HDD与SSD华山论剑：各有千秋

　　一段时间以来，NAS系统性能评测基准SPECsfs2008的排行榜上不断碰撞出激情四溢的火花。今年二月，IBM在其SONAS系统上装载1975块HDD，率先在NFS评测中夺魁，打破了HP保持近10个月之久的性能记录；三月EMCVNX5700打破常规，分别采用436块SSD和560块SSD创下NFS和CIFS两项记录，不仅将SPECsfs2008性能测试记录提升到60万OPS档次，同时还将NAS系统性能竞争拖入到冷兵器（传统硬盘）与热兵器（SSD）较量的时代；四月初华为赛门铁克N8500使用1728块HDD将NFS和CIFS记录再次改写，开创新的性能高峰，给原本已经纷纷扰扰的NAS领域投下了一枚重磅炸弹。短短三个月时间内，SPECsfs基准性能第一的头衔已数次易主，HDD与SSD在这个舞台上演着速度与激情的较量。

　　然而在欣赏着这些灌装了HDD和SSD力量之源、并通过充分调校的“F1赛车”在SPEC赛道上飞驰时，作为用户，可能更希望了解的是，HDD和SSD谁更适合自己？谁更能真正满足自己的应用需求？毕竟，实用性和价格都是不可回避的两个问题。让我们试着通过对前三甲测试结果的分析，找到一些答案。

表一：测试结果对比

　　实力不相上下

　　首先我们要介绍一下SPECsfs2008基准。SPECsfs2008基准通过两种完全不同的业务负载分别度量NFS和CIFS文件服务器的性能。这两种负载是通过对数以万计实际在线运行的NFS和CIFS文件服务器的业务特点进行研究、采样和分析得出的，是对当前文件服务器应用领域典型应用的综合抽象，因此成为了评判文件服务器性能的权威基准。

　　从测试结果来看，装载着HDD的华为赛门铁克N8500和装载着SSD的EMCVNX5700，在NFS和CIFS两种基准构造的完全不同的测试场景中均有优异的性能表现，说明HDD与SSD均有足够的实力胜任不同NAS应用中的高性能需求。

　　SSDNAS系统看上去很美

　　通过测试配置的对比，我们会发现一个很有意思的现象。华为赛门铁克和IBM在SPEC测试中搭建的HDDNAS系统可以用豪华来形容。为了能充分发挥HDD燃料的性能，NAS引擎武装到了牙齿。不管是在节点数量、内存数量还是在硬盘数量方面，都展示着强壮的肌肉。就像两辆重型的装甲车呼啸在赛道上，在惊叹他们的性能之余，多少给人一种过度臃肿的感觉。

　　采用了新型能源的EMCSSDNAS系统则显得非常的简洁轻盈，5个NAS引擎，装载240GB内存，却提供了惊人的66万OPS的输出能力，它在SPEC的舞台上轻舞飞扬。

　　在测试环境的规模和NAS引擎配置简约程度上，SSD系统可谓占尽了上风。可以猜想，在能耗方面SSDNAS系统与HDDNAS系统相比应该也有不俗表现。这一切似乎看上去很美！

　　性能旗鼓相当

　　SPECsfs2008基准所构造文件集的60%左右是不大于16KB的小文件，测试读写访问70%以上的数据块不大于16KB，这些高强度的随机小IO访问是传统机械硬盘的噩梦，却是SSD最擅长的。

　　但是，当需要进行机械旋转寻道的传统硬盘，遭遇在性能上几十倍甚至百倍领先的“速跑健将”SSD时，是否意味着必败呢？非也。其主要原因在于，高效的缓存机制和贴合硬盘工作方式的IO调度算法成为HDD的救命稻草。我们可以通过对比SPECNFS前三甲的性能与延迟曲线看出一些端倪：

图一：SPECsfs2008_nfs.v3性能/延迟对比

　　SPEC认证要求被测设备至少需测试出10个以上负载递增压力点下的性能，通过这些压力点的性能延迟变化曲线来综合评估产品的表现；此外，它也是一种压力测试，可以通过对系统不断加大压力来验证系统的整体稳定性。

　　曲线体现的第一个要素是延迟的变化速率。平均延迟越低，说明系统处理速度越快，性能也就越优异。从延迟曲线我们不难看出，随着负载的增加，装载着HDD的华为赛门铁克N8500的延迟增长很缓慢，并逐步超越EMC系统取得了胜利。是什么原因让传统硬盘追赶上了SSD的步伐呢？原来，系统高效的缓存与调度机制创造了这样的奇迹！

　　曲线体现的第二个要素是系统的瓶颈。随着测试负载的增加，系统IO处理的平均延迟会逐渐增大。当负载增加到一定程度，系统到达性能的瓶颈时，性能将不会继续增加，而同时延迟将会突然提升，在性能延迟曲线上呈现的就是一个拐点。性能延迟曲线越贴近主坐标轴、曲线越平滑，说明系统的性能越稳定，可继续向上拔高的潜力也越大。从上图的延迟曲线我们可以看出，装载HDD的NAS系统可以与装载SSD的NAS系统同样稳定。

　　美丽的代价很沉重

　　一个大规模NAS系统的价格主要由存储介质的价格决定，除了直观的产品性能之外，获得这些产品需要付出的“银两”，也是用户最为关心的。我们从存储介质入手，对各厂商测试配置的价格进行了简单的估算。

　　当前，SAS接口的SSD的价格大致在2~3万元RMB左右，FC、SASHDD的价格大致在2~3千元RMB左右。按SPECNFS基准前三甲测试时使用的存储介质进行估算，以下是大致结果：

图二：SPECsfs2008_nfs.v3认证配置价格对比

　　从上图可以看出，为了追求高性能搭载SSD的系统所付出的代价是昂贵的。

　　遐想与展望

　　就存储介质而言，SSD以其高性能和高可靠性引领着存储行业的革命方向。然而，它同时也面临着高成本和低容量的尴尬困境，而这恰恰是传统硬盘的长项。SSD与传统硬盘势必还会继续并存较长的一段时间，两者的较量会不断激化。NAS系统如何在维持高性价比的同时满足用户对高性能的需求，将是NAS系统生产厂商不断研究的课题。是选择SSD、传统硬盘，还是巧妙地利用两者的优势？用户可以根据实际需求做出自己的判断。

　　存储系统性能竞赛的硝烟还远未散去，相信未来会有更多的高性能存储产品或精妙的设计通过SPECsfc、SPC这样的平台展现在大家的眼前。我们期待着持续不断的良性竞争将为用户带来更大的利益。让我们翘首企盼！