معرفی حافظه های SSD با ویژگی Read Intensive
حافظه SSD های Read Intensive یک ابزار ذخیره سازی یا حافظه پنهان بوده که برای استفاده برنامههایی که به ندرت نیاز به نوشتن دادهها دارند در نظر گرفته شده است.
حافظه SSD های Read Intensive قادر به استفاده از فلش مموریهای NAND بوده و تحمل پذیری یا Endurance آنها کمتر از SSD هایی است که برای کاربرد های نوشتنی یا همان SSD های Write Intensive استفاده می شود: مانند پردازش تراکنش آنلاین، محاسبات با کارایی بالا و انبار دادهها.
اگر عملیات نوشتن در این حافظهها زیاد انجام شود، باعث فرسوده شدن فلش NAND آنها میشود. به همین دلیل تولید کنندگان حافظههای SSD برای بهتر کردن تحمل پذیری در SSD های Write Intensive از انواع قابل اطمینانتر NAND flash، Overprovision flash و یا الگوریتمهای خاص دیگر استفاده میکنند.
تولید کنندگان هارد گاهی اوقات SSD هایی از سطوح مختلف تحمل پذیری ارائه میکنند و ظرفیتی را برای حافظههای Read Intensive و Write Intensive و یا ترکیبی از هر دو را در نظر میگیرند.
برای مثال یک حافظه Read Intensive در طول روز فقط از تعداد یک تا سه عملیات نوشتن بر روی درایو (DWPD) پشتیبانی میکند؛ اما در حافظههای Write Intensive این ظرفیت بالاتر رفته و آنها میتوانند بیشتر از 25 عملیات نوشتن را در طول روز پشتیبانی کنند.
البته ظرفیت قابل استفاده در SSD های Write Intensive پایینتر از چیزی که گفتیم میباشد، زیرا درصد زیادی از NAND flash برای جمع آوری اضافات و جبران پتانسیل تراشههای فرسوده شده یا معیوب استفاده میشود.
در هارد های SSD Read Intensive بیشتر از فلش مموریهای NAND ارزان قیمت استفاده شده است: مانند (multilevel cell (MLC و (triple-level cell (TLC. در حالی که SSD های Write Intensive از فلش مموریهای نوع (enterprise MLC (eMLC یا (single-level cell (SLC که تحمل پذیری بالاتری نسبت به MLC و TLC دارند استفاده میکنند.
اگر به سیستمهای ذخیره سازی برخوردید که از MLC های ارزان قیمت برای استفاده از قابلیتها و حجم کار یک حافظه Write Intensive استفاده می کنند، بدانید این سیستمها از الگوریتمهای خاص و روش های دیگر برای مدیریت تحمل پذیری کمک گرفتهاند.
آیا باید همیشه از حافظه های SSD های Read Intensive استفاده کنیم؟
وقتی صحبت از درایوهای حالت جامد یا همان SSD ها میشود، سه مفهوم مختلف Read Intensive (RI) ، Mixed Use (MU) و نوشتن Write Intensive (WI) معنا پیدا میکنند.
اما آیا SSD های RI بهترین و تنها گزینه برای برنامههای خواندنی (read applications) هستند؟ یا اگر از هر دو برنامههای خواندنی و نوشتنی استفاده میکنید، درایو Mixed Use نیاز دارید؟
در ادامه مطلب دادههایی نمودار شده است که عملکرد، تحمل پذیری، خواندن تصادفی و نوشتن تصادفی بین سه نوع حافظه RI ، MU و WI را نشان میدهند.
حافظه های Read Intensive
با نگاهی به درایو های RI که در جدول زیر لیست شدهاند، میبینید قدرت تحمل پذیری و استقامت این حافظه ها 1 ، خواندن تصادفی یا IOPS آنها تقریبا 200K و نوشتن تصادفی نیز تقریباً 35K میباشد. به علاوه دریافتیم که بسیاری از درایوهای RI میتوانند به اندازه یک درایو Mixed Use یا همان مختلط نیز فعالیت کنند. اگر میخواهید از درایو های RI استفاده کنید، بهتر است حتما SSD های 3.84 ترابایتی را خریداری کنید؛ چرا که عملکرد خوبی را ارائه میدهند.
| توضیحات | میزان استقامت DWPD در 5 سال | استقامتTBW (TB) | خواندن تصادفی 4KB (IOPS) | نوشتن تصادفی 4KB (IOPS) |
| SAS MLC PX05SRB096Y با حافظه 960 گیگابایتی و سرعت Gbps12 | 1 | 1752 | 200K | 30K |
| SAS TLC PM1633a با حافظه 1.92 ترابایتی و سرعت Gbps12 | 1 | 3504 | 201K | 37K |
| SAS MLC PX05SRB192Y با حافظه 1.92 ترابایتی و سرعت Gbps12 | 1 | 3504 | 200K | 35K |
| SAS TLC PM1633a با حافظه 3.84 ترابایتی و سرعت Gbps12 | 1 | 7008 | 201K | 37K |
| SAS MLC PX05SRB384Y با حافظه 3.84 ترابایتی و سرعت Gbps12 | 1 | 7008 | 190K | 35K |
حافظه Mixed Use (MU)
حافظههای با عملکرد دوگانه یا Mixed Use ها همان میزان خواندن تصادفی یا IOPS درایو های Read Intensive را دارند. اما از نظر قابلیت نوشتن با هم متفاوت هستند.
از درایوهای MU میتوانید برای حجم فعالیتهایی در محدوده توان درایو های RI استفاده کرده و حتی از ماندگاری بیشتری نیز بهره مند شوید.
اگر شغلی دارید که نیاز دارید سرورتان برای بیش از 5 سال کار کند، درایوهای MU ممکن است گزینه خوبی برایتان باشند.
| توضیحات | میزان استقامت DWPD در 5 سال | استقامتTBW (TB) | خواندن تصادفی 4KB (IOPS) | نوشتن تصادفی 4KB (IOPS) |
| SAS TLC PM1635a با حافظه 400 گیگابایتی و سرعت Gbps12 | 3 | 2190 | 199K | 61K |
حافظه Write Intensive
درایو های Writ Intensive نیز مانند درایوهای Read Intensive و Mixed Use دارای میزان خواندن تصادفی یکسانی هستند.
درایوهای WI کار هر دو درایو RI و MU را با تحمل پذیری بالاتر و حجم بیشتری انجام میدهند.
شما از لحاظ فنی میتوانید از یک درایو WI برای کارهای فشرده استفاده کنید، زیرا عملکردی بسیار ایده آلی خواهد داشت. مانند مثالی که گفتیم اگر میخواهید از درایوها در مدت زمان طولانی استفاده کنید، قطعاً این گزینه یعنی درایو های Writ Intensive را در نظر بگیرید.
| توضیحات | میزان استقامت DWPD در 5 سال | استقامتTBW (TB) | خواندن تصادفی 4KB (IOPS) | نوشتن تصادفی 4KB (IOPS) |
| SAS MLC PX05SMB040 با حافظه 400 گیگابایتی و سرعت Gbps12 | 10 | 7300 | 200K | 109K |
| SAS MLC PX055MB080Y با حافظه 800 گیگابایتی و سرعت Gbps12 | 10 | 14600 | 200K | 113K |
سوالات متداول حافظه SSD های Read Intensive
SSD Read Intensive چیست و چه تفاوتی با SSD معمولی دارد؟
SSD Read Intensive (RI) نوعی درایو حالت جامد است که بهطور اختصاصی برای بارهای کاری با غلبه خواندن طراحی شده است. این درایوها از حافظه فلش NAND با سطح استقامت (Endurance) پایینتر نسبت به SSD های Write Intensive بهره میبرند؛ چراکه در محیطهایی بهکار میروند که عملیات نوشتن در آنها بسیار محدود است. در یک SSD معمولی مصرفکننده، تعادل نسبی بین خواندن و نوشتن وجود دارد، اما در SSD RI سرور، بهینهسازی کامل روی سرعت و پایداری در عملیات Read انجام شده و در ازای آن، استقامت در برابر نوشتنهای مکرر کاهش مییابد. این ویژگی باعث میشود قیمت این درایوها در مقایسه با ظرفیت مشابه از نوع WI، مقرونبهصرفهتر باشد.
منظور از DWPD در SSD Read Intensive چیست؟
DWPD مخفف Drive Writes Per Day است و نشان میدهد یک SSD در طول یک روز چند بار میتواند به اندازه کل ظرفیت خود داده بنویسد. برای SSD های Read Intensive این عدد معمولاً بین ۱ تا ۳ است؛ یعنی در طول عمر مفید درایو، روزانه حداکثر ۱ تا ۳ بار میتوان معادل ظرفیت کامل آن را بازنویسی کرد. در مقابل، SSD های Write Intensive با DWPD بالای ۲۵ طراحی شدهاند و برای محیطهایی مانند پایگاه داده تراکنشی یا HPC مناسباند. شناخت DWPD هنگام انتخاب SSD سرور بسیار حیاتی است تا درایو زودتر از موعد دچار فرسایش نشود.
SSD Read Intensive برای چه کاربردهایی مناسب است؟
SSD های Read Intensive برای طیف گستردهای از بارهای کاری که در آنها خواندن داده بر نوشتن غالب است، مناسباند. مهمترین این کاربردها عبارتاند از: وبسرورها و میزبانی وبسایتهای پربازدید، شبکههای تحویل محتوا (CDN)، سرویسهای استریم ویدئو و صوت، کشینگ داده (Read Cache)، بوت سرور و بارگذاری سیستمعامل، فروشگاههای آنلاین با ترافیک خواندن بالا و همچنین سرورهای آرشیو و بایگانی که دادهها عمدتاً خوانده میشوند. در این محیطها، SSD RI بهترین تعادل بین عملکرد، عمر مفید و هزینه را ارائه میدهد.
تفاوت SSD Read Intensive با SSD Mixed Use و Write Intensive چیست؟
هر سه نوع SSD سرور برای بارهای کاری متفاوت طراحی شدهاند. SSD Read Intensive با DWPD پایین (۱ تا ۳) برای محیطهایی که داده عمدتاً خوانده میشود مناسب است و کمترین هزینه را دارد. SSD Mixed Use با DWPD حدود ۱۰ برای کاربردهایی که نیاز به تعادل بین خواندن و نوشتن دارند مانند اپلیکیشنهای High I/O طراحی شده است. SSD Write Intensive با DWPD بالای ۲۵ برای محیطهای تراکنشمحور سنگین مانند OLTP، HPC و انبار داده استفاده میشود و گرانترین گزینه است. انتخاب درست میان این سه نوع، مستقیماً بر عمر مفید درایو و هزینه کل مالکیت (TCO) تأثیر میگذارد.
آیا میتوان از SSD Read Intensive بهجای Write Intensive استفاده کرد؟
از نظر فنی ممکن است، اما این کار کاملاً اشتباه است و بهشدت توصیه نمیشود. اگر عملیات نوشتن در SSD Read Intensive بیشتر از ظرفیت DWPD آن باشد، لایههای اکسید در سلولهای NAND فلش بهسرعت فرسوده میشوند و عمر درایو بهشکل چشمگیری کاهش مییابد. در بدترین سناریو، درایو ممکن است پیش از اتمام دوره ضمانت بهکلی از کار بیفتد. اگر بار کاری شما شامل نوشتن مکرر است، باید از SSD Mixed Use یا Write Intensive استفاده کنید تا هم عملکرد و هم پایداری دادهها تضمین شود.
SSD Read Intensive از چه نوع حافظه NAND استفاده میکند؟
SSD های Read Intensive معمولاً از اقتصادیترین انواع حافظه NAND فلش یعنی MLC (Multi-Level Cell) و TLC (Triple-Level Cell) استفاده میکنند. این نوع حافظهها در هر سلول ۲ یا ۳ بیت داده ذخیره میکنند که ظرفیت بیشتر و هزینه کمتر را به ارمغان میآورد، اما در مقابل، تعداد چرخههای پاکسازی و بازنویسی کمتری نسبت به SLC (Single-Level Cell) دارند. در SSD های Write Intensive برای افزایش استقامت از انواع پیشرفتهتر NAND، تکنیک Over-Provisioning و الگوریتمهای Wear Leveling پیچیدهتری استفاده میشود.
آیا SSD Read Intensive برای سرورهای HPE مناسب است؟
بله، SSD های Read Intensive یکی از رایجترین گزینههای ذخیرهسازی در سرورهای HPE ProLiant، HPE Synergy و HPE BladeSystem هستند. این درایوها با رابطهای SATA 6G و SAS 12G در فرمتهای SFF و LFF عرضه میشوند و با فریمور اختصاصی HPE بهینهسازی شدهاند. فریمور HPE باعث بهبود Wear Leveling، Over-Provisioning و کارایی کلی درایو میشود. به همین دلیل توصیه میشود SSD های برند HPE را برای سرورهای اچپی انتخاب کنید تا از سازگاری کامل و پشتیبانی سازنده بهرهمند شوید.
عمر مفید SSD Read Intensive چقدر است و چطور آن را افزایش دهیم؟
عمر مفید SSD Read Intensive به DWPD، حجم کاری واقعی و کیفیت ساخت بستگی دارد. اگر بار نوشتن روزانه در محدوده مجاز DWPD باقی بماند، این درایوها معمولاً بین ۳ تا ۵ سال عمر مفید دارند. برای افزایش طول عمر میتوان این اقدامات را انجام داد: اطمینان از اینکه نسبت خواندن به نوشتن واقعی با نوع SSD انتخابی مطابقت دارد، استفاده از قابلیت Over-Provisioning، فعال نگهداشتن TRIM در سیستمعامل، پایش منظم وضعیت سلامت درایو از طریق ابزارهای SMART و همچنین جلوگیری از پر شدن کامل ظرفیت درایو که فشار اضافهای بر الگوریتمهای مدیریت بلوک ایجاد میکند.
برای سرور خود به هارد نیاز دارید؟