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Kingston 的垃圾回收方法可為用戶端工作負載提供絕佳的 SSD 效能

固態硬碟結合了能管理 NAND 快閃記憶體儲存空間的先進控制器。Kingston® 某些特定的固態硬碟,採用了以 LSI® SandForce® 為基礎的控制器,為客戶提供更好的效能及耐用性。而這些控制器會利用專有技術來執行垃圾資料回收功能 (GC)。

當檔案在 Windows 等作業系統中被刪除時,該作業系統就會標示其內部檔案表格,指出已刪除該檔案。在傳統硬碟 (HDD) 上,如今已無效的資料會持續存在,而系統可直接覆寫此資料以儲存新的資料。

以 NAND 快閃記憶體為基礎的裝置,則無法覆寫已經存在的資料。其必須經過寫入/抹除循環;要寫入至某個已經使用的資料區塊,固態硬碟控制器會先複製所有有效的資料 (其仍在使用中)、將其寫入至另一個區塊的空白分頁、清除目前區塊中的所有單元 (有效資料和無效資料),然後開始將新的資料寫入至新清除的區塊。此流程稱為「垃圾資料回收」。較新的作業系統也支援 TRIM 指令,該作業系統會藉此通知固態硬碟其已刪除特定的檔案,讓固態硬碟能更妥善地管理「垃圾資料回收」流程,以提早取回該空間並防止儲存與移動所有那些無效的資料。

採用 LSI SandForce 控制器的 Kingston 固態硬碟,會非常有效率地執行前景垃圾資料回收 (Foreground GC),也就是能非常快速地即時備妥要清除的區塊。而且該硬碟不會執行背景垃圾資料回收 (Background GC),避免無謂移動一些使用者可能會在隔天刪除的資料。前景垃圾資料回收法能提高固態硬碟的耐用性與效能,還能在系統未存取固態硬碟時予以關閉,將低功率閒置狀態的好處發揮到最大 (背景垃圾資料回收流程則會對此造成妨礙,因為它會為了準備新的區塊而移動還不需要使用的資料)。

Kingston 曾利用 Anvil 公用程式來進行循環測試,每一次即在固態硬碟中填滿資料、將所有資料清除,然後寫入資料以再次填滿固態硬碟。當時在測試此公用程式時,我們有時搭配 TRIM 功能,有時則未搭配 (未搭配時,在 RAID 控制器未傳遞 TRIM 指令的情況下,在含有 RAID 卡的伺服器上利用 KC300 SSD 固態硬碟進行模擬,或在 Apple Mac 平台上利用 Kingston 固態硬碟進行模擬)。

其結果顯示,SSDNow 固態硬碟具有效能優勢,包括硬碟能更快填滿資料,在完全刪除檔案後也能更快再次填滿資料。由此可見,固態硬碟的垃圾資料回收功能很有效率,其中左側縱軸顯示「硬碟填滿時間」(以秒為單位,愈短愈好),底部橫軸則顯示連續 10 次的執行次數 (有時搭配 TRIM 功能,有時並未搭配)。而無論是否啟動 TRIM 功能,在這 10 次的測試中,KC300 不僅時脈一致,能在最短的時間為硬碟填滿並重新填滿資料,而且一致維持高效能。KC300 SSD 固態硬碟也結合 DuraWrite 技術,其具備資料縮減功能,並能提高耐用度及效能 (詳情請見 kingston.com/ssd 上的 DuraWrite 技術簡報)。

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