Этот сайт использует идентификационные файлы cookie для предоставления посетителям расширенных функциональных возможностей. Пользуясь данным сайтом, вы даете на это согласие. Мы ценим вашу конфиденциальность и безопасность данных. Ознакомьтесь с нашей Политикой работы с файлами cookie и Политикой соблюдения конфиденциальности, поскольку недавно обе политики были обновлены.
Поддержание производительности и эксплуатационного ресурса путем увеличения резервной области твердотельного накопителя

Для избежания варианта развития, когда твердотельный накопитель полностью заполнен недействительными страницами, функция очистки памяти SSD-контроллера применяет увеличение резервной области твердотельного накопителя в качестве временного рабочего пространства для управления планируемым слиянием действительных страниц и возврата блоков, заполненных недействительными (или удаленными) страницами.

Любые утилизированные страницы/блоки затем добавляются к объему увеличения резервной области твердотельного накопителя для объединения операций записи с SSD-контроллера и максимального увеличения производительности во время пиковой нагрузки трафика; также эффективность считывания, стирания, модификации и записи всех действительных страниц назад в уже частично полный блок, заполненный недействительными страницами, может замедлиться.

Очистка памяти выполняется независимо от операционной системы и автоматически срабатывает в период низкой активности, периодически или путем выдачи соответствующей команды Data Set Management TRIM протокола ATA для планирования очистки памяти.

Всегда доступное количество пустых блоков через увеличение резервной области поддерживает эффективное выравнивание износа флэш-памяти NAND, тогда как SSD-контроллер интеллектуально и равномерно перераспределяет операции записи во всех ячейках флэш-памяти NAND, не влияя на общую производительность SSD-накопителя во время пиковых нагрузок трафика.

Кроме того, команда Data Set Management TRIM протокола ATA может добавить доступное пространство твердотельного накопителя путем исправления недействительных страниц и неиспользованной емкости средств пользователя.

Чтобы понять принцип работы технологии увеличения резервной области твердотельного накопителя, рассмотрим корпоративные твердотельные накопители компании Kingston, например, DC400. Эти SSD-накопители поддерживают емкость до 1,8TБ и позволяют пользователям использовать инструмент управления накопителем Kingston для регулирования его резервной области. Регулируя размер резервной области, мы можем увидеть влияние на производительность и эксплуатационный ресурс, используя уровни 7% или выше.

Форматированная емкость диска Размер увеличения резервной области твердотельного накопителя Пропускная способность последовательного чтения/записи (МБ/с) Количество операций ввода-вывода в секунду при длительном считывании/записи блоков объемом 4 Кб в случайном порядке TBW
(JEDEC Enterprise [1])
DWPD[2]
400 ГБ Увеличение резервной области твердотельного накопителя на 28% 555/535 85 000/35 000 422 ТБ 0,57
480 ГБ Увеличение резервной области твердотельного накопителя на 7% 555/535 85 000/11 000 257 ТБ 0,30
800 ГБ Увеличение резервной области твердотельного накопителя на 28% 555/530 78 000/32 000 860 ТБ 0,58
960 ГБ Увеличение резервной области твердотельного накопителя на 7% 555/520 78 000/11 000 564 ТБ 0,32
1600 ГБ Увеличение резервной области твердотельного накопителя на 28% 555/510 78 000/32 000 1678 ТБ 0,57
1800 ГБ Увеличение резервной области твердотельного накопителя на 14%
(Исключительно для чтения)*
555/500 67 000/18 000 1432 TБ 0,43

Рисунок 3 Увеличение резервной области твердотельного накопителя на основе емкости и класса приложений

На рисунке 3 сравниваются различные сопоставления емкостей накопителя DC400 (400/480 ГБ, 800/960 ГБ, 1600/1800 ГБ) с различными уровнями увеличения резервной области.

Сравнивая каждую пару емкостей, можно увидеть следующее:

  • Большая емкость дисков (меньшое увеличение резервной области твердотельного накопителя) в каждой паре может поддерживать одинаковую скорость передачи (пропускную способность), но количество операций ввода-вывода в секунду (IOPS) при произвольной записи значительно снижается. Это означает, что диски с меньшим уровнем увеличения резервной области будут подходить для использования приложений с интенсивным считыванием, но могут медленнее работать при записи ресурсоемких приложений по сравнению с дисками с увеличением резервной области на 28%.
  • Меньший уровень увеличения резервной области также означает, что показатель TBW будет ниже. Чем выше процент увеличения резервной области твердотельного накопителя, тем дольше накопитель может работать. Накопитель DC400 с емкостью 960 ГБ может вместить до 564 TБ записанных данных, в то время как накопитель DC400 с емкостью 800 ГБ может достичь показателя TBW (объем данных, который можно записать) на уровне 860 ТБ. Значения TBW компания Kingston определяет с помощью рабочих нагрузок JEDEC [1].
  • Когда значения TBW переводятся на допустимое количество перезаписей всего объема накопителя в день (DWPD) в течение гарантийного срока, мы можем видеть, что диски с увеличением резервной области на 28% демонстрируют почти в 2 раза большее значение количества записей в день. Вот почему увеличение резервной области на 28% рекомендуется для приложений с более интенсивной записью.

Ссылки

  1. JESD219: Твердотельный накопитель (SSD) и его эксплуатационный ресурс при загруженности, комитет JEDEC(http://www.jedec.org/standards-documents/docs/jesd219a). Эти рабочие нагрузки представляют стандарт для промышленности для оценки твердотельных накопителей и позволяют определить значение TBW твердотельных накопителей. Следует обратить внимание, что нагрузка может изменяться, и значения TBW могут быть выше или ниже вашей рабочей нагрузки, что определяется значением WAF вашего приложения.

        Back To Top