影響存儲系統性能的因素

存儲系統性能并非單一指標，而是多個因素的組合，取決于數據、應用程序和數據中心基礎設施的特性和要求。其中包括以下幾大重要因素：

·吞吐量：從存儲系統到網絡或主機，以及從網絡或主機到存儲系統的數據傳輸速率。提高吞吐量可以改善系統性能，方法是增加帶寬以及減少數據流中的擁塞和瓶頸。吞吐量通常受網絡寬帶或存儲介質速度的影響。

·延遲：存儲系統對讀寫請求的響應時間。低延遲可以改善性能，方法是減少GPU空閑時間以及提高系統對用戶輸入的響應能力。機械設備（如HDD）的延遲本質上要遠高于固態設備（SSD）。

·可擴展性：存儲系統對數據量、數據速度和數據多樣性的適應能力。高可擴展性是確保存儲系統能夠隨著業務需求和目標實現增長和演進的關鍵。在增加系統能夠存儲和管理的數據量方面，面臨的嚴苛挑戰是維持性能擴展，同時不觸及瓶頸或存儲設備的限制。

·復原力：存儲系統在遭遇故障、錯誤或災難時維護數據完整性和可用性的能力。更高的可靠性可以通過降低數據損壞、丟失以及恢復的頻率和影響來提高性能。

其他存儲介質

在數據中心應用中，機械硬盤（HDD）和固態硬盤（SSD）是兩種主要的持久存儲設備。HDD是機械設備，通過旋轉的磁盤盤片（表面涂有一層磁性材料）來存儲數據，而SSD通過固態閃存芯片來存儲數據。幾十年來，HDD一直都是主導的存儲設備。HDD的每位成本很低，同時具有長期斷電耐用性，但是在速度和可靠性方面不及SSD。SSD具有高吞吐量、低延遲、高可靠性，以及更密集的封裝選項等特點。

隨著技術的不斷進步和計算需求的日益增加，HDD的機械性質確實讓其在性能上無法與SDD比肩。系統設計可以采用以下幾種方法來提升基于HDD的存儲系統的有效性能，例如將熱數據和冷數據混合存放（讓熱數據從冷數據中借用性能），在多個HDD磁盤中并行共享數據（提高吞吐量但不降低延遲），在HDD中預留冗余容量（本質上是針對IO進行預置，而不是增加容量），以及為延遲異常的請求或操作添加SSD緩存層。從成本效益的角度來看，這些系統級解決方案的能力只能在有限的范圍內擴展。實際應用需要怎樣的性能水平，這些解決方案就需要進行相應擴展，才能滿足性能要求。對于目前的許多AI 工作負載而言，基于HDD的系統在性能可擴展性和功率效率方面存在不足。

基于SSD的大容量存儲系統可以提供一種更為簡潔且可擴展性更強的解決方案，并且它們正在迅速發展，在許多以GPU為中心的大型數據中心中，已成為高性能AI數據湖的存儲介質。單從驅動器層面來看，SSD（基于每位成本）的成本要高于HDD。而從系統層面整體來看，如果考慮到以下改進，則與HDD相比，使用SSD構建的系統運營成本要低一些：

·更高的吞吐量

·延遲降低100倍以上

·每PB字節所需的服務器和機架數量更少

·可靠性更高，使用壽命更長

·在給定的性能水平下，能源效率更高 

未來幾年，SSD的容量有望突破120TB。隨著容量的增加以及SSD與HDD之間價格差距的縮小，對于需要高于平均性能或在大數據集上需要極低延遲的其他工作負載（比如視頻剪輯和醫療成像診斷）來說，這些SSD將是具有吸引力的替代方案。

（文章來源：Micron美光科技，作者：Currie Munce，美光存儲部門高級技術顧問和戰略專家）