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超容量快取 (OP) 的優點
OP 如何提升 SSD 耐用性

想瞭解為何要在固態硬碟上配置超容量快取,此配置對 SSD 控制器又有哪些好處,就必須先探討固態硬碟的典型作業方式,以及非揮發性 NAND 快閃記憶體的限制。

根據每個 NAND 快閃晶片抹寫 (P/E) 耐用性,每個晶片的產品壽命都是有限的,這是 NAND 快閃記憶體製造商在製程中所設定的特性,原因是每在 NAND 快閃晶片上執行一次抹寫功能,就會削減晶片可靠儲存的能力,因而可能對資料的完整性造成威脅。

然而,隨著 NAND 幾何形狀從 2D 移轉至 3D,NAND 耐用性也會隨之提升,晶粒密度也會增加但生產成本會降低,使得 SSD 更加經濟實用。

總結來說,影響固態硬碟耐用性的三個主要因素如下:

  • NAND 快閃記憶體抹寫耐用性,以及與排列組合相關的讀取/抹寫差異 (此案例中的排列組合差異包含2D與3D堆疊技術)
  • SSD 儲存容量
  • SSD 控制器能力與效率 (垃圾資料回收功能、寫入放大、區塊管理、平均抹寫和錯誤校正碼)。
OP 如何提升 SSD 效能

每個 NAND 快閃記憶體晶片是由多個區塊所構成,每個區塊則進一步包含許多分頁檔。

NAND 快閃記憶體能以分頁檔為單位來讀寫,但只能以區塊為單位進行抹寫。

若需要在區塊中某個已程式化的分頁檔上修改或抹寫某一頁,必須先將整個包含許多分頁檔的區塊內容讀取至暫存記憶體中再抹寫,才能將新的區塊內容程式化至相同的區塊位址。


參考內容

只有當分頁檔已經處於空白狀態時,才能跳過這種冗長的讀取-修改-寫入流程,直接將整頁寫入 NAND 快閃記憶體的區塊。

藉由超容量快取保留大量空白區塊將有助於維持一致的效能,特別是在顯現出最高寫入放大因數 (WAF) 的隨機存取情況下。  [1]

  1. JESD219:固態硬碟 (SSD) 耐用作業量,JEDEC 委員會 (http://www.jedec.org/standards-documents/docs/jesd219a)。這些客戶及企業的作業量代表業界衡量其 SSD的標準,以及其 SSD 支援的額定 TBW來源。
請注意,因為應用程式獨特的 WAF,您的作業量可能有所不同,而且額定 TBW 規格可能隨時間而超過或低於作業量。

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