从I/O特性看SSD固态硬盘的性能优化

      SSD与传统磁盘相比，第一是没有机械装置，第二是由磁介质改为了电介质。在SSD内部有一个FTL(Flash Transalation Layer)，它相当于磁盘中的控制器，主要功能就是作地址映射，将flash memory的物理地址映射为磁盘的LBA逻辑地址，并提供给OS作透明访问。

　　SSD没有传统磁盘的寻道时间和延迟时间，所以SSD可以提供非常高的随机读取能力，这是它的最大优势，SLC类型的SSD通常可以提供超过35000的IOPS，传统15k的SAS磁盘，最多也只能达到160个IOPS，这对于传统磁盘来说几乎就是个天文数字。SSD连续读的能力相比普通磁盘优势并不明显，因为连续读对于传统磁盘来说，并不需要寻道时间，15k的SAS磁盘，连续读的吞吐能力可以达到130MB，而SLC类型的SSD可以达到170-200MB，我们看到在吞吐量方面，SSD虽然比传统磁盘高一些，但优势虽然并不明显。

　　SSD的IO特点分析

　　1.随机读能力非常好，连续读性能一般，但比普通SAS磁盘好。

　　2.不存在磁盘寻道的延迟时间，随机写和连续写的响应延迟差异不大。

　　3.erase-before-write特性，造成写入放大，影响写入的性能。

　　4.写磨损特性，采用wear leveling算法延长寿命，但同时会影响读的性能。

　　5.读和写的IO响应延迟不对等（读要大大好于写），而普通磁盘读和写的IO响应延迟差异很小。

　　6.连续写比随机写性能好，比如1M顺序写比128个8K的随即写要好很多，因为随即写会带来大量的擦除。

基于SSD的上述特性，如果将数据库全部放在SSD上，可能会有以下的问题：

　　1.日志文件sequential logging会反复擦写同一位置，虽然有损耗均衡算法，但是长时间写入依然会导致性能下降。

　　2.数据文件in place update会产生大量的随机写入，erase-before-write会产生写入放大。

　　3.数据库读写混合型应用，存在大量的随机写入，同时会影响读的性能，产生大量的IO延迟。

　　基于SSD的数据库优化法则：

　　基于SSD的优化就是解决erase-before-write产生的写入放大的问题，不同类型的IO分离，减少写操作带来的性能影响。

　　1.将sequential logging修改为In-page logging，避免对相同位置的反复擦写。

　　2.通过缓存写入的方式将大量的in-place update随机写入合并为少量顺序写入。

　　3.利用SSD随机读写能力高的特点，减少写增加读，从而达到整体性能的提升。