘阵原盘阵+SSD18Tomah

6、awk SPECs and Performance19HOST ADAPTER的的“大控制器大控制器”全面的ACCELERATION解决方案中“大控制器”的专用与优化 软+硬芯的解决方案 采用software的方式 与应用结合紧密 大规模应用更能见效果（big data、cloud） 解决方案多针对CACHE而非STORAGE 解决不了目前系统架构下的IO瓶颈问题20闪存时代闪存时代HDS的战略的战略END TO END ACCELERATION & STORAGE SOLUTION 高速的主机处理; 增加的闪存介质吞吐量，更高的线程可扩展性; 改进的磁盘驱动器宽条带化可扩展性; 增强的vir

7、tual storage director(VSD)随机吞吐量; 降低IO响应时间; 消除来自SAN存储的IO延迟。HDS将成为end to end闪存解决方案供应商将推出新的固态盘控制芯片、全新的FLASH”大控制器”、PCIe SSD、一款全闪存阵列、一个针对直连服务器磁盘存储的闪存缓存，以及一个在SAN和NAS(统一存储)领域的外部SSD设备。VSP阵列将使用该闪存技术来高速缓存磁盘驱动器并作为一个分层。VSP将达到原有性能的三倍，100万的IOPS !21Flash Controller DirectionPersistent StorageCache StoragePCIe SSDI

8、nternal SSDInternal HDDStorageControllerDirect Attached StorageDirect Attached StorageNetwork Attached StorageStorage Area Network External SSDArrayExternal SSDApplianceNetwork Attached StorageStorage Area Network = Cache22Hitachi Flash Technology Vision And RoadmapEnd To End EcosystemHitachi Data S

9、ystems Confidential NDA RequiredHighly efficient and resilientflash-optimized storage controllerAugustHigh write performance and endurance flash controllerAugustHigher capacity and low environmental flash form factorQ4Flash-awarestorage controller1H12013End-to-end data management and integration wit

10、h server tierNextFlash everywhere options across application I/O pathNextVSP flash acceleration1,000,000+ IOPSHigh performance flash controller- 5 yrs endurance for enterprise workload- Zero block compression-Secured eraseThin provisioning global wear levelingLeading writes performancePB capacity in

11、 smallest footprintBest environmental per TB40% lower bit costServer flash tier integration with storage sub-LUN tiering Dedicated and specialized flash option23Go to market StrategyPositioningPersistent Direct-attached Caching Network-attachedPersistent Network-attachedCaching Direct-attachedFlash

12、uses cases:TOMAHAWK 24Tomahawk Primary storage within VSP (initially) Complements SSD and HDD New flash enclosure fits in same space as drive chassis (13U) New flash enclosure is set of 4 x 2U trays, up to 12 x FMD each Shared resource to SAN via VSP Like HDD & SSD Unlike Server-side cache Flash Mod

13、ule Drives (FMD) Up to 6.4TB RAID-1, RAID-5, and RAID-6 Single flash enclosure scales 6.4TB to 307.2TB! Up to four flash enclosure per VSP more than a petabyte of flash!HUGE PERFORMANCE FOR HUGE DATA25Tomahawk FMD Capacity Options1.6TB, 3.2TB and 6.4TB8 memory chips32GB, 4 die package16 memory chips

14、32GB, 4 die package16 memory chips64GB, 8 die packageFlash Capacity Per FMDsLayout On DIMMs 1.6TB 3.2TB 6.4TB26Tomahawk Structure Flash Enclosure has new form factor slots for FMDDrivechassisFlashenclosureControllerHitachiFlash Controller27 Today IO-intensive configuration by using many 15K-HDDs.VSP have max. Random Read 350Kiops capability. = Require 2 controller modules over 1000 of HDDs Tomahawk and VSP flash acceler