วิธีการ Garbage Collection ของ Kingston เพื่อประสิทธิภาพ SSD ที่ยอดเยี่ยมขึ้นสำหรับงานไคลเอ็นต์

SSD ประกอบไปด้วยระบบควบคุมขั้นสูงที่สามารถจัดการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลแฟลช NAND Kingston® เลือกใช้ชุดควบคุม LSI® SandForce® สำหรับ SSD เฉพาะรุ่นเพื่อรองรับวัตถุประสงค์ด้านความทนทานและประสิทธิภาพในการใช้งาน ชุดควบคุมเหล่านี้เป็นเทคโนโลยีลิขสิทธิ์เฉพาะเพื่อใช้สำหรับฟังก์ชั่น Garbage Collection (GC)

เมื่อมีการลบไฟล์ในระบบปฏิบัติการ เช่น Windows ระบบจะกำกับหมายเหตุตารางไฟล์ที่เกี่ยวข้องเพื่อแจ้งให้ทราบว่าไฟล์มีการถูกลบทิ้ง สำหรับฮาร์ดดิสก์ไดร์ฟ (HDD) ข้อมูลที่ไม่ได้ใช้งานในปัจจุบันจะค้างอยู่ที่เดิมและอาจถูกเขียนทับโดยระบบเพื่อจัดเก็บข้อมูลใหม่

อุปกรณ์แฟลข NAND จะไม่เขียนทับข้อมูลที่มีอยู่ ข้อมูลจะผ่านรอบการเขียน/ลบ หากต้องการเขียนบล็อคข้อมูลที่ใช้อยู่แล้ว ชุดควบคุม SSD จะคัดลอกไฟล์ที่ใช้งานทั้งหมดก่อนและเขียนข้อมูลชุดนี้ไปยังหน้าเปล่าของบล็อคข้อมูลอื่น ๆ และลบข้อมูลในเซลล์ทั้งหมดในบล็อคปัจจุบัน (ทั้งที่ใช้และไม่ได้ใช้งาน) จากนั้นจะเริ่มการเขียนข้อมูลใหม่ไปยังบล็อคที่เพิ่งถูกลบข้อมูลทิ้ง กระบวนการนี้เรียกว่า Garbage Collection (การรวบรวมข้อมูลขยะ) OS รุ่นใหม่ ๆ ยังรองรับคำสั่ง TRIM โดย OS จะแจ้งให้ SSD ทราบว่ามีการลบไฟล์บางตัวเพื่อให้ SSD สามารถจัดการกระบวนการ GC ได้อย่างมีประสิทธิภาพและกู้คืนพื้นที่จัดเก็บข้อมูลได้ก่อนล่วงหน้าเพื่อป้องกันการบันทึกและเคลื่อนย้ายข้อมูลที่ไม่ได้ใช้งานทั้งหมด

Kingston SSD ที่ทำงานร่วมกับชุดควบคุม LSI SandForce จะระบบ Foreground GC ที่มีประสิทธิภาพสูง ทำให้สามารถจัดเตรียมบล็อคข้อมูลที่จะลบได้อย่างรวดเร็วแบบเรียลไทม์ โดยไม่มีการใช้ Background GC ซึ่งอาจมีการเคลื่อนย้ายข้อมูลโดยไม่จำเป็นเนื่องจากอาจเป็นข้อมูลที่ผู้ใช้ต้องการลบในวันถัดไป การทำงานของ Foreground GC จะทำให้ SSD ใช้งานได้ยาวนานและมีประสิทธิภาพมากกว่า นอกจากนี้ Foreground GC ยังเป็นการใช้ประโยชน์จากสถานะพลังงานต่ำเมื่อไม่ได้ใช้งานให้เกิดประสิทธิภาพ โดยการปิดการทำงานเมื่อระบบไม่ต้องใช้ SSD ในขณะที่ Background GC จะมีกระบวนการไม่ต่อเนื่องเนื่องจากมีการเคลื่อนย้ายข้อมูลเพื่อเตรียมบล็อคข้อมูลใหม่ก่อนที่จะมีความต้องการเกิดขึ้นจริง

Kingston ได้มีการทดสอบผ่านยูทิลิตี้ Anvil เพื่อเดินรอบการประมวลข้อมูลของ SSD โดยครอบคลุมการลบข้อมูลทั้งหมดและเขียนข้อมูลกลับไปยังไดรฟ์อีกครั้ง เราได้ทำการทดสอบผ่านยูทิลิตี้นี้ทั้งแบบมีและไม่มี TRIM (หากไม่มี TRIM ระบบจะจำลองข้อมูลผ่าน KC300 SSD บนเซิร์ฟเวอร์ที่มีการ์ด RAID โดยคำสั่ง TRIM จะไม่ถูกส่งต่อโดยชุดควบคุม RAID หรือใช้ Kingston SSD กับสถาปัตยกรรม Apple Mac)

ผลการทดสอบพบว่าประสิทธิภาพของ SSDNow โดดเด่นในส่วนของ Drive Fill Time ช่วงล่างและใช้เวลาน้อยกว่าในการเติมกลับข้อมูลอีกครั้งหลังจากลบไฟล์ทั้งหมดซึ่งแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของระบบ GC ใน SSD: แกนด้านซ้ายแสดง Drive Fill Time (เป็นวินาที ยิ่งน้อยยิ่งดี) ส่วนแกนด้านล่างแสดงการทำงานต่อเนื่อง 10 รอบเริ่มจากมีและไม่มี TRIM ไม่เฉพาะ KC300 เท่านั้นที่ทำเวลาได้ต่ำที่สุดในการเติมและเติมกลับข้อมูลไปยังไดรฟ์ แต่ประสิทธิภาพในการทำงานยังสอดคล้องกันทั้ง 10 รอบการทำงานทั้งที่มีและไม่มี TRIM KC300 SSD ยังใช้เทคโนโลยี DuraWrite - Data Reduction ที่ช่วยเพิ่มความทนทานและประสิทธิภาพในการทำงาน (ดูข้อมูลเพิ่มเติมได้จากเอกสารอย่างย่อด้านเทคนิคเกี่ยวกับ DuraWrite ที่ kingston.com/ssd)

เพิ่มเติม