對(duì)于筆記本電腦用戶，特別經(jīng)常公務(wù)出差的用戶，閃存驅(qū)動(dòng)器(flash-memory drive)加長(zhǎng)了電池壽命，且使得筆記本更輕、耐受力更強(qiáng)。對(duì)數(shù)據(jù)中心來說，采用閃存驅(qū)動(dòng)器的好處還包括：相對(duì)于磁性配件來說，可信度更高、冷卻需求更少，以及對(duì)需要隨機(jī)存取服務(wù)器的應(yīng)用軟件來說更高的性能。

迄今為止，數(shù)據(jù)中心在采用固態(tài)盤驅(qū)動(dòng)器的過程中最大的兩個(gè)障礙是價(jià)格和容量。硬盤驅(qū)動(dòng)器價(jià)格便宜很多，同時(shí)可存儲(chǔ)更大量的信息。比如，據(jù)IDC的消息，一個(gè)基于服務(wù)器的硬盤驅(qū)動(dòng)器價(jià)格大約是每gigabyte一美元或者兩美元，而固態(tài)盤驅(qū)動(dòng)器的價(jià)格大約在每gigabyte 15美元到90美元。

容量也不可同日而語(yǔ)。三星的SSD驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)量?jī)H為64GB，盡管公司計(jì)劃明年發(fā)布一款新的128GB產(chǎn)品。同時(shí)，日立公司美國(guó)分部將1TB節(jié)能型硬盤驅(qū)動(dòng)器價(jià)格定為399美元，目的是擴(kuò)大產(chǎn)品在服務(wù)器上的配置。

企業(yè)戰(zhàn)略集團(tuán)有限公司的分析師Mark D. Peters解釋說這一固態(tài)技術(shù)已經(jīng)研制了很多年，但是直到現(xiàn)在，對(duì)企業(yè)經(jīng)理來說，在價(jià)格和性能方面仍不是最佳選擇。他說，這一局面即將改變，因?yàn)閷?duì)于固態(tài)盤驅(qū)動(dòng)器，每秒輸入/輸出操作方面的益處是不容忽視的。這些益處包括固態(tài)盤沒有移動(dòng)的組成部分，因此壽命更長(zhǎng)，運(yùn)行速度更快，并且比硬盤驅(qū)動(dòng)器更節(jié)能。

同時(shí)當(dāng)前固態(tài)盤驅(qū)動(dòng)器價(jià)格下降也很快。根據(jù)三星公司提供的信息，當(dāng)前電子產(chǎn)品制造業(yè)的趨勢(shì)是此類產(chǎn)品價(jià)格每年下降40%到50%。

現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了硬盤驅(qū)動(dòng)器和固態(tài)盤驅(qū)動(dòng)器兩種產(chǎn)品相結(jié)合的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，例如三星公司的ReadyDrives——這一產(chǎn)品同時(shí)采用了固態(tài)驅(qū)動(dòng)器和硬件驅(qū)動(dòng)器技術(shù)。Peters引用了IBM最近關(guān)于BladeCenter服務(wù)器(采用了固態(tài)盤驅(qū)動(dòng)器)的公告,“現(xiàn)在是采用固態(tài)驅(qū)動(dòng)器的時(shí)機(jī)了，這一產(chǎn)品將是您的最佳選擇?！?

IDC公司的分析師Jeff Janukowicz贊同上述論調(diào)，“價(jià)格的迅速下降，伴隨著容量的提高，這都將使固態(tài)盤驅(qū)動(dòng)器逐漸成為數(shù)據(jù)中心中硬盤驅(qū)動(dòng)器的替代品?！?

兩個(gè)例子說明了固態(tài)盤驅(qū)動(dòng)器如何處理高性能計(jì)算中長(zhǎng)期存在的吞吐量問題，一些業(yè)內(nèi)觀察者相信，這兩個(gè)實(shí)例顯示出固態(tài)盤驅(qū)動(dòng)技術(shù)可能會(huì)在2008年發(fā)起新的攻勢(shì)。

  

一、固態(tài)硬盤在斯坦福線性加速器中心的應(yīng)用
  

在這一研究中心，固態(tài)盤驅(qū)動(dòng)器被用于當(dāng)今一些數(shù)據(jù)最密集的工作。斯坦福線性加速器中心采用了粒子加速器來進(jìn)行研究，包括早期的宇宙反物質(zhì)和自閉癥的神經(jīng)元細(xì)胞問題。

數(shù)據(jù)量非常大，以petabyte計(jì)，同時(shí)實(shí)驗(yàn)室采用了五千個(gè)處理器核的集束。盡管是這樣，這一離散數(shù)據(jù)集(通常是僅僅100個(gè)到3000比特的信息)也被幾百個(gè)研究者進(jìn)行了分析。同時(shí)，科學(xué)家也逐漸開始進(jìn)行每秒數(shù)以千計(jì)的數(shù)據(jù)查詢，存取速度為每秒幾百萬(wàn)數(shù)據(jù)塊。

SLAC的計(jì)算主管Richard Mount解釋說，對(duì)于這些研究數(shù)據(jù)，響應(yīng)時(shí)間不是受處理器數(shù)目或網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，而主要是受磁盤存取時(shí)間的限制?！伴W存是硬盤存儲(chǔ)器存儲(chǔ)速度的幾千倍。硬盤的隨機(jī)存取速度被限制在每秒大約2000次。當(dāng)存取上千字節(jié)的數(shù)據(jù)塊時(shí)，這意味著一個(gè)磁盤僅可采用每秒1/50 gigabit的網(wǎng)絡(luò)連接，以及比一個(gè)普通計(jì)算機(jī)中心網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)容量的1/100,000還小的容量。

這一限制被轉(zhuǎn)化成被實(shí)驗(yàn)室所稱的“被撇出的數(shù)據(jù)集”，換句話說，就是預(yù)先安裝至少一個(gè)研究者所需的相關(guān)數(shù)據(jù)集。Mount說，“這樣對(duì)于現(xiàn)有數(shù)據(jù)集，就不需要再等待，但是如果有人需要數(shù)據(jù)集中不存在的數(shù)據(jù)，則需要等待整個(gè)產(chǎn)品周期，這大概是每四到六個(gè)月一次。”

為了幫助研究者以更特別的方式接收數(shù)據(jù)，閃存或許僅是一個(gè)設(shè)備。“我們并不迷信flash，但是我們可以構(gòu)建價(jià)格合理、響應(yīng)時(shí)間大約為25ms的基于flash的存儲(chǔ)器，我們現(xiàn)在已經(jīng)開始進(jìn)行這項(xiàng)工作。”

Mount解釋說，SLAC開發(fā)了自身的基于SSD的系統(tǒng)，現(xiàn)在這一產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入最終調(diào)試階段。

“這一產(chǎn)品的第一個(gè)版本將提供大約2TB的存儲(chǔ)量，但是僅通過購(gòu)買flash芯片，我們可以輕松地將這一存儲(chǔ)量提高到5TB或者10TB?！北M管他估計(jì)將花費(fèi)更多。這一2TB的版本僅是作為測(cè)試和研發(fā)階段的產(chǎn)品。

最終，目標(biāo)是將SSD技術(shù)作為所有粒子加速器研究項(xiàng)目的一個(gè)緩存，這就使得科學(xué)家可以在任何時(shí)間獲得任意數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)。IDC公司的Janukowicz補(bǔ)充說，“通過確保輸入/輸出性能與其他應(yīng)用軟件系統(tǒng)的平衡，SSD協(xié)助實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的高效?！被陂W存的SSD特點(diǎn)使得其成為高IOPS讀取密集型應(yīng)用軟件的替代品。SSD沒有機(jī)械延時(shí)，同時(shí)其隨機(jī)讀入性能很高。因此，有了SSD，讀取數(shù)據(jù)的時(shí)間是同步的，并且在不考慮儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的設(shè)備的情況下，所需時(shí)間非常短。

二、考慮在西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室采用SSD產(chǎn)品

在西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，固態(tài)硬盤技術(shù)可以緩解超級(jí)計(jì)算機(jī)的瓶頸效應(yīng)。在實(shí)驗(yàn)室中，專家們進(jìn)行保持寫入速度為每秒80Gbit以及讀取速度為每秒136Gbit的測(cè)試。然而，一個(gè)或兩個(gè)速度慢的硬盤驅(qū)動(dòng)器將會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)的性能減退。

西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)高級(jí)研究人員Robert Farber說，“固態(tài)設(shè)備(比如flash驅(qū)動(dòng)器)可以采用一個(gè)RAID條帶化技術(shù)以達(dá)到高流動(dòng)帶寬，就像硬盤驅(qū)動(dòng)器一樣，而同時(shí)保持隨機(jī)存取的低響應(yīng)時(shí)間。這是一項(xiàng)令人振奮的技術(shù)結(jié)合。”

實(shí)驗(yàn)室尚未轉(zhuǎn)而采用固態(tài)技術(shù)。但是Farber說真正的爭(zhēng)論在于：對(duì)于有限范圍搜索的應(yīng)用軟件來說，低響應(yīng)時(shí)間的存取是否可以緩解計(jì)算帶寬的壓力。這不僅僅是一個(gè)價(jià)格容量比的問題。他說，“這也是一個(gè)消費(fèi)者需要承受多少額外費(fèi)用的問題，因?yàn)閯?dòng)力供給、存儲(chǔ)容量以及物理空間都與之前的磁性媒介環(huán)境有著很大區(qū)別?！?

在西北太平洋實(shí)驗(yàn)室，他們最新超級(jí)計(jì)算機(jī)響應(yīng)時(shí)間的目標(biāo)是每秒25Mbit。這幾乎可以管理NWChem科學(xué)軟件運(yùn)算此類的數(shù)據(jù)密集環(huán)境。實(shí)驗(yàn)室新環(huán)境的微科學(xué)設(shè)備包括一個(gè)新的超級(jí)計(jì)算機(jī)——理論上浮點(diǎn)性能的峰值是163 teraflop。同時(shí)，在斯坦福實(shí)驗(yàn)室，磁盤速度是一個(gè)關(guān)鍵的因素，因此固態(tài)技術(shù)是解決實(shí)驗(yàn)室瓶頸的關(guān)鍵。

Farber所期望的一項(xiàng)突破是在不遠(yuǎn)的將來，操作系統(tǒng)將改變其分級(jí)存儲(chǔ)體系以進(jìn)行SSD直接存取，將這一技術(shù)轉(zhuǎn)化為大存儲(chǔ)量硬盤驅(qū)動(dòng)器的替換。

SSD對(duì)很多用戶來說是一個(gè)補(bǔ)充技術(shù)而非技術(shù)更新

問題仍在存在：什么時(shí)候SSD才能真正對(duì)企業(yè)造成影響?有些人說數(shù)據(jù)中心的SSD采用才剛剛起步，盡管筆記本電腦，如戴爾XPS M1330已經(jīng)配置三星64GB SSD產(chǎn)品。Alienware也在其桌面電腦的配置中提供了64GB的選擇。同時(shí)SSD也有著廣闊的市場(chǎng)前景，盡管科研人員需要的是高速度以進(jìn)行蛋白質(zhì)的研究，而零售商可能需要的是更快的電子收款機(jī)系統(tǒng)。

Violin Memory有限公司是業(yè)內(nèi)一家被關(guān)注的公司。這一公司的以Terabyte計(jì)的存儲(chǔ)設(shè)備給序列存取和隨機(jī)存取提供了每秒超過1Gbit的存取速度。SLAC公司的Mount說，他測(cè)試了Violin公司基于DRAM樣本設(shè)備，而Violin公司即將發(fā)布的基于flash的存儲(chǔ)系統(tǒng)貌似和SLAC公司的應(yīng)用軟件很相配。

Violin公司的一個(gè)發(fā)言人解釋說公司計(jì)算的兩大瓶頸是網(wǎng)速和存儲(chǔ)系統(tǒng)的IOPS。他說，當(dāng)前，序列操作的磁盤運(yùn)行速度大約為每秒100Mbit，但是對(duì)于隨機(jī)存取量為4k的數(shù)據(jù)塊來說，速度每秒僅為1Mbit。

Janukowicz補(bǔ)充說，“在某些情況下，最小的存儲(chǔ)容量需求很適合SSD。同時(shí)，高性能的應(yīng)用軟件，IOPS metric可以通過硬盤驅(qū)動(dòng)器來支持SSD。”然而，即使有著這些好處，他說“IDC公司的調(diào)查顯示SSD仍未完全取代服務(wù)器中的硬盤驅(qū)動(dòng)器。SSD的確有著性能優(yōu)勢(shì)，并且是一個(gè)“綠色”解決方案。然而，有很多應(yīng)用軟件需要由硬件驅(qū)動(dòng)器提供的存儲(chǔ)容量。

企業(yè)戰(zhàn)略集團(tuán)公司的Peters說這一吞吐量需求將引發(fā)硬盤驅(qū)動(dòng)器逐漸轉(zhuǎn)向固態(tài)技術(shù)，但是仍需要時(shí)間。他說，“從一項(xiàng)技術(shù)完全轉(zhuǎn)到另一項(xiàng)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)中心來說是很少見的?！?