SSD为啥那么快?秘密就在这里(4)
GC的处理过程
由于各种写入、删除操作会在SSD留下杂乱的数据,其中有些是还有用的,有些就是无效的,GC功能启动之后就把有用的数据拷贝到另外的区块,这一步相当于“腾笼”,原来存储数据的区域就会被 清除,恢复空盘水平以准备写入新的数据,这就是“换鸟”了。
上面只是理论操作过程,具体怎么做还有个选择问题,如果在SSD读写数据的同时进行GC操作,这种实时GC(Real Time GC)对主控的性能是个考验,一方面要往空白区写入数据,同时还要照顾无效数据的“拆迁”工作,这么频繁折腾SSD的话估计SSD那有限的读写寿命也支撑不住,实时GC不可取。
浦科特在2011年的M2P就使用过相当激进的实时GC功能,性能确实不会降低,不过那个时候的闪存还是32nm的MLC,寿命相当有保障,现在无论MLC还是TLC都不够胆这样玩了。
目前的GC大都是在SSD闲置时才开始工作,也就是所谓的“Idle Time GC(闲置GC)”了。厂商会在主控中设定一个条件,比如空白容量达到某种比例才开始GC处理,这样就预先释放了空白空间,如果达到设定条件的上限,那么GC也会停止,这样处理比实时GC更利于延长SSD寿命。
闲置GC也不是完美无缺的,它会带来额外的写入放大,因为在GC处理开始之前,某些整理过的页面(page)可能正在变脏,不过闲置GC增加的写入放大率非常小,OCZ称其SSD的闲置GC只有额外的1%放大率,影响非常小,整体上依然是利大于弊。
现在的SSD大都是利用TRIM和闲置GC相辅相成工作的,当用户删除或者修改文件时,系统就会发送TRIM指令告诉SSD那部分数据可以删掉了,然后SSD在闲置时就会对这部分区域进行GC腾出空白的闪存空间,实时GC功能现在在启用SLCCache的SSD上会比较明显,毕竟它们要快速的腾出SLC Cache空间给后续的数据,这样才能确保SSD拥有高速的写入。
TRIM指令通知给SSD的可删除数据越多,GC操作需要转移的数据就越少,写入量也会减少,对SSD来说也是延长使用寿命的一种方式。
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