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延長SSD使用壽命 宏杉科技有兩大利器

SSD的優點毋庸置疑:存取速度快、體積輕巧、無噪音、故障率極低。但是,SSD并不完美無瑕,它有致命弱點:使用壽命有限。

SSD使用閃存顆粒存放數據,這些閃存顆粒有擦寫次數限制,如超過限制,則數據會丟失。SSD擦寫次數的限制,是受制于目前的制造工藝和材料科學。另外,SSD盤在處理寫IO時,有推薦的數據塊大小,如果寫命令中數據大小不是推薦值的整數倍或者地址未對齊,將導致無效的寫放大,從而增加無效的擦寫次數,影響SSD壽命。

作為國內堅持自主研發路線的專業存儲廠商,宏杉科技從CRAID3.0實現全局磨損均衡、FlashHormone減少無效磨損兩個方面,?;SD并全面?;ふ逡滴袷?。

全局磨損均衡:宏杉科技CRAID3.0

宏杉科技針對SSD壽命延長的奧秘就是CRAID3.0:均衡讀寫,減少不必要的磨損,SSD使用時既能逼近設計壽命的極限還能保證性能。宏杉CRAID3.0特色技術提出了分散數據塊的概念,將來自不同SSD的數據塊組成LUN,讓每個數據IO的讀寫壓力均勻分布到所有SSD上,避免某個SSD被頻繁讀寫。

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如上圖所示,CRAID3.0首先把SSD按照固定的容量切割成多個更小的分塊,(Chunk,也叫CK,通常為64MB);然后將不同硬盤的Chunk(CK)按照按照RAID算法的要求組成ChunkGroup,同一個ChunkGroup內的Chuck來自于不同的SSD,以實現負載均衡和熱點均勻分布。ChunkGroup被劃分為一定大小的存儲單元Cell,構成統一的空間資源池Pool,最后在Pool的基礎上根據業務需要劃分不同容量的LUN。

仔細研究CRAID3.0的實現邏輯,可以發現SSD的數據塊被分散在不同的LUN內,掛載給前端主機上LUN的空間來自于所有SSD,數據的IO讀寫壓力在SSD組中實現了所有SSD均衡分攤,不存在一個硬盤組中某個SSD成為熱點盤的現象。

減少無效磨損:宏杉科技FlashHormone優化技術

宏杉科技FlashHormone重新定義了寫的方式,不論是修改寫或追加寫,也不論寫命令中數據大小是否參差不齊、是否契合SSD盤推薦的數據塊大小,都會進行滿條帶處理,然后按照整條塊再寫入SSD中。這種寫入方式,一方面大大減少了磁盤子系統中需要處理的IO數目,大幅提升了處理效率;另一方面,把零散的小塊的多次寫入整合成一次大塊的寫入,使得對于SSD盤而言,每個寫IO始終可以是推薦的數據塊大小的整數倍且滿足對齊要求,一次性寫入即可,從而避免了SSD的寫放大,減少了無效的磨損。

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宏杉CRAID3.0和FlashHormone技術,針對SSD的壽命問題實現了全局磨損均衡和減少無效磨損的雙重?;?,讓SSD壽命大幅提高。

除此之外,宏杉科技還提供SSD盤壽命預測功能,通過宏杉自主研發的存儲操作系統ODSP抓取SSD狀態,并實時顯示SSD的壽命指數和預計可用時間,如下圖所示。

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一方面在數據層面實現全局磨損均衡和減少無效磨損,一方面監管SSD的實時狀態,出現問題及時進行數據?;げ僮?,保障業務數據安全。

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