第二波英文專業(yè)詞匯來襲!還記得上節(jié)課講了什么嗎?不記得就趕緊搜索閱讀溫習上篇課程吧!有請學霸金泰克工程師開講。
11)主控:Controller
Controller,即SSD控制器,又叫主控。主控通過程序來控制SSD的讀取和寫入,相當于電腦的CPU。它對于SSD性能和可靠性至關重要。目前主流的SSD控制芯片廠商有:Marvell、Sandforce、Phison、SMI、JMicron、Samsung、Indilinx等。
12)固件版本:FW
Firmware,簡寫FW,即固件版本,也叫韌體、固件。一般是指SSD主控固件程序的版本號或者級別,通常以數(shù)字和字母組合形式表示出來,有時候也根據(jù)版本發(fā)布時間來命名,命名規(guī)則由生產(chǎn)開發(fā)商自行定義。
13)通道數(shù):CH
Channel,簡寫CH,即通道數(shù)。由于NAND單顆的讀寫速度并不是特別高,所以SSD控制器普遍采用多個通道同時并行操作多片F(xiàn)lash,類似RAID0。這樣可以達到更快的讀寫速度。
14)自我檢測分析與報告技術:S.M.A.R.T
Self-Monitoring,AnalysisandReportingTechnology,簡寫S.M.A.R.T,即自我檢測分析與報告技術。支持S.M.A.R.T技術的硬盤可以通過硬盤上的監(jiān)測指令和主機上的監(jiān)測軟件對電路的運行情況、歷史記錄及預設的安全值進行分析、比較。當出現(xiàn)安全值范圍以外的情況時,就會自動向用戶發(fā)出警告。
15)物理尺寸和形狀:mSATA
mSATA是SATA協(xié)會開發(fā)的mini-SATA接口規(guī)范,可以提供跟SATA接口標準一樣的速度和可靠度,但是尺寸更小。市面上主流mSATA接口的SSD尺寸為MO-300A標準,其物理尺寸一般為50mm(L)*30mm(W),沒有外殼,主供電電壓是3.3V。mSATA是迷你版本SATA接口,外型和電子介面與miniPCI-E完全相同,但電子信號不同,兩者互不兼容。
16)物理尺寸和形狀:NGFF
NextGenerationFormFactor,簡稱NGFF,是Intel為超極本量身打造SSD新標準。 NGFF接口定義了多種長度標準,主流標準包括2242、2260、2280等,各接口都同時支持mSATA和mini PCI-E。如NGFF 2242的尺寸只有42mm(L) * 22mm(W),2260的尺寸則為60mm(L) * 22mm(W),均可雙面布置NAND顆粒,單面厚度2.75mm,雙面布置也只有3.3mm,體積進一步縮小,功能上則為加速設備或者SSD所優(yōu)化
17)物理尺寸和形狀:Halfslim
HalfSlim是SATA協(xié)會針對“輕,薄,小,快”市場需求新定義的產(chǎn)品規(guī)范,滿足便攜式設備及空間限制設備的需求。HalfSlim 為SATA 模塊,其接口與標準的SATA 2.5 寸接口一致,尺寸為54(L)x39(W)x4.45(H),其尺寸小,輕薄,同時為SATA 標準接口,廣泛應用于SSD中。
18)接口標準:PCIe
PCI-Express是當前主流的總線和接口標準,這個新標準將全面取代現(xiàn)行的PCI和AGP,最終實現(xiàn)總線標準的統(tǒng)一,也就是說以后的主板接口沒有所謂的顯卡專用接口AGP了,所有的接口都是PCI-e接口了,不管是網(wǎng)卡還是顯卡。
由于SATA接口的SSD傳輸速度無法達到更高的速率,SSD的FormFactor有開始向PCIe轉換的趨勢。采用PCIe接口的SSD具有更快的讀寫速度、更高的容量等特點。
19)單位時間內(nèi)系統(tǒng)能處理的I/O請求數(shù)量:IOPS
Input/OutputOperationsPerSecond,簡寫IOPS,即每秒進行讀寫(I/O)操作的次數(shù),是衡量磁盤性能的主要指標之一。IOPS是指單位時間內(nèi)系統(tǒng)能處理的I/O請求數(shù)量,一般以每秒處理的I/O請求數(shù)量為單位,I/O請求通常為讀或寫數(shù)據(jù)操作請求。
隨機讀寫頻繁的應用,如小文件存儲(圖片)、OLTP數(shù)據(jù)庫、郵件服務器,關注隨機讀寫性能,IOPS是關鍵衡量指標。所以一般測試SSD的4K響應時,用IOPS來表示。IOPS越高,代表SSD隨機讀寫性能約好。
20)TRIM
在機械硬盤上在刪除數(shù)據(jù)時,系統(tǒng)只會在邏輯地址表的這個位置做個標記,說明這里應該是沒有東西了,以后新的數(shù)據(jù)可以放在這個邏輯位置上。系統(tǒng)并不會發(fā)送任何請求給硬盤,因為下次在這個邏輯位置寫入新數(shù)據(jù)時,系統(tǒng)可以直接找到磁盤上對應的物理位置,將硬盤上該處的無用數(shù)據(jù)覆蓋,因此才有數(shù)據(jù)恢復的可能。所以對于硬盤的物理內(nèi)容,在刪除文件時其實并沒有發(fā)生任何變化。
對于固態(tài)硬盤(SSD),由于閃存的固有特性,更新頁之前必須要擦除相關塊。如果不開啟TRIM,在文件系統(tǒng)中早已被刪除的塊在物理上還存放著原來的數(shù)據(jù),且SSD主控無法知道這個塊已經(jīng)無用,直到有新的數(shù)據(jù)要求寫入該塊。物理上存放已無用的數(shù)據(jù)會在SSD垃圾回收(GC)的過程中被當成有用數(shù)據(jù)對待,被這對于固態(tài)硬盤的壽命是非常不利的,同時會導致其工作效率和性能的降低。
而當Windows識別到SSD并確認SSD支持TRIM后,在刪除數(shù)據(jù)時,向SSD發(fā)出TRIM指令,通知SSD主控對應的頁面已經(jīng)無效,SSD啟動GC(垃圾回收)機制時,就可以及時釋放這些頁面。未來有數(shù)據(jù)需要寫入的時候,直接就可以寫入了。所以說,TRIM只是避免SSD在垃圾回收時將無用數(shù)據(jù)當成有用數(shù)據(jù)來搬運,從而延長了SSD的壽命。以上就是Trim的原理以及真正作用。
21)寫入放大:WA
Writeamplification,簡寫WA,即寫入放大。我們知道寫入在flash中的數(shù)據(jù)是不可以直接更新的,只能通過每頁寫入,在寫入之前需要先擦除,而且擦除操作又是以塊為單位的,擦除塊之前需要將原有的還有效的數(shù)據(jù)先讀出,然后在與新來的數(shù)據(jù)一起寫入。
這些重復的操作就會增加實際寫入閃存的數(shù)據(jù)量,減少閃存的壽命,甚至吃光閃存的可用帶寬而間接影響隨機寫入性能。該特性使得產(chǎn)品使用壽命受到較多影響,同時也增加了無謂數(shù)據(jù)寫入量。
寫入放大就是指閃存實際寫入的數(shù)據(jù)量與主控需要寫入的數(shù)據(jù)量的比例。基于SSD壽命考慮,寫入放大越接近1越好。隨著技術發(fā)展和算法更新,現(xiàn)在甚至有通過緩存暫存數(shù)據(jù)而使寫入放大小于1的應用。
22)垃圾回收:GC
GarbageCollection,簡寫GC,即垃圾回收,它其實就相當于固態(tài)硬盤的碎片整理,它是固態(tài)硬盤自身的一種機制,不依賴于操作系統(tǒng)。
垃圾回收的功能是將所有Block中的有效Page合并到一個新的Block中,并將舊的Block進行擦除,這樣做的好處一方面減少尋址負擔,另一方面留出更多的空閑Block。所以垃圾回收對固態(tài)硬盤的性能和壽命都起到至關重要的作用。
23)磨損平衡:WL
WearLeveling,簡寫WL,即損耗均勻算法,又叫磨損平衡。它是采用一種基于頁的文件存儲算法,閃存物理地址和邏輯地址之間并沒有一一對應的關系,當固態(tài)硬盤收到數(shù)據(jù)寫入請求時,并不會循規(guī)蹈矩的按順序進行寫入,而是找到最少寫入的單元寫入。因而,在為寫入數(shù)據(jù)動態(tài)分配物理塊時,會根據(jù)各塊的使用情況不同分配相應的優(yōu)先級,從而均衡整個存儲器各單元的使用壽命。
WL主要是為了使SSD中所有的Flash的P/E次數(shù)保持基本一致,避免造成某個Flash擦寫次數(shù)太多而容易損壞。
24)預留空間:OP
Over-provisioning,簡寫OP,即預留空間。一般是指用戶不可操作的容量,為實際物理閃存容量減去用戶可用容量。這塊取用一般被用來做優(yōu)化,包括WL、GC、和壞塊映射,一共被分為三層。
第一層由于標稱容量采用千進制為單位,而NAND顆粒容量單位為1024進制,由上圖算法可知兩者正好相差約7.37%,使得SSD必定要預留下7.37%。如果這款SSD標稱128G,那會預留9.4G,那剩下約119G。