華爲將SSD壽命提升一個量級：延長30-50%

快科技6月29日消息，如今的SSD容量越做越大，企業級SSD容量已達30TB、60TB的、甚至120TB。但SSD壽命一直是“致命傷”，越大容量的盤，出現故障後，丟失的數據就越多。

近日， 華爲數據存儲發文，揭開華爲全閃分佈式存儲讓SSD大盤更“長壽”的祕訣。

首先，爲什麼SSD會有壽命問題？

SSD閃存實際是由半導體元件、NAND Flash顆粒組成。通過對盤上顆粒不斷的擦和寫，來完成對數據的增、刪、改、查。

這個過程中，顆粒捕獲電子的能力會逐漸減弱，當減弱到一定程度後、也就是超過顆粒最大擦寫次數，便可能出現“電子逃逸”現象，也就是硬盤寫穿、數據錯誤、壽命耗盡。

盤上全部顆粒可支持的總擦寫次數 和 使用期間用戶寫入的數據量。只要後者小於前者，那麼就能保證壽命無憂！

因此，下面這個公式就能一目瞭然：

所以，想延長SSD壽命，就要減少“寫放大”。

爲了降低分母，就要減少罪魁禍首——“寫放大”。寫放大的意思是，比如，在寫入16KB的業務數據時，呈現到盤上卻變成寫入64KB物理數據量，被放大了，消耗了數倍的擦寫次數，加速顆粒老化。“寫放大”的源頭來自於以下三點：

後臺垃圾回收

SSD是無法覆蓋寫的，要想修改數據必須擦除顆粒、重新寫入，Block就是擦除的最小單元。當少量數據修改時， SSD就會將原Block上的全部有效數據讀取後，寫入新的Block位置，再擦除原Block。

這個過程，就像整理房間一樣，要先把老房間的東西全部搬出來，再放到新房間裏重新佈置。換句話說，少量的數據更新，會引發更大面積顆粒的擦寫。

小I/O補齊

SSD可讀寫的最小單元是Page（一般是512個byte）。在用戶層面寫入數據時，當用戶寫入的I/O大小不足一個Page容量，爲了能管理它，就需要額外尋找另一份數據，來和原數據拼湊成一整個Page的大小，再寫入到顆粒中。“這個不夠、別的來湊”，這用來湊齊的無效數據，就會造成寫放大。

元數據變化

在SSD上，元數據是描述數據的索引，一般緊密地存放在一些Block區域。當用戶在頻繁修改數據時，對應的每份元數據也必須跟着被修改、重定向，造成多次讀寫、擦寫，牽一髮而動全身。

華爲OceanStor Pacific分佈式存儲採用了一個創新的機制——小I/O聚合，將小I/O在寫盤前聚合在保電內存中，只有達到一定粒度後纔會寫入SSD，消除了小I/O補齊導致的寫放大。

這對元數據變化也非常友好。聚合後的小I/O更容易被集中修改，極大減少元數據被頻繁擦寫的概率。

同時，華爲還採用了業界獨創的多流技術，即智能識別數據的冷熱程度並優化數據佈局，減少不必要的重複擦寫和數據搬移。

除了分母，也要增大分子。華爲是採用額外的編碼糾錯技術，在達到顆粒的標稱擦寫次數後，對數據持續校驗或修正，徹底避免數據錯誤、業務出錯，變相地增大了顆粒的總擦寫次數。

華爲開發了一套更加強大的組合拳——LDPC（Low Density Parity Check）算法與SmartFSP 3.0算法，一方面對Flash介質進行監測，尋找更精確的讀取電位，另一方面保證高性能的校驗糾錯性能，提供更加精準的盤內冗餘糾錯精度。

一個糾得正，一個查得準，二者配合，華爲就將SSD數據的誤碼率從10-17降低至10-18，整整降低一個數量級，延長30~50%的SSD壽命。

來源：快科技

點擊此處查看原文>>>