由简入深 全面了解OCZ SATA3 SSD特色

互联网 | 编辑: 孙伟 2011-06-15 05:30:00转载 一键看全文

SF-2000特性介绍

延续SF-1200/1500的设计,名为DuraWrite的技术仍然是这一代的重点,它包含了平均擦写算法(Wear leveling),以及更进步的垃圾回收功能(Recycling),以及特殊的RAISE还有内建ECC侦错算法。

平均擦写算法:顾名思义,大家都知道每个闪存的每个块是有擦写限制的,尤其是在MLC的闪存上面,每个块的擦写次数从5xnm工艺的5,000次,到34nm的3,000次,以及现在25nm的1,500次,每一次的工艺进步提升的就是单位容量比率,在同样尺寸的TSOP 48脚封装大小下,nm指的就是每个块与块之间的距离,当这工艺越进步,代表在同样尺寸,单位有可能是翻倍提升,例如34nm的每颗4GB容量,到了25nm,变成是8GB容量起跳,不过这越挤的空间,就代表中间储存的电子进出的空间有限,闸极壁变薄,间接减低了耐久寿命,为了怕同样的电子不停的擦写,导致某些块容易提早升天,因此我们需要藉由控制器的平均算法把数据平等的写入到每个不同的区块内,尽量让每个区块的寿命都是均等的。

垃圾数据回收功能:在早期的Indilinx之中,后来的固件有加入了一个名为Garbage collection(简称:GC),用意是把一些冗余数据表单做抹除动作,减少闪存的占用性,这些在SandForce上被称为(Recycler),虽名称不同,作用是一样的。

RAISE:内建的RAID 5功能,应该说它的作用方式很像是RAID 5,是一个独立的冗余数组结构,这个功用的主要目标,是在于改进故障机率,保障压缩数据的安全,这完全是因为SandForce的压缩技术,早期的SSD并没有注意到这个问题的存在,也就是说不管是Intel、Indilinx等等,都只注意到速度的提升,却忘记了所谓的写入放大率,基本上我们下命令写入数据后,通常系统会再追加一些例如标头等等的冗余数据,造成真正写入到闪存的比例超过1:1的状态,举例来说:欲写入100KB的数据,有可能实际上写入的是110KB,不但会降低真正可使用空间,也会让闪存擦写次数增加,因此如何降低这个写入放大的比例,是SandForce主要技术的最终目的,根据SandForce的测试报告,从SF-1500系列开始,它们的写入放大率就几乎维持在0.5x,也就是1:0.5的状态,刚刚的例子写100KB,实际上真正入闪存的可能才50KB左右,这效率相当惊人,同时也因为这个超高效率,让SandForce控制器有比别人更多的容错空间,或者是让同样为MLC的闪存提高到接近SLC的擦写水平。

以上所介绍的技术,都是在固件内配合主控自动执行,用户仅须配合前面两个硬件、软件(主板、操作系统)就可让这些技术发挥得更淋漓尽致。

初次看到SandForce的盘,跟以往JMircon或者是Indilinx等带了一颗缓存的盘有很大的不同,根据SandForce的block diagram图示,应该说SF一开始就不打算用缓存,这特色也保留在SF-2000系列。因为SF选择了跟ARM7等级不同的CPU,它使用了一家名为tensilica公司的570T处理器,这家公司的微处理器,都带有DSP功能,甚么是DSP呢?也就是数字信号处理器,达到更快的反应速度与更低的延迟,来处理资料运算以及刚刚上面SandForce专利的SSD盘技术,这在厂商端来说立马就省下一颗缓存的成本,对于使用者端来说,也不需要害怕重要数据正好在缓存内来不及回写到闪存内保存。SandForce最强悍的效能特色,也就是及时数据压缩之下还能保有相当高的IOPS随机小檔写入能力,可说是目前的控制器中效能最好的一款。毕竟以用户来说,Windows系列的操作系统,都相当依赖所谓的背景多任务写入,来达到用户接口的顺畅运作,这些背景写入是我们在前台桌面看不到的,而且Windows几乎是以零碎大小约4KB左右的档案占最多数,也因此现在的控制器厂商,都要以4KB随机写入为主要的速度目标。

可用空间与完整闪存空间之标示差异:

由于早期的控制器,并没有压缩功能,也没有像SandForce内建类似镜像的架构,因此在用户可用空间上,是有比较高的比例可运用,举例来说,完整闪存空间128GB的Vertex一代,OCZ的产品标示为120GB,这120GB就是真正可用的空间,这8GB去哪了呢?一部分要放所谓的表头,磁柱、磁扇大小等的信息,另外空间主要给传统硬盘的磁头起降区用。Windows根据IDEMA协会规定必须要扣掉的格式化空间,这些空间是用户看不见以及不能使用的。那么从新一代的SandForce主控,这些不能使用的空间因为要保留给RAISE等的技术使用,所以还会再扣掉些,IDEMA协会称为OP(over provision),超规空间使用,这些空间使用率,又跟闪存的体质息息相关,如果是比较差的闪存,SandForce认为需要更多的OP来做坏块管理跟替换的动作已达到延长寿命的目的。而现在OCZ使用的25nm工艺闪存,基本上都已经挑过,擦写次数也至少都拉高到3,000次以上,与34nm工艺闪存的基本规格相同。也因此SandForce只需要约7%的OP空间,也就是扣掉刚刚8GB后再减掉7%的空间,最后用户真正可用空间就是111.79GB,也相当是112GB,这部分在IDEMA规定理是合理的使用值,目前市场上采用SandForce主控的产品也无一例外。

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