目前服務(wù)器利用 SSD 的出色性能緊跟大幅增加的數(shù)據(jù)流量步伐，而傳統(tǒng)硬盤(pán) (HDD) 無(wú)法滿(mǎn)足這一需求。
簡(jiǎn)介
在過(guò)去數(shù)年中，固態(tài)硬盤(pán) (SSD) 在消費(fèi)設(shè)備中的數(shù)量不斷增加。這不足為奇，因?yàn)槟壳胺?wù)器利用 SSD 的出色性能緊跟大幅增加的數(shù)據(jù)流量步伐，而傳統(tǒng)硬盤(pán) (HDD) 無(wú)法滿(mǎn)足這一需求。
SSD 應(yīng)用于服務(wù)器的一大領(lǐng)域是啟動(dòng)盤(pán)，因?yàn)橛性S多原因使得 SSD 作為啟動(dòng)盤(pán)遠(yuǎn)強(qiáng)于 HDD。首先，SSD 更快 - HDD 可能需要數(shù)分鐘來(lái)啟動(dòng)服務(wù)器，而 SSD 只需幾秒鐘即可。之所以有如此大的提高，是因?yàn)?SSD 通過(guò)快速 NAND 閃存技術(shù)而不是通過(guò)旋轉(zhuǎn)磁盤(pán)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。因此，SSD 在執(zhí)行隨機(jī)讀取/寫(xiě)入操作和提供超快性能方面勝過(guò) HDD - 尤其在啟動(dòng)順序中檢索小文件讀取方面。其次，由于 SSD 沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件 (與 HDD 不同)，可承受較高環(huán)境溫度和振動(dòng)，因此可靠性更強(qiáng)。
在一臺(tái)服務(wù)器中，啟動(dòng)盤(pán)的性能是至關(guān)重要的 - 通過(guò)更快的啟動(dòng) SSD，服務(wù)器的整體系統(tǒng)性能可大幅提高。例如，當(dāng)服務(wù)器 DRAM 滿(mǎn)載后，操作系統(tǒng)必須將部分“次要”數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到啟動(dòng) SSD，為新的數(shù)據(jù)請(qǐng)求騰出空間。這一“交換”過(guò)程創(chuàng)建了虛擬內(nèi)存映射，因?yàn)榇诉^(guò)程讓服務(wù)器在有限的 DRAM 內(nèi)存空間中運(yùn)行。而傳統(tǒng)較慢的 HDD 受困于較慢的延遲時(shí)間，因?yàn)?HDD 必須從存儲(chǔ)盤(pán)中讀取“次要”數(shù)據(jù)并寫(xiě)入到存儲(chǔ)盤(pán)。因此，在啟動(dòng) SSD 中啟用的數(shù)據(jù)交換提高了整體系統(tǒng)性能。
嵌入式 SSD 的小尺寸因素使得它完全適合作為服務(wù)器啟動(dòng)盤(pán)。與 HDD 相比，采用嵌入式 SSD 作為服務(wù)器啟動(dòng) SSD 更具性?xún)r(jià)比，因?yàn)榛镜?HDD 一般配備最低容量 (通常以千兆字節(jié))，最低價(jià)格為約 $50，而啟動(dòng) SSD 一般配備 128GB 或更低容量，使整體成本降低。此外，啟動(dòng) SSD 的具有功耗遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的 HDD、可節(jié)省昂貴的服務(wù)器空間、降低整體擁有成本以及提供更多所需選項(xiàng)等優(yōu)勢(shì)。
FerriSSD 單一封裝服務(wù)器級(jí) SSD
許多的服務(wù)器現(xiàn)已配置了帶 SSD 的啟動(dòng)盤(pán)。啟動(dòng) SSD (如 Silicon Motion 的FerriSSD) 一般作為 SSD 模塊安裝 (使用 SATA DOM 或 M.2 尺寸) 或通過(guò) BGA-SSD 直接安裝在PCB板上。FerriSSD小巧體積能夠置于服務(wù)器小機(jī)箱內(nèi)的任何位置，包括 MicroServer 相當(dāng)有限的空間內(nèi)。
FerriSSD配備了 Silicon Motion 專(zhuān)利的IntelligentScan和DataRefresh技術(shù)，可智能地激活自我掃描功能以防止?jié)撛诘臄?shù)據(jù)丟失;自我掃描功能可按環(huán)境溫度、擦除計(jì)數(shù)、讀取計(jì)數(shù)及相關(guān)聯(lián)因素進(jìn)行智能調(diào)整。FerriSSD的獨(dú)特功能(FastWrite*、PowerShield** 和DataPhoenix***)經(jīng)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，可協(xié)助在突然斷電的情況下確保不會(huì)令數(shù)據(jù)丟失，即便在突然停機(jī)的情況下也不用擔(dān)心。
采用 FerriSSD 作為啟動(dòng) SSD 將提高整臺(tái)服務(wù)器的性能、消除潛在的停機(jī)時(shí)間、降低總擁有成本、提高客戶(hù)和用戶(hù)的滿(mǎn)意度。
· 小型 BGA SSD
服務(wù)器啟動(dòng) SSD 沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)尺寸。FerriSSD為小型 BGA SSD 尺寸設(shè)計(jì)，可輕松放入服務(wù)器的窄小空間內(nèi)。FerriSSD的小型化封裝 (16x20 毫米) 尺寸可直接接合在主板上或放入用戶(hù)選擇的模塊：M.2 (2230、2242 等)、MO300A、MO297、各種 SATA DOM 模塊或甚至是 2.5” 模塊。FerriSSD通過(guò)其行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 1 毫米球間距大小，為機(jī)械工程師提供了最簡(jiǎn)單的布局、最容易的生產(chǎn)環(huán)境。除使用標(biāo)準(zhǔn)模塊尺寸外，F(xiàn)erriSSD還可直接接合到主 PCB 或以 OEM 的專(zhuān)利尺寸設(shè)計(jì)。
· 全球最佳性能的 BGA-SSD
Silicon Motion 最新的FerriSSD的尺寸輕薄小巧，但這是世界上最快的 BGA-SSD，它為持續(xù)運(yùn)行提供了超強(qiáng)的性能和出色的可靠性 - 使得啟動(dòng) SSD 成為完美的選擇。下表顯示了FerriSSD在各種配置和模式下 (SLC 或 MLC) 的性能技術(shù)規(guī)范。
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FerriSSD的主要功能
Silicon Motion 已將FerriSSD設(shè)計(jì)為完全嵌入式的存儲(chǔ)解決方案并容納了專(zhuān)利技術(shù)的硬件和固件，以支持一系列行業(yè)領(lǐng)先的功能。其功能包括：
- 高級(jí) NAND 閃存管理，包括糾錯(cuò)、壞塊管理、運(yùn)行狀況監(jiān)視以及自動(dòng)還原
- 帶DataRefresh的IntelligentScan可提高數(shù)據(jù)保護(hù)和讀取干擾保護(hù)能力
- **PowerShield針對(duì)突然斷電情況提供了先進(jìn)的保護(hù)，而 ***DataPhoenix則提供了即時(shí)數(shù)據(jù)還原。
- 全面的耗損均衡在所有 NAND 單元中的編程/擦除周期均勻分布;結(jié)合低寫(xiě)入放大系數(shù)，使得內(nèi)存使用壽命最大化。
- 可在商用 (0°C 至 70°C) 和工業(yè)溫度等級(jí) (-40°C 至 85°C) 中實(shí)現(xiàn)。
- SLC、SLC 模式以及 MLC NAND 閃存類(lèi)型符合您的預(yù)算
- 容量：1GB 至 128GB (256GB：2016 年下半年)
FerriSSD的專(zhuān)利特性
正如此白皮書(shū)前面提到的，F(xiàn)erriSSD包含固件是完全嵌入式的存儲(chǔ)解決方案。它提供了可自定義固件，支持自監(jiān)控、分析和運(yùn)行狀況報(bào)告，所有的設(shè)計(jì)旨在設(shè)計(jì)高可靠性的啟動(dòng)硬盤(pán)。以下是FerriSSD的部分杰出功能：
· 100% 全范圍篩選提供了低dPPM
在服務(wù)器應(yīng)用中，任何缺陷都可導(dǎo)致停機(jī) - 這是不可接受的情況。作為最有效的防護(hù)措施，所有的 FerriSSD 都按客戶(hù)要求的溫度 (商用級(jí)溫度或工業(yè)級(jí)溫度)，在裝運(yùn)前進(jìn)行 100% 的篩選。大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，通過(guò) Silicon Motion 的支持以全溫度范圍在板上進(jìn)行燒錄，潛在的弱單元將被有效篩選掉，從而防止在使用過(guò)程中停機(jī)。從多年使用 Silicon Motion 的 NAND 進(jìn)行專(zhuān)利工藝設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，F(xiàn)erriSSD極低的dPPM能夠滿(mǎn)足當(dāng)今實(shí)際嵌入式服務(wù)器市場(chǎng)的嚴(yán)格要求。
· 服務(wù)器級(jí)數(shù)據(jù)保護(hù)：帶DataRefresh的IntelligentScan
在服務(wù)器啟動(dòng) SSD 應(yīng)用中，大多數(shù)是全天候不停機(jī)讀取。最常見(jiàn)的問(wèn)題是過(guò)度讀取造成的讀取干擾，以及由服務(wù)器機(jī)箱內(nèi)高溫引起的潛在數(shù)據(jù)保存損壞。在企業(yè)計(jì)算領(lǐng)域，數(shù)據(jù)丟失保護(hù)遠(yuǎn)高于客戶(hù)端的計(jì)算。雖然保護(hù)靜態(tài)數(shù)據(jù) (數(shù)據(jù)實(shí)際上保存到存儲(chǔ)媒體) 也是非常重要的，但至關(guān)重要的是保護(hù) SSD 中保存的數(shù)據(jù)。SSD 必須保證所有的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到硬盤(pán)并加以保護(hù)。
SMI 已加入并設(shè)計(jì)了FerriSSD的獨(dú)特保護(hù)：帶DataRefresh的IntelligentScan業(yè)已證明其在高溫下對(duì)讀取干擾和數(shù)據(jù)保護(hù)特別有效。
通過(guò) Intelligent Scan，F(xiàn)erriSSD的固件將對(duì)變化中的使用環(huán)境作出響應(yīng)，以智能決定掃描 SSD 的位置、時(shí)間和頻率。根據(jù)閾值和自適應(yīng)算法，在閑置時(shí)進(jìn)行掃描，以決定根據(jù)嚴(yán)重優(yōu)先級(jí)進(jìn)行掃描的單元 (如溫度計(jì)數(shù)、讀取計(jì)數(shù)和其它因素)。
當(dāng)IntelligentScan識(shí)別出過(guò)壓?jiǎn)卧?，SMI 擁有專(zhuān)利的DataRefresh功能被激活以進(jìn)行充電、修復(fù)或撤出單元塊。由于結(jié)合了IntelligentScan和DataRefresh，與一般的 NAND 技術(shù)規(guī)范相比，F(xiàn)erriSSD能夠大大延長(zhǎng)其使用壽命。
· *通過(guò)FastWrite進(jìn)行快速數(shù)據(jù)保存保護(hù)?
出現(xiàn)意外斷電時(shí)，SSD 無(wú)法退出其最后的操作。這會(huì)導(dǎo)致當(dāng)前寫(xiě)入數(shù)據(jù)永久性損失以及之前存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的損毀。為防止這一情況的發(fā)生，傳統(tǒng)的服務(wù)器必須部署昂貴的 UPS (不間斷電源) 或 NVDIMM-N (非易失性雙列直插內(nèi)存模塊) 來(lái)處理此類(lèi)情況。
在突然斷電時(shí)，F(xiàn)erriSSD通過(guò)其FastWrite選項(xiàng)提供了保護(hù)，該功能可降低所需的 UPS 容量并完全取代了 NVDIMM-N。FastWrite可以 2~3 倍的寫(xiě)入速度 (與典型的 MLC 寫(xiě)入速度相比) 寫(xiě)入到保留的區(qū)域，讓 DRAM 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)達(dá)到最大的寫(xiě)入速度;在突然斷電時(shí)，此功能可在斷電前將所有的 DRAM 數(shù)據(jù)快速保存到FerriSSD。
· 遠(yuǎn)程固件更新功能
全球許多采用我們的 Ferri-SSD 啟動(dòng) SSD。FerriSSD擁有專(zhuān)利的遠(yuǎn)程固件更新功能，只要有 Internet 接入，可讓我們的合作伙伴能夠隨時(shí)隨地即時(shí)遠(yuǎn)程更新 SSD 固件。啟動(dòng) SSD 可在運(yùn)行時(shí)完成固件更新(不到一秒鐘)而不影響日常服務(wù)。
結(jié)論
FerriSSD是 Silicon Motion 的 NAND 閃存存儲(chǔ)解決方案優(yōu)勢(shì)的又一明證。FerriSSD具有Silicon Motion先進(jìn)的特色固件技，如針對(duì)突然斷電損失的先進(jìn)保護(hù)、即時(shí)數(shù)據(jù)還原、糾錯(cuò)、壞塊管理、運(yùn)行狀況監(jiān)視以及自動(dòng)還原，以及 Silicon Motion 擁有專(zhuān)利的FastWrite。
FerriSSD代表了完全嵌入式存儲(chǔ)解決方案，集性?xún)r(jià)比和高性能于一體。由于沒(méi)有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，它可承受較高的環(huán)境溫度，從而延長(zhǎng)服務(wù)器的使用壽命。還一個(gè)額外的好處，即它不需要高容量，其小巧的設(shè)計(jì)節(jié)省了空間。功耗較低，工作溫度較低，其降低了停機(jī)情況。此外，它提供了彈性的 PCB 設(shè)計(jì)，并具有當(dāng)今競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)中的一個(gè)重要好處 - 低成本生產(chǎn)。
當(dāng)從整體考慮時(shí)，這些事實(shí)決定了作為一個(gè)嵌入式 SSD，為什么FerriSSD的服務(wù)器啟動(dòng)盤(pán)在可靠性、節(jié)省成本和整體效益等方面遠(yuǎn)勝于 HDD。
（轉(zhuǎn)載）
