【51CTO.com快譯】

盡管SSD很棒，SSD廠商也做了種種改進(jìn)，但它并非完美。 

存在的三個(gè)主要問(wèn)題如下：

• 寫(xiě)入放大(WA)消耗了更新穎更便宜的閃存所支持的越來(lái)越有限的數(shù)量：少至500次終身寫(xiě)入。
• 過(guò)度配置介質(zhì)，以確保足夠的終身寫(xiě)入和高效的垃圾回收。
• 成本高昂的DRAM緩沖區(qū)，用于處理入站寫(xiě)入和物理地址轉(zhuǎn)換表。

背景介紹

SSD在處理隨機(jī)讀取工作負(fù)載方面表現(xiàn)出色。不過(guò)如今，順序?qū)懭牒鸵淮螌?xiě)入/多次讀取類(lèi)型的工作負(fù)載在超大規(guī)模和大數(shù)據(jù)工作負(fù)載中越來(lái)越普遍。

對(duì)于這些較新的工作負(fù)載而言，使基于塊的介質(zhì)能夠模擬4KB磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器扇區(qū)的閃存轉(zhuǎn)換層(具有讀取/編程/擦除I/O和垃圾回收功能)并不是最佳選擇。因此廠商在竭力開(kāi)發(fā)Openchannel和分區(qū)閃存驅(qū)動(dòng)器。

幸好，這項(xiàng)工作立足于對(duì)疊瓦式磁記錄(SMR)驅(qū)動(dòng)器已經(jīng)所做的工作上，這種驅(qū)動(dòng)器的特性在邏輯上類(lèi)似NAND閃存。與SMR一樣，Openchannel在邏輯塊地址(LBA)范圍內(nèi)順序?qū)懭?，并提供并行單元選項(xiàng)，其中LBA可以在不同工作負(fù)載之間劃分、分布在底層介質(zhì)上，以實(shí)現(xiàn)最佳性能。

分區(qū)命名空間(ZNS)

ZNS將SSD容量劃分為多個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)按順序?qū)懭?，接口針?duì)SSD進(jìn)行了優(yōu)化。區(qū)大小與閃存塊大小相一致，區(qū)容量則與物理介質(zhì)大小相一致。

這樣就能實(shí)現(xiàn)整個(gè)閃存塊寫(xiě)入，從而大大減少了對(duì)部分塊更新(以及相關(guān)的寫(xiě)入放大)和垃圾回收的需求。對(duì)于超大規(guī)模運(yùn)營(yíng)商而言，ZNS邏輯到物理映射可以與文件系統(tǒng)集成起來(lái)，從而提高性能、減少主機(jī)開(kāi)銷(xiāo)，并消除每1 TB閃存介質(zhì)需要1GB DRAM這個(gè)要求。

ZNS代碼已經(jīng)在超大規(guī)模網(wǎng)站上使用，可與Linux結(jié)合使用。它將成為明年發(fā)布的下一個(gè)重大NVMe規(guī)范的一部分。

NVMe已基本取代了系統(tǒng)和高性能筆記本電腦上的SATA。鑒于如今的工作負(fù)載越來(lái)越以數(shù)據(jù)為中心，縮短延遲、降低成本和開(kāi)銷(xiāo)的任何技術(shù)都是好東西。

ZNS不太可能在筆記本電腦上大有用途，但它將幫助我們的云基礎(chǔ)架構(gòu)以更快的速度和更低的成本為我們提供服務(wù)。

原文標(biāo)題：Zoned flash: The next big thing in enterprise SSDs，作者：Robin Harris

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