SSD固态硬盘方案 提升企业云端服务器运行效能

应用服务器可运用SAS SSD改善应用服务器服务效能。QDPMA

中、大型企业或是网络云端服务公司，其网站或企业内信息服务效能的瓶颈，多半是受数据库存取效能与储存服务器效能所影响，若想提升数据库回应与处理效能，光从服务器的硬件性能升级着手，实际改善效益相对有限；从数据储存的载体进行效能改善与提升，具小档案快速读？写的SSD固态硬盘方案，渐受到业界重视...

一般中、大型企业，提供企业营运的IT服务系统，动辄都会设置超过20~30部网络服务器作为处理公司内部信息服务应用必备设备。基本上，中型企业IT人员多半还需负责公司内部硬件设备、电脑、庶务设备维运，并无法专责深入改善储存设备效能，常见状况是，当公司内部网络储存设备或数据库服务器出现效能问题，多数改善作法多是倾向升级效能更快、容量更大的设备来进行更换。

但实际状况是，对IT人员来说，必须在最短时间内令设备可以产生有效的效能升级，甚至是在有限预算内达到一劳永逸改善问题的系统整改效用，以便达到减轻企业营运中断可能造成的影响。

储存系统需在效能或容量进行重点改善

IT服务人员会嚐试升级设备服务器内部储存系统的性能，例如，改用容量更大、速度更快的产品，但实际上机械型硬盘产品(Spinning Disk，转动型磁碟设备)其效能表现有一定程度之极限，反而是SSD固态硬盘，可在有限预算内达到最显着的效能提升表现。

尤其是因应企业运作的应用服务器，可能要处理企业邮件、企业财务？会计、企业产线运作等极度重要的应用型态，储存系统的重要性不言可喻，对读写效能也有一定程度要求，在传统磁碟储存子系统的规划方案，若以机械式硬盘方案观察，大抵不会超过如15,000rpm以上转速之企业硬盘，或是序列式SCSI(Serial Attached SCSI；SAS)磁碟设备，甚至利用多磁碟搭配磁碟阵列(Storage Array)方案技术特点，来倍增磁碟储存子系统整体效能表现。

然而，以现有传统硬盘方案来进行设备更新的实质效益有限，可能花了预算更新设备却未能让终端用户感受差异——现实问题是，传统硬盘升级方案对用户而言最直接的感受可能仅在容量方面，因为传统机械式结构硬盘设备之效能表现已达到极限，储存子系统升级选项对于某些应用服务器效能改善或许有帮助，但若想透过现有内接式硬盘方案改善企业应用服务器的效能表现，通常改善的幅度相当有限。

传统硬盘受限于物理限制 改善效能有限

企业应用服务器升级首要考量的问题，是直接将现有内接式硬盘拆换成速度更快的储存媒体，但紧接着除了储存装置更新、磁碟控制器也须大幅更新，甚至改换如光纤或是特殊高速界面，又需面对大规模设备升级，至于原有储存数据也必须转换至新储存媒体进行备份与还原。另一种储存子系统升级选项，是改采购外部装载型态的储存设备，虽然升级方案相对单纯、直接，但设备成本会比内接式方案要贵许多。

至于终极方案，可以将多部企业应用服务器的储存需求共享SAN(Storage area network)储存区域网络设备，但SAN方案成本高昂，复杂度也相对较高，如果升级目的仅是改善重点应用服务器的效能表现，那为此导入SAN则显得过于舖张浪费。

上述几种作法最大问题在于不能保证提升服务器的实质效能，尤其单纯将传统硬盘(HDD)更换为速度略快的硬盘时。同样地，外部储存解决方案也可共享和升级，不过若其中采用的储存技术仍然是机械HDD，在效能方面仍有所限制。而就中小型企业繁琐的小型数据读取应用而言，导入固态硬盘技术方案可助提升整体效能，尤其是繁琐的小档案数据库存取，对于效能改善可呈现相对直接显着的效用。

改用企业级SSD 效能整体改善更全面

若不采行传统硬盘来达到读写效能升级，目前最佳解决方案改用内接式SSD，来为现有企业应用服务器进行最直接的升级手段，尤其是现有应用服务器面对的问题多半不是容量困扰，反而多数企业的困扰会是应用服务器效能问题会更多一些。

导入SSD好处相当多，最显着的改变即是读写效能大幅跃进式提升，尤其在每秒输入？输出运作(IOPS)重点绩效提升，SSD的表现相当亮眼，完全不用采行磁碟阵列的扩充型态就能达到近似效率提升效果，反而是传统硬盘型态设备需透过磁碟阵列来超越物理极限表现，至于SSD储存装置只要换装就能直接改善！

加上SSD为IC产品无机械结构，运作耗能低，储存体本身也发热极低，对于企业机房有限空间换装需求，并不会形成更新设备的障碍。尤其是一般采15,000rpm SAS传统硬盘，其每秒输入？输出运作约350~400 IOPS，其表现已是一时之选，但若是现有SSD成熟企业级应用方案，其每秒输入？输出运作约在10,000~18,000 IOPS，这尤其对于数据库型态的应用服务器，SSD改善磁碟读写效能的幅度相当显着。

针对小型档案存取效能提升 SSD扮演重要角色

检视应用服务器的使用型态，会发现出现磁碟读写效能瓶颈，大多是发生在低于4K的小型数据读写方面，尤其是企业用户利用应用服务器进行查询电子邮件、提交交易数据、更新数据库内容等琐碎操作项目时，应用服务器频繁产生大量的小档案读写、处理。

若是在传统旋转式磁碟设备，实际运行流程会事先至档案分区表取得数据实际存在的磁道位置，再驱动读取臂至对应磁道位置上，透过高速旋转磁碟片与读取臂取得区块数据后再从中撷取所需数据！试想，若是大量小型档案都是透过此机制取得数据，储存设备机械结构效能反而是整体读写效能的瓶颈。相同的应用场景换到SSD储存方案，因为读写完全毋需透过机械结构，可直接对应到储存位置取得所需数据，其读写效能才可有跃进性的大幅改善。

虽然SSD储存装置仍有元件上的应用限制，例如成本相对较低的MLC(Multi-level cell)储存元件会有读写次数寿命问题，即便是SLC(Single-level cell)也同样有近似问题，仅是SLC寿命高于MLC，但SSD技术在控制芯片持续改善，与平均抹写技术(Wear Leveling)整合，让SSD产品表现可以相对在稳定性与寿命表现上大幅改善，加上读写效能大幅进步，已具备改善应用服务器效能升级要求。

看好SSD效能优势，已有相关技术针对SSD优势为服务器储存效能改善提出多种应用改善方案。例如，在服务器升级应用方面推出PCIe高速界面SSD磁碟升级卡，透过PCIe界面安装，即可在不更动原有旋转磁碟式硬盘前提下轻松增设SSD应用磁碟，IT人员可以将服务器的架构略微调整，让传统硬盘处理原有大型档案储存、备份用途，至于需经常性大量频繁读写的数据库，则部署在SSD磁碟扩充卡上，达到效能、容量兼具的扩充效益，尤其是需频繁读写的日志、分页档改置放于高速SSD，对系统整体磁碟应用效能将有大幅改善效用。