SSD में प्रवर्धन लिखने पर अंकुश कैसे लगाएं?

एक बार जब मैंने इस तथ्य के बारे में लिखा था कि एसएएस नियंत्रकों के अलावा, एलएसआई, आधुनिक हार्ड ड्राइव और एसएसडी के लिए चिप्स का उत्पादन करता है, साथ ही इस तथ्य से भी कि फ्लैश मेमोरी को आई / ओ संचालन के लिए अधिक जटिल दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है। इस जटिलता में क्या है, और हमारे चिप्स किस तरह की समस्या को हल करते हैं, मैं इस लेख में बताना चाहता हूं। यह एम्प्लीफिकेशन के बारे में है। बेशक, पेशेवर पहले से ही WA से परिचित हैं, इसलिए लेख शुरुआती के लिए अधिक डिज़ाइन किया गया है।

आधुनिक फ्लैश मेमोरी माइक्रोक्रिस्कुट को डिज़ाइन किया गया है ताकि बढ़े हुए प्रदर्शन को प्राप्त करने के लिए, उन्हें बड़े ब्लॉकों में डेटा पढ़ने, लिखने और मिटाने की आवश्यकता हो। इसके अलावा, आकार में रिकॉर्डिंग इकाई रीडिंग यूनिट से कम नहीं है, और मिटा इकाई हमेशा रिकॉर्डिंग इकाई से बड़ी होती है। यह एक पदानुक्रमित संरचना में मेमोरी कोशिकाओं के संयोजन की आवश्यकता है, आमतौर पर: ब्लॉक - सेक्टर - पृष्ठ।

जब हमारे हाथ में एक कुंवारी-साफ नई एसएसडी होती है, तो कोई समस्या नहीं होती है। इसके सभी सेल शून्य से भरे हुए हैं और हमारे डेटा को प्राप्त करने के लिए तैयार हैं। इसलिए, SSD पर पहला रिकॉर्ड किसी भी समस्या को प्रस्तुत नहीं करता है। आमतौर पर, डेटा 4-8 KB के ब्लॉक में लिखा जाता है, और यह वास्तव में जल्दी होता है।

अब मान लें कि हमें कुछ बाइट्स बदलने की ज़रूरत है (नाटक के लिए, आप यह भी मान सकते हैं कि पहले से रिकॉर्ड की गई फ़ाइल में एक सिंगल बिट, हालांकि यह जीवन में शायद ही संभव है)। पारंपरिक हार्ड ड्राइव के विपरीत, फ्लैश मेमोरी आपको केवल डेटा ब्लॉक लेने और अधिलेखित करने की अनुमति नहीं देती है, आपको इसे पहले मिटा देना चाहिए। और चूंकि मिटा इकाई रिकॉर्डिंग इकाई के रूप में आकार में बहुत बड़ी है, इसलिए यह ऑपरेशन बहुत अक्षम होगा। ग्राफिक चित्रण के लिए धन्यवाद, विकिपीडिया,



ऐसा करने के लिए, हमें पूरे इरेज़ ब्लॉक की सामग्री को पढ़ने की आवश्यकता है, फिर उसमें डेटा को संशोधित करें, फिर ब्लॉक को मिटा दें और इसे फिर से डेटा लिखें। यह रिकॉर्डिंग प्रवर्धन के रूप में इस तरह की एक नकारात्मक घटना की उपस्थिति की ओर जाता है। वास्तव में, डिस्क को लिखने के लिए कंप्यूटर से बहुत अधिक डेटा वास्तव में "वांछित" लिखा जाता है।

एक बहुत ही सरल सूत्र आपको रिकॉर्डिंग लाभ की गणना करने की अनुमति देता है।

रिकॉर्ड गेन फैक्टर = फ्लैश मेमोरी / डेटा को होस्ट द्वारा रिकॉर्ड करने के लिए भेजा गया डेटा

इस घटना को नंद स्मृति के साथ पहले चिप्स के आगमन के बाद से जाना जाता है, लेकिन राइट इन एम्प्लीफिकेशन शब्द 2008 में इंटेल और सिलिकॉनसिस्टम द्वारा गढ़ा गया था।

रिकॉर्डिंग प्रवर्धन के दो अलग-अलग नुकसान हैं। इनमें से पहली गति में गिरावट है, क्योंकि पढ़ने-मिटाने-लिखने वाले बड़े ब्लॉक स्पष्ट रूप से प्रत्यक्ष लेखन के रूप में प्रभावी नहीं हैं, लेकिन यह खामी बस बायपास है।

फ़्लैश कंट्रोलर उन तार्किक पतों का अनुवाद करने का काम करता है जिन्हें कंप्यूटर मीडिया पर मौजूद डेटा के भौतिक पतों में संचालित करता है, हमारे मामले में, SSD, इसे लॉजिकल ब्लॉक एड्रेसिंग (परिचित संक्षिप्त नाम LBA) कहा जाता है।

आधुनिक नियंत्रक पुनर्लेखन ऑपरेशन को निम्नानुसार अनुकूलित करते हैं। अगर उसे फ़ाइल ब्लॉक में से एक को बदलना है, तो उसे पढ़ने, हटाने और लिखने के साथ पूरी तरह से अधिलेखित करने के बजाय, SSD नियंत्रक संशोधित ब्लॉक को दूसरी जगह पर सहेजता है जो पहले मिटा दिया गया था, पुराने ब्लॉक को "उपलब्ध नहीं है लेकिन तैयार है" और जानकारी को बदल देता है। मेटाडेटा जिसका उपयोग वह LBA के लिए करता है।



पहले चरण में, यह एक उचित विचार की तरह लगता है, लेकिन जैसे ही डिस्क पूर्ण हो जाती है, हमारे पास "गलत" स्थिति में अधिक से अधिक ब्लॉक होते हैं, अर्थात्, मुफ्त के रूप में चिह्नित किया जाता है, लेकिन मिटाया नहीं जाता है। इसलिए, आधुनिक हार्ड ड्राइव विभिन्न कचरा संग्रह एल्गोरिदम का उपयोग करते हैं जो ऐसे ब्लॉकों को मिटा देते हैं और उन्हें "उपलब्ध और तैयार" सूचियों में वापस कर देते हैं। बेशक, कम मुक्त डिस्क स्थान, इन एल्गोरिदम का उपयोग करने के लिए अधिक गहन रूप से आवश्यक है, जो बदले में भरने पर एसएसडी प्रदर्शन की निर्भरता निर्धारित करता है।

लिखो प्रवर्धन का दूसरा दोष SSD पहनने का त्वरण है। हम सभी जानते हैं कि मेमोरी सेल की वैध पुनर्लेखन संक्रियाओं की संख्या की सीमा होती है। एसएलसी डिस्क के लिए, यह अधिक है, एमएलसी कम के लिए, लेकिन यह है। इससे निपटने के लिए, डेटा अतिरेक का उपयोग किया जाता है और इसे अलग-अलग चेकसमों (मैंने पिछले लेख में LDPC के बारे में लिखा है) का उपयोग करके जाँच की जाती है, लेकिन मेमोरी चिप्स की मुक्त स्थान अतिरेक एक सीमित संसाधन है, और रिकॉर्डिंग प्रवर्धन इसकी तेज थकावट में योगदान देता है।

कारक क्या हैं और वे कैसे प्रभाव को प्रभावित करते हैं?

कचरा संग्रह
तथ्य यह है कि एसएसडी कोशिकाओं के पहनने जीसी एल्गोरिदम के प्रदर्शन पर निर्भर करेगा निर्विवाद है। SSDs पर कचरा संग्रह पृष्ठभूमि और स्पष्ट दोनों हो सकता है।

स्पष्ट (अग्रभूमि) कचरा संग्रह के मामले में, नए ब्लॉकों को रिकॉर्ड करते समय मुक्त ब्लॉकों की सफाई और अनुकूलन होता है। बैकग्राउंड बिल्ड के मामले में, नियंत्रक खाली स्थान और स्वच्छ ब्लॉकों का अनुकूलन करने के लिए डाउनटाइम का उपयोग करता है।

पृष्ठभूमि की सफाई आपको इस तथ्य के कारण काम को गति देने की अनुमति देती है कि ब्लॉक को उस समय तक मुक्त कर दिया जाता है जब वे पहले से ही आवश्यक होते हैं, लेकिन यह इस तथ्य की ओर जाता है कि अक्सर नियंत्रक को वास्तव में अनावश्यक डेटा का अनुकूलन करना पड़ता है, जिसे शायद भविष्य में भी हटाया जा सकता है।

फायदे और नुकसान दोनों की उपस्थिति इस तथ्य की ओर ले जाती है कि डेवलपर्स बेहतर प्रदर्शन प्राप्त करते हुए, इन तरीकों को संयोजित करने की कोशिश कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, एक OCZ SSD में, बैकग्राउंड कचरा संग्राहक कम संख्या में ब्लॉक और स्टॉप को साफ करता है, जो अनावश्यक ऑपरेशन की संख्या को कम करता है, जबकि अभी भी डिस्क को मुफ्त ब्लॉकों तक ऑनलाइन पहुंच प्रदान करता है।



हालांकि, सबसे आशाजनक क्षेत्र अब एक ही समय में कचरा संग्रह है, जो मेजबान द्वारा शुरू किए गए लेखन कार्यों के रूप में है। यह आपको बड़ी संख्या में लिखने के संचालन के साथ वातावरण में उच्च प्रदर्शन प्राप्त करने की अनुमति देता है जब एसएसडी निष्क्रिय नहीं होते हैं। इस सुविधा वाले नियंत्रकों में एलएसआई से सैंडफोर्स नियंत्रक हैं।



दिलचस्प विदेशी में से, यह कुछ निर्माताओं के प्रयासों को ध्यान देने योग्य है, मुख्य रूप से सैमसंग, एक कचरा संग्रह प्रणाली विकसित करने के लिए जो काम में डिस्क पर स्थित फ़ाइल सिस्टम की जानकारी का उपयोग करेगा। यह नियंत्रक को हाल ही में हटाए गए फ़ाइलों और असंबद्ध स्थान के बारे में जानकारी का कुशलतापूर्वक उपयोग करने की अनुमति देगा। डेवलपर्स के अनुसार, इस दृष्टिकोण ने उन प्रणालियों में प्रभावी ढंग से काम करने की अनुमति दी जो टीआरआईएम टीम का समर्थन नहीं करते हैं। इस विशेषता वाले नियंत्रकों के लिए आवश्यक है कि डिस्क को NTFS में विभाजित किया जाना चाहिए और इसमें MBR निहित होना चाहिए। यह तकनीक बहुत अविश्वसनीय थी, और अक्सर डेटा हानि होती थी, खासकर जब अन्य फाइल सिस्टम का उपयोग करते हुए। एक और क्षेत्र जिसमें एसएसडी डेवलपर्स बढ़ रहे हैं वह है एप्लीकेशन हिन्टिंग। यह समझाने का सबसे आसान तरीका डेटाबेस के उदाहरण के साथ है। DBMS में डेटा को उनकी सरलीकृत खोज के लिए पृष्ठों में भी रखा गया है। इसलिए, DBMS में कचरा, या डर्टी पेज की अवधारणा भी है। यदि DBMS पहले से ही ठोस राज्य उपकरणों को गंदे पृष्ठों की सूची भेज सकता है, तो इससे कचरा संग्रहण प्रक्रिया में बहुत मदद मिलेगी। अन्य अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलन के उदाहरण हैं।

# पहले भाग का अंत #