Writeamplification
写入放大与SSD相关技术解析
• 写入放大Writeamplification
• 影响写入放大的因素
• 垃圾回收机制Garbagecollection
• 预留空间Over-provisioning
• TRIM
• 均衡磨损WearLeveling
• 影响写入放大的其它因素
写入放大Writeamplification
• 因为闪存的特性决定了.在写入
数据之前必需先对闪存存储单
元进行擦除才能改写.在执行这
些操作的时候，移动（或重写
）用户数据和元数据不止一次
。这些多次的操作，减少了
SSD的写入寿命.也增加了无谓
的写入量.写入放大因子是SSD
控制器实际写入区块的容量总
和与实际文件大小的比值。写
入放大为1时是最合适的，也就
是说，你想写入16KB的文件，
SSD实际写入了16KB的文件，
更高的写入放大意味着SSD更
短的寿命和更低的性能。因此.
写入放大是衡量主控性能的重
要指标.所有的算法优化技术都
是为了降代写入放大.
简单的写入放大公式
NAND闪存基本知识
• NAND闪存上写有数据的页面是无法直
接进行重新写入的。如果需要进行重新
写入的话，则必须分2步进行，首先进
行数据擦除（ERASE），随后在写入
新的数据（PROGRAM）。ERASE的
操作就是将所有的bit都回复成1,而
PROGRAM的操作,则是把其中需要的
bit写为0。
•
• 通过向左边名为POLY1FLOATING
GATE的区域注入和提取电子来保存数
据。FLOATINGGATE中没有电子的部
分为1，已经被注入电子的部分则是0。
已经注入的电子，通过被称为Tunnel
Oxide的绝缘膜来保持电子的通电状态
。一个闪存单元可以保存一比特（bit）
的数据，当成千上万个单元同时集成进
一片芯片中时，就可以保存成千上万个
比特的数据了，再大的规模就是上GB
存储量的NAND闪存颗粒了。
但是，在不断反复的对FLOATING
GATE进行电子操作的过程中，Tunnel
Oxide部分会产生老化。随后就无法保
证已注入电子的通电状态。这就是
NAND闪存存在着重写次数限制的原因.
NAND闪存基本知识
• 闪存运作特性，写入
最小单位是页，而擦
除最小单位是块，.闪
存有编程和擦除的次
数限制，这样每次的
编程/擦除就叫做
1P/E(program/erase
cycles)周期，而MLC
一般是5000~10000次
，而SLC是10万次左
右.也就是说写入放大
越低，P/E周期就越少
，闪存寿命就越久。
影响写入放大的因素
• 1.垃圾回收(GC)Garbagecollection
• 2.预留空间Over-provisioning
• 3.TRIM
• 4.均衡磨损WearLeveling
评论0