比较SSD上的磨损均衡

2017-8-4 01:13 26 0
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摘要: 由于SSD采用的是NAND Flash作为存储介质,NAND Flash不像DRAM内存颗粒那样依赖供电,也不像DRAM内存颗粒一样拥有无限的寿命。就目前来说,NAND的写入寿命只有10万个循环。SSD存在一个磨损的问题,对相同的存储单元不 ...

由于SSD采用的是NAND Flash作为存储介质,NAND Flash不像DRAM内存颗粒那样依赖供电,也不像DRAM内存颗粒一样拥有无限的寿命。就目前来说,NAND的写入寿命只有10万个循环。SSD存在一个磨损的问题,对相同的存储单元不断地进行编写和擦除将更容易导致该存储单元受到永久性的损害。虽然厂商提供的数据都显示企业级的SSD产品是可靠的,SSD内置的损耗均衡的算法,就是将擦除/写入循环平均地分配到SSD的所有存储单元中,这样就避免了对同一个存储单元持续不断地进行擦除/写入操作。可以保证磨损是均衡的,不会出现反复擦写某个单元导致SSD损坏的情况。但是我们依然很担心,磨损对可靠性的影响究竟有多大?

我们以英特尔的产品为例。英特尔为其产品使用了三种不同的耐力衡量措施:DWPD(每天驱动器写入),TBW(TB写入)和GB /天。


所有这些措施之间没有任何真正的区别,每种措施之一是说明在驱动器经过保质期之前,每个SSD的位置可以覆盖多少次。

我们将在下面详细说明以上的关系,但简言之,如果您想比较使用两种不同措施针对指定的两个SSD,您需要的是其中一个衡量措施(TBW,DWPD或GB /天),驱动器的容量以及SSD的保修期或使用寿命。由于生命周期通常以年数表示,并且由于DWPD和GB /天以天为单位,所以您还必须将保修期乘以365来确定具体的天数。


您也可能需要从GB转换为TB或PB。由于某些原因,英特尔将这些使用十进制1000代替,而不是计算机科学家使用二进制数2 ^ 10或1,024的方法。


如何将TB写入(TBW)转换为每天驱动写入(DWPD)。英特尔有时会使用三个措施来描述同样的事情,这是GB每天写的(GB / Day)。只要知道SSD的容量(我将使用GB而不是TB)及其保修期(以年为单位),这些都可以相互计算。


简单说就是这样

DWPD =(GB /天)/容量-OR- DWPD =(10 ^ 3 * TBW)/(容量*保修* 365)

TBW =(容量* DWPD *保修* 365)/ 10 ^ 3 -OR- TBW =((GB /天)*保修* 365)/ 10 ^ 3


GB /天=(10 ^ 3 * TBW)/(保修* 365)-OR- GB /天= DWPD *容量


举一个例子说明如何使用,让我们随机挑选一些英特尔的SSD,并计算出缺少的参数。在下表(从Excel电子表格中复制)中,白色单元格表示Intel提供的规格,黄色单元格可以从这些数字中计算出来。

为了使比较相对相似,我选择了所有提供接近1TB容量的SSD。


大多数这些固态硬盘仅提供三种耐用措施中的一种,但是SSD 750显示了两种。SSD 750的TBW和GB /天与我们可以相互计算的值相匹配。


让我们首先来谈谈DWPD。几年前,固态硬盘用户,特别是那些使用固态硬盘的企业应用程序,这个数字引起了很大的关注,并且一直想要SSD制造商可以提供的最大数量。更高的数量增加了SSD的成本,因为用于增加耐用性的技巧之一是增加SSD 的过度配置。


随着市场的成熟,用户开始认识到,他们的某些工作负载不需要很大的耐力,许多开始要求低耐用等级价格较低的SSD。一个特别的例子是具有非常低的写入需求的PC,特别是当与诸如在线事务处理(OLTP)的实时数据库应用的需要相比时。请注意,耐用性最低的是SSD 750的0.06 DWPD,其数量与大多数PC应用的需求相吻合。


另一个极端是DC P3700,这是支持17 DWPD的英特尔顶级NAND SSD。该产品专为最高的写入负载企业应用而设计。


其他固态硬盘在这些极端之间处于不同的地步,这反映了英特尔为提供适当的规格(价格,性能和耐用性)组合来满足不同用户类型的需求。


对于这个例子,我选择了所有类似容量的SSD。让我们改变我们的观点来探索具有一系列容量的单个SSD。


英特尔的DC P3600有五种不同的容量。下表说明了作为容量的函数,其静态3 DWPD如何转换为TBW和GB / Day值的变化。

关系很简单:SSD的容量从400GB增加到1200GB,其TBW和GB / Day规格也是三倍,即使DWPD没有改变。


那些一直在非常关注英特尔前端时间推出的Optane SSD公告的人可能有兴趣了解这些SSD的堆积。最近推出了两个版本:针对企业应用的DC P4800X和用于PC应用的m.2 Optane Memory SSD。企业SSD的耐用性在使用DWPD时也被披露了,而m.2 SSD的耐久性以GB / Day表示。


英特尔的Optane SSD DC P4800X企业级固态硬盘已经被规定为三年,每天30个驱动器刻录(类似于英特尔基于NAND闪存的SSD DC P3700的规范),而其消费者对应的16-32GB Optane Memory SSD则被指定为持续5年,每天写入100GB。


虽然我不知道为什么英特尔选择为两台Optane SSD指定驱动器的使用寿命,但是从另一个角度来说,这样做足够简单,可以让我们比较两者,不仅可以相互抵触,还可以对付他们的基于NAND的对手。以下是添加Optane SSD后第一个表的显示方式:

Optane Memory SSD有两种容量,由于英特尔选择使用GB / Day作为其耐久性规范,因此DWPD编号在二者之间是不同的,这与第二表中的DC P3600所看到的非常不同。该产品的磨损量高于表中的NAND型SSD的一半,这使得英特尔早日公布3D XPoint Memory的耐用性比NAND闪存更高。


Optane企业SSD的利润率大幅下滑,几乎是下一个候选人(DC P3700)的两倍 ,与DC P3700的17相比提供30DWPD。行业新闻中的文章指出,DC P4800X有大约19%的过度配置,这可能有助于实现这一级别的耐力。这款Optane SSD的容量很低,但是TBW的数量却相对较小。


目前尚不清楚,Optane Memory PC SSD使用任何过度配置。这可以解释为什么它的DWPD只是其企业对应的1/5。


请注意,DC P4800X的保修期比大多数英特尔固态硬盘更短,是3年而不是5年。这将TBW数量降低到类似驱动器的5/5(60%),具有5年保修期,但是对DWPD或GB / Day的数字值没有影响。


希望这篇文章有助于购买者了解SSD的耐力与SSD的耐用性之间的优缺点。


原文转载于:http://thessdguy.com/comparing-wear-figures-on-ssds/


每天一个段子我问一同学:你读过《三国演义》吗?同学:读过,有诸葛亮,卧龙,孔明。


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