۳ دلیل برای انتخاب SSDهای سازمانی

هنگام خرید SSD، برای اکثر کاربران عملکرد و قیمت تنها فاکتورهای انتخاب هستند. شما برای پیکربندی حافظه پنهان SSD در NAS یا برای بهره‌مندی از ذخیره‌سازی تمام‌فلش حاضرید چقدر هزینه کنید؟ آمارها نشان می‌دهند که متوسط هزینه‌ای که کاربران Synology برای هر گیگابایت SSD که روی مدل‌های پیشرفته‌ای مثل xs و xs+ نصب کرده‌اند، ۰.۳۱ دلار آمریکاست. این نشان می‌دهد که با وجود حساسیت کاربران Synology روی قیمت، آن‌ها همچنین به دنبال افزایش عملکرد هم هستند. کافیست عبارت «عملکرد SSD» را جستجو کنید تا اطلاعات زیادی در مورد مشخصات SSD پیدا کنید و بتوانید اعداد و ارقام ارائه‌شده را تفسیر کنید. به عنوان مثال ۴K IOPS جزو مشخصاتی است که لازم است توجه ویژه‌ای به آن داشته باشید؛ زیرا عملکرد خواندن و نوشتن تصادفی فایل‌های کوچک ۴K می‌تواند عملکرد واقعی SSD را با دقت خوبی منعکس کند. با خواندن ارقام مربوط به عملکرد در برگه مشخصات، به دو واقعیت پی خواهید برد:

• تنها یک عدد برای عملکرد خواندن و نوشتن تصادفی ۴K وجود دارد.
• عملکرد برخی از SSD‌های درجه یک سازمانی، حتی ضعیف‌تر از SSD‌های معمول است.

دلیل اول: عملکرد پایدار

وقتی تست دقیق عملکرد را مشاهده می‌کنید، ممکن است متوجه شوید که عملکرد SSD در طول زمان تغییر خواهد کرد. فروشندگان SSD ارقام مربوط به عملکرد را تنها با شرایط خاصی مشخص می‌کنند. برای SSDهای  معمول که برای کاربران عادی تولید می‌شوند، ارقام IOPS عالی به نظر می‌رسند و به ۱۴۰ هزار هم می‌رسند. گرچه نتایج در مراحل اولیه نسبتا بالا و از صفر تا حدود ۳۰۰ ثانیه باقی می‌مانند، اما مدتی بعد به میزان چشمگیری کاهش پیدا می‌کنند. با توجه به اوج و فرودهای چشمگیر، اعداد به‌صورت سینوسی در نوسان هستند. در سوی دیگر، SSDهای سازمانی در تضاد کامل با SSD کاربران عادی است؛ منحنی IOPS آن‌ها در طول زمان به‌شکل واضحی پایدارتر است و از آنجایی که ارقام در طول زمان افزایش و کاهش شدیدی ندارند و نسبتا ثابت باقی می‌مانند، عملکرد کلی SSDهای سازمانی پایدارتر و قابل اطمینان‌تر است.

دلیل دوم: استقامت و Over-provisioning

یکی از عوامل کلیدی در SSDهای سازمانی که باعث پایداری بیشتر عملکرد می‌شود، ظرفیت پیش‌فرضی است که برای عملیات Over-provisioning در نظر گرفته شده است. اگر تجربه نصب SSD یک ترابایتی را داشته باشید، حتما متوجه شده‌اید که تنها ۹۶۰ گیگابایت از این فضا در اختیار شما قرار دارد. ۶۴ گیگابایت از SSD یک ترابایتی که در واقع ۶.۲ درصد از کل ظرفیتش است، به Over-provisioning اختصاص داده می‌شود. اما چه دلیلی برای این کار وجود دارد؟

یک SSD پس از تعداد محدودی از چرخه‌های پاک کردن اطلاعات به پایان عمر خود می‌رسد. از آنجایی که دستور رونویسی در فلش NAND در دسترس نیست، یک بلوک NAND قبل از رونویسی باید پاک شود. بلوک کوچک‌ترین واحد ذخیره‌سازی است که از چندین صفحه تشکیل شده است. نوشتن‌های مکرر می‌تواند منجر به فرسایش سلول‌های حافظه و در نتیجه، کاهش طول عمر SSD شود.

برای کاهش فرسایش و افزایش طول عمر SSD، اغلب از تکنیک‌هایی مانند Garbage collection یا Wear-leveling استفاده می‌شود. Garbage collection فرآیندی است که در آن در حالی که صفحات معتبر به بلوک‌های آزاد منتقل می‌شوند، بلوک‌های حاوی صفحات نامعتبر پاک می‌شوند. Wear-leveling هم الگوریتمی است که بلوک‌های پرکاربرد را با بلوک‌های آزاد تعویض می‌کند تا عملیات نوشتن و پاک کردن، به‌طور مساوی بین تمام بلوک‌ها پخش کند. در واقع با یکسان‌سازی مصرف بلوک‌ها، از فرسودگی زودهنگام آن‌ها جلوگیری می‌کند. هر دوی این تکنیک‌ها نیاز به تخصیص فضای اضافی دارند. Over-provisioning عملکردی است که با در اختیار گرفتن بخشی از کل ظرفیت SSD، فضای اضافی لازم برای دو تکنیک فوق را فراهم می‌کند تا کنترل‌کننده SSD بتواند با اجرای آن‌ها، باعث افزایش عملکرد و عمر مفید SSD‌ شود.

نکته: اگر با کندی SSD Cache در NAS مواجه شده‌اید، می‌توانید مقدار آن را روی ۶۵ درصد از ظرفیت ذخیره‌سازی تنظیم کنید تا عملکرد پایدار پیشین را بازگردانید.

هدف اصلی Over-provisioning، افزایش طول عمر SSD است، بنابراین ارتباط نزدیکی با استقامت آن دارد. برای انتخاب SSD مناسب، می‌توانید مقادیر مجموع نوشتن کلی (TBW) یا مجموعه نوشتن در روز (DWPD) را مدنظر قرار دهید. اگر ظرفیت و مدت گارانتی درایو خود را می‌دانید، می‌توانید با فرمول زیر TBW را به DWPD یا برعکس تبدیل کنید:

TBW = DWPD * ۳۶۵ * ظرفیت درایو (به ترابایت) * زمان باقی‌مانده از گارانتی (به سال)

DWPD = ۳۶۵ * ظرفیت درایو (به ترابایت) * زمان باقی‌مانده از گارانتی (به سال) / TBW

به عنوان مثال، فرض کنید مقدار TBW برای یک SSD با ظرفیت ۱.۹۲ ترابایت که دارای ضمانت‌ ۵ ساله است، ۱۴۰۰ مشخص شده باشد. پس می‌توانیم با استفاده از فرمول دوم به رقم ۰.۴ برای DWPD برسیم که یعنی شما می‌توانید از ۴۰ درصد ظرفیت درایو که ۷۶۸ گیگابایت می‌شود استفاده کنید.

دلیل سوم: حفاظت در برابر نوسانات برق

در هر SSD، یک Cache برای بهینه‌سازی عملیات نوشتن وجود دارد. دستورات نوشتن ابتدا در Cache انباشته می‌شوند و پس از رسیدن به عددی مشخص، عملیات نوشتن انجام می‌گیرد. اگر زمانی که داده‌ها هنوز در Cache هستند به هر دلیلی با قطعی برق مواجه شوید، احتمال از دست دادن داده‌هایی که هنوز نوشته نشده‌اند وجود دارد. اینجاست که نوبت به بافر ذخیره‌کننده می‌رسد؛ بیشتر SSDهای سازمانی به خازن یا باتری‌های کوچک مجهز هستند تا در صورت قطع ناگهانی برق، مطمئن شوند داده‌ها همچنان روی SSD نوشته می‌شوند. در صورتی که افت ولتاژ رخ دهد، کنترل‌کننده SSD انرژی لازم برای نوشتن هرآنچه که هنوز در Cache قرار دارد را از طریق خازن تامین می‌کند. با چنین فرآیندی، خطر از دست دادن داده‌ها کاهش چشم‌گیری پیدا می‌کند.

جمع‌بندی

با بلوغ فناوری SSD و تبدیل شدن به جریان اصلی، SSD‌های موجود از نظر فاکتورها، قابلیت‌ها و ظرفیت‌هایی که ارائه می‌دهند متفاوت شده‌اند. برای کسب‌وکارها با توجه به حجم کاری بیشتر، انتخاب SSD مناسب به یک ضرورت تبدیل شده است. با این حال، اگر در تصمیم‌گیری خرید فقط قیمت و عملکرد را به‌عنوان فاکتور در نظر بگیرید، احتمالا در آینده متضرر خواهید شد؛ چه از نظر الزام به هزینه مجدد برای تهیه SSD جدید، چه خطر از دست دادن داده‌ها. عملکرد پایدار، استقامت SSD و حفاظت در برابر نوسانات برق، سه فاکتور مهمی هستند که لازم است حتما در نظر بگیرید. در نهایت امیدواریم گزینه‌ای را پیدا کنید که به بهترین وجه با نیازهای شما مطابق باشد.

منبع