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延长SSD使用寿命 宏杉科技有两大利器

SSD的优点毋庸置疑:存取速度快、体积轻巧、无噪音、故障率极低。但是,SSD并不完美无瑕,它有致命弱点:使用寿命有限。

SSD使用闪存颗粒存放数据,这些闪存颗粒有擦写次数限制,如超过限制,则数据会丢失。SSD擦写次数的限制,是受制于目前的制造工艺和材料科学。另外,SSD盘在处理写IO时,有推荐的数据块大小,如果写命令中数据大小不是推荐值的整数倍或者地址未对齐,将导致无效的写放大,从而增加无效的擦写次数,影响SSD寿命。

作为国内坚持自主研发路线的专业存储厂商,宏杉科技从CRAID3.0实现全局磨损均衡、FlashHormone减少无效磨损两个方面,保护SSD并全面保护整体业务数据。

全局磨损均衡:宏杉科技CRAID3.0

宏杉科技针对SSD寿命延长的奥秘就是CRAID3.0:均衡读写,减少不必要的磨损,SSD使用时既能逼近设计寿命的极限还能保证性能。宏杉CRAID3.0特色技术提出了分散数据块的概念,将来自不同SSD的数据块组成LUN,让每个数据IO的读写压力均匀分布到所有SSD上,避免某个SSD被频繁读写。

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如上图所示,CRAID3.0首先把SSD按照固定的容量切割成多个更小的分块,(Chunk,也叫CK,通常为64MB);然后将不同硬盘的Chunk(CK)按照按照RAID算法的要求组成ChunkGroup,同一个ChunkGroup内的Chuck来自于不同的SSD,以实现负载均衡和热点均匀分布。ChunkGroup被划分为一定大小的存储单元Cell,构成统一的空间资源池Pool,最后在Pool的基础上根据业务需要划分不同容量的LUN。

仔细研究CRAID3.0的实现逻辑,可以发现SSD的数据块被分散在不同的LUN内,挂载给前端主机上LUN的空间来自于所有SSD,数据的IO读写压力在SSD组中实现了所有SSD均衡分摊,不存在一个硬盘组中某个SSD成为热点盘的现象。

减少无效磨损:宏杉科技FlashHormone优化技术

宏杉科技FlashHormone重新定义了写的方式,不论是修改写或追加写,也不论写命令中数据大小是否参差不齐、是否契合SSD盘推荐的数据块大小,都会进行满条带处理,然后按照整条块再写入SSD中。这种写入方式,一方面大大减少了磁盘子系统中需要处理的IO数目,大幅提升了处理效率;另一方面,把零散的小块的多次写入整合成一次大块的写入,使得对于SSD盘而言,每个写IO始终可以是推荐的数据块大小的整数倍且满足对齐要求,一次性写入即可,从而避免了SSD的写放大,减少了无效的磨损。

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宏杉CRAID3.0和FlashHormone技术,针对SSD的寿命问题实现了全局磨损均衡和减少无效磨损的双重保护,让SSD寿命大幅提高。

除此之外,宏杉科技还提供SSD盘寿命预测功能,通过宏杉自主研发的存储操作系统ODSP抓取SSD状态,并实时显示SSD的寿命指数和预计可用时间,如下图所示。

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一方面在数据层面实现全局磨损均衡和减少无效磨损,一方面监管SSD的实时状态,出现问题及时进行数据保护操作,保障业务数据安全。

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