Увеличение резервной области памяти твердотельного накопителя (OP)

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, DC500R. Эти SSD-накопители поддерживают емкость до 3,84TБ 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.

Сравнивая каждую пару емкостей, можно увидеть следующее:

1. 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 32%.
2. 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 DC500R с емкостью 960 ГБ может вместить до 876 TБ записанных данных, в то время как накопитель DC500R 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.{{Footnote.N52105}}.
3. 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 32% демонстрируют почти в 2 раза большее значение количества записей в день. Вот почему увеличение резервной области на 32% рекомендуется для приложений с более интенсивной записью.