技術市場分析：閃存陣列中默默服務的SAS SSD

“

 關于閃存、SSD方面的技術，

包括性能、壽命等我之前寫過一些。

這次想站在行業的角度寫個點評，

目标先面向企業存儲中SAS接口的SSD。

”

雙端口SCSI協定是SAS最顯著的特點之一，如果用于普通伺服器上與SATA相比沒有太大優勢。是以SAS SSD最主要的市場就是雙控/多控存儲陣列，而一線廠商的存儲系統為了相容性等原因都要求使用“原廠”盤（這裡是指寫入了陣列廠商定制版本的固件或代碼）。SAS SSD走管道零售相對較少，元件廠商的公開宣傳也就不太多，沒有企業級NVMe/PCIe Flash感覺那麼火。這個領域有幾家主要廠商？它們各自的産品又有哪些特點呢？

SSD第一要素

NAND閃存與固态盤市場統計

與硬碟依賴盤片、磁頭來存儲資料不同的是，現在主流的SSD都使用NAND閃存做為存儲媒體，包括密度、性能、壽命，乃至供貨和成本等都與閃存顆粒的配置息息相關。在對品質、可靠性要求較高的企業級市場，NAND Flash廠商自家推出的SSD有着先天優勢。

上面圖表是2016年全球NAND閃存市場的統計數字。其中三星以36%份額位居第一，排在第二、三的東芝和西部資料/SanDisk之間有着聯盟的關系。我們知道東芝與SanDisk合資建立過晶圓廠、并共享一些閃存專利，而後者被WD并購。

接下來的美光、SK

Hynix在企業級SSD品牌方面較弱一些；Intel基本上不賣閃存顆粒，通過與Micron的IMFT聯盟獲得穩定的Flash供應。Intel的企業級SATA和PCIe

SSD産品做的比較成功，但一直沒有推出自有品牌的SAS接口SSD，而是選擇在這方面與HGST（WD）合作。

為了提高密度、降低成本，NAND閃存制造也在不斷改進工藝。當制程發展到15nm以下NAND的P/E Cycle即擦寫壽命下得比較厲害，這種情況下大家紛紛研發出多層堆疊的3D NAND來保持容量提升。三星在這方面做的最早，目前主流是32-48層，并且幾大廠商已經掌握了64-72層3D NAND技術。

是以，盡管短期内我們看到有一些閃存價格上漲的迹象，但從長遠來看半導體産品還是會越來越便宜的。

這個圖表引用自Trendfocus,

Inc.的全球SSD供應商市場佔有率（出貨數量）。三星由于規模成本效益，在OEM業務方面的表現更好；WDC的15.5%中包含HGST品牌的企業級和SanDisk的消費級SSD；東芝雖然收購了OCZ，但我認為其強項更多在于SAS、SATA接口的企業級SSD；Intel的情況我們前面談過，Micron和餘下幾個品牌目前主要集中在消費級SSD業務上。

   三星   

大容量點憑借閃存優勢

7年前的全閃存陣列——在Dell EqualLogic PS6000S中使用的三星50GB SLC SATA SSD

（通過轉接闆實作SAS雙端口）

除了閃存顆粒之外，SSD的技術含量還集中在控制器和Firmware固件算法上。三星對自家的NAND控制肯定是最了解，不過對于SAS主機接口而言，他們在HDD硬碟時代并沒有積累這方面的經驗。多年前三星将機械硬碟業務出售給希捷，其中還有閃存方面的合作條款，SAS接口技術的掌握可能與此有關。

PM1633a是一款典型的讀密集型SAS SSD，應該是業内第一個達到15.36TB容量的2.5英寸固态盤，得益于業内率先使用3D TLC閃存，在一段時間内幾乎沒人能跟他們拼價格。PM1633a系列的寫壽命為5年DWPD=1，即每天一次全盤容量寫入可使用5年。

除了PM1633之外，三星還有寫壽命/性能更好的1635和1637系列SAS SSD，估計是隻針對OEM和大客戶的原因，這些在官網上都看不到。

  WD/HGST  

Intel合作+多次收購龐大陣容

上圖是HGST在2010年釋出的第一代SAS SSD，從那時開始就使用合作夥伴Intel的控制器。在Ultrastar SSD産品家族中，閃存及相關技術主要來自Intel，而SAS接口部分經驗則來自于HGST發展多年的SAS/SCSI企業級硬碟（收購自IBM）。

除了Ultrastar之外，WD/HGST還曾收購在SAS SSD領域“掘到第一桶金”的sTec，未來這個産品線應該不會再單獨存在。而去年收購SanDisk則進一步豐富了他們的SAS SSD産品家族，包括之前被SanDisk收購的Pliant Lighting系列和偏低端的SMART Optimus系列。WD的内心或許也有無奈：“其實我們要的是閃存啊…”

僅供參考

本文無意橫向對比幾家廠商的SAS SSD規格，上表中的型号不都是最新一代的産品，右邊兩個系列為市場保有量較大的成熟産品。我們知道存儲陣列廠商的OEM認證周期較長，是以像不久前推出的SS200系列（如下圖）應該還需要一段時間成為主流。

關于DWPD，我建議大家可以減少對每天25次全盤寫入SSD的關注。品質好的MLC閃存配合較大OP（超量配置）也可達到這一标準，但問題是成本，如果DWPD=25的800GB型号定價與DWPD=10的1600GB差不多，我想絕大多數人都會選擇後面一種吧？由于SSD可以拿容量來換壽命，1600GB要是隻限制使用800GB其生命周期寫入總量還能提高。

新一代Ultrastar SS200從外觀上看是SanDisk的風格，而它使用的NAND也是SanDisk 15nm技術。

       東芝       

NAND閃存+SAS硬碟先天優勢

東芝在NAND閃存制造商方面的地位，我們前面介紹過了，而他們同時還是一家硬碟廠商，其企業級10K、15K SAS硬碟并購自富士通。根據國際資料資訊(IDC)日前釋出的兩份報告-「2016年第4季全球固态儲存系統最新資料」和「2016年第4季全球硬碟出貨量和最新預測」資料指出，TOSHIBA除了是去年唯一總營收成長的硬碟供貨商，也是唯一所有産品類别，包括行動硬碟、桌上型硬碟、效能優化企業級硬碟以及容量優化企業級硬碟營收市占率皆同步成長的硬碟供貨商。此外，TOSHIBA的固态硬碟也有着大幅成長的表現，去年營收幅度增加高達114%，市占率也提高到第四名。

如果從SAS SSD廠商分類來看，大體分為3類——第一類如三星，在自身強大的閃存制造技術基礎上發展SAS“盤”；第二類如WD/HGST，其SAS接口技術源于硬碟，又通過收購SanDisk（Pliant、SMART）、sTec來補強控制器、閃存算法等；第三類就是東芝，先天具備閃存、SAS接口兩方面的基礎。

東芝SAS SSD低調地主攻OEM市場，

其發展曆史也不短了。

僅供參考：上表摘錄自東芝網站上

最新的SAS SSD資料

閃存陣列

對SAS SSD的選擇

至于SAS SSD的技術門檻，對這三家以外的許多廠商應該還比較高，而進到這個圈子裡面後我覺得更多在于堅持。除了維持研發定期更新産品之外，企業級産品對相容性、可靠性（穩定）比較在意。SSD不像硬碟有活動元件，故障率相對更好控制，在震動/沖擊測試方面也能省不少精力。

對于陣列廠商來說，同時保持2-3家供應商是有必要的，否則遇到缺貨或者價格異動時會比較麻煩。可能會有朋友想到，伺服器/PC上的Intel CPU不符合這個原則，那是因為接近壟斷的市場佔有率，以及主機闆平台的不通用性。

對于最終使用者而言，關注點可以集中到2處：容量、DWPD（寫壽命），後者同時還關聯着随機寫性能。

如何更好地使用SSD

成本、性能、壽命

雖然SSD單盤容量越來越大，實際能夠觸及寫入壽命限制的使用者又寥寥無幾，但為了以防萬一，存儲系統還是需要有個監控、預警SSD耐久程度/健康狀況的功能。

上圖引用自Dell SC陣列管理界面，RI（讀密集型）、MU（混合用途）和WI（寫密集型）被分在不同的“磁盤檔案夾”（存儲層）内。

寫密集型SSD容量有限價格較高，讀密集型SSD寫壽命/性能又相對較低，有沒有辦法讓它們各自發揮最大價值呢？上圖就是一種跨不同等級SSD自動分層存儲的方案，所有寫操作都進入WI SSD分層，結合RAID 10保持最好的性能；資料塊定期自動遷移到大容量的RI SSD分層，這裡隻響應來自主機的讀操作，是以可以用讀性能同樣優秀的RAID 5/6來獲得更高的容量使用率。

其結果就是以接近RI SSD的價格提供WI SSD的性能，同時發揮了WI SSD的寫耐久度優勢和RI SSD的容量優勢。

最後再來談談SSD的質保。SSD廠商會有一個寫入總量的計數器，如果使用者在保修年限内磨損超标同樣不予保修。

而有的存儲系統廠商則提供了更高的附加值——隻要陣列整機在質保期内，故障的SSD不論寫入容量均予以更換、終生保修。

敢承諾這一點，除了我們前面講到的技術因素之外，還有存儲顧問在售前了解項目需求、推薦合理配置産生的價值。總之，多了這個保障還是讓使用者更加放心。