通過將SSD和HDD以恰當的方式相結合，有可能又帶來性能的大幅提升，同時保持成本控制。

固態硬盤(SSD)可以幫助企業的IT經理們在一個快速發展的數據中心環境最大限度地提高存儲效率。諸如垂直NAND(Vertical NAND，V-NAND)、非易失性存儲器 (Non-Volatile Memory Express，NVMe)和PCI Express(PCIe)等新興技術幫助固態硬盤提供了高帶寬和低延遲性，而硬盤驅動器(HDD)仍然能夠為那些有著具有較低的性能要求的數據提供了大量的存儲效率。

最大限度地提高效率，并實現成本節約的關鍵便是調整性能和容量。而通過將SSD和HDD以恰當的方式進行組合，則有可能帶來性能的大幅提升，同時保持成本控制。

根據分析公司IDC的數據顯示，全球約90%的數據被認為是“冷數據(cold data)”，這意味著當這些數據被收集捕獲后，并不經常被訪問。剩余的10%的數據則是熱的，這意味著這些數據被收集捕獲后，會被經常頻繁的訪問。以Twitter為例，最新發送的推文會被推送、點贊、轉發或收藏，進而變得越來越“熱”，而大部分超過一周的舊推文，則會“降溫”，但仍然可被搜索到。

將所有的數據都存儲在高性能、低延遲的存儲設備的成本是極為昂貴的，因此可以使用分層存儲架構，其中每一級的存儲均提供了最適合該層數據的獨特的性能品質：

• CPU緩存和內存處理構成了“最熱”的一層，有少量的數據。

• 一個“熱(hot)”層處理從內存溢出到存儲的數據，支持高性能的寫入。PCIe NVMe固態硬盤提供了前所未有的交易速度和這些需求的持久必要的寫入。

• 一個“溫暖(warm)”層采用2位和3位MLC串行ATA(SATA)固態硬盤增加數據容量，因為它們仍然提供了很好的交易性能和每GB更低成本的耐用性。

• 一個“冷(cold)”層以每千兆字節最低的成本將批量數據歸檔到HDD硬盤驅動器。

數據應該自然的從“熱”層流向“溫暖”層，并最終流到“冷”層。這樣，當歸檔數據突然發現自己處在更高的需求，便可以將其遷移回“熱”層或“溫暖”層進行處理。這種方法允許每一層圍繞恰當的技術進行全面的優化，無需花費不必要的成本即可提高整個數據中心的性能。

借助V-NAND技術實現更好的SSD固態硬盤

當談到NAND閃存技術時，了解NAND及其性能、耐久性和不同版本之間的成本差異的發展演化是非常重要的。多年來，NAND閃存的進步使得將越來越多的bit打包到每個單元(cell)成為了可能。但在某種程度上，NAND閃存單元變得如此緊湊，他們實際上相互干涉，降低了可靠性。較小的單元也變得更容易磨損，而NAND閃存的耐力開始達到一個極限。

借助V-NAND技術，蜂窩塔(cell tower)是由堆疊的多個層創建，能夠從2D到3D的規模化擴展縮放。而不是讓單元向在2D NAND中那樣更小，V-NAND具備減少尺寸規模的功能，同時還能實現顯著更高的堆棧功能。其結果是，V-NAND提供了超過平面NAND的性能改進和耐久性。

V-NAND技術還可以在數據中心提高性能和耐久性。受益于在較小的平面NAND結構一個更大的單元幾何結構降低了誤差修正要求。這意味著，較之傳統的平面NAND SSD，V-NAND固態硬盤操作消耗較少的能量，而且比HDD硬盤所消耗的能量更少，而又能提供更快的轉速。更快的V-NAND閃存也可以讓SSD固態硬盤充分利用快速的接口。

由于ECC需求的減少和能源消耗的降低，基于SSD的V-NAND也能夠提供較高的耐久性。

根據應用程序的不同，受益的范圍可以包括了從更多的用戶能夠訪問同一網絡上的數據、數據分析響應時間的改善，或在SSD存儲空間驅動寫入的增加。

借助PCIe和NVMe提高速度和性能

盡管在改善NAND結構以便實現更好的持久性方面已經取得了巨大的進步，但捕捉完整的性能提升需要軟件界面連接SSD到計算機的改進。

非易失性存儲器(NVMe)和PCI Express(PCIe)SSD技術正在改變數據中心的的處理速度和性能。借助PCIe接口和NVMe協議，存儲子系統提供更高的帶寬，更低的延遲，并且能夠避免性能瓶頸，所有這一切都推動了高水準的數據中心性能。從SATA或SAS到PCIe接口的轉變為數據中心提供了比以往通過采用前代的SATA接口的任何時候都更多的帶寬。PCIe固態硬盤可以直接連接到CPU，而無需主機總線適配器，進一步減少了延遲。

除了電子接口，操作系統也需要改進的軟件接口以實現更高的存儲性能。從歷史上看，SSD和HDD使用高級主機控制器接口(AHCI)，其為SSD固態硬盤帶來了一個瓶頸效應，因為其最初的設計是用于在SATA接口上的HDD硬盤的高延遲性。在AHCI堆棧增加了額外的轉換層，并且，基于其設計，只能支持一個多達32個未處理命令的隊列。根據該技術的性質，SSD能夠以較低的延遲帶來更高的傳輸速度，但如果沒有一個優化的軟件接口，也不能充分發揮其潛力。

盡管前進的道路出現了坎坷，但其最終開始理順了。借助在此之前的任何標準方法，結合PCIe接口的SSD供應商不得不編寫專有驅動程序來提高性能。而NVMe的興起則成為了一種新的規范，在應用程序和SSD之間使用簡化的、低延遲性的堆棧，以減少I/O開銷，提供更高的性能和更高的效率。由于AHCI支持一個隊列和32個命令，NVMe通過對數以千計的隊列系統的支持，每個隊列允許多達65,536個未處理的命令，大大改進了隊列系統。較之SATA接口的SSD固態硬盤使用AHCI協議，NVMe和PCIe固態硬盤的過渡，以有助于改進隨機和順序性能。

借助這些新的和改進的技術速度，受益于較高的每秒進行讀寫(I/O)操作的次數(IOPS)的數據中心將能夠體驗到快四倍的性能提升。現在，數據中心可以使用PCIe和NVMe固態硬盤，最大限度地提高速度和性能，特別是在那些數據訪問更頻繁的“熱”層。

處理最激烈的交易

在單一驅動級別，具有PCIe接口和NVMe驅動的V-NAND SSD固態硬盤的引入，可以在數據中心大大提高關鍵點的處理速度。隨著數據的成倍增加，理解哪些數據是“熱”的，哪些數據是“冷”的，對于設計一個架構來進行成本有效的處理變得相當重要。

一個分層的存儲方法，能夠最成本有效的使用技術。在大多數數據中心，“冷”層的HDD已經存在了，而中檔的SSD固態硬盤“暖”層可能是非正式的。添加一個高性能、高耐久性的SSD的“熱”層，以專注于處理具有最激烈交易，則有助于使得數據中心的性能提高到一個新的水平。