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Cet article fournit une liste des questions fréquentes (FAQ) sur les disques SSD (Solid State Drive) Dell.
Conservation de données :
La conservation de données désigne la période de temps au cours de laquelle une mémoire ROM reste lisible avec précision. Elle indique la durée au cours de laquelle la cellule peut maintenir son état programmé lorsque la puce n’est pas alimentée. La rétention des données est sensible au nombre de cycles de programme/effacement (P/E)placés sur la cellule flash et dépend également de l’environnement externe. La température élevée contribue à réduire la durée de conservation. Le nombre de cycles de lecture effectués peut également dégrader cette rétention.
Cycle Programme/Effacement (P/E) :
Dans la mémoire Flash NAND, le stockage est réalisé à l’aide de transistors à grille flottante qui forment des portes NAND. Dès lors, l’état non programmé d’un bit est de 1, alors que l’opération de programmation introduit une charge dans la grille flottante et le bit résultant devient 0. L’opération inverse, « effacer », extrait la charge stockée et rétablit l’état sur 1. L’effacement et les opérations de programme entraînent par nature une dégradation de la couche d’oxyde isolant la porte flottante. C’est la raison pour laquelle la durée de vie limitée de la mémoire flash NAND (30 000 à 1 million de cycles de programme/effacement pour le SLC en général, 2,5 000 à 10 000 cycles de programme/effacement pour le MLC, 10 000 à 30 000 cycles de programme/d’effacement pour le langage eMLC).
Couche de translation Flash (FTL) :
La couche de translation Flash est une couche logicielle utilisée en informatique pour prendre en charge les systèmes de fichiers normaux avec la mémoire flash. FTL est une couche de traduction placée entre le système de fichiers basé sur le secteur et les puces Flash NAND. Elle permet au système d’exploitation et au système de fichiers d’accéder aux dispositifs de mémoire Flash NAND comme ils accèdent à des lecteurs de disque. Un FTL masque la complexité de la technologie Flash en fournissant une interface logique en mode bloc pour le périphérique Flash. Étant donné qu’une mémoire Flash ne prend pas en charge le remplacement des pages Flash en place, une couche FTL mappe des blocs logiques à des pages Flash physiques et efface des blocs.
Metadonnées :
Les métadonnées sont utilisées pour la gestion des données ou des informations stockées dans la mémoire Flash NAND. Les métadonnées comprennent généralement une table de mappage d’adresses logiques à physiques des informations stockées, des informations sur les attributs des informations stockées et toute autre donnée pouvant aider à la gestion des informations stockées.
Pool virtuel :
Un pool virtuel est un groupe de blocs effacés NAND prêts à être programmés.
Contrairement aux disques durs (HDD) qui utilisent un plateau rotatif pour stocker les données, les disques SSD (Solid State Drive) utilisent des puces NAND de mémoire SSD. Les disques durs sont équipés de plusieurs pièces mécaniques mobiles, ce qui les rend fragiles face à des dommages liés à la manipulation. Les disques SSD ne comportent pas de pièces mobiles et sont moins susceptibles d’être endommagés lors de manipulations, même lorsqu’ils sont impactés pendant l’utilisation.
Les disques SSD offrent des opérations d’E/S par seconde (IOPS) ultraperformantes et une faible latence pour les applications de serveur et de stockage à forte intensité de transactions. Correctement utilisés dans les systèmes équipés d’un disque dur, ils réduisent le coût total de possession (TCO) grâce à une faible consommation électrique et à une faible température de fonctionnement.
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Dell gère étroitement toutes les étapes nécessaires pour fournir à ses clients les disques SSD de haute qualité requis pour les applications d’entreprise exigeantes.
Il s’agit notamment de :
Tous les disques SSD d’entreprise Dell sont développés pour correspondre précisément aux systèmes d’entreprise Dell et fournir aux clients un environnement de production optimal. Le secteur des disques durs a récemment connu une consolidation des fournisseurs et la normalisation des lecteurs. Cela n’a pas été le cas pour les disques SSD. Il existe de nombreux fabricants de disques SSD et Dell ne peut garantir aucun niveau de fonctionnalité ou de compatibilité sur les serveurs Dell utilisant des disques SSD qui n’ont pas été achetés chez Dell.
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Les disques SSD (Solid State Drive) basés sur une mémoire flash présentent généralement des latences inférieures à celles des disques durs (disque dur), ce qui permet souvent des temps de réponse plus rapides. Pour les charges applicatives de lecture aléatoire, les disques SSD offrent un débit plus élevé que les disques durs.
Basés sur Flash NAND
Basé sur une interface hôte
Les disques SSD sont mieux adaptés aux applications qui exigent des performances optimales. Les applications exigeantes en E/S telles que les bases de données, le data mining, le Data Warehousing, l’analytique, le trading, le calcul haute performance, la virtualisation des serveurs, les services Web et les systèmes de messagerie sont les plus adaptées à l’utilisation de disques SSD.
Types de disques SSD, applications, cas d’utilisation
| Technologie Flash | Type d’application | Applications |
| MLC/eMLC | Web et informatique client | Front-end Web Streaming multimédia Applications Web E-mail /messagerie Collaboration |
| eMLC/SLC | DSS/HPC/ OLTP/Stockage |
OLTP/Stockage HPC/Supercalcul Data Warehousing/Mining Infrastructure Bureau virtuel OLTP/Base de données/Traitement métier Mise en cache des données |
Les disques SSD sont destinés à être utilisés dans les environnements qui effectuent le plus de lectures par rapport aux écritures. Pour que les disques atteignent une période de garantie spécifique, ils intègrent un mécanisme de gestion de l’endurance. Si le disque prévoit que sa durée de vie utile sera inférieure à sa garantie, il utilise un mécanisme de limitation pour ralentir la vitesse d’écriture.
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Cela dépend de la fréquence d’utilisation du flash (cycle P/E utilisé), du type de flash et de la température de stockage. Dans le MLC et le SLC, cela peut être aussi bas que 3 mois et dans le meilleur des cas, il peut y avoir plus de 10 ans. La conservation dépend fortement de la température et de la charge de travail.
| NAND Technology (Technologie Hyper-Threading) | Conservation des données du cycle P/E évalué |
| SLC | Six mois |
| eMLC | Trois mois |
| eMLC | Trois mois |
Le surprovisionnement est une technique utilisée dans la conception des disques SSD Flash et des cartes mémoire Flash. En fournissant une capacité de mémoire supplémentaire (à laquelle l’utilisateur ne peut pas accéder), le contrôleur SSD peut créer plus facilement des blocs préeffacés prêts à être utilisés dans le pool virtuel. Le surprovisionnement améliore :
Une mémoire Flash NAND est sensible à l’usure en raison des cycles P/E répétés, fréquemment effectués dans des systèmes et des applications de stockage de données utilisant FTL (Flash Translation Layer). Programmer et effacer constamment le même emplacement de mémoire finit par user cette partie de la mémoire et la rendre invalide. Par conséquent, la durée de vie de la mémoire flash NAND était limitée. Pour éviter ce type de scénario, des algorithmes spéciaux, appelés « algorithmes de répartition de l’usure », sont déployés dans les disques SSD. Comme son nom l’indique, le nivellement de l’usure permet de distribuer uniformément les cycles de programmation et d’effacement sur tous les blocs de mémoire du disque SSD. Cela évite l’exécution de cycles P/E continus sur le même bloc de mémoire, permettant une durée de vie plus étendue de la mémoire Flash NAND dans son ensemble.
Il existe deux types de répartition de l’usure : dynamique et statique. L’algorithme d’usure dynamique garantit que les cycles de programmation et d’effacement des données sont répartis uniformément dans tous les blocs de la mémoire Flash NAND. L’algorithme est dynamique, car il est exécuté chaque fois que les données de la mémoire tampon d’écriture du disque sont vidées et écrites dans la mémoire flash. Le nivellement dynamique de l’usure seul ne peut pas garantir que tous les blocs sont nivelés à l’usure au même rythme. Il existe également un cas particulier, lorsque les données sont écrites et stockées dans la mémoire Flash pendant de longues périodes de temps, voire indéfiniment. Alors que d’autres blocs sont échangés, effacés et mis en commun, ces blocs restent inactifs dans le processus de nivellement de l’usure. Pour s’assurer que tous les blocs sont nivelés à l’usure au même rythme, un algorithme secondaire de nivellement de l’usure appelé nivellement statique de l’usure est déployé. Le nivellement statique de l’usure concerne les blocs qui sont inactifs et contiennent des données stockées.
Les disques SSD Dell intègrent des algorithmes statiques et dynamiques de répartition de l’usure pour garantir une usure uniforme des blocs NAND pendant une durée de vie plus étendue du SSD.
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La mémoire Flash est composée de cellules qui stockent un ou plusieurs bits de données chacune. Ces cellules sont regroupées dans des pages, ce qui constitue les plus petits emplacements distincts dans lesquels les données peuvent être écrites. Les pages sont collectées en blocs, ce qui constitue les plus petits emplacements distincts pouvant être effacés. Une mémoire Flash ne peut pas être directement remplacée, comme un lecteur de disque dur ; elle doit d’abord être effacée. Ainsi, même si une page vierge d’un bloc peut être directement écrite, elle ne peut pas être remplacée sans qu’un bloc entier de pages ne soit d’abord effacé.
Alors que le disque est utilisé, les données modifiées sont écrites sur d’autres pages du bloc ou sur de nouveaux blocs. Les anciennes pages (périmées) sont marquées comme non valides et peuvent être récupérées en effaçant l’intégralité du bloc. Pour ce faire, cependant, toutes les informations encore valables sur toutes les autres pages occupées dans le bloc doivent être déplacées vers un autre bloc. Cette nécessité de déplacer des données valides, puis d’effacer des blocs avant d’écrire de nouvelles données dans le même bloc entraîne une amplification des écritures ; le nombre total d’écritures requises dans la mémoire Flash est supérieur à celui initialement demandé par ordinateur hôte. Cela entraîne également un ralentissement des opérations d’écriture sur le disque SSD lorsqu’il est occupé à déplacer des données à partir de blocs qui doivent être effacés tout en écrivant simultanément de nouvelles données à partir de l’ordinateur hôte.
Les contrôleurs SSD utilisent une technique appelée nettoyage de la mémoire pour libérer les blocs précédemment écrits. Ce processus consolide également des pages en déplaçant et en réécrivant des pages issues de plusieurs blocs afin d’en remplir de nouvelles. Les anciens blocs sont alors effacés afin de fournir un espace de stockage aux nouvelles données entrantes. Toutefois, étant donné que les blocs Flash ne peuvent être écrits qu’un certain nombre de fois avant d’échouer, il est également nécessaire de niveler l’usure de l’ensemble du SSD pour éviter une usure prématurée d’un seul bloc.
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La détérioration de la cellule de mémoire Flash dans le temps et les interruptions des pages de mémoire Flash adjacentes peuvent entraîner des erreurs de bit aléatoires dans les données stockées. Bien que les chances qu’un bit de données donné soit corrompu sont faibles, le grand nombre de bits de données dans un système de stockage rend la probabilité de corruption des données réelle.
La détection d’erreur et les codes de correction sont utilisés dans les systèmes de stockage de mémoire Flash pour protéger les données contre toute altération. Les disques SSD Dell sont équipés de l’algorithme ECC le plus avancé du secteur pour atteindre un taux d’erreur de bits non corrigibles de 10 à 17 au niveau de l’entreprise.
Le facteur d’amplification d’écriture correspond à la quantité de données que le contrôleur SSD doit écrire par rapport à la quantité de données que le contrôleur hôte veut écrire. Un facteur d’amplification d’écriture de 1 est parfait, cela signifie que vous vouliez écrire 1 Mo et le contrôleur du disque SSD a écrit 1 Mo. Un facteur d’amplification d’écriture supérieur à 1 n’est pas souhaitable, mais c’est un fait malheureux de la vie. Plus votre amplification d’écriture est élevée, plus votre disque s’use rapidement et plus ses performances sont faibles.
Données écrites dans la mémoire
Flash --------------------------------------- = Amplification
des écritures Données écrites par l’hôte
Dell utilise les méthodes suivantes pour ne pas endommager les cellules Flash et prolonger la durée de vie du disque SSD :
La durée de vie utile d’un SSD est régie par trois paramètres clés ; Technologie Flash SSD NAND, capacité du disque et modèle d’utilisation de l’application. En général, le calculateur de cycle de vie suivant peut être utilisé pour déterminer la durée de vie du disque.
Life [years] = (Endurance [P/E cycles] * Capacity [physical, bytes] * Overprovisioning Factor) / (Write Speed [Bps] * Duty Cycle [cycles] * Write % * WAF) / (36 *24* 3 600)
Paramètres :
Vitesse d’écriture en octets par seconde :
Certains systèmes d’exploitation prennent en charge la fonction TRIM, qui convertit les fichiers supprimés en adresse de bloc logique (LBA) associée sur le périphérique de stockage (SSD). Pour les disques SATA, la commande est également appelée TRIM, et pour les disques SAS, elle est appelée UNMAP. La commande TRIM/UNMAP informe le lecteur qu’il n’a plus besoin de données dans certains LBA, ce qui libère plusieurs pages NAND.
La commande TRIM/UNMAP doit être prise en charge par le système d’exploitation, le disque et le contrôleur pour fonctionner. La commande TRIM/UNMAP peut améliorer les performances du disque SSD à partir de la réduction des données à réécrire lors du nettoyage de la mémoire et de l’espace libre supérieur résultant sur le disque. Expédition actuelle Les disques d’entreprise Dell offrent des performances et une endurance suffisantes pour ne pas encore prendre en charge ces commandes, même si le système d’exploitation les prend en charge. Ces commandes sont en cours d’examen pour les prochaines offres SSD Dell.
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L’intégrité des données des disques SSD Dell est assurée à l’aide des méthodes suivantes :
Protection contre les
pertes d’alimentation soudainesPar rapport aux disques durs, les disques SSD sont plus robustes contre les chocs, consomment moins d’énergie, accélèrent les temps d’accès et offrent de meilleures performances de lecture. Toutefois, certaines conceptions de disques SSD présentent des problèmes de corruption des données et du système de fichiers en cas de perte d’alimentation soudaine. Un mécanisme efficace de protection des données en cas de coupure de courant doit fonctionner avant et après une panne d’alimentation perturbatrice afin de fournir une protection complète des données.
Les disques SSD Dell Enterprise contiennent des fonctionnalités de protection des données en cas de panne d’alimentation basées sur le matériel et le firmware. Ils comprennent un circuit de détection de pannes d’alimentation qui contrôle la tension d’alimentation et envoie un signal au contrôleur SSD si la tension chute en dessous d’un seuil prédéfini. Dès lors, le disque SSD se déconnecte de l’alimentation en entrée et démarre les étapes nécessaires pour déplacer les données de la mémoire tampon temporaire et les métadonnées vers la mémoire Flash NAND. Un circuit de maintien de l’alimentation et un condensateur embarqués sont mis en œuvre pour fournir suffisamment d’énergie pour cette opération. Le condensateur de rétention est surprovisionné à plusieurs reprises afin de garantir que le disque reçoive suffisamment d’énergie tout au long de sa vie.
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Un disque SSD est nettoyé en écrivant plusieurs fois sur la capacité totale du disque. Dell étudie les fonctionnalités d’effacement sécurisé et d’autochiffrement sur les disques SSD SED (Self-Encrypting Drive) pour les prochaines versions. Ces techniques permettent un moyen plus rapide et efficace de nettoyer un disque SSD.
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En utilisant un algorithme de gestion de l’endurance, vous vous assurez qu’il y a suffisamment de cycles P/E disponibles pour la période de garantie du disque. Le firmware limite les écritures si un disque est fortement écrit. Toutefois, les clients constatent rarement une limitation des performances lorsqu’un disque SSD est utilisé sous l’application prévue.
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22 Mar 2024
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