【电脑知识】SSD固态硬盘简单介绍PPT.ppt

SSD 固态硬盘简单介绍
概况
SSD的发展
SSD的分类
SSD遇到的问题
SSD的改进
SSD的优势
SSD存储的成功案例
SSD的发展
SSD最早在1990年年中登场,当时相对于硬盘更为出色的性能以及高昂得多的成本,使其长期被限制在军事、航天等特殊领域里应用。随着SSD固态移动硬盘技术的发展和闪存价格的持续走低,SSD固态移动硬盘的普及已是大势所趋。其中企业级存储应用将在I/O密集型应用中扮演关键角色。
SSD的分类
SSD(Solid State Drive)固态硬盘的存储介质分为两种,一种是采用闪存(FLASH芯片)作为存储介质,另外一种是采用DRAM作为存储介质。
1、FLASH作为存储介质的SSD
1)SLC(Single Level Cell)每个Cell可保存1b的数据。0\1两个状态
2)MLC(Multi Level Cell)每个Cell可保存2b的数据。00\01\10\11 四个状态
SLC和MLC
SLC的每个Cell可以保存2个状态,而MLC的每个Cell可以保持4个状态,所以MLC相对SLC也更加复杂一些出错率也高于SLC,校验机制来做数据的错误恢复。
MLC容量是SLC的2倍,但成本却与SLC大致相同;所以相同容量的SSD,MLC芯片成本要比SLC芯片低很多。
SLC的可擦写次数约为10万次;MLC的可擦写次数约为1万次。
MLC的性价比远高于SLC
目前SSD所遇到的问题
Erase Before Overwrite
如果要向某个Block写入数据时,则不管原来的Block中是1还是0,新写入的数据是1还是0,必须先Erase整个Block为全1,然后才能向Block中写入新的数据。这种额外的Erase开销操降低了读写的效率。
Wear Off
随着充放电的次数的增多,二氧化硅绝缘层的绝缘能力将遭受损耗,最后失去绝缘性,这个Cell就被宣判为损坏
SSD的改进
写入重定向--Eares Before Overwrite
当写入数据时为了提高写入效率,数据会被写入到Free Space中,如果再次遇到针对这个LBA地址的写操作,那么SSD会再次将待写数据重定向到Free Space中,而将之前的这个逻辑地址占用的page标记为“Garbage”。当满足条件时SSD会批量回收这些Block。
重定向算法—Wear Off
Wear Leveling 损耗平均算法
原理:顺序的写完整个SSD的Free 空间,然后再回来写完整个被回收的Ferr空间。将写操作平衡到所有的Block中,降低单位时间内每个Block的擦写次数,利用算法把写次数平均的分散到各个晶体上,延长Cell的寿命。
SSD的改进
Wiper 工具
定期或手动清除垃圾,回收Free Space空间
TRIM 工具
TRIM是ATA指令标准中的一个功能指令,在linux 、win7、win server 8R2中已经提供了完善的支持。
可在文件系统中删除的文件后自动回收相应的空间。
SSD的改进
SSD的改进
Delay Write
存储系统常用的写IO的优化措施,比如先后两个针对同一地址的IO写操作 write1、write2,先后被控制器收到,而write1尚未被写入存储介质前,write2进入,此时控制器就可以直接在内存中将write2覆盖write1,在写硬盘时就写入一次即可。