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隨著TLC SSD閃存顆粒逐步占領(lǐng)市場(chǎng)高地，固態(tài)硬盤的壽命之爭(zhēng)又再一次被搬上了舞臺(tái)，讓人爭(zhēng)辯，正如同當(dāng)年SLC不斷弱勢(shì)，MLC成為主流那般。真可謂“眼看他上高樓，眼看他宴賓客，眼看他樓塌了”，萬(wàn)事皆如此，任何新事物替代舊事物都會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)由質(zhì)疑到反復(fù)再到接受的過(guò)程。

當(dāng)然，今天咱們并不是去探討SLC/MLC/TLC孰優(yōu)孰略的閃存顆粒的自身體質(zhì)其著確定性作用外，其實(shí)主控中的寫入放大機(jī)制的存在也是影響固態(tài)壽命的關(guān)鍵因素。

“寫入放大機(jī)制”

1.影響固態(tài)盤壽命真正因素：寫入放大

寫入放大，英文名為Write Amplification，這一術(shù)語(yǔ)最早是在2008年左右，由Intel公司和SiliconSystems公司 (2009 年被西部數(shù)字收購(gòu))第一次在公開(kāi)稿件中提出了并使用，這一術(shù)語(yǔ)描述的其實(shí)是固態(tài)硬盤的目標(biāo)寫入值和實(shí)際寫入值之間的一個(gè)倍數(shù)關(guān)系，并用阿拉伯 數(shù)字表示，寫入放大數(shù)值越小，越能提升固態(tài)使用壽命。

要想完全理解寫入放大，我們需要先了解固態(tài)硬盤的讀寫機(jī)制。我們知道，固態(tài)硬盤的存儲(chǔ)單元是由閃存顆粒組成的，無(wú)法實(shí)現(xiàn)物理性的數(shù)據(jù)覆蓋，只能擦除然后寫入，重復(fù)這一過(guò)程。

因而，我們可以想象得到，在實(shí)際讀寫過(guò)程中，數(shù)據(jù)的讀寫勢(shì)必會(huì)在閃存顆粒上進(jìn)行多次的擦除寫入，特別是當(dāng)某些區(qū)塊已經(jīng)完全被塞滿的情況下。

這些多次的操作，增加的寫入數(shù)量和原始需要寫入的數(shù)量的比值，就是所謂的寫入放大。所以說(shuō)，寫入放大數(shù)值高，會(huì)損耗固態(tài)硬盤壽命。(固態(tài)硬盤閃存顆粒有著額定的P/E值，即最大的讀寫次數(shù)，寫入放大高，P/E損耗快，壽命低。)

2.寫入放大詳解及影響因素

舉個(gè)例子，最壞情況下的，假如我要寫入一個(gè)4KB的數(shù)據(jù)，并恰好目標(biāo)塊沒(méi)有空余的頁(yè)區(qū)，需要進(jìn)行GC回收。

下面，我們一起來(lái)分析這個(gè)過(guò)程的寫入放大的數(shù)值。首先是主控讀取目標(biāo)塊512KB，然后GC回收擦除512KB，接著改寫512KB空白區(qū)用來(lái)存放原始的寫入4KB數(shù)據(jù)。即原始寫入數(shù)據(jù)僅為4KB，實(shí)際寫入512KB，寫入放大值為512/4=128倍。

通過(guò)上面例子演示，我們應(yīng)該大致了解了寫入放大的概念，以及寫入放大的危害。

那么，哪些因素能夠影響寫入放大呢？GC回收機(jī)制，誠(chéng)如上文中所舉示例，這一機(jī)制需要完全擦除整個(gè)區(qū)塊，進(jìn)而增加了整個(gè)數(shù)據(jù)的寫入放大。

磨損均衡(WL)，這一機(jī)制主要是通過(guò)均衡所有的閃存顆粒，從而延長(zhǎng)整體的使用壽命，然而依舊是增加整體的寫入放大。Trim機(jī)制，ATA指令，避免了不必要的GC回收次數(shù)，從而減少了寫入放大。

除了上述的主控機(jī)制能夠影響寫入放大的數(shù)值，固態(tài)硬盤內(nèi)部的OP預(yù)留空間大小對(duì)于寫入放大也有著相當(dāng)?shù)挠绊?。op預(yù)留空間越大，可用的空白閃存塊越多，即使在最壞的情況下(即所有的閃存塊都塞滿)，主控也無(wú)需進(jìn)行GC回收，自然就大大減少了多余的讀寫次數(shù)，從而極大的降低寫入放大。

聊了這么多，肯定有朋友會(huì)說(shuō)，“知道寫入放大，又有什么用呢？我們又無(wú)法阻止寫入放大。

實(shí)際上，對(duì)于我們普通用戶來(lái)說(shuō)，我們可以通過(guò)修改OP預(yù)留空間，以及及時(shí)清理固態(tài)硬盤中的無(wú)用數(shù)據(jù)，留出更多的空白空間，以減少多余的擦除和寫入，從而降低固態(tài)的寫入放大值，提升固態(tài)壽命。

更重要的是，寫入放大是衡量一個(gè)主控性能最為關(guān)鍵的因素，我們?cè)谶x購(gòu)固態(tài)硬盤時(shí)可以從寫入放大值去衡量主控性能從而推斷固態(tài)硬盤的整體性能。

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