SSD Wear Leveling磨损均衡,并不是一直有效,甚至有负面作用!-part1

1.引言

上一篇WL基础文章中,我们介绍了SSD为何需要Wear Leveling磨损均衡的基本原理和分类,阅读本文之前,建议先了解WL磨损均衡的相关背景:

扩展阅读:深入解析SSD Wear Leveling磨损均衡技术:如何让你的硬盘更长寿?

最近看到一篇关于SSD WL磨损均衡的论文,论文的观点是WL磨损均衡不一定会带来好处,这个不一样的观点,这里分享给大家。存储随笔的论文解读,不是直接翻译,是小编先研读一遍后,再结合自己的理解再解读分享,可能讲述顺序与原始论文架构可能会有差异,如果不当之处,还望见谅。想直接阅读原文的朋友也可以后台私信关键词【wlharm】获取论文。也欢迎各位朋友给小编推荐更多有趣的论文!

2.论文解读

先抛出这个论文的观点:

论文主张,在当前数百次的寿命限制下,固态硬盘(SSD)的磨损均衡(wear leveling)技术弊大于利。为支持这一论点,作者评估了现有的磨损均衡技术,并发现其存在异常行为并产生高写放大现象。作者讨论了放弃磨损均衡、转而采用可变容量SSD(capacity variance)的方案,并表明可变容量将SSD的寿命延长高达2.94倍。

论文中,列出了过去10年SSD发展过程中,随着从SLC到QLC,寿命极限一直在逐步下降的趋势。

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论文中列举了3种WL算法:

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  • Dual-Pool (DP) :该算法将SSD的存储空间分为两个池,一个是冷数据池,另一个是热数据池。DP算法的基本假设是包含热点数据的块比包含冷数据的块更老,它比较热池中最老的块和冷池中最年轻的块的擦除次数。然而,如果冷池中最年轻的块碰巧比热池中最老的块更老,它仍会触发两个块之间的交换。

  • Progressive Wear Leveling (PWL) :该算法将SSD的存储空间分为多个区域,每个区域都有一个初始阈值。随着写入操作的进行,区域的阈值会逐渐增加。当一个区域的阈值达到上限时,会将该区域的数据迁移到下一个区域,并清空该区域。这种算法可以避免某些区域过早地达到阈值,从而延长SSD的使用寿命。PWL 是一种自适应 WL 算法,它在后期变得过于激进,而在早期阶段则处于沉睡状态。最后,随着 SSD 的老化,WA 会随着时间的推移而稳步增加,这表明 SSD 老化将随着写入的数据越来越多而加速。

  • Dynamic Adjustment Garbage Collection (DAGC) :该算法是一种动态调整垃圾回收的算法。它可以根据SSD的使用情况动态调整垃圾回收策略,以优化SSD的性能和寿命。当SSD的写入操作较频繁时,DAGC会减少垃圾回收的频率,以避免干扰写入操作;当SSD的写入操作较少时,DAGC会增加垃圾回收的频率,以释放空间并减少数据的冗余。

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