為什么SSD要定義UBER？

SSD有幾個關(guān)鍵指標(biāo)來衡量其可靠性：UBER、RBER和MTBF。

UBER: Uncorrectable Bit Error Rate，不可修復(fù)的錯誤比特率;

RBER: Raw Bit Error Rate, 原始比特錯誤率；

MTBF: Mean Time Between Failure, 平均故障間隔時間。

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數(shù)據(jù)可靠性

我們接著看一下上面的S3710 SSD手冊中Reliability（可靠性）項的截圖：

UBER：Uncorrectable Bit Error Rate，不可修復(fù)的錯誤比特率，一種數(shù)據(jù)損壞率衡量標(biāo)準(zhǔn)，等于在應(yīng)用了任意特定的錯誤糾正機(jī)制后依然產(chǎn)生的每比特讀取的數(shù)據(jù)錯誤數(shù)量占總讀取數(shù)量比（概率）。

為什么SSD要定義UBER？任何一項存儲設(shè)備產(chǎn)品包括HDD，用戶最關(guān)心的是數(shù)據(jù)保存后的讀取正確性。試想數(shù)據(jù)丟失和損壞對客戶產(chǎn)生的后果是怎么樣的？尤其是企業(yè)級用戶數(shù)據(jù)。那如何讓用戶相信存儲設(shè)備系統(tǒng)是可靠的呢？UBER指標(biāo)，描述的是出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤的概率，給用戶以直觀的概率數(shù)據(jù)描述錯誤數(shù)據(jù)的可能性，當(dāng)然越低越好。

為什么會產(chǎn)生錯誤數(shù)據(jù)，SSD的存儲介質(zhì)是閃存，閃存有天然的數(shù)據(jù)比特翻轉(zhuǎn)率。主要有以下幾種原因?qū)е拢?/p>

l 擦寫磨損（P/E Cycle）

l 讀取干擾（Read Disturb）

l 編程干擾（Program Disturb）

l 數(shù)據(jù)保持發(fā)生錯誤（Data Retention）

雖然SSD主控和固件設(shè)計會用糾錯碼（ECC）的方式（可能還包括其它方式，如RAID），但閃存在某種條件下依然有糾不回來的可能，所以需要有UBER讓用戶知道數(shù)據(jù)誤碼糾不回來的概率參考數(shù)據(jù)。

閃存原始的比特翻轉(zhuǎn)加上BCH碼（一種ECC糾錯算法）ECC 校驗保護(hù)后，可以計算轉(zhuǎn)換到UBER。影響到UBER最核心的是閃存原始的比特錯誤率，也叫RBER（Raw Bit Error Rate）。圖1-23從RBER、ECC編碼長度（Code Length）和保護(hù)強(qiáng)度（Strength）換算到UBER，從中得出結(jié)論：

相同的ECC編碼長度，隨著保護(hù)強(qiáng)度的增長，UBER在降低，呈大幅倍數(shù)降低。

圖1-1 UBER和糾錯強(qiáng)度的關(guān)系

相同的ECC編碼長度和保護(hù)強(qiáng)度，RBER越低，UBER也在降低，呈指數(shù)降低。

圖1-2 UBER和RBER的關(guān)系

RBER反映的是閃存的質(zhì)量。所有閃存出廠時都有一個RBER指標(biāo)，企業(yè)級閃存和消費級閃存的RBER顯然是不同的，價格當(dāng)然也有所不同。RBER指標(biāo)也不是固定不變，如圖1-25閃存的錯誤率會隨著使用壽命（PE cycle）增加而增加。為了挑戰(zhàn)極限，必須準(zhǔn)備好處理每100個bit就有1個壞的情況。

圖1-3 RBER 和PE的關(guān)系

RBER還跟閃存內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有關(guān)系。兩個相鄰閃存塊的RBER有可能完全不同，圖1-26是單個閃存塊里面不同閃存頁的RBER分布圖。看得出來，Upper Page的RBER比Lower Page要高兩個數(shù)量級。

圖1-4 Lower&Upper page RBER

最后回到UBER指標(biāo)作為結(jié)尾，數(shù)據(jù)的UBER指標(biāo)的要求對于企業(yè)級和消費級SSD各有不同，通常商用企業(yè)級和消費級SSD的UBER指標(biāo)又是多少呢？如表1-9：

表1-9 企業(yè)級和消費級SSD UBER值

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MTBF

工業(yè)界MTBF指標(biāo)反映的是產(chǎn)品的無故障連續(xù)運行時間，也是產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)。

我們來看看SSD的MTBF遵循標(biāo)準(zhǔn)和計算方法。