传统观点认为，固态硬盘SSD总有一天会取代所有硬盘，但实际上，事实证明，固态硬盘对DRAM市场来说比对硬盘市场更具挑战性。
然而，要理解它，你必须像计算机架构师一样看待计算机，或者换句话说，要理解计算机的内存/存储层次结构。
对于程序而言没有硬盘和内存的概念，只有内存。虚拟内存系统是操作系统的一部分，通过在需要时将代码和数据移动到DRAM中，并在不再重要时将其移回HDD，从而无需告诉应用程序它正在移动任何东西来隐藏两者之间的差异。
通俗点说，DRAM让HDD看起来更快，HDD让DRAM看起来很大。
如果你认为DRAM是使HDD看起来更快的东西，那么额外的DRAM应该有助于使HDD看起来更快。长期以来，这一直是加速计算机性能的标准方法。
奇怪的是，服务器中使用的固态硬盘比硬盘更能取代DRAM。系统管理员发现，虽然他们添加更多DRAM，他们的软件运行速度会更快，但如果他们不添加DRAM，而是添加与附加DRAM成本相同的SSD，则会运行速度更快。
这是一种多年来一直被服务器社区理解的现象，但它仍然让DRAM/SSD/HDD社区的其他成员感到神秘。我会以一种能够帮助任何人理解的方式解释它。
下图中，黑线表示一个程序，其代码和数据访问主要发生在相对狭窄的范围内，而红色曲线表示访问地址分布更广泛的程序。
所有程序的行为方式都相似——大多数访问发生在一定范围内，而超出该范围的访问较少。这被称为“局部性locality”，这也是计算机可以利用cache内存和虚拟内存层次结构配置的原因。
现在，一台没有SSD的典型计算机会将其中一些访问存储在DRAM中，而其他访问则需要从HDD获取。DRAM由下图中的黄色框表示。框的宽度表示由DRAM服务的访问地址范围，框外的访问强制操作系统进入HDD，这大约需要DRAM访问的100万倍（10^6）。
想要提高计算机速度的系统管理员会添加更多的DRAM来捕获更多访问权限。下图显示添加两倍DRAM的效果。
很明显，黑线比红线从中受益更多。尽管如此，许多访问都出框框，造成了10^6倍的硬盘的内存访问代价。
一个替代方案是在SSD上花费相同金额。今天，SSD NAND是DRAM的二十倍：8GB DRAM模块的价格与160GB SSD差不多。SSD比DRAM慢得多，提供数据的时间大约是DRAM的1000（10^3）倍，但它要大得多，因此它覆盖的访问次数明显更多。这有帮助吗？下图试图提供这方面的视觉表现。
显然，现在很少有访问必须进入缓慢的硬盘HDD。
固态硬盘的速度较慢是由框框的高度更低来表示的，但这不是准确表示这一点的方法，所以让我们做一些计算。
对于黑线，单个DRAM块满足约55%的所有访问，双DRAM系统可以满足约90%的访问。
在双DRAM系统等待HDD时，所有其他访问将需要100万倍的时间。
如果我们添加SSD，它将提供几乎所有剩余访问的数据，因此我们将为单个DRAM提供的55%以外的访问提供44%的“hit率”。也就是说，SSD提供的数据速度是DRAM的10^3倍，访问量是DRAM的44%，而HDD的访问速度是DRAM的10^6倍，只有1%的时间被访问。
使用此，我们可以计算两个成本大致相同的系统的平均延迟，即双DRAM系统（标记为“无SSD”）与包含SSD的单DRAM系统：
基于SSD的系统的平均延迟显然要好一个数量级。这就是为什么固态硬盘已经成为当今几乎每个服务器安装的一部分。这也在一定程度上限制了DRAM市场的增长。
请记住，这只是黑线程序的计算。红线程序从添加的DRAM中受益较少，但几乎所有的访问都由SSD覆盖，因此从双DRAM配置到单DRAM/SSD配置将看到更好的改进。
因此，如果你有固定的预算，固态硬盘可以帮助你充分利用系统，并且是比额外的DRAM更好的选择。
如果你花更多的钱将DRAM翻倍，同时添加SSD会发生什么。在这种情况下，90%的访问将进入DRAM，仍然只有1%进入HDD，另外9%进入SSD。与单DRAM系统相比，性能仅改进3%左右，成本却大幅增加。
其实上面的分析确实也挺片面的，因为对于系统的需求仅限于这个所谓的平均延迟而言的，而且上面的曲线并不代表真正的程序。总之，DRAM/SSD/HDD的配置因系统而异。
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来源：数字芯片实验室
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