由于突破了传统机械硬盘的悬臂寻道、静默等待等性能瓶颈，固态存储的时延性得以极大提升。今天，一块2.5英寸的SSD，依靠很小的响应时延，就可以让随机读写IOPS (Input/Output Per Second)达到60～100 K。

　　正是因为这些特性，固态硬盘市场在最近几年表现迅猛。2010年全球SSD市场营收强劲增长98%，达到了24亿美元;NAND Flash市场营收增长43%，达到了200亿美元。2011年的表现同样值得期待。

 

   什么是固态存储

　　根据SNIA(Storage Networking Industry Association)的定义，固态存储被定义为基于硅晶芯片，而不是旋转磁碟或者流式磁带的数据存储。SNIA从数据存储介质的角度对固态存储进行了定义。遵循该定义，当前固态存储主要分两类：基于RAM的固态存储、基于Flash的固态存储。

　　基于RAM的固态存储在性能上具有较大优势，IO响应时延一般在10μs～20μs左右，但是容量不易做大。目前市场上基于RAM的固态存储，大多用于一些对存储性能有较高要求，但对容量要求不高的场景，例如银行事务、证券交易等。

　　基于Flash的固态存储，IO响应时延一般在100μs～1ms左右。但随着Flash颗粒技术的不断成熟和CACHE等技术的运用，时延指标也有不断下降的趋势。再加上Flash颗粒价格的不断下降以及容量的不断扩大，基于Flash的固态存储正逐步成为当前阶段的固态存储主流技术。

　　在适用范围上，业界的一个普遍看法是：容量需求小于128GB的场景，RAM固态存储的性价比更高;容量需求介于128GB和4TB之间，RAM固态存储和Flash固态存储的性价比相当，应该更多地考虑一些其他的因素;容量需求大于4TB，Flash固态存储的性价比更高。

　　机架式固态存储

　　一般而言，基于RAM的固态存储，因为受到掉电保护等限制，其外观形态基本上都是机架式设备。而基于Flash的固态存储则摆脱了传统机械硬盘的许多物理限制，可以在外观形态上进行相对自由的发挥。例如2.5英寸SSD硬盘、PCIe闪存卡、microSD卡、U盘、PCMCIA卡、机架式设备等(如图1所示)。

　　业界按照不同的外观形态以及所管理的Flash颗粒数量，对各式各样的固态存储进行了如图2的分类。所谓的“小架构”和“大架构”，属于模糊定义。一般而言，设备上的Flash颗粒数在几个到几十个的时候，我们将其归为小架构。当设备上的Flash颗粒数成百上千时，则可以归为大架构。

　　其中，机架式固态存储设备是很有意思的一个分支。这类设备的外观大小，从1U到数U不等，有点像传统硬盘阵列，但是其内部实现机制，却与传统硬盘阵列相去甚远。根据内部实现方式的不同，又可以将机架式固态存储设备按照图3的方式进行分类。

　　封闭架构的机架式固态存储

　　所谓封闭，指的是IO处理流程中的关键器件或软件全部由开发商自行研发，这样可以充分消除IO处理流程中的各种交互协议的开销，充分降低IO响应时延。

　　这一类固态存储设备，除了对外提供的主机接口需要遵循相应的物理规范和通信协议外，其内部各种硬件接口均尽量采用低时延接口，如PCIe、FB-DIMM等。而且，其内部通信协议均为私有协议，以便减小交互所产生的时延开销。基于这样的设计，此类设备的IO响应时延一般在50μs～300μs左右。

　　我们可以将封闭架构的机架式固态存储设备，看作是一款大号的SSD硬盘。Violin的V3200、TMS的RamSan-630等，均属此类。

　　开放架构的机架式固态存储

　　所谓开放，指的是基于标准接口的SSD来构建的固态存储设备。整个设备均针对SSD进行设计和开发，充分消除了IO路径上的各种时延瓶颈。例如保证IO路径上的主干带宽和IOPS处理能力与全部SSD总处理能力相匹配，软件确保对IO的处理不引入过大的时延等。经过这些设计，能够将接入的所有SSD硬盘的性能全部发挥出来，实现系统的性能与SSD硬盘数量呈现近似于线性的增长。

　　由于此类设备内部与后端SSD之间是通过标准通信协议(如SATA、SAS等)进行交互的，所以其IO响应时延比封闭架构略大一些，一般在200μs～1ms左右。华为赛门铁克的Dorado2100、Nimbus的S-class等，均属此类。

　　插满SSD的传统阵列

　　插满SSD的传统阵列，在外形上与开放架构十分相似，以至于很多人无法正确区分这两者。

　　这一类设备就是在专门为传统机械硬盘所设计的阵列中插入SSD，以获取一定程度上的性能提升。此类阵列是针对传统机械硬盘所设计的，所以在IO路径上的各种软件处理流程、芯片处理能力和引入时延等，均无法完全发挥SSD的优势。例如，为了将一块SATA接口的SSD插入到一个后端为FC环路的传统阵列中，需要使用FC/SATA转换芯片，该芯片所引入的时延为数十至数百微秒左右。这个时延对于机械硬盘数个毫秒的时延来说，是微不足道的，但它却与SSD的响应时延相当，会对系统性能产生极大影响。有能力提供传统硬盘阵列的厂商，均能够提供此类产品。

　　机架式固态存储发展趋势分析

　　当前的三种机架式固态存储设备，会在较长时间内共存并且竞争：

　　一、插满SSD的传统阵列

　　对于那些希望对存量设备进行平滑加速的客户风险相对较小，所以具有一定吸引力。这种方式对性能的提升有限，导致性价比极低。随着人们对固态存储的认识的加深，这种形态的产品会逐步被抛弃。

　　二、封闭架构

　　由于充分消除了系统中的各种性能瓶颈，所以性能一直处于领先地位。相比传统硬盘阵列，这种固态存储的性能提升幅度大，大多数服务器、主机应用尚未完全做好准备，可能导致存储性能过剩。目前，封闭架构的机架式固态存储产品，内部集成度较高，大都无法做到在线更换部件，且产品稳定性有待更长时间的检验。

　　三、开放架构

　　开放架构继承了存储厂商在传统阵列的积累，同时又充分利用了标准件，相比封闭架构而言，相对成熟和稳定，更有利于市场平滑向固态存储过渡。Dorado2100，就是在华为赛门铁克成熟的自研硬件平台和SSD的基础上，充分消除IO路径上的时延瓶颈，进而推出的一款开放架构的机架式固态存储设备。一定程度的前后兼容、避免全新供应商的评估引入、渐进式的替换策略等等，均是客户无法规避的考虑要素，甚至这些因素的权重已高于性能指标。受限于访问SSD的协议开销，开放架构在性能上尚无法与封闭架构看齐。

　　插满SSD的传统阵列，由于供货门槛低，且能部分地解决客户的问题，也被一些厂商称为是能提供机架式固态存储设备。但随着客户对固态存储认识的加深，这种产品最终只能变成对存量传统阵列的一种补充。机架式固态存储市场的竞争者，将剩下封闭架构和开放架构。封闭架构和开放架构的竞争，还会持续2～3年，直到某些产品能很好地融合二者的优势，在兼容性、稳定性、性能指标、功能特性、价格等多方面同时满足客户为止，届时机架式固态存储将迎来新一轮飞跃。 统一通信系统的公司比例还是略有提高。