SSD垃圾回收、损耗均衡以及TRIM三者之间的区别

日期: 2015-02-15 作者:Stephen J. Bigelow翻译:郑文帅 来源:TechTarget中国 英文

虽然在vSphere环境中使用SSD可以提高虚拟机的性能,但是重要的是要知道如何确定存储硬件的寿命和功能。 SSD在VMware服务器虚拟化中已经成为高性能存储的一个重要的资产,但是更重要的是IT规划者要理解SSD投资的最佳用途,以及要认识到可以影响SSD工作寿命和可靠性的局限因素。 当多个工作负载依赖于SSD的可用性和性能时,这些考虑就更加至关重要了。垃圾回收、损耗均衡和TRIM是用来延长闪存设备以及相关SSD产品寿命的三项技术。

损耗均衡 磁性存储介质有无限的使用寿命,是因为盘片涂层没有损耗以及读写从不正面接触介质。随着存储技术的出现,数据频繁的更改,在磁性介质上同一个地方写入和过度写入都……

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虽然在vSphere环境中使用SSD可以提高虚拟机的性能,但是重要的是要知道如何确定存储硬件的寿命和功能。

SSD在VMware服务器虚拟化中已经成为高性能存储的一个重要的资产,但是更重要的是IT规划者要理解SSD投资的最佳用途,以及要认识到可以影响SSD工作寿命和可靠性的局限因素。

当多个工作负载依赖于SSD的可用性和性能时,这些考虑就更加至关重要了。垃圾回收、损耗均衡和TRIM是用来延长闪存设备以及相关SSD产品寿命的三项技术。

损耗均衡


磁性存储介质有无限的使用寿命,是因为盘片涂层没有损耗以及读写从不正面接触介质。随着存储技术的出现,数据频繁的更改,在磁性介质上同一个地方写入和过度写入都是没有问题的。这些所谓的“热点”对磁盘的可靠性没有任何真正的影响。

然而,闪存存储单元是有使用寿命的,在数千个编程/擦除(P/E)周期后将会失效。这就产生了一个问题,因为SSD是允许一些操作密集型应用程序去删除和重写同一系列内存块的——而其他内存块保持相对不变——导致闪存单元更快的出现故障。损耗均衡技术将透过闪存芯片整个空间传播一个新的P/E周期。损耗均衡并不能让闪存芯片更可靠,但是传播的使用可以帮助存储避险由于热点可能导致的更早失效的问题。

垃圾回收


闪存是被组织成块包含的一些列的页面。只要页面是空白或者被擦除的,数据可以随时写入。然而,闪存不能在一个块中删除一个单独的页面;当整个块必须被清除前,块内的页面需要是被释放的。这意味着更改后的数据需要被写在同一块中的后续页面上。

释放旧的页面并保存更新后页面,当前的页面首先要复制到另一个可用的块中,而旧的或不需要的页面——“垃圾数据页”——将被丢弃。所以最后新写入的块只是当前页和事前可以被擦除或为再使用被释放的块。闪存的SSD垃圾回收差不多就是和损耗均衡协同合作的过程。

TRIM


这儿是操作系统和存储设备之间一个细小的脱节。操作系统“删除”一个硬盘文件只是在一个表上标记成已释放。操作系统不需要给HDD说任何关于这个删除的东西——磁盘将根据需要覆盖在磁盘上已释放的区域。

闪存和SSD与之工作方式不同。闪存只知道当有新的试图写入时有一个页面是旧的。只有将那个旧的数据标记为已丢弃,新的数据才可以写到那个位置。换句话说,假设你在闪存上删除一个文件,操作系统可能认为这个空间已被释放,但是SSD将继续控制和移动那个旧数据页面,直到有新文件试图使用这个空间。直到那时,SSD将遭受更多的擦除循环和写入变慢,因为他们仍在携带那些旧数据。

TRIM功能可以让操作系统通知闪存控制器知道数据页面已过时或失效,垃圾回收过程可以跳过而不是保留旧数据,TRIM使SSD 很快就认识到释放的空间、较早恢复释放的空间、更有效地收集垃圾和更高效地运行。

作者

Stephen J. Bigelow
Stephen J. Bigelow

数据中心和虚拟化网站的高级技术编辑,拥有20年的PC和技术写作经验。

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