第2版 闪存技术、产品和原理全面解析( 二 )


1963年Gallager的一篇名为<Low Density Parity Check Codes>的论文详细描述了该算法思想 , 从此LDPC就此诞生 , LDPC 编码已经广泛应用于光通信、卫星通信、通信等领域 , 可以说是一套非常成熟的纠错算法 。
SSD的高性能是如何体现的?
存储系统的性能主要体现在两个指标上 , 一个是IOPS代表每秒存储处理的IO数量 , 另一个是时延代表存储接收到IO之后处理的速度 。

第2版 闪存技术、产品和原理全面解析


上表为SSD和传统HDD的性能对比 , 我们可以看出无论从IOPS还是从时延角度SSD均远远好于HDD 。
从IOPS角度一块SSD提供的IOPS , 需要60块左右高性能HDD才能达到相同的IOPS , 但是从时延角度SSD的低时延是HDD无法提供的 。

听说SSD写几千次就坏了 , 这是真的吗?
当然这不是真的 。SSD在处理数据写入时 , 每次都写到新的物理地址 , 从而使得所有的闪存物理空间被均匀使用 。
举个例子 , 假设一块600GB的SSD , 其闪存介质写次数为1万次 , 那么该SSD可以写入的数据总量达到6PB (600GB*10000) 。
而业界对大量企业级硬盘的研究数据显示 , 应用在企业级环境中的硬盘 , 整个生命周期的写入数据总量是有限的 。假设以单盘写入小于200TB为例 , 这意味着这块600GB的SSD磁盘 , 可以使用近十年以上 。
所以 , 即便SSD所采用的闪存介质只能写入几千次或者几万次 , 但是将闪存做成SSD之后 , 完全满足企业级应用的需求 。

SSD寿命由哪些因素所决定?
SSD的寿命一般是指其所使用的闪存颗粒可以承受的磨损寿命 。SSD内部的其他器件不会成为整盘寿命的限制或瓶颈 , 一般不会成为寿命的短板 。为了延长SSD磨损寿命 , 大多数厂商采用如下方法 。
1、提供冗余(Over Provisioning) 。举个例子 , 一块100GB容量的SSD , 其内部的闪存颗粒的物理容量是大于100GB , 企业级SSD一般可以达到128G或者更多 , 超出的那部分就被称为冗余 。
2、采用较好的部件 。如更好的颗粒、更好的控制芯片等 。举例 , SLC闪存颗粒的最大擦写次数优于MLC , 而MLC又优于TLC 。
SSD的寿命与所采用的闪存冗余度、颗粒类型和器件也有很大关系 , 所采用闪存的冗余越大 , 寿命越长 。采用闪存的颗粒类型越好 , 寿命越长 。采用控制芯片纠错能力越强 , 寿命越长 。
SSD寿命并非单纯取决于闪存的类型 , 而是多个因素综合作用的结果 。通过充裕的容量冗余、强力的LDPC纠错算法 , 可以满足各种企业级应用需求 。

导致SSD发生故障的原因一般有哪些?
导致SSD的故障原因主包括闪存介质故障、硬件故障、软件故障等 。相比HDD , SSD没有机械部件 , 因此对运行环境各方面的要求更低 , 满足HDD正常运行的环境完全可以满足SSD正常运行 , 并且在如在地铁、舰船等振动环境下 , SSD更能发挥其稳定可靠地优势 , 保持业务稳定运行 。

SSD故障后数据是否可以恢复?
SSD和HDD虽然技术原理有所不同 , 但是在多数故障场景下 , 可以通过排除故障点 , 对故障SSD的数据进行部分或全部恢复 。这一点上SSD与HDD相类似 。
1、当闪存介质失效时 , 如果SSD内部出现了部分闪存介质失效 , 进而导致SSD故障 , 那么此时与HDD内部磁碟发生了物理伤害的情况是类似的 , 可以对故障部分进行隔离 , 进而恢复其他数据 。

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