Article Number: 000137759
Den här artikeln innehåller en lista över vanliga frågor och svar om Dell SSD-hårddiskar.
Datalagring:
Datalagring är den tid när ett ROM-minne går att läsa. Det är så länge cellen skulle bevara sin programmerade status när kretsen inte förses med ström. Datalagringen är känslig för antalet program-/raderingscykler (P/E)som flashcellen lägger på och är även beroende av den externa miljön. Hög temperatur tenderar att minska lagringens varaktighet. Antalet läscykler som utförs kan också försämra den här kvarhållningen.
Programmerings-/raderingscykel (P/E):
I NAND-flash uppnås lagring med hjälp av floating-gate-transistorer som bildar NAND-grindar. Då är en bits icke-programmerade status 1, medan programmeringsåtgärden sprutar in laddning i den flytande grinden och dess resulterande bit blir 0. Den motsatta åtgärden, radera, extraherar den lagrade laddningen och återgår till status 1. Raderings- och programoperationerna orsakar i sig nedbrytning av oxidskiktet som isolerar den flytande grinden. Detta är orsaken till NAND-flashs begränsade livslängd (30K-1M program-/raderingscykler för SLC vanligtvis, 2,5K-10K program-/raderingscykler för MLC, 10K-30K program-/raderingscykler för eMLC).
Flashöversättningslager (FTL):
Flash Translation Layer är ett programvarulager som används vid datoranvändning för att stödja normala filsystem med flashminne. FTL är ett översättningsskikt mellan sektorbaserade filsystem och NAND-kretsar. Det ger operativsystem och filsystem åtkomst till NAND-flashenheter som hårddiskar. En FTL döljer flashens komplexitet genom att tillhandahålla ett logiskt blockgränssnitt till flashenheten. Eftersom flashminnen inte stöder överskrivning av flashsidor på plats mappar en FTL logiska block till fysiska flashsidor och raderar block.
Metadata:
Metadata används för hantering av lagrad information eller data i NAND-flashminnet. Metadata innehåller vanligtvis en logisk-till-fysisk adressmappningstabell över den lagrade informationen, information om attribut för den lagrade informationen och andra data som kan hjälpa till vid hanteringen av den lagrade informationen.
Virtuell pool:
En virtuell pool är en grupp NAND-raderade block som är redo att programmeras.
Till skillnad från hårddiskar (hårddiskar) som använder en snurrande skiva för att lagra data, använder solid state-enheter (SSD) NAND-minneschips. Hårddiskar har flera olika mekaniska rörliga delar som gör dem känsliga för hanteringsskador. SSD-diskar har inga rörliga delar och är mindre känsliga för hanteringsskador även när de påverkas under användning.
SSD-diskar ger I/O-åtgärder per sekund (IOPS) med ultrahög prestanda och låg latens för transaktionsintensiva server- och lagringsprogram. Om de används på rätt sätt i system med hårddisk minskar de den totala ägandekostnaden (TCO) genom låg strömförbrukning och låg driftstemperatur.
Överst på sidan
Dell hanterar noggrant alla steg som krävs för att förse sina kunder med de högkvalitativa SSD-diskar som krävs för krävande företagsprogram.
Detta inkluderar:
Alla Dell Enterprise SSD-diskar har utvecklats för att exakt matcha Dell Enterprise-systemen och för att ge kunderna en optimal produktionsmiljö. Inom hårddiskbranschen har det nyligen skett en konsolidering av leverantörer och en standardisering av hårddiskar. Detta har inte varit fallet för SSD-diskar. Det finns många SSD-tillverkare och Dell kan inte garantera någon nivå av funktionalitet eller kompatibilitet på Dell-servrar med SSD-enheter som inte köpts från Dell.
Överst på sidan
Solid state-enheter (SSD) baserade på flashminne uppvisar i allmänhet lägre latens än hårddiskarna (hårddiskar), vilket ofta möjliggör snabbare svarstider. För slumpmässiga läsarbetsbelastningar ger SSD:er högre dataflöde i förhållande till hårddisken.
Baserat på NAND-flash
Baserat på värdgränssnitt
SSD:er är mest lämpliga för tillämpningar som kräver högsta prestanda. I/O-intensiva program som databaser, datautvinning, datalagerhantering, analys, handel, databehandling med hög prestanda, servervirtualisering, webbservrar och e-postsystem lämpar sig bäst för SSD-användning.
SSD-typer, program, användningsfall
| Flashteknik | Programtyp | Program |
| MLC/eMLC | Webbaserad datoranvändning och klientberäkning | Frontend-webbströmning Media Webbprogram E-post/sms-samarbete |
| eMLC/SLC | DSS/HPC/OLTP/ lagring |
OLTP/Lagring , HPC/Superdatorer , Datalagerhållning/utvinning , infrastruktur , virtuellt skrivbord , OLTP/Databas/Företagsbearbetning , Datacachelagring |
SSD-diskar är avsedda att användas i miljöer där de utför flest läsningar jämfört med skrivningar. För att diskarna ska klara en viss garantiperiod har MLC-diskar en inbyggd mekanism för tålighetshantering i diskarna. Om enheten räknar med att livslängden inte räcker till för garantin använder enheten en begränsningsmekanism för att sakta ned skrivhastigheten.
Överst på sidan
Det beror på hur ofta blixten har använts (P/E-cykel som används), typen av blixt och lagringstemperaturen. I MLC och SLC kan detta vara så lågt som 3 månader och de bästa fallen kan vara mer än 10 år. Kvarhållandet är i hög grad beroende av temperatur och arbetsbelastning.
| NAND Technology (Hyper-Threading-teknik) | Datalagring @ maximal P/E-cykel |
| SLC | Sex månader |
| eMLC | Tre månader |
| eMLC | Tre månader |
Överprovisionering är en teknik som används i konstruktionen av flash-SSD:er och flashminneskort. Genom att tillhandahålla extra minneskapacitet (som användaren inte kan komma åt) kan SSD-styrenheten enklare skapa förraderade block som är redo att användas i den virtuella poolen. Överprovisionering förbättrar:
NAND-flashminnen är känsligare för slitage på grund av upprepade programmerings- och raderingscykler som vanligtvis görs i datalagringsprogram och -system med hjälp av Flash Translation Layer (FTL). Konstant programmering och radering på samma minnesplats sliter till slut ut den delen av minnet och gör det ogiltigt. Som ett resultat av detta skulle NAND-flashminnet ha en begränsad livslängd. För att förhindra dessa scenarier distribueras specialalgoritmer inom SSD:er för förslitningsutjämning. Som termen antyder ger förslitningsutjämning en metod för att distribuera program- och raderingscykler enhetligt genom alla minnesblock i SSD:n. Detta förhindrar kontinuerliga program- och raderingscykler till samma minnesblock, vilket resulterar i längre livslängd för det totala NAND-flashminnet.
Det finns två typer av slitageutjämning, dynamisk och statisk. Den dynamiska slitagealgoritmen garanterar att data-, program- och raderingscykler är jämnt fördelade över alla block i NAND-flashen. Algoritmen är dynamisk eftersom den körs varje gång data i enhetens skrivbuffert töms och skrivs till flashminnet. Enbart dynamisk förslitningsutjämning kan inte säkerställa att alla block förslits i samma takt. Det finns också specialfall när data skrivs och lagras i flashminnen under längre tidsperioder eller på obestämd tid. Medan andra block byts ut, raderas och slås samman förblir dessa block inaktiva i förslitningsutjämningsprocessen. För att säkerställa att alla block förslitningsutjämnas i samma takt används en sekundär förslitningsutjämningsalgoritm som kallas statisk förslitningsutjämning. Statisk förslitningsutjämning adresserar de block som är inaktiva och har data lagrade i dem.
Dells SSD-diskar har både statiska och dynamiska slitageutjämningsalgoritmer för att säkerställa att NAND-blocken slits jämnt under SSD-diskens längre livslängd.
Överst på sidan
Flashminnen består av celler som lagrar en eller flera bitar data. Dessa celler är grupperade i sidor, vilka är de minsta separata platserna som data kan skrivas till. Sidorna är samlade i block, vilka är de minsta separata platserna som kan raderas. Flashminnen kan inte skrivas över direkt som en hårddisk. De måste först raderas. Således, medan en tom sida i ett block kan skrivas direkt, kan den inte skrivas över utan att först radera ett helt sidblock.
När enheten används ändras data och ändrade data skrivs till andra sidor i blocket eller till nya block. De gamla (inaktuella) sidorna markeras som ogiltiga och kan återtas genom att radera hela blocket. För att göra detta måste dock all information som fortfarande är giltig om alla andra upptagna sidor i blocket flyttas till ett annat block. Kravet på att flytta giltiga data och sedan radera block innan nya data skrivs i samma block leder till skrivförstärkning – det totala antalet skrivningar som krävs på flashminnet är högre än det som värddatorn ursprungligen begärde. Det gör också att SSD-disken utför skrivåtgärder med en långsammare hastighet när den är upptagen med att flytta data från block som måste raderas samtidigt som ny data skrivs från värddatorn.
SSD-styrenheter använder en teknik som kallas skräpinsamling för att frigöra tidigare skrivna block. Den här processen konsoliderar även sidor genom att flytta eller skriva om sidor från flera block för att fylla färre nya. De gamla blocken raderas sedan för att ge mer lagringsutrymme för nya inkommande data. Men eftersom flashblock bara kan skrivas ett visst antal gånger innan de misslyckas, är det nödvändigt att även slitjämna hela SSD:n för att undvika att slita ut ett enskilt block i förtid.
Överst på sidan
Försämringen av flashminnesceller över tid och störningar från angränsande flashminnessidor kan leda till slumpmässiga bitfel i lagrade data. Även om risken för att en viss databit skadas är liten, gör det stora antalet databitar i ett lagringssystem att sannolikheten för datakorruption är en reell möjlighet.
Felsöknings- och korrigeringskoder används i flashminnets lagringssystem för att skydda data från att skadas. Dells SSD-diskar är utrustade med branschens mest avancerade ECC-algoritm för att uppnå en icke-korrigerbar bitfelsfrekvens på 10–17 på företagsnivå.
Skrivförstärkningsfaktorn är mängden data som SSD-styrenheten måste skriva i förhållande till mängden data som värdstyrenheten vill skriva. En skrivförstärkningsfaktor på 1 är perfekt. Det innebär att du ville skriva 1 MB och att SSD-styrenheten skrev 1 MB. En skrivförstärkningsfaktor som är större än en är inte önskvärd, men är ett olyckligt faktum i livet. Ju högre skrivförstärkning enheten har, desto snabbare slits enheten ut och desto lägre är dess prestanda.
Data som skrivs till flashminnet
--------------------------------------- = Skrivförstärkning
Data som skrivs av värden
Dell använder följande metoder för att undvika att skada flashceller och förlänga SSD-hårddiskens livslängd:
Livslängden för en SSD styrs av tre nyckelparametrar; SSD NAND-flashteknik, enhetens kapacitet och programanvändningsmodell. I allmänhet kan följande livscykelkalkylator användas för att räkna ut hur länge enheten varar.
Livslängd [år] = (uthållighet [P/E-cykler] * Kapacitet [fysisk, byte] * Överprovisioneringsfaktor) / (Skrivhastighet [bps] * Kapacitet [cykler] * Skriv% * WAF) / (36 * 24 * 3 600)
Parametrar:
Skrivhastighet i byte per sekund:
Vissa operativsystem stöder TRIM-funktionen, som översätter raderade filer till den associerade logiska blockadressen (LBA) på lagringsenheten (SSD). För SATA kallas kommandot TRIM, för SAS kallas kommandot UNMAP. Kommandot TRIM/UNMAP meddelar enheten att den inte längre behöver data i vissa LBA:er, vilket frigör flera NAND-sidor.
Kommandot TRIM/UNMAP måste stödjas av operativsystemet, drivenheten och styrenheten för att fungera. Kommandot TRIM/UNMAP kan resultera i högre SSD-prestanda från både den minskade mängden data som måste skrivas om under skräpinsamlingen och det högre lediga utrymmet på enheten. Dells nuvarande leverans har tillräckligt hög prestanda och tålighet så att de ännu inte har stöd för dessa kommandon även om operativsystemet stöder dem. Dessa funktioner undersöks för efterföljande Dell SSD-erbjudanden.
Överst på sidan
Dataintegriteten för Dell SSD-diskar upprätthålls med följande metoder:
Skydd mot
plötsligt strömavbrottJämfört med hårddiskar är SSD-diskar mer robusta mot stötar, förbrukar mindre ström, snabbare åtkomsttider och bättre läsprestanda. Vissa SSD-konstruktioner har dock problem med att skada data och filsystem om det inträffar ett plötsligt strömavbrott. En effektiv dataskyddsmekanism för strömavbrott måste fungera före och efter ett störande strömavbrott för att ge ett heltäckande dataskydd.
Dell Enterprise SSD-diskar innehåller maskinvaru- och programvarubaserade dataskyddsfunktioner för strömavbrott. De omfattar en krets för upptäckt av effektförlust som övervakar matningsspänningen och skickar en signal till SSD-styrenheten om spänningen sjunker under ett fördefinierat gränsvärde. Det gör då att SSD-hårddisken kopplas bort från strömmen och vidtar nödvändiga åtgärder för att flytta tillfälliga buffertdata och metadata till NAND-flashminnet. En inbyggd strömhållningskrets och kondensator är implementerade för att ge tillräckligt med energi för denna operation. Avbrottskondensatorn är mångfaldigt överprovisionerad för att garantera tillräckligt med energi för hårddiskens livslängd.
Överst på sidan
SSD:er kan saneras genom att skriva över hela hårddiskkapaciteten flera gånger. Dell undersöker funktionerna för säker radering och självkryptering på självkrypterande enheter (SED) SSD-hårddiskar för framtida versioner. Dessa tekniker möjliggör ett snabbare och effektivare sätt att sanera en SSD.
Överst på sidan
Användning av en algoritm för uthållighetshantering säkerställer att det finns tillräckligt många programmerings-/raderingscykler (P/E) tillgängliga för enhetens garantiperiod. Den fasta programvaran begränsar skrivningar om en enhet är kraftigt skriven. Kunder ser dock sällan prestandabegränsning när en SSD används under det avsedda programmet.
Servers
22 Mar 2024
7
Solution