第六章 FTL—FTL闪存转换层的重要作用

6.1.1 FTL是什么？

        FTL——Flash Translation Layer，闪存转换层，主要作用是完成主机逻辑地址空间到闪存物理地址空间的翻译，这就是所谓的映射。

        SSD把每一笔用户逻辑数据写入闪存地址空间，便记录下该逻辑地址到物理地址的映射关系，下次主机想读取该数据时，固件根据这个映射关系，从闪存中读取该数据返回给用户，这是FTL的最原始也是最基本的功能。

6.1.2 FTL其他重要功能都有什么？

基于闪存的特性，FTL还需要身兼数职

1、更新映射表，垃圾回收

        由于闪存不能覆盖写，写一笔新的数据，必须将其写入到一个新的位置，此时SSD固件维护的映射表会更新，以跟踪每个逻辑块最新数据存储在闪存的位置；

        往新位置写入数据的同时，老位置上的数据会变成垃圾数据，当闪存可用空间不足时，FTL会进行垃圾回收GC—Garbage Collection。

2、磨损均衡

        因为闪存是有寿命的，所以我们在写入时不能可劲的往几个闪存块写数据，不然PEC会很快耗尽，变成坏快。FTL需要做到将写入尽量平摊到SSD的每个闪存块，做到雨露均沾，让每个闪存块磨损的差不多，从而保证SSD能写入更多数据，这就是常说的磨损均衡—Wear Leveling。

3、降低读干扰问题

        为了避免读干扰在多次读取某个闪存块，对闪存存储单元数据可靠性的影响，在某个闪存块的读取次数达到一定阈值时，FTL会把这个闪存块的数据搬走，降低数据出错的可能。

4、避免数据保持问题

        为了避免数据保持问题，SSD在上电时，FTL会定期扫描闪存，当发现数据保持问题，就会执行数据刷新操作，把闪存块搬移到新的闪存块。

5、坏快管理

        FTL可以对出厂坏快和使用过程中产生的坏快进行管理

6、支持配置SLC        

        FTL支持将QLC或TLC配置成SLC，提高SSD的突发性能和提高数据的可靠性

6.13 FTL的类型有那些？

        1、Host-Based：FTL是在Host主机端实现的，使用的计算机/主控SOC的cpu和内存资源。

        2、Device-Based：FTL是在Device设备端实现的，使用的SSD的设备控制器和RAM资源，会将前段主机的读写请求转换成对后端闪存的读写请求。现在主流的SSD基本是使用Device-Based。

注：From eMMC JEDEC Standard No. 84-B51 Page 6