[精品]固态硬盘分析

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1、固态硕盘分析1固态硬盘名词解释（來源网络）1.1垃圾回收Garbagecollection基本垃圾回收（GC）凍理图4个page的数据，A-D写入到BlockXx>po_8IaHbirnI

2、irir^iEEEEEnn如果耍重新在失效数据A〜D上写入新数据必须先擦除，所以主控把数据读取并写入到BlockY上，然后擦除BlockX作为可用空间A>po_8写入新的4个page?E^F改写A~D4个page标记为A+-D+LBA1定向到新地址原A~D失效1B+

3、iHifmii一般来说，块里的页被写満才会被移动到新块里，戸所以当这个块被写满，GC就会把有效数据務动到新块

4、并肝除掉当前块。一旦SSD的所有块都已经写入了一次,SSD主控制器将会初始化那些包含无效数据的块。（陈旧数据，这些块里的数据已经被更新的数据替换，已经无效了，没了LBA地址），现在他们正在等待被删除，以便新的数据可以写入其中，如何优化并整理这些个等待被删除的无效数据，这个算法被称为垃圾收集（GC）。我们可以看出这个操作是要有前提的，就是SSD必须要支持Trim术，不然GC就显不出他的优势了（这也是为啥目前只有支持Trim的SSD才会有GC功能），而GC的本质区别是它们何吋处理？效率多少？数据的最小写入单位是页，然而擦除的授小单位是块（大小取决于闪存，自己查资料

5、,一般12旷256页）。如果在块上的某些页屮的数据不再需要，与在该块内好的数据的其他所有页必须全部读取并重新写入到新的已擦除的块内。这个操作叫做CopyBlock,每个主控都会带。（包括U盘主控，这也是为了磨损平衡考虑）然后主控制器再删除掉这个块，用来给下一次写入数据用。这种操作一切指令来口主控而非用户的叫做GC,将会影响写入放大。请记住，GC有点像整理硬盘，所以要保证有一定的可用容量，可用容量越人，GC效率越高。1.2预留空间Over-provisioning预留空间一般是指用户不口J操作的容量，为实际物理闪存容量减去用户可用容量。这块取用一般被用来做优化，

6、包括磨损均衡，GC,Trim和坏块映射。预留空间分为3层：LEVEL17.37%颗粒容量算法的差异1,000,000,000=1091,073,741,824=23°LEVEL2LEVEL30,7,28%••SSD厂商在固件里设置的预留空间,百电比每个厂商会根据主控制器不同而不同?%Trim支持下的用户随着文件容量的变化而不变化Over-provisioning3个等级第一层为固定的7.37%,这个数字是如何得出的哪？我们知道机械硬盘和SSD的厂商容最是这样算的，1GB是1,000,000,000字节（10的9次方），但是闪存的实际容最是每GB=l,073,7

7、41,824,（2的30次方）,2者相差7.37%。所以说假设1块128GB的SSD,用户得到的容量是12&000,000,000字节，多出來的那个7.37%就被主控固件川做0PTo第二层来自制造商的设置，通常为0%,7%和28%等，打个比方，对于128G颗粒的SandForce主控SSD,市场上会有120G和100G两种型号卖，这个取决于厂商的固件设置，这个容量不包括之前的笫一层7.37%。笫三层是用户在口常使用中可以分配的预留空间，像Fusion-10公司述给用户工具口己调节大小来满足不同的耐用度和性能，而用户也可以自己在分区的时候,不分到完全的SSD容呆

8、来达到同样的目的。（要有Trim支持）预留空间虽然II：SSD的可用容量小了，但是带來了减少写入放人，提高耐久，提高性能的效果。1.3TRIMTrim是一种SATA命令，他能讣操作系统在删除某个文件或者格式化后告诉SSD主控这个数据块不再需要了。一般情况下，当LBA被操作系统更新后，只冇随着Z后的每次数据写入（其实等于覆盖），SSD主控制器才知道这个地址原来早已经失效了。（Z前认为每个数据都是有效的）在Win7里，由于Tdm的引入解决了这个问题，当某些文件被删除或者格式化了整个分区，操作系统把Trim指令和在操作屮更新的LBA—起发给SSD主控制器（其屮包含了

9、无效数据地址），这样在之后的GC操作中，无效数据就能被清空了，减少了写入放大同时也提升了性能。Trim的依赖性和局限性1.Trim命令需要SSD的支持，某些老型号的SSD可以靠刷新固件得到Trim支持（G2,barefoot,YK40）,或者用一些独特的丄具（barefootwiper）提取出系统里所有无效的LBA告诉SSD主控并清除。2.Trim命令之后，速度并不一定是立马就能提升的，因为Trim后的T净空问可能随机的包含在每个块里，只有等着多次的copyblock操作和主控的GC操作/能明显感觉到速度的提升。3.就算操作系统，驱动，SSD主控固件都满足Tr

10、im命令了，也不代表在某些特定坏境下能