Tento článek obsahuje seznam často kladených dotazů (FAQ) k diskům SSD (Solid State Drive) Dell.
Uchování dat:
Uchování dat je časový rozsah, po kterou paměť ROM zůstává přesně čitelná. Ukazuje, jak dlouho si buňka zachová svůj naprogramovaný stav, když čip není napájen. Uchovávání dat je citlivé na počet cyklů Program/Erase (P/E)vložených na flash buňku a také závisí na vnějším prostředí. Vysoká teplota má tendenci dobu uchování zkracovat. Počet provedených cyklů čtení může také snížit toto uchovávání.
Cyklus Program/vymazání (P/E):
V NAND flash je ukládání dosaženo pomocí tranzistorů s plovoucím hradlem, které tvoří hradla NAND. Takto platí, že nenaprogramovaný stav bitu je 1, zatímco operace programování vloží do plovoucího hradla náboj a výsledný bit se změní na 0. Opačná operace, mazání, extrahuje uložený náboj a vrátí stav na 1. Operace mazání a programování ze své podstaty způsobují degradaci oxidové vrstvy izolující plovoucí vrata. To je důvod omezené životnosti NAND flash (typicky 30K-1M cyklů programování/mazání pro SLC, 2.5K-10K cyklů programování/mazání/mazání pro MLC, 10K-30K cyklů programování/mazání pro eMLC).
Flash Translation Layer (FTL):
Flash Translation Layer je softwarová vrstva používaná ve výpočetní technice k podpoře běžných souborových systémů s pamětí flash. FTL je překládací vrstva mezi souborovým systémem na bázi sektorů a čipy NAND flash. Umožňuje operačnímu systému a souborovému systému přístup do paměťových zařízení NAND flash obdobně jako k diskovým jednotkám. FTL skrývá složitost flash tím, že poskytuje rozhraní logického bloku k zařízení flash. Protože technologie flash nepodporuje přepisování stránek flash na místě, mapuje vrstva FTL logické bloky k fyzickým stránkám flash a blokům mazání.
Metadata:
Metadata se používají ke správě uložených informací či dat v paměti NAND flash. Metadata obecně zahrnují logickou tabulku mapování adres uložených informací, informace o atributech uložených informací a jakákoli další data, která mohou pomoci při správě uložených informací.
Virtuální fond:
Virtuální fond je skupina bloků s výmazem NAND, které jsou připraveny k naprogramování.
Na rozdíl od pevných disků (HDD), které k ukládání dat používají rotující plotnu, disky SSD (Solid State Drive) používají paměťové čipy NAND SSD. Pevné disky mají několik různých mechanických pohyblivých částí, kvůli nimž jsou náchylné k poškození při manipulaci. Disky SSD nemají žádné pohyblivé části a jsou méně náchylné k poškození při manipulaci i při nárazu během provozu.
Disky SSD poskytují mimořádně vysoký výkon vstupně-výstupních operací za sekundu (IOPS) a nízkou latenci pro serverové a úložné aplikace náročné na transakce. Správně se používají v systémech s pevným diskem a snižují celkové náklady na vlastnictví (TCO) díky nízké spotřebě energie a nízké provozní teplotě.
Zpět na začátek
Společnost Dell pečlivě řídí všechny kroky nezbytné k tomu, aby zákazníkům dodala vysoce kvalitní disky SSD potřebné pro náročné podnikové aplikace.
To zahrnuje:
Všechny disky SSD Dell Enterprise jsou vyvinuty tak, aby přesně odpovídaly podnikovým systémům Dell a poskytovaly zákazníkům optimální produkční prostředí. Odvětví pevných disků nedávno zažilo konsolidaci dodavatelů a standardizaci disků. V případě disků SSD tomu tak není. Disků SSD se vyrábí mnoho společností a společnost Dell nemůže zaručit žádnou úroveň funkčnosti nebo kompatibility serverů Dell, které používají disky SSD, které nebyly zakoupeny od společnosti Dell.
Zpět na začátek
Disky SSD (Solid State Drive) založené na flash paměti obecně vykazují nižší latenci než pevné disky (pevné disky), což často umožňuje rychlejší odezvu. Pro úlohy náhodného čtení zajišťují disky SSD vyšší propustnost ve srovnání s pevným diskem.
Na bázi technologie NAND flash
Na bázi rozhraní hostitele
Disky SSD jsou nejvhodnější pro aplikace, které vyžadují nejvyšší možný výkon. Pro použití SSD jsou nejvhodnější aplikace náročné na I/O, jako jsou databáze, dolování dat, datové sklady, analytika, obchodování, vysoce výkonné výpočty, virtualizace serverů, webové služby a e-mailový systém.
Typy disků SSD, aplikace, případy použití
| Technologie Flash | Druh aplikace | Aplikace |
| MLC/eMLC | Webové a klientské výpočty | Front-end, webové vysílání, média , webové aplikace /zprávy, spolupráce, |
| eMLC/SLC | DSS / HPC / OLTP / úložiště |
OLTP / úložiště , HPC / superpočítače , datové sklady/těžební infrastruktura, virtuální stolní počítač , OLTP/databáze/firemní zpracování , ukládání dat do cache |
Disky SSD jsou určeny pro použití v prostředích, která provádějí většinu čtení a zápisů. Aby disky dodržely určitou záruční dobu, mají disky MLC v discích zabudovaný mechanismus řízení odolnosti. Pokud se u disku předpokládá, že jeho životnost bude omezena zárukou, disk použije ke zpomalení rychlosti zápisu mechanismus škrcení.
Zpět na začátek
Záleží na tom, jak často byl blesk používán (byl použit P/E cyklus), na typu blesku a na skladovací teplotě. U MLC a SLC to mohou být až 3 měsíce a v nejlepších případech to může být více než 10 let. Uchování mimořádně závisí na teplotě a pracovní zátěži.
| Technologie NAND | Uchování dat při jmenovitém cyklu P/E |
| SLC | Šest měsíců |
| eMLC | Tři měsíce |
| eMLC | Tři měsíce |
Overprovisioning je metoda používaná při návrzích disků flash SSD a paměťových karet flash. Poskytnutím dodatečné kapacity paměti (ke které uživatel nemá přístup) může řadič SSD snadněji vytvářet předmazané bloky připravené k použití ve virtuálním fondu. Metoda Overprovisioning zlepšuje:
Paměť NAND flash je náchylná k opotřebení způsobenému opakovanými cykly programování a mazání, ke kterým běžně dochází v aplikacích a systémech datových úložišť využívajících vrstvu Flash Translation Layer (FTL). Nepřetržité programování a mazání toho samého paměťového umístění nakonec danou část paměti opotřebuje a znehodnotí. V důsledku toho by NAND flash měla omezenou životnost. Aby se zabránilo takovýmto scénářům, využívají se v rámci disku speciální algoritmy zvané wear leveling. Jak termín napovídá, vyrovnávání opotřebení poskytuje metodu pro rovnoměrné rozložení cyklů programů a mazání ve všech paměťových blocích v SSD. To zabraňuje neustálým cyklům programování a mazání na stejném paměťovém bloku, což vede k delší životnosti celé dané paměti NAND flash.
Existují dva typy vyrovnávání opotřebení – dynamické a statické. Algoritmus dynamického opotřebení zaručuje, že cykly programování dat a mazání jsou rovnoměrně rozloženy ve všech blocích v paměti NAND flash. Algoritmus je dynamický, protože se spouští pokaždé, když jsou data ve vyrovnávací paměti pro zápis jednotky vyprázdněna a zapsána do paměti flash. Samotné dynamické vyrovnávání opotřebení nemůže zajistit, že všechny bloky budou vyrovnávány stejnou rychlostí. Existuje také speciální případ, kdy se data zapíšou a uloží do paměti flash na dlouhou nebo neurčitou dobu. Zatímco se ostatní bloky vyměňují, mažou a sdružují, tyto bloky zůstávají v procesu vyrovnávání opotřebení neaktivní. Aby bylo zajištěno, že všechny bloky jsou vyrovnávány stejnou rychlostí, je nasazen sekundární algoritmus pro vyrovnávání opotřebení, který se nazývá statické vyrovnávání opotřebení. Statické vyrovnávání opotřebení řeší bloky, které jsou neaktivní a mají v sobě uložená data.
Disky SSD Dell obsahují statické i dynamické algoritmy pro vyrovnávání opotřebení, které zajišťují rovnoměrné opotřebení bloků NAND a delší životnost disku SSD.
Zpět na začátek
Paměť flash se skládá z buněk, přičemž v každé je uložen jeden či více bitů dat. Tyto buňky jsou seskupeny do stránek, které představují nejmenší diskrétní umístění, do nichž je možné data zapsat. Stránky se shromažďují do bloků, které představují nejmenší diskrétní umístění, jež je možné vymazat. Paměť flash není možné přímo přepisovat jako pevný disk, je nutné ji nejprve vymazat. Proto je do prázdné stránky možné zapisovat přímo, není však možné stránku přepsat bez toho, aby se nejprve nevymazal celý blok stránek.
V průběhu používání disku se data mění a změněná data se zapisují do jiných stránek v bloku nebo do nových bloků. Staré (zastaralé) stránky jsou označeny jako neplatné a lze je získat zpět vymazáním celého bloku. K tomu však musí být všechny stále platné informace o všech ostatních obsazených stránkách v bloku přesunuty do jiného bloku. Požadavek na přemístění platných dat a následné vymazání bloků před zápisem nových dat do toho samého bloku způsobuje zvýšení počtu zápisů. Celkový počet zápisů vyžadovaných v paměti flash je vyšší než počet, který původně požadoval hostitelský počítač. To také způsobí, že disk SSD bude provádět operace zápisu pomaleji, když je zaneprázdněn přesouváním dat z bloků, které je třeba vymazat, a zároveň zapisuje nová data z hostitelského počítače.
Řadiče SSD používají techniku zvanou uvolňování paměti k uvolnění dříve zapsaných bloků. Tento proces také konsoliduje stránky přesunem a přepsáním stránek z více bloků, aby zaplnily menší počet nových. Staré bloky se poté vymažou, aby poskytly úložný prostor nově příchozím datům. Vzhledem k tomu, že flash bloky lze zapsat pouze tolikrát, než selžou, je nutné také opotřebovat celý SSD, aby nedošlo k předčasnému opotřebení jednotlivého bloku.
Zpět na začátek
Znehodnocování paměťové buňky flash v průběhu doby a narušení ze sousedních paměťových stránek flash může vést k náhodným chybám bitů v uložených datech. I když je pravděpodobnost poškození daného datového bitu malá, díky velkému počtu datových bitů v úložném systému je pravděpodobnost poškození dat reálná.
Kódy pro detekci a opravu chyb se v paměťových úložných systémech flash používají k ochraně dat před poškozením. Disky SSD Dell jsou vybaveny nejpokročilejším algoritmem ECC v celém odvětví pro dosažení podnikové úrovně neopravitelné bitové chybovosti 10–17.
Write amplification factor (faktor navýšení zápisů) je objem dat, které řadič SSD musí zapsat v poměru k objemu dat, které chce zapsat řadič hostitele. Write amplification factor 1 je perfektní a znamená, že pokud chcete zapsat 1 MB, potom řadič disku SSD zapíše také 1 MB. Faktor zesílení zápisu větší než jedna není žádoucí, ale je nešťastným faktem života. Čím vyšší je zesílení zápisu, tím rychleji se váš disk opotřebovává a tím nižší je jeho výkon.
Data zapsaná do Flash paměti
---------------------------------------= Write amplification
Data zapsaná počítačem
Společnost Dell používá k tomu, aby nedocházelo k poškození buněk flash a životnost disku SSD se prodloužila, následující metody:
Životnost SSD se řídí třemi klíčovými parametry; Technologie SSD NAND flash, kapacita disku a model využití aplikací. Obecně lze k zjištění, jak dlouho disk vydrží, použít následující kalkulačku životního cyklu.
Životnost [roky] = (Vytrvalost [P/E cykly] * Kapacita [fyzická, bajty] * Faktor nadměrného přidělování) / (Rychlost zápisu [Bps] * Pracovní cyklus [cykly] * Zápis % * WAF) / (36 *24* 3 600)
Parametry:
Rychlost zápisu v bajtech za sekundu:
Určité operační systémy podporují funkci TRIM, která překládá smazané soubory na přidruženou adresu logického bloku (LBA) na úložném zařízení (SSD). U disků SATA se příkaz také nazývá TRIM, u disků SAS se příkaz nazývá UNMAP. Příkaz TRIM/UNMAP upozorní jednotku, že již nepotřebuje data v určitých LBA, což uvolní několik stránek NAND.
Příkaz TRIM/UNMAP musí být podporován operačním systémem, jednotkou a řadičem, aby fungoval. Příkaz TRIM/UNMAP může mít za následek vyšší výkon disku SSD z důvodu menšího množství dat, která je nutné přepsat během uvolňování paměti, a vyššího množství volného místa na disku. Aktuálně dodávané podnikové disky Dell mají dostatečně vysoký výkon a odolnost, takže tyto příkazy zatím nepodporují, i když je podporuje operační systém. Tyto funkce jsou zkoumány pro další nabídky disků SSD Dell.
Zpět na začátek
Integrita dat disku SSD Dell je udržována pomocí následujících metod:
Ochrana před
náhlým výpadkem napájeníV porovnání s pevnými disky jsou disky SSD odolnější vůči nárazům, spotřebovávají méně energie, mají rychlejší přístupovou dobu a lepší výkon při čtení. U některých provedení disků SSD však může v případě náhlého výpadku napájení dojít k poškození dat a souborového systému. Účinný mechanismus ochrany dat při výpadku napájení musí fungovat před výpadkem napájení a po něm, aby byla zajištěna komplexní ochrana dat.
Firemní disky Dell SSD obsahují hardwarové funkce ochrany dat při výpadku napájení a firmwaru. Patří mezi ně obvod rozpoznání výpadku energie, který sleduje napájení a odešle signál řadiči SSD, jestliže napětí klesne pod předdefinovanou hodnotu. To aktivuje odpojení disku SSD od vstupního napájení a zahájí nezbytné kroky k přesunu dat dočasného zásobníku a metadat do paměti NAND flash. Integrovaný obvod pro zadržování napájení a kondenzátor jsou implementovány tak, aby poskytovaly dostatek energie pro tuto operaci. Zadržovací kondenzátor je několikanásobně naddimenzován, aby se zajistil dostatek energie po celou životnost disku.
Zpět na začátek
Disky SSD je možné čistit několikanásobným přepsáním celé kapacity disku. Společnost Dell zkoumá funkce bezpečného vymazání a samošifrovaní u disků SSD samošifrovací jednotky (SED) pro budoucí vydání. Tyto techniky umožňují rychlejší a efektivnější způsob vymazání disku SSD.
Zpět na začátek
Použití algoritmu správy životnosti zaručuje, že je po celou záruční dobu disku k dispozici dostatečný počet cyklů programování/mazání (P/E). Firmware omezuje zápisy, pokud je na disk zapsáno velké množství ryb. Zákazníci však jen zřídka zaznamenají omezení výkonu, když je disk SSD používán v zamýšlené aplikaci.