深入浅出SSD 学习笔记整理——Johnathan Sung

SSD ( Solid State Drive)，即固态硬盘，是一种以半导体闪存( NAND Flash)作为介质的存储设备。和传统机械硬盘(Hard Disk Drive，HDD)不同，SSD以半导体存储数据，用纯电子电路实现，没有任何机械设备，这就决定了它在性能、功耗、可靠性等方面和HDD有很大不同。

第一章：介绍了SDD的优势与相关接口参数；

第二章：主要介绍了全闪存的结构（二维，三维）与时序，错误干扰之类的；

第三章：储存介质：闪存

第四章：FTL（SSD核心技术）

FTL是Flash Translation Layer (闪存转换层)的缩写，

简介：

完成主机(或者用户，Host)逻辑地址空间到闪存( Flash)物理地址空间的翻译(Translation),或者说映射(Mapping)。SSD每把一笔用户逻辑数据写人闪存地址空间，便记录下该逻辑地址到物理地址的映射关系。当主机想读取该数据时，SSD便会根据这个映射，从闪存读取这笔数据然后返回给用户。

基本功能：

完成逻辑地址空间到物理地址空间的映射。

闪存的特性：

（1） 闪存块（Block）不能覆盖写，需要维护一张逻辑地址到物理地址的映射表，FTL需要做垃圾回 收，即使GC ( Garbage Collection, 垃圾回收)
（2） 闪存块有一定寿命，FTL需要做Wear Leveling,让数据写入均摊到每个闪存块上，即让每个块磨损都差不多，从而保证SSD具有最大的数据写入量。
（3） 闪存块读的次数有限，次数过多会有读干扰（具体见第三章），FTL需要处理读干扰问题，当某个闪存块读的次数将要达到一定阈值时，FTL需要把这些数据从该闪存块上搬走，从而避免数据出错。
（4） 数据的保存问题，必须上电，FTL才有效，好的FTL，就需要有处理数据保持问题的能力。
（5） 坏块问题，FTL管理坏块。
（6） 对MLC或TLC来说，存在Lower Page corruption 的问题。即掉电异常问题。好的FTL，应该有机制避免这个问题。
（7） MLC或TLC的读写速度都不如SLC,但它们都可以配成SLC模式来使用。好的FTL，会利用该特性去改善SSD的性能和可靠性。

映射管理：

分类：
（1）块映射：块映射有好的连续大尺寸的读写性能，但小尺寸数据的写性能是非常糟糕的。
（2）页映射：闪存页远比闪存块多，因此需要更多的空间来存储映射表。但它的性能更好，尤其体现在随机写上面。为追求性能，SSD一般都采用页映射。
（3）混合映射：块内采用页映射的方式。