Методики очистки памяти от мусора, применяемые в Kingston, для повышения производительности твердотельных накопителей при использовании в клиентских системах

SSD создаются на базе современных контроллеров, управляющих флеш-накопителями NAND. Kingston использует в отдельных SSD контроллеры на основе LSI® SandForce для повышенной надежности и производительности. Эти контроллеры используют собственные технологии для выполнения очистки памяти (Garbage Collection).

При удалении файлов операционной системой (например Windows) ОС отмечает в своей внутренней таблице файлов, что файл удален. На жестких дисках (HDD) такие недействительные данные сохраняются и могут быть напрямую перезаписаны системой для хранения новых данных.

Устройства на основе памяти NAND не могут перезаписывать данные, уже находящиеся на накопителе. Они должны выполнить цикл программирования-стирания; для записи в уже использованный блок данных контроллер SSD сначала должен скопировать все действительные данные (которые еще используются) и записать их в пустые страницы другого блока, очистить все ячейки в текущем блоке (от действительных и недействительных данных), а затем начать запись новых данных в уже очищенный блок. Этот процесс называется очисткой памяти. Современные ОС также поддерживают команду TRIM, с помощью которой ОС сообщает SSD об удалении файлов, чтобы SSD мог лучше управлять процессом очистки памяти и восстанавливать это пространство заранее без сохранения и перемещения недействительных данных.

SSD компании Kingston с контроллерами LSI SandForce выполняют высокоэффективную приоритетную очистку памяти, быстро подготавливая блоки для удаления в реальном времени, и не выполняют фоновую очистку памяти, приводящую к предварительному перемещению данных, которые вскоре могут быть удалены пользователем. Методика приоритетной очистки памяти обеспечивает повышенную надежность и производительность SSD. Кроме того, приоритетная очистка памяти максимально повышает преимущества режимов ожидания с низким энергопотреблением, отключая накопитель, когда система не осуществляет доступ к SSD, в то время как процесс фоновой очистки памяти прерывает ожидание, поскольку перемещает данные для подготовки новых блоков до того, как они потребуются.

Kingston провел тестирование с помощью утилиты Anvil, выполняющей циклы заполнения SSD данными, удаления всех данных и повторного заполнения накопителя данными. Мы протестировали эту утилиту с TRIM и без TRIM (система без TRIM эмулировалась с помощью SSD KC300 на сервере с картой RAID, в которой команда TRIM не пропускалась контроллером RAID, или с помощью SSD Kingston на платформах Apple Mac).

Результаты показывают, что производительность SSDNow обеспечивает меньшее время заполнения накопителя и повторного заполнения после полного удаления файлов; это доказывает эффективность очистки памяти таких SSD: На левой оси указано время заполнения накопителя (в секундах; чем ниже, тем лучше), на нижней оси указаны 10 последовательных запусков с TRIM и без TRIM. KC300 не только обеспечивает минимальное время заполнения и повторного заполнения данными, его производительность также постоянна в течение всех 10 запусков со включенным и выключенным TRIM. SSD KC300 также поддерживают технологию DuraWrite с функцией уменьшения объема данных, которая тоже повышает надежность и производительность (Дополнительную информацию см. в техническом обзоре DuraWrite по адресу kingston.com/ssd.)

Подробнее