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固态硬盘SSD

目录

1、固态硬盘结构

2、访问和读取策略

3、固态硬盘 VS SSD固态硬盘

(1)速度

(2)性能

(3)使用寿命

4、磨损均衡技术

(1)动态磨损均衡

(2)静态磨损均衡


原理:基于闪存技术,属于电可擦除块,即EEPROM

1、固态硬盘结构

有多个闪存芯片
闪存芯片内部可分为一个个块
每个块内部可分为一个个页
如图:

2、访问和读取策略

访问时通过闪存翻译层为具体的页
读取以页为单位
擦除时以块为单位
也就是说,如果我要往某个页写入数据,但是这个页原来有数据
不能重复写,所以我要擦除这个页
可是固态硬盘的擦除单位是块,不是页
也就是说即使我只想擦仅仅这一个页,不行
必须将整个页都擦除之后,才能对该页写入
那么如果该块的其他页有数据,怎么办?
总不能全部都擦除吧?
怎么办?
(1)将这个其他页的数据复制到其他块
(2)在新的块内将数据写入
(3)擦除原来的页
(4)将数据复制回来
上述的机制,导致了固态硬盘的读快,但是写慢
因为要写的页有数据,需要挪动数据

同时,数据挪动的操作还会导致一个问题:
即逻辑地址和物理地址映射不对的问题
因为我们将数据的物理位置改了
也就是说,逻辑地址没有变
但是物理地址变了
怎么办?
此时闪存翻译层会自动修正
不必担心
也就是说,在实际的操作中,物理地址可能是会改变的
只是闪存翻译层做了修正而已

支持随机访问,给定逻辑地址,闪存翻译层可以迅速通过电路定位

3、固态硬盘 VS SSD固态硬盘

(1)速度

固体硬盘速度快,机械硬盘慢
因为:
固体硬盘使用电路控制,读写速度快,随机访问性能高
机械硬盘使用磁臂移动和磁盘旋转,有寻到延迟和旋转延迟

(2)性能

固态硬盘性能好,机械硬盘性能相对差
因为:
固态硬盘不是机械结构,是电子结构
安静无噪音,耐摔抗震,能耗低,只是造假更贵

(3)使用寿命

机械硬盘更好,固态硬盘可能会坏掉

因为:
固态硬盘可能会因为擦除次数过多而坏掉
机械硬盘不存在这个问题

4、磨损均衡技术

针对SSD多次擦除一个块可能会导致一个块坏掉的问题
因此,要均衡擦除,不能老是擦除一个块,以提高使用寿命

(1)动态磨损均衡

写入数据时,优先选择累计擦除次数少的块

(2)静态磨损均衡

SSD自动监测并自动进行数据发分配,迁移
机制是让老旧的块承担以为 读 为主的存储任务
让新的块承担更多以 写 为主的的存储任务

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