這個才是導致SSD工業存儲壽命減短的真正原因

2018-09-14

對于SSD工業存儲的使用壽命,我們經常會聽到一種說法:寫入放大是SSD壽命的真正殺手。

為什么會這么說?那寫入放大是什么?今天就帶你了解一下。

關于SSD的擦寫

工業存儲

SSD閃存具有擦寫次數的限制,也就是說它的壽命是有限的。閃存完全擦寫一次叫做1次P/E,因此閃存的壽命就以P/E作為單位。

SSD的壽命計算

根據閃存的操作性質,我們不難得出SSD壽命的計算公式,即:

工業存儲

以TLC顆粒為例,它的擦寫次數大約為1000 P/E,如果我們每天給120G SSD寫入10GB的數據,那么SSD的壽命=120GB*1000/10/365=33年

33年?計算結果難道出錯了?沒有錯,不過這是理論值,要計算SSD的真正壽命,還要考慮一個重要的影響因素——寫入放大。

什么是寫入放大?

寫入放大是SSD存在的不良現象,即實際寫入的物理數據量是寫入數據量的多倍。

打個比方,當首次向SSD寫入數據時,單元都處于已擦除狀態,因而數據可以直接寫入,一次一頁(大小通常為4至8KB)。這時候不存在寫入放大的情況。

但是,如果單元處于寫入狀態,那寫入放大就會產生。我們以8KB Page、1024KB Block(128Page)來計算,并且其中127個Page已經寫入了數據,那么結果會變成這樣:

工業存儲

小方塊為Page,大方塊是Block,該Block里127個Page都寫入了數據,只有一個Page是空的。如果恰好有一個8KB的數據要寫入,按理說填滿就剛好,然而并不能。此時SSD的操作是,把原本127個Page里的數據讀出來,然后擦除整個Block的數據,再將該8KB數據與之前127個Page里的數據一起寫入Block中。

這帶來的直接后果就是,我原本只是想寫入8KB的數據,但實際寫入了1024KB,數據容量被放大了128倍。所以說,寫入放大也就成了SSD壽命的一大克星。

如何應對寫入放大

工業存儲

為了降低寫入放大帶來的消極影響,用戶在使用SSD的過程中,盡量給SSD留出一部分空間。數據寫在空白的塊(die),就不會出現寫入放大的情況。

但是,隨著SSD使用時間的增長,可用空間肯定會越來越少,因此單靠簡單的空白塊是不可行的。還要依靠主控中的GC垃圾回收、Trim、磨損均衡等技術進行充分保障。




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