SSDの寿命に影響を与える本当の要因：書き込み増幅

TLCフラッシュメモリ粒子が徐々に市場の優位を占めるにつれて、ソリッドステートドライブの寿命に関する議論が再び表面化し、SLCがますます弱くなりMLCが主流になったときのように、人々の議論を引き起こしています。「私は彼が高いビルに登るのを見、彼が客をもてなすのを見、そして彼のビルが崩壊するのを見ました」というのは本当です。これはすべてのことに当てはまります。古いものに取って代わる新しいものは、疑問から繰り返し、そして受け入れへと進むプロセスを経ることになります。

もちろん、今日は SLC/MLC/TLC のどれが優れているかという問題について議論するつもりはありませんが、ソリッドステートドライブの寿命について話しているので、フラッシュメモリパーティクル自体の物理的特性の決定論的な役割に加えて、メインコントローラ内の書き込み増幅メカニズムの存在も、ソリッドステートドライブの寿命に影響を与える重要な要素です。書き込み増幅メカニズム では、書き込み増幅メカニズムとは何でしょうか?書き込み増幅はソリッドステートドライブの寿命にどのような影響を与えますか?次に、書き込み増幅についてお話します。書き込み増幅（英語ではWrite Amplificationとも呼ばれる）は、2008年頃にIntelとSilicon Systems（2009年にWestern Digitalに買収）によって初めて提案され、公開文書で使用されました。この用語は実際には、ソリッドステートドライブのターゲット書き込み値と実際の書き込み値の間の倍数関係を表し、アラビア数字で表されます。書き込み増幅値が小さいほど、ソリッドステートドライブの耐用年数が向上します。書き込み増幅を完全に理解するには、まずソリッドステートドライブの読み取りおよび書き込みのメカニズムを理解する必要があります。ソリッドステートドライブのストレージユニットはフラッシュメモリ粒子で構成されており、物理的にデータを上書きすることは不可能であることがわかっています。消去してから書き込むというプロセスを繰り返すことしかできません。したがって、実際の読み書きプロセスでは、特に一部のブロックが完全にいっぱいになっている場合、フラッシュメモリパーティクル上でデータの読み書きが複数回消去および書き込みされることが避けられないと考えられます。これらの複数の操作と、追加書き込みの数および必要な元の書き込み数の比率を書き込み増幅と呼びます。したがって、書き込み増幅値が高いと、ソリッドステートドライブの寿命が短くなります。（ソリッドステートドライブのフラッシュメモリ粒子には、最大読み取りおよび書き込み回数である定格P/E値があります。書き込み増幅は高く、P/Eの消耗は速く、寿命は短いです。）書き込み増幅の詳細と影響要因 たとえば、最悪の場合、4KB のデータを書き込むときに、ターゲットブロックに空きページ領域がない場合、GC リカバリが必要になります。次に、このプロセスの書き込み増幅値を分析してみましょう。まず、マスターはターゲットブロック 512KB を読み取り、次に GC は 512KB を再利用して消去し、その後 512KB の空白領域を書き換えて、元の書き込まれた 4KB のデータを保存します。つまり、元々書き込まれたデータは 4KB のみで、実際に書き込まれたデータは 512KB であり、書き込み増幅値は 512/4 = 128 倍になります。上記の例を通じて、書き込み増幅の概念と書き込み増幅の危険性について大まかに理解できるはずです。では、書き込み増幅に影響を与える要因は何でしょうか?上記の例に示すように、GC リサイクルメカニズムでは、ブロック全体を完全に消去する必要があり、それによってデータ全体の書き込み増幅が増加します。ウェアレベリング (WL) は、すべてのフラッシュメモリパーティクルのバランスをとることで全体的な耐用年数を延ばすメカニズムですが、全体的な書き込み増幅は依然として増加します。 Trim メカニズムと ATA 命令により、不要な GC リサイクル時間が回避され、書き込み増幅が削減されます。書き込み増幅値に影響を与える可能性がある上記のマスター制御メカニズムに加えて、ソリッドステートドライブ内の OP 予約領域のサイズも書き込み増幅に大きな影響を与えます。 OP 予約領域が大きいほど、使用可能な空のフラッシュブロックの数が多くなります。最悪の場合（つまり、すべてのフラッシュブロックがいっぱいの場合）でも、マスターコントローラーは GC リカバリを実行する必要がないため、不要な読み取りと書き込みの回数が自然に大幅に削減され、書き込み増幅が大幅に削減されます。ここまで話した後、友人の中には「書き込み増幅を知っても何の役に立つんだ? 書き込み増幅は防げないんだから」と言う人もいるでしょう。実際、私たちのような一般ユーザーであれば、OP 予約領域を変更し、ソリッドステートドライブ内の不要なデータを適時にクリーンアップして空き領域を増やし、不要な消去や書き込みを減らすことで、ソリッドステートの書き込み増幅値を減らし、ソリッドステートの寿命を延ばすことができます。さらに重要なのは、書き込み増幅がメインコントローラーのパフォーマンスを測定する上で最も重要な要素であるということです。ソリッドステートドライブを購入する際、書き込み増幅値からメインコントローラのパフォーマンスを測定し、ソリッドステートドライブの全体的なパフォーマンスを推測できます。

今日頭条の青雲計画と百家曼の百+計画の受賞者、2019年百度デジタル著者オブザイヤー、百家曼テクノロジー分野最人気著者、2019年捜狗テクノロジー文化著者、2021年百家曼季刊影響力のあるクリエイターとして、2013年捜狐最優秀業界メディア人、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト北京3位、2015年光芒体験賞、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト決勝3位、2018年百度ダイナミック年間有力セレブなど、多数の賞を受賞しています。

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