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嵌入式企业版启动驱动器的需求并非您所想的那样

2019-07-11

存储模块是消费者,工业和企业系统不可缺少的一部分。这些市场独特的工作量和挑战决定了系统的设计和组件。众所周知,为企业部门设计的存储系统非常注重实现显着的耐久率。服务器群的机架式服务器SSD旨在实现每天的速度,低延迟和最大驱动器写入。他们的表现应该是首屈一指的。然而,虽然我们将数据中心与高性能SSD联系在一起,但必须承认要使服务器正常运作,需要第二类型的存储。经常被忽视的是,启动驱动器对于这些数据城市的成功至关重要。

操作系统和引导加载程序的驱动器占企业存储解决方案驱动器总数的2%左右。引导驱动器旨在确保在所有条件下安全启动和关闭服务器。它们的用例是独一无二的,因为它们没有经常启动,但是当它们这样做时,它必须是高效可靠的。它们的设计要求与构成服务器群的大容量存储部分的机架式服务器SSD完全不同。有时,引导加载程序与实际操作系 统是分开的,且通常采用USB闪存驱动器或SD卡的形式。那些需要执行可靠的过程以确保安全可靠的启动,验证使用模式以及在所有情况下的掉电稳健性。在其他情况下,Boot SSD用于支撑引导加载程序以及操作系统。这些驱动器经常受RAID1保护。

闪存控制器和FTL确保系统针对其使用情况和独特工作负载执行完整优化。此外,那些用于机架式服务器SSD和引导系统之间的控制器需求存在显着差异。

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与企业数据驱动器相比的启动存储需求。

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服务器群以其企业耐用性SSD而闻名。然而,它们的引导系统包含更多模块,包括BIOS(基本IO系统),引导加载程序和引导驱动器。这些都有一套独特的要求。由于引导系统充当服务器的网守,因此这些驱动器应尽可能可靠和安全,并且不会影响电源故障或数据保留问题。随着处理数据的数量和价值的增加,引导介质的质量和可靠性也会增加。最好的系统只与链中最薄弱的部分一样好。

BIOS(基本输入输出系统)到目前为止一直存储在NOR上,用于配置基本启动功能,配置系统和启动顺序。 NOR似乎是合适的,因为容量要求相对较小,NOR的可靠性和少量更新的良好读/写速度。然而,诸如eMMC,eUSB或eSATA之类可供替代的嵌入式存储介质可能成为NOR联合BIOS,引导加载程序和基本操作系统等要素的可靠替代品。引导加载程序通常存储在基于NAND闪存的USB驱动器和SD卡中。用于启动加载器的SD卡和USB闪存驱动器的优势在于它们不仅能够快速安全地启动,而且还提供NOR所没有的必要存储容量。

存储OS的引导驱动器需要更大的存储容量。虽然引导加载程序和驱动器在两种不同的介质上运行并不罕见,但某些制造商已经开始在单一更可靠的解决方案中连接这两个过程。基于NAND的解决方案已广泛用于引导加载程序和引导驱动器。然而,经常被忽视的是闪存控制器的功能以及它在管理和优化引导系统中可以发挥的作用。可靠的启动程序是数据中心运行的关键。闪存介质以及控制器的质量和性能规范应该是关于此类系统体系结构的主要讨论。

闪存控制器在基于NAND的启动存储中的重要性。

当涉及到使用基于NAND闪存的模块进行引导时,所选择的闪存控制器非常重要,因为它决定了整个过程的可靠性和速度。 RAID可以是实现可靠性的解决方案。工业级闪存控制器和系统可以增加价值和可靠性,并且可以完美调整以优化启动过程。控制器可以启用安全的身份验证过程和防篡改措施,确保操作系统未受到威胁。控制器可以启用多种安全功能,例如安全启动,冗余固件,授权就地固件更新,设备绑定,反克隆,写入保护,机密性和数据完整性检查。 

虽然快速启动,身份验证和安全性在启动驱动器中至关重要,但可以说最重要的要求是在所有条件下的掉电安全性。通常,RAID1和镜像引导驱动器可确保一定程度的可靠性。但是,意外关闭系统仍然会对未准备好或未设计用于处理此类过程的驱动器产生严重后果。数据可能丢失,在最坏的情况下,可能连累服务器的骨干-操作系统。最后,故障的驱动器需要替换而增加服务成本。由于引导系统管理许多其他驱动器的操作,因此它们的可靠性受到很大限制,并且应尽可能坚固耐用。闪存控制器就像大脑,具有不同的智商水平。这意味着与另一控制器供货商相比,控制器供货商处理受损功率可以有相当大的差异。引导需要一流的掉电管理,以确保服务器在发生停电时不会受到威胁。
交换空间及其对可靠基础的需求

交换空间经常被忽视,是服务器当中需要可靠基础的区域。交换空间需要部分存储,通常是引导驱动器的一部分。当RAM需求很高时,这个空间将预留给操作系统以作为溢出使用。

由于服务器不会过于频繁地重新启动,因此启动驱动器上的大多数读/写使用通常由内存交换执行。这意味着提高速度也会提高负载沉重的服务器性能。由于企业部门越来越关注性能,因此RAM在服务器中的需求很高。这反过来又使交换空间成为需要适当考虑不可缺少且不断增长的服务器部分。除了满足快速启动,身份验证,安全性和掉电安全性的要求外,服务器中的内存交换还要求在设计启动驱动器时应考虑到可靠性。
为何应该要有更多关于企业存储的寿命讨论。

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耐用性和寿命是工业领域的主要议题,在某些情况下,存储系统必须执行超过十年,并且兼容式的替换驱动器必须在延长的时间内也可用于传统接口。为了将重新认证以及将软件移植成本降至最低,还要考虑引导驱动器比数据驱动器长寿以及一些服务器系统的耐用性和使用寿命。采购工业级闪存系统不仅可以实现必要的安全和可靠的启动过程,身份验证和掉电稳健性,还可以确保系统使用寿命更长,更稳定。  

整体企业以其性能要求而闻名,但其启动系统的可靠性要求往往被忽视。引导加载程序是企业存储的重要组成部分,必须设计为安全启动和关闭服务器。它们必须确保安全启动,而且不让操作系统和数据因意外掉电而受损。存储系统中确保存储模块经过完全优化以启动存储的关键组件是闪存控制器。闪存控制器因供应商而异。虽然某些制造商设计的控制器非常适合消费性存储,但Hyperstone专注于工业级闪存控制器,是企业服务器机房中启动存储的理想选择。

 

Steffen Allert

Job Title: VP Sales

Steffen Allert is heading the European Sales organization of Hyperstone. His responsibilities covers all sales related activities for the EMEA region. Steffen has been involved with the flash industry for over 10 years. Before joining Hyperstone he worked for Daimler Benz Aerospace (now Airbus) and Siemens. Steffen holds a MS in Electronics from the Technical University Darmstadt, Germany and a BBA from GSBA Zurich.