如今的SSD容量越做越大,企業(yè)級(jí)SSD容量已達(dá)30TB?60TB的?甚至120TB?

但是,SSD壽命一直是“致命傷”,越大容量的盤,出現(xiàn)故障后,丟失的數(shù)據(jù)就越多?

近日, 華為揭開了華為全閃分布式存儲(chǔ)讓SSD大盤更“長壽”的秘訣?

SSD閃存實(shí)際是由半導(dǎo)體元件?NAND Flash顆粒組成?通過對(duì)盤上顆粒不斷的擦和寫,來完成對(duì)數(shù)據(jù)的增?刪?改?查?

這個(gè)過程中,顆粒捕獲電子的能力會(huì)逐漸減弱,當(dāng)減弱到一定程度后?也就是超過顆粒最大擦寫次數(shù),便可能出現(xiàn)“電子逃逸”現(xiàn)象,也就是硬盤寫穿?數(shù)據(jù)錯(cuò)誤?壽命耗盡?

盤上全部顆?？芍С值目偛翆懘螖?shù)和使用期間用戶寫入的數(shù)據(jù)量?只要后者小于前者,那么就能保證壽命無憂!

下面這個(gè)公式就能一目了然:

所以,想延長SSD壽命,就要減少“寫放大”?

為了降低分母,就要減少罪魁禍?zhǔn)?mdash;—“寫放大”?

寫放大的意思是,比如,在寫入16KB的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時(shí),呈現(xiàn)到盤上卻變成寫入64KB物理數(shù)據(jù)量,被放大了,消耗了數(shù)倍的擦寫次數(shù),加速顆粒老化?

“寫放大”的源頭來自于以下三點(diǎn):

1?后臺(tái)垃圾回收

SSD是無法覆蓋寫的,要想修改數(shù)據(jù)必須擦除顆粒?重新寫入,Block就是擦除的最小單元?當(dāng)少量數(shù)據(jù)修改時(shí), SSD就會(huì)將原Block上的全部有效數(shù)據(jù)讀取后,寫入新的Block位置,再擦除原Block?

這個(gè)過程,就像整理房間一樣,要先把老房間的東西全部搬出來,再放到新房間里重新布置?換句話說,少量的數(shù)據(jù)更新,會(huì)引發(fā)更大面積顆粒的擦寫?

2?小I/O補(bǔ)齊

SSD可讀寫的最小單元是Page(一般是512個(gè)byte)?

在用戶層面寫入數(shù)據(jù)時(shí),當(dāng)用戶寫入的I/O大小不足一個(gè)Page容量,為了能管理它,就需要額外尋找另一份數(shù)據(jù),來和原數(shù)據(jù)拼湊成一整個(gè)Page的大小,再寫入到顆粒中?

“這個(gè)不夠?別的來湊”,這用來湊齊的無效數(shù)據(jù),就會(huì)造成寫放大?

3?元數(shù)據(jù)變化

在SSD上,元數(shù)據(jù)是描述數(shù)據(jù)的索引,一般緊密地存放在一些Block區(qū)域?

當(dāng)用戶在頻繁修改數(shù)據(jù)時(shí),對(duì)應(yīng)的每份元數(shù)據(jù)也必須跟著被修改?重定向,造成多次讀寫?擦寫,牽一發(fā)而動(dòng)全身?

華為OceanStor Pacific分布式存儲(chǔ)采用了一個(gè)創(chuàng)新的機(jī)制——小I/O聚合,將小I/O在寫盤前聚合在保電內(nèi)存中,只有達(dá)到一定粒度后才會(huì)寫入SSD,消除了小I/O補(bǔ)齊導(dǎo)致的寫放大?

這對(duì)元數(shù)據(jù)變化也非常友好?聚合后的小I/O更容易被集中修改,極大減少元數(shù)據(jù)被頻繁擦寫的概率?

同時(shí),華為還采用了業(yè)界獨(dú)創(chuàng)的多流技術(shù),即智能識(shí)別數(shù)據(jù)的冷熱程度并優(yōu)化數(shù)據(jù)布局,減少不必要的重復(fù)擦寫和數(shù)據(jù)搬移?

除了分母,也要增大分子?

華為是采用額外的編碼糾錯(cuò)技術(shù),在達(dá)到顆粒的標(biāo)稱擦寫次數(shù)后,對(duì)數(shù)據(jù)持續(xù)校驗(yàn)或修正,徹底避免數(shù)據(jù)錯(cuò)誤?業(yè)務(wù)出錯(cuò),變相地增大了顆粒的總擦寫次數(shù)?

華為開發(fā)了一套更加強(qiáng)大的組合拳——LDPC算法與SmartFSP 3.0算法,一方面對(duì)Flash介質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè),尋找更精確的讀取電位,另一方面保證高性能的校驗(yàn)糾錯(cuò)性能,提供更加精準(zhǔn)的盤內(nèi)冗余糾錯(cuò)精度?

一個(gè)糾得正,一個(gè)查得準(zhǔn),二者配合,華為就將SSD數(shù)據(jù)的誤碼率從10-17降低至10-18,整整降低一個(gè)數(shù)量級(jí),延長30~50%的SSD壽命?

今年2月份,華為在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)新春新品發(fā)布會(huì)上推出了坤靈eKitStor Xtreme系列高性能M.2閃存條,也就是固態(tài)硬盤?

根據(jù)華為官網(wǎng)顯示,目前該系列已經(jīng)上架官網(wǎng),并公開詳細(xì)配置和價(jià)格?

華為eKitStor Xtreme M.2閃存條提供512GB?1TB?2TB?4TB四種規(guī)格,售價(jià)分別為608.4元?967.2元?1887.6元和3793.4元?

eKitStor Xtreme 200采用PCIe Gen 4x4傳輸接口,NVMe 2.0協(xié)議,支持主機(jī)內(nèi)存緩沖區(qū)(HMB)技術(shù),預(yù)計(jì)采用DRAM-less無外置緩存方案?

最大順序讀寫速率7400/6700MB/s,最大隨機(jī)讀寫速率1100K/1000K IOPS?

不同容量版本在性能上略有差異,但整體保持在業(yè)界領(lǐng)先水平?

功耗方面,讀取最大有效功率為5W,寫入最大有效功率為4.8W,閑置功耗為20mW?

耐用性方面,華為坤靈eKitStor Xtreme 200承諾平均故障間隔時(shí)間(MTBF)為150萬小時(shí),并提供長達(dá)5年的質(zhì)保服務(wù),顯示出華為對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的信心?其總寫入字節(jié)數(shù)(TBW)從512GB版本的550TB到4TB版本的4400TB?

此外,該固態(tài)硬盤還特別加入了用戶數(shù)據(jù)深度恢復(fù)模式,為用戶數(shù)據(jù)安全提供了額外一層保護(hù)傘?

官方宣稱擁有3大算法加持,讓性能提升15%?壽命提升10%?可靠性提升30%?

需要注意的是,該系列產(chǎn)品并不獨(dú)立銷售單品,而是專門面向分銷市場,按箱售賣,一箱900條?

另外,華為這款固態(tài)盤還是全國產(chǎn)打造,自家主控配合長江存儲(chǔ)顆粒?