SSD技術(shù)：Zoned Namespace SSD

蛋蛋是個(gè)懂技術(shù)，有追求的宅男，總是不遺余力的把各種先進(jìn)的SSD技術(shù)應(yīng)用到自己的小電影帝國(guó)里。

近年，普通的SSD在第二遍寫(xiě)入的時(shí)候性能明顯下降的問(wèn)題一直困擾著蛋蛋，基于蛋蛋的經(jīng)驗(yàn)，預(yù)留空間7%的SSD寫(xiě)入帶寬下降75%， 預(yù)留空間20%的SSD寫(xiě)入帶寬下降50%，普通SSD寫(xiě)入性能下降的原因主要是跟FTL的data placement（數(shù)據(jù)）有關(guān)。蛋蛋下載各位老師的作品以后，經(jīng)過(guò)FTL的地址映射轉(zhuǎn)化，存放到Flash上的數(shù)據(jù)分布是下面這個(gè)樣子，每部作品都被截成很多小段分布在不同的地方。

當(dāng)?shù)暗安幌矚g某些老師的作品將其刪除，F(xiàn)lash上的數(shù)據(jù)成了下面這個(gè)樣子。C老師的作品雖然被刪除了，但是那些Block上還有其他老師的作品，所以空間并沒(méi)有被真正釋放出來(lái)。

為了真正釋放蛋蛋對(duì)C老師的回憶，SSD需要進(jìn)行Garbage Collection（垃圾回收）, 這個(gè)過(guò)程涉及到數(shù)據(jù)的整合搬運(yùn)，帶來(lái)寫(xiě)放大（WA）的問(wèn)題 – 蛋蛋下載1G小電影，SSD的真實(shí)寫(xiě)入數(shù)據(jù)量可能是1.2G或者1.3G, 甚至更高。

寫(xiě)放大的存在，導(dǎo)致的問(wèn)題很多，包括降低性能，提高延遲和增加成本。對(duì)于蛋蛋來(lái)說(shuō)，錢(qián)不是問(wèn)題，但是性能下降真的不能忍。一忍再忍，有一天，蛋蛋發(fā)現(xiàn)了Zoned Namespace。

概括一下Zoned Namespace技術(shù)的特點(diǎn)：

Host和SSD協(xié)作決定Flash上的數(shù)據(jù)擺放；

把一個(gè)Namespace分成多個(gè)Zone，每個(gè)Zone連續(xù)排列，大小相同（例如512MB）

所有的讀寫(xiě)操作全部基于Zone，不再是Block和Page

Zone只支持順序?qū)懭?/p>

如果需要對(duì)Zone重新寫(xiě)入，必須reset這個(gè)Zone

Zone支持部分寫(xiě)入

讀操作沒(méi)有限制，可以讀取任意LBA

經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，Zoned NamespaceSSD性能完美匹配蛋蛋的需求。

這，就是蛋蛋需要的SSD。

寫(xiě)入帶寬比較

時(shí)延表現(xiàn)

蛋蛋SSD看著SSD上井井有條的小電影，思緒回到了若干年前，大雪天在中關(guān)村跟路邊大姐買(mǎi)盤(pán)。這個(gè)Zone Namespace技術(shù)不就是把光盤(pán)作為一個(gè)個(gè)的Zone，塞進(jìn)Namespace，排隊(duì)站好嗎？

本文是個(gè)人對(duì)WD在FMS2020 的演講 “How Zoned Namespace Improve SSD Lifetime, Throughput, and Latency” 學(xué)習(xí)并通俗化呈現(xiàn)。

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：更快寫(xiě)入小電影，蛋蛋選擇Zoned Namespace SSD

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