定义

穿平

磨平是一个旨在延长寿命的过程固态存储设备。

固态存储器由微芯片组成,以块的形式存储数据。在变得不可靠之前,每个块可以容忍有限数量的程序/擦除周期。例如,单级电池(SLC) NAND闪存的额定功率通常在50,000到100,000之间程序/消除周期.磨损均衡安排数据,以便写入/擦除周期均匀分布在设备中的所有块中。

磨损水平通常由flash控制器,它使用一个磨损均衡算法来确定使用哪个物理块的每次数据被编程。

磨损水平可能在多层电池(MLC) NAND闪存设备中更为重要。SLC允许将一个位写入一个内存块,而可以一次将两个位写入MLC块。这有助于降低固态硬盘(ssd)的成本,但增加了磨损。为了缓解磨损的增加,企业ssd使用企业MLC或eMLC,降低写入速度,降低磨损率。

动态与静态磨损水平

SSD的磨损均衡分为动态和静态两种。动态磨损均衡池已消除并为下一次写选择擦除计数最低的块。动态磨损均衡的缺点是,如果一个块持有未被访问的数据,那么它永远不会被移动到其他块。这限制了SSD中进行磨损均衡的块的数量。

静态磨损均衡的操作与动态磨损均衡类似,但它也确保在块擦除计数低于某个阈值时移动静态数据块。由于闪存控制器的开销,移动数据的这一额外步骤可能会降低写入性能,但在延长固态设备的寿命方面,静态磨平要比动态磨平有效得多。

磨损水平与修剪

当内存块不再使用并可以擦除时,计算机操作系统(OS)中的TRIM命令集会指示NAND闪存设备。这个词修剪适用于SATA (serial ATA) ssd盘。在基于sas的ssd中,类似的命令集称为UNMAP。

另一方面,磨损水平由flash控制器管理,而不是由操作系统管理。与TRIM不同,磨损均衡只在数据写入SSD时起作用,调用闪存控制器来识别P/E周期计数最低的块集合,以便数据可以写入这些块。当OS被告知某个内存块不再保存数据时,就会发生TRIM活动。

几乎所有的计算机和服务器操作系统都支持TRIM,从2013年开始,Android移动操作系统也支持TRIM。

磨损升级vs.垃圾回收

垃圾收集是提高SSD的功能寿命和写性能的另一种方法。

SSD中的内存单元由块组成,每个数据实例以一组页面的形式写入到每个块中。单个页面可以通过新的写来更新,但是NAND闪存单元中的数据必须一次擦除整个块。这意味着小的数据更新将浪费块中未使用页面的擦除周期。

在垃圾收集期间,一个块中正在写入的所有页被移动到一个新的块中,前一个块中未更改的页被擦除。这完全释放了之前的块使用在磨损水平。

这是最近更新的2018年2月

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