细说企业级SSD的那些高价值特性-电子发烧友网

企业级SSD（Solid State Drive）是基于闪存技术的高性能、高可靠性的固态硬盘，专为满足企业级应用场景的需求而设计。为了满足各种高速数据处理和可靠性要求较高的应用场景，企业级SSD在设计和制造过程中通常考虑的关键因素有高性能、高可靠性、可维护性、高安全性等。

领先的功能性和加速性

云化、虚拟化等技术趋势的持续演进对存储设备在内的IT基础设施，在性能以及灵活性方面提出更高的要求。对于SSD而言，要确保功能性与加速优化的领先，需要关注一些重点指标和特性，常见的包括：

1.多命名空间：将闪存空间划分成若干个独立的逻辑存储空间，可实现资源利用率的提升、性能隔离、数据安全以及带宽控制等目的，大幅提高SSD的灵活性。

2.单根I/O 虚拟化（SR-IOV）：是一种将PCIe物理硬件资源共享给虚拟机的标准，是基于硬件的虚拟化方案。SR-IOV可将单个物理设备虚拟出多个PCIe设备，从虚拟机环境即可直接访问硬件，提高I/O性能。与其他功能相结合，可进一步实现数据隔离以及QoS性能保障等目标。

3.TRIM操作：操作系统通过TRIM命令通知SSD无效数据所在地址，减少后续写入操作所产生的垃圾数据，提高垃圾回收时的效率，以及提高SSD的读写速度和寿命。

4.多流技术：SSD根据上层主机提供的Stream ID进行冷热数据的识别，将具有相同或相似生命周期的数据写入到相同的擦除单元中。通过对写入操作的优化，有效降低写放大系数，提高SSD的性能和耐用性。

丰富的可维护性

随着存储方案的不断丰富和升级，诸如超融合方案这样要求全天候服务的情况越来越普遍。在这样的系统中，对软件和硬件的监控以及集群业务的日常运维是非常关键的工作。当存储节点或SSD硬盘发生故障时，可能会对整个集群的业务产生影响，导致性能下降甚至业务中断。因此，SSD硬盘的可维护性对于维持集群的高性能和稳定运行至关重要，典型功能包括：

1. 健康监控：通过标准的管理接口获取健康监控信息，用户可了解SSD状态以及预测可能出现的问题。健康监控可以记录SSD的温度、使用时间、读写次数、坏块数量等参数，并提供智能报警和建议。

2. 带外管理：当服务器厂商不具备上层应用程序的接管权限时，管理员可借助带外管理（Out-of-Band Management）实现远程维护、巡检硬盘等操作。

3. 热插拔：企业级SSD可借助电容提供的备用电源，在主机电源故障、暴力热插拔、或外部供电中断等情况下，确保数据被正确地写入闪存存储介质。

4. 后台巡检：NAND特性受电磁隧道效应影响，下电时有逃逸风险，带电时有读写干扰，经过长时间的运行，盘内数据可能发生偏移。系统可提供全盘巡检，并根据偏移量采取数据搬迁恢复等策略，以保证SSD离电后数据仍然可以保存一定的天数。

5. 在线诊断：当SSD出现下电失败或呈现只读状态时，在线诊断功能可以提供修复建议，减少用户不必要的线下插拔盘操作，降低故障恢复成本。

完备的可靠性

在常见的云场景下，用户数据传输路径愈发复杂，数据在经历多个部件和软件流程后，都有可能在中间环节出现错误而导致SSD存储数据的错误。由此可见，存储设备可靠性的提升对于数据的保护尤为重要。

1. 端到端数据保护：在数据流经的每个环节都提供相应的保护机制，例如在PCIe接口、SSD控制器、闪存接口等位置，各段的传输路径都提供纠错或检错算法，降低数据出错的概率和风险。这种保护也叫全路径端到端数据保护能力，可以通过不可修复错误率（Uncorrectable Bit Error Rate，简称UBER）进行量化。

2. DIF/DIX特性：数据读写、存储、传输过程中出现比特跳变但系统未检测到，将造成静默数据错误，其中，FPGA发生比特跳变的错误高于ASCI。NVMe借助在SSD控制器内添加保护信息PI（Protection Information）完成数据一致性的检验。PI可支持DIF（Data Integrity Field）和DIX（Data Integrity Extensions）两种数据保护机制。其中，DIF保证HBA、阵列和硬盘的数据完整性，而DIX保证应用、主机系统、HBA卡的数据完整性。若PI与数据通路上的检验点不匹配，则系统采用重读、重试等机制校验数据。