當前，伴隨千行百業的數字化轉型，由服務器、存儲、網絡等組成的數據中心，作為支撐數字化轉型的基礎，迎來高速發展。關于存儲，NAND全閃介質的SSD固態硬盤因其高性能、高可靠、低能耗的特點，可滿足人們對更快速、更安全、更綠色的存儲需求，且隨著Flash顆粒單位容量成本不斷降低，SSD固態硬盤正在加速替代磁介質的HDD機械硬盤成為市場主流存儲介質。

(資料圖片僅供參考)

如何應用好更強性能的SSD硬盤，卻并非易事

首先，在SSD硬盤高性能下，以往面向磁盤設計的傳統存儲操作系統的時延，在整體IO時延占比達到90%以上，存儲系統性能瓶頸已經從后端硬盤轉移到存儲軟件棧，SSD硬盤的性能無法充分展現。其次，由于NAND Flash顆粒具有需要將數據先擦除后寫入的特點，而NAND Flash顆粒的可擦寫次數有限，導致SSD硬盤的壽命受其限制，且隨著NAND Flash顆粒容量密度的增加，擦寫次數越來越少（如MLC和TLC介質的可擦寫次數相差約5倍）。另外，雖然Flash顆粒單位容量成本不斷降低，但SSD硬盤的容量成本仍然比HDD硬盤高。

如何充分發揮出SSD硬盤的性能優勢、高效利用擦寫次數以保證其壽命、降低單位有效容量的成本，與SSD硬盤相適應的存儲全閃軟件棧成為解決這些問題的關鍵所在。浪潮信息面向閃存介質創新設計的集中式存儲全閃棧，通過ROW追加寫、全局垃圾回收算法、盤控協同等技術，釋放SSD介質性能，創新加速存儲業務增長。

性能和壽命兼得

ROW (Redirect on write)追加寫

浪潮信息集中式存儲全閃棧采用ROW (Redirect on write)追加寫的方式，每次寫IO都重新分配空間，并將隨機小塊IO湊成大塊IO，達到滿足RAID滿條帶寫的條件后落盤，這樣就避免了RAID寫流程中的讀懲罰，并降低了寫懲罰，即降低校驗數據更新頻率，從而簡化和縮短了數據寫流程，提高了IO執行效率，有利于數據寫請求快速下發至SSD硬盤，發揮SSD的性能，縮短IO時延。同時也降低了寫入SSD硬盤的總數據量和IO總數量，減少SSD硬盤的擦寫次數，保證其壽命。

RAID滿條帶寫的方式，也解決了RAID各盤上數據寫入量和寫入頻率不均衡導致的熱點問題，從而避免熱點盤頻繁擦寫甚至擦寫次數快速耗盡，保證SSD硬盤的壽命；也避免熱點盤上IO壓力變大、IO時延變長，成為性能的瓶頸盤風險，有利于存儲系統的性能發揮。

ROW追加寫

全局垃圾回收

ROW追加寫產生的老數據（即垃圾數據）所占用的空間需要被回收用以保存新寫的數據。對于不全是垃圾數據的空間，需要將其中的有效數據進行遷移，并修改對應的元數據，這就意味著要盡量減少垃圾回收過程中搬遷的數據量。同時需要盡量搬遷較冷的數據（短時間內成為垃圾數據概率低的數據），避免搬遷的數據在短時間內變為垃圾數據，提高遷移操作的價值。另外，相同冷熱程度的數據，較短時間間隔內都發生更新從而變為垃圾數據的概率較大，相應的保存這些數據的空間內的無效率數據就會更多，意味著需要搬遷的數據更少，有利于垃圾回收高效的回收空間。

浪潮信息集中式存儲全閃棧采用創新的全局垃圾回收算法，全局實時監測已用單位空間中的無效數據含量、有效數據權重（冷熱程度等），全局查找無效數據更多、有效數據更冷的空間進行回收，減少空間回收時的搬遷數據量，降低遷移數據短時間變為垃圾數據的概率。同時，根據數據冷熱程度預判，將元數據、新寫的數據和GC搬遷的數據區分存放，從而提高垃圾回收效率，降低對系統性能和SSD硬盤壽命的影響。

關鍵詞：