3.4 为啥越用越慢？NAND闪存的读写过程
SSD与传统HDD有着不同的架构和原理，读写数据的过程也是不一样的，这种原理上的不同带给SSD优异的性能，但是也决定了SSD固有的一些缺点。
HDD磁盘有扇区、柱面之分，SSD的基本组成也有Page（页面）、Block（区块）、Plane（平面）之分，page是最基本的组成，大小一般是4KB，，每个block通常包含64个page，容量是256KB，也有128个page的，容量就是512KB，不过目前主流的25nm工艺闪存普遍都是8KB page容量，128个page配置。
多个block再组成plane，而plane就是就是闪存中的一颗核心（die）了，而我们看到的闪存片其实是多颗die封装在一起的，一般是2-8颗，而整个SSD上则会由多片闪存组成。
实际上，如果SSD内部是以die颗粒的RAID 0模式组建的，那么block层级之上还有一个band之分，它是RAID 0模式中所有芯片的同一块block区块的总和。
简单的描述就是这样：page→block→band→plane-die→闪存片→SSD。
数据读写的主要过程就在page、block以及band三个层面上。
在系统中，数据写入是以page为单位的，SSD写入新数据擦除原有的数据，但是擦除过程只能以block为单位，要清除就得擦除整个block单元，哪怕只写入了一个page的文件。
在一篇国外博文中找到一个非常简单形象的SSD写数据的描述，我们来看看SSD到底是怎么写入数据的。
这里为了简化说明，假设每个block只有12个page，每个page大小1Byte。
无数据的情况就是这样的，SSD性能最好的状态
打开笔记本程序
输入1234并保存
这个文件的大小正好是4Byte
写入到SSD就是占用了block A的4个page
改变原来的文档内容，变成56781234
现在文档大小变成了8B
保存时SSD不能直接覆盖原有文件，需要重新占用8个page文件
现在就是这个样子了
Block A实际上已经写“脏”了，要恢复性能就需要删除整个block区块，此时需要把有用的数据拷贝到另一个空白blokc中然后再清除Block A。
数据写入到空白的block B中
实际过程中数据显然不是只有这么简单，略微复杂一点的情况就如上图所示，1234.txt文档占用了8个page，xyz.dll也是占用8个page，但是分别在两个block区块中，word.doc文件也是占用了两个block，其中占满一个，另一个占用了8个page。
此时如果用户删除了xyz.dll文件，那么数据就要重新洗牌，Block B中的1234.txt重新拷贝到block A中，dock文件中的4B也要写入block A中，还有多余的4个page要再占用block D的4个page空间，而block E中的数据是满的，不需要移动，此时的排列就如上图所示，腾出来的block B和block C也就可以清除数据以恢复性能了。
上述过程还只是非常简单的例子，如果是真实的应用环境情况会更复杂，SSD需要不断地在各个block之间进行写入-转移-清空操作，而且SSD的写入速度与擦除速度相差很大，这也会影响SSD的性能发挥。
总之，SSD的特性决定了它的写入方式，不能直接覆写数据使得SSD多了擦除的操作，而写入单位与擦除单位的不统一又让SSD不停地在各个Block区块之间折腾，而写入数据的延迟约为0.2ms，但擦除操作需要2ms左右，SSD用久了需要擦除的区块就会越多，性能自然也会变慢。
这些问题都是SSD必须处理的，影响可大可小，也让很多人开始对SSD的可靠性不放心，下一个关注点自然就是SSD的使用寿命了。
我匿名了 2014-03-28 06:39
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游客 2012-12-18 14:53
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游客 2016-02-03 23:25
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Tech学前班 2016-01-23 11:12 | 加入黑名单
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Tech学前班 2016-01-23 11:06 | 加入黑名单
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游客 2014-03-27 16:21
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游客 2013-10-30 18:23
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ngcw1986大学生 2013-09-07 15:19 | 加入黑名单
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游客 2013-08-15 18:08
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philip管理员 2013-08-08 16:41 | 加入黑名单
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lancon 2013-07-12 22:16 | 加入黑名单
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游客 2013-06-21 20:00
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游客 2013-05-04 17:32
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游客 2013-04-19 00:51
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游客 2013-04-18 15:28
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游客 2013-02-18 14:55
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游客 2013-02-18 10:18
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游客 2012-12-31 21:04
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游客 2012-12-29 23:57
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游客 2012-12-29 13:35
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游客 2012-12-28 22:42
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游客 2012-12-27 11:11
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kingterrors学前班 2012-12-18 14:57 | 加入黑名单
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游客 2012-12-14 13:43
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游客 2012-12-09 23:26
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游客 2012-12-06 10:58
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游客 2012-12-03 14:45
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游客 2012-12-02 00:21
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游客 2012-11-27 18:32
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