IBM全闪存阵列--FlashSystem（Data Protection）

IBM全闪存阵列--FlashSystem（DataProtection）

一、闪存技术

上一篇文章《IBM全闪存阵列-闪存系统(一)》谈到了掌握平面。chip代表什么？看看这篇文章——http://www.cnblogs.com/heiyue/p/3436349.html在这里，我再贴一遍。

该图显示了8GB和50nm的SLC颗粒的内部框架。每页有33792个数据存储器，每个数据存储器意味着1位(SLC)，所以每页的容量为4096字节和128字节(sa区)。每个块包含64页，因此每个块的容量为262，144字节8192字节(SA区域)。页是NANDFlash上加载/装载(编程)最少的单个位(页上的一个模块共享资源和一个标识符线字线，而块是NANDFlash上擦除最少的企业。不同品牌、不同型号、不同规格的颗粒，其页块体积不同。

上面说了，大家应该都注意到了，加载的时候在标识符网上收费加载数据信息，擦除的时候在政府网上收费。因为一个块共享一个资源基线，这也是因为被擦除的企业是一个块而不是一个页面，同样的。

下图显示了一个8Gb50nmSLC集成ic，页面大小为128字节，4k高清，块大小为256KB8KB。图中每页4096字节的数量用于存储数据信息，128字节的数量用于管理方法、ECC等。

平面芯片将继续使用多平面设计方案来提高性能，如下图所示:

多平面设计方案的基本原理非常简单。从图中可以看到(微米25nmL73A)，一个芯片分为两个平面，两个平面内的块号为双单交叉型。试想一下，我们在实际 *** 作的时候，也可以进行跨类型的实际 *** 作(一单双)来提高性能。根据检测，在某些情况下，与单平面设计方案相比，性能可以提高50%以上。

该图清楚地显示了多平面设计方案提高性能的原因。

根据这篇文章，我们知道在闪存芯片中，plane>:block>；页，企业数据信息按页写入，企业按块擦除。如果不了解，可以搜索杨总写的一篇文章《浅谈SSD原理及应用实践——v0.1.pdf》。

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二。可变条带RAID

再来说说Flashsystem840。在IBMFlash系列产品中，个人信息保护有两层，一层是模块级VSR(可变杂散RAID)，另一层是系统级RAID。系统级很好理解，就是跨几个模块组RAID，可以跨4个(3D1P11s)、8个(6D1P11s)或者12个(10D1P1S)闪存芯片控制模块，类似于传统的几个硬盘组的RAID5。模块级的VSR是由闪存模块提供的数据保护。再来说说VSR。

可变条带RAID？)是一项独特的IBM技术，它为内存页面、块或整个芯片提供数据保护，这是IBM的一项专利权。它可以防止在一个内存芯片或平面故障中拆卸和更换所有闪存模块，延长闪存模块的使用寿命。

由于每个FPGA控制的DMA *** 作的大规模并行性以及对芯片组、芯片、平面、块和页面的并行访问，VSR的实施对性能的影响极小。

-获得专利的VSR允许RAID条带大小变化。
-如果一个十芯片条带中的一个芯片出现故障，则仅绕过该故障芯片，然后将数据重新条带化到其余九个芯片上。
-VSR减少了闪存故障导致的维护间隔

IBMFlashSystem可变条带RAID的价值

VSR特性:

VSR由一个模块中的四个闪存控制器 *** 作和管理。

写入8KB的页面，闪存块擦除1MB。

每个芯片有16个平面。

如果一个平面损坏，前提条件是一个平面至少有256个Flash块失效。

一架飞机也可能整体失灵。

只有当64个平面损坏或4个芯片损坏时，所有模块才会被视为损坏。

当闪存模块损坏时，3D闪存RAID将承担数据保护。

VSR的关键功能在平面层面，跨越了flash芯片层。采用91(平面)RAID5的方法完成绑定，可以根据flash芯片控制模块中flash芯片平面的常见故障，如91、81、71，甚至61，自动调整RAID绑定。当一个或几个平面出现常见故障时，它会全自动重新进行杂捆扎，以省去人工控制，并全自动执行和实际 *** 作服务器机器和设备返回的读写能力要求。

二维(3D)闪存RAID是指模块级VSR和系统级RAID5。每个系统软件都有两个独立的RAID5数据信息保护层。

Flashsystem中有四种数据保护方法:

各种类型的IBM闪存系统保护

总结:VSR是个人信息保护的第一层(模块级)，系统级RAID是为了防止Flash控制器失效或者模块失效，都是基于传统的RAID5。

三。垃圾收集

本文之前提到，由于闪存的特性，Flashsystem中的数据对于企业来说是按页(由若干个单元组成)写入的，对于企业来说是按块擦除的。完成方法是“重写时擦除”。详细信息如下图所示:垃圾收集

-闪存是一种可编程控制器，可以用有限的频率进行擦除，有限的编程/擦除周期(p/ecycles)是指闪存更大的可编程控制器/擦除次数。

-单级电池(SLC)性能更高，更耐用，一般从5k到100k不等。

-EMEL的市盈率周期一般是30k~10k，CMLC是5K~1K。

损耗均衡平衡了读写能力

如果一些闪存单元被PE频繁使用，而另一些很少使用，这将导致闪存单元比所有闪存模块磨损得更快，因此使用损耗均衡来分散所有写入/擦除。这样单个Flash块就不容易因为频繁的ping而失效。