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)化存儲的實踐方案需要發(fā)展演進了。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。

在當前的企業(yè)組織都在為其頂級的應(yīng)用程序積極的尋求更快、更可靠的存儲的大背景下，使得固態(tài)硬盤存儲迅速獲得了主流市場的廣泛關(guān)注度。但與此同時，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難題。

盡管固態(tài)硬盤驅(qū)動器（SSD）和硬盤驅(qū)動器（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，當我們建議企業(yè)數(shù)據(jù)中心最好對固態(tài)硬盤禁用該功能。一款操作系統(tǒng)文件系統(tǒng)將磁盤存儲容量劃分為稱為簇（cluster）或分配單元的小單元。多達16 TB的磁盤使用4 KB集群簇，所以一個小文件只使用一個集群簇。然而，大多數(shù)文件都是跨多個集群簇而存儲，大文件可能會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，并且這些文件會壓縮和增長，這些文件中所涉及的集群可能會逐漸散布在磁盤上。雖然這并不會直接對磁盤有害，但碎片會強制硬盤的機械部分更難以定位包含每個集群的磁道和扇區(qū)。因此，這可以會降低硬盤的性能，并可能甚而會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械延遲，有助于降低不必要的機械磨損。

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沒有機械部件，因此碎片對SSD的讀/寫性能沒有實際影響。這意味著碎片整理不會優(yōu)化SSD性能。此外，SSD使用非易失性存儲器（NVM）組件。 NVM設(shè)備只提供數(shù)量有限的擦除/寫入周期，因此碎片整理實際上會增加不必要的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文件列表。任何時候，當您創(chuàng)建、更改或刪除文件時，系統(tǒng)將對索引執(zhí)行其他寫入操作。與碎片整理一樣，SSD不會受益于文件索引，而這些額外的寫入可能會降低SSD的使用壽命。

最后，休眠是一種Windows省電模式，該模式可捕獲計算機的狀態(tài)，并將其保存為磁盤文件。這允許系統(tǒng)完全斷電，但是能夠重新啟動并快速恢復其以前的狀態(tài)。休眠的挑戰(zhàn)是容量優(yōu)化，而不是性能或延長使用壽命。例如，休眠服務(wù)器的實際原因很少。服務(wù)器通常不斷運行，不進入省電模式。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。當HDD硬盤遭受機械延遲時，SSD沒有這樣的延遲，并且可以從NVM存儲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倍的隨機讀取，而且其所提供的順序讀取速度是HDD硬盤驅(qū)動器速度的兩倍以上——當然這也取決于SSD的設(shè)計。此外，讀取與寫入要為NVM存儲單元帶來壓力不同，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)，但它們在數(shù)據(jù)寫入方面可能會有困難。例如，SSD在面臨突發(fā)寫入時可能會遇到延遲。結(jié)果是一些依賴于非常頻繁的、密集寫入的工作負載可能在SSD中不能很好的得到處理。

了解何時使用寫入緩存

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

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。將動態(tài)RAM（DRAM）內(nèi)聯(lián)作為驅(qū)動器接口和驅(qū)動器介質(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。

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

評估TRIM

當您刪除一款硬盤HDD上的文件時，系統(tǒng)將不會實際刪除組成的集群簇，而是將其標記為“free”狀態(tài)。然后，隨著新數(shù)據(jù)被存儲到其中時，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，它就必須擦除整個塊，然后才能重寫該空間的任何頁面。擦除整個塊所需的時間可以減慢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)存儲到該塊之前先清除未使用的塊。當系統(tǒng)嘗試再次將數(shù)據(jù)存儲到該塊時，理想情況下已經(jīng)在后臺被擦除，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)動器的容量時幫助優(yōu)化SSD寫入性能。