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    3.5.2 SSD延寿计划:耗损均衡

      SSD有限的写入循环次数决定了用的越频繁,NAND死得越早,如果不加以控制,那么容易就出现这样的情况:主控频繁向某部分bloc写数据-擦除数据-再写入数据,而NADN其他部分写数据的机会比较少,这种情况就像小品中说的那样“你搁一个羊身上薅,时间长了谁看不出来”,用的频繁的区块坏的更快,不平衡的使用方式对SSD寿命也是一种伤害。

      耗损均衡(wear leveling)技术就是为了保证NAND所有区块的写入-擦除几率是均等的,说白了就是“有难同当”,有活大家一起干,要挂的时候也是集体挂。

      耗损均衡与主机系统无关,因为主机根本不关心数据是写在那块NAND区块的,它只是向逻辑区块寻址空间(logical block addresses,简称LBA)写入数据,SSD主控再通过LBA向PBA(物理寻址空间,physical block addresses)真正写入数据,而WL就发生在后一段过程中。

      准确来说,耗损均衡是一种优化算法,它可以将LBA重新映射到不同的PBA空间中以平衡PBA的写入次数,重新映射的频率、快速定位“最小磨损”(least worn)区块的能力以及迁移数据的能力是评估WL性能的主要指标,它主要依赖于SSD主控。

      依照不同的状态,WL可以分为三种,无耗损均衡(no-wear leveling)、动态耗损均衡(Dynamic Wear Leveling)以及静态耗损均衡(Static Wear Leveling)三种,分别来看。


    无耗损均衡对SSD寿命影响很大

      无耗损均衡就是不做任何干涉,任由SSD随意使用PBA空间,那么结果自然很悲催,P/E循环次数很快耗尽,SSD就要挂了,这时候SSD的寿命就取决于使用的闪存类型了,SLC好些,MLC就差远了,总之这种情况是极不推荐的。


    动态耗损均衡

      动态耗损均衡是指主控算法指定只寻找那些没用过的PBA区块做耗损均衡处理,而忽略那些写过数据的PBA,哪怕只写过一次数据。图表设定的情况是75%的空间写过了数据,那么动态耗损均衡就只会从剩下的25%空间进行耗损均衡处理,此时可靠性是无耗损均衡时的25倍,但是只有四分之一的区块才有耗损均衡处理。

      静态耗损均衡处理的算法会搜寻整个SSD区块以寻找写入数据次数最少的区块,如果这个区块现在是空白的,那么就直接写入新的数据,如果找到的这个区块恰好有数据存在(而且是不经常变动的数据,类似系统文件),那么它里面的数据会被转移到另一个写入次数比较多的区块,然后再把新的数据写入到这个区块中。

      静态耗损均衡的可靠性比无耗损均衡高了100倍,与动态耗损均衡相比也要高三倍。

      现在我们再来算一下120GB SSD的使用寿命问题。以3000次P/E循环为例,写入放大率为2,耗损均衡率也算作2,平均每天写入50GB数据量,那么实际的使用寿命为120GB*3000/(50GB*2*2*365)=4.9年,差不多是5年左右(60GB则是两年半左右),数值高低还要看厂商的写入放大和耗损均衡控制能力,更要看用户的使用情况,如果写入操作很少(实际上50GB的写入量不算少,日常操作中读取更多,写入比较少),那么使用寿命还得延长。

      耗损均衡技术的存在使得SSD不不是那么容易用坏,而且它只是提高SSD可靠性和寿命的一个代表,闪存厂商和主控厂商都在SSD延寿、恢复性能上倾注了很多精力,比如下一节还要讲到的TRIM和GC。

    文章导航
    1.扉页
    29.5.7.1 三星830 128GB
    2.1 前言:HDD寻春苦未至,SSD花开正当时
    30.5.7.2 三星赠送软件: SSD Magician
    3.2.1 降价之风愈演愈烈,SSD飞入寻常百姓家
    31.5.8 超极速Hyper SLC 128GB
    4.2.2 睁大眼睛,市售热门SSD型号速览
    32.5.9 忆正FTM Plus 120GB
    5.3.1 速度不是唯一,SSD真正的优势在哪?
    33.5.10.1 OCZ Vertex 4
    6.3.2 主控芯片:SSD的大脑
    34.5.10.2 OCZ Vertex 3 Max IOPS
    7.3.3.1 闪存基础原理:为什么会写入次数限制
    35.5.10.3 OCZ Vertex 3
    8.3.3.2 SLC vs MLC:性能、成本与可靠性的纠结
    36.5.10.4 OCZ Agility 3
    9.3.3.3 闪存同步与异步的选择
    37.5.10.5 OCZ附送软件:OCZ Toolbox MX
    10.3.4 为啥越用越慢?闪存的读写过程
    38.5.11 浦科特 PX-128M3
    11.3.5.1 SSD不可靠?写入放大带来的难题
    39.6.1 测试平台与方法
    12.3.5.2 SSD延寿计划之“耗损均衡”
    40.6.2 如何解读测试成绩
    13.3.5.3 还我漂漂拳,TRIM与GC运作方式
    41.7.1 AS SSD Benchmark测试
    14.3.6.1 容量相差这么大,也谈SSD OP空间
    42.7.2 CrystalDiskMark测试
    15.3.6.2 SSD实际可用容量一览
    43.7.3 PCMark7测试
    16.4.1 好马要配好鞍,该为SSD选择怎样的主板
    44.7.4 Fastcopy测试
    17.4.2 为什么要开启磁盘模式AHCI模式?
    45.7.5 Photoshop CS5文件载入与保存测试
    18.4.3 SSD的4K对齐问题
    46.7.6 性能测试数据汇总及分析
    19.5.1 十四款SSD规格一览
    47. 7.7 GC效率测试-SF主控
    20.5.2.1 威刚XPG SX900 128GB
    48.7.9 GC效率测试-其他主控
    21.5.2.2 威刚附送软件:Acronis True Image HD
    49.7.10 TRIM性能
    22.5.3 海盗船Force GT 120GB
    50.8 SSD功耗测试
    23.5.4 Crucial M4 128GB
    51.9 128/120GB SSD选购参考意见
    24.5.5.1 Intel 520 120GB
    52.10 有关SSD发展趋势及感想
    25.5.5.2 Intel 330 120GB
    53.11.1 附录:Crucial M4固件刷新教程
    26.5.5.3 Intel附送软件:Intel SSD Toolbox
    54.11.2 附录:忆正FTM Plus固件刷新教程
    27.5.6.1 金士顿HyperX 3K 120GB
    55.11.3 附录:OCZ SSD固件更新教程
    28.5.6.2 金士顿软件:Kingston SSD Toolbox
    56.11.4 附录:浦科特M3P固件刷新教程
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