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闪存的一些基础知识发布时间:2022年08月17日


  不管是企业还是个人市场,闪存已经快速地渗入进来。它可以很好的解决传统硬盘常见的旋转延迟和寻道延迟问题,所以在随机I/O性能方面表现的尤为出色;在虚拟化的数据环境中,I/O访问模式由于虚拟化的“混合作用”而变得更加随机,这将是闪存“施展拳脚”的大好机会。


  而实际的情况却是,闪存采用了不同的中硅或电子与非门,致使它在性能、成本和数据保留特性上与传统硬盘有很大不同。基于此,用户在选购闪存时,有必要先了解一下闪存的基础知识。


  多层单元(MLC)或读优化(RO)驱动器:此类驱动器针对读操作进行了优化。通常,MLC闪存驱动器的写耐用性为每日对驱动器填充1-3次。MLC闪存驱动器也是价格最低的企业级闪存驱动器。


  混用(MU)或企业级MLC (eMLC)驱动器:这两种类型的驱动器尝试从写耐用性和成本角度上,兼顾SLC驱动器和MLC驱动器各自的优势。MU驱动器的典型写耐用性为每日对驱动器填充5到10次。


  写密集型(WI)或单层单元(SLC)驱动器:与RO驱动器相比,此类驱动器的写耐用性较高,并且过度配置程度通常更高。SLC闪存驱动器的写耐用性通常为每日对驱动器填充20到30次。写耐用性越高,成本就越高;因此,SLC是最昂贵、最可靠的企业级闪存驱动器。


  写耐用性:与传统硬盘存储上的磁介质有所不同,使用闪存时,必须先擦除其中存储的数据,才能写入或“编程”新数据,这称为“编程-擦除”周期(PE/C)。闪存上与非门的PE/C最多约几千个,在经过最大周期数量后,闪存驱动器的性能和可靠性将大大下降,性能可能会降至原来的十分之一。闪存技术的这一特性限制了可以在闪存驱动器上执行的写操作数量。闪存的这一限制称为写耐用性,以每日驱动器完全写入次数示。


  写悬崖:必须先擦除闪存驱动器中的与非门块才能将块写入,这一要求意味着闪存驱动器需要保留预先擦除的块,才能通过消除在每次按需执行擦除流程时可能发生的延迟来提高性能,即使写入较小的块也不例外。如果闪存驱动器中预先擦除的块不足,尤其是在驱动器已满的情况下或在持续的写密集型操作期间,可能会由于闪存驱动器尝试创建空闲的与非门块而产生较长时间的延迟。闪存驱动器的这种写入性能降级称为写悬崖。


  可以通过多种方法解决闪存驱动器的写耐用性和写悬崖问题;例如,要避免/延迟写悬崖,通常可过度配置用于内部事务处理的容量,以及使用称为“磨损均衡”的流程,将对同一个块的重复写入遍布到闪存上的多个新位置,以此确保驱动器受到均衡磨损。


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