ssd硬盘的存储特性

ssd硬盘的存储特性,第1张

SSD属于半导体器件,目前主流SSD都采用NAND flash芯片。与磁盘相比,主要有以下优势:

更高的随机访问性能,无寻道时间;

低能耗;

对温度和震动具有更强的适应性。

SSD最大的问题是寿命和可靠性,擦除一定次数后SSD会损毁。此外:

随着位密度上升,flash芯片的可靠性和寿命下降,这是容量和可靠性的矛盾;

RAID不太适合SSD,因为SSD RAID中相关设备故障的概率很高;

关于SSD可靠性的研究很多,毁誉参半,SSD的可靠性仍待证明。

可靠性是部署SSD到商业系统的障碍。flash芯片还具有三个关键的技术限制:

不能就地覆盖,写一个page之前必须擦除整个block;

不能随机写,一个block内的page必须按顺序写;

有限擦除/编程次数,block擦除一定次数后就会损毁。

与磁盘相比,这些奇怪的限制(不明白这些限制的产生原因)产生了一些影响。一些适合磁盘的数据结构可能不太适合SSD,比如一些索引数据结构,它们通常涉及很多随机写和原地覆盖。最适合SSD的数据结构是log-structure。

FTL是SSD非常关键的组件,将SSD接口转变为磁盘接口,上层应用就可以像磁盘一样使用SSD。为了解决上述限制,研究人员在FTL做了很多工作:

间接映射,一张映射表管理逻辑地址和物理地址的映射;

日志写机制,向一个逻辑page写入数据,会将对应物理page置为失效,新的数据被顺序写入block;

垃圾回收,定期执行回收失效的page;

损耗平衡,数据有冷热之分,存储热数据的block会很快损毁,交换冷热数据可以均衡block的损耗速度;

过量供应,加入额外存储容量可以帮助垃圾回收和损耗平衡。

flash的基本读写单元是page,通常每个page有4KB的数据区,还有一块元数据区,称为OOB,这块区域可以用于存储page对应的逻辑地址等信息。

SSD是摒弃传统磁介质,采用电子存储介质进行数据存储和读取的一种技术.

作用:突破了传统机械硬盘的性能瓶颈,拥有极高的存储性能,被认为是存储技术发展的未来新星.

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