Número do artigo: 000137759
Dit artikel bevat een lijst met veelgestelde vragen (FAQ's) over Dell Solid State-schijven (SSD's).
Dataretentie:
Dataretentie is de tijdsduur dat een ROM goed leesbaar blijft. Het is de tijd dat de cel zijn geprogrammeerde staat behoudt, als de chip niet onder voorspanning staat. Dataretentie is gevoelig voor het aantal P/E-cycli (Program/Erase)dat op de flashcel wordt uitgevoerd en is ook afhankelijk van de externe omgeving. Hoge temperaturen verkorten de retentieperiode meestal. Het aantal uitgevoerde leescycli kan deze retentie ook verlagen.
Program/Erase (P/E) Cycle:
In NAND-flash wordt opslag bereikt met behulp van zwevende-poorttransistors die NAND-poorten vormen. De niet-geprogrammeerde status van een bit is dan 1, terwijl de programmeerbewerking lading injecteert in de zwevende poort en de bitwaarde daarvan bijgevolg 0 wordt. De tegenovergestelde bewerking - erase - extraheert de opgeslagen lading en zet de status weer op 1. De wis- en programmeerbewerkingen veroorzaken inherent degradatie van de oxidelaag die de zwevende poort isoleert. Dit is de reden voor de eindige levensduur van NAND-flash (meestal 30K-1M programma-/wiscycli voor SLC, 2,5K-10K programma-/wiscycli voor MLC, 10K-30K programma-/wiscycli voor eMLC).
Flash Translation Layer (FTL):
Flash-vertaallaag is een softwarelaag die in computers wordt gebruikt om normale bestandssystemen met flashgeheugen te ondersteunen. FTL is een vertaallaag tussen het op sectoren gebaseerde bestandssysteem en NAND flash-chips. Het stelt het besturingssysteem en het bestandssysteem in staat om toegang te krijgen tot NAND flash-geheugenapparaten als toegangsschijfstations. Een FTL verbergt de complexiteit van flash door een logische blokinterface te bieden aan het flash-apparaat. Omdat flash het overschrijven van aanwezige flash-pagina's niet ondersteunt, wijst een FTL logische blokken toe aan fysieke flash-pagina's en erase-blokken.
Metagegevens:
De metadata wordt gebruikt voor het beheer van de opgeslagen informatie of data in het NAND-flashgeheugen. De metadata bevatten over het algemeen een logische naar fysieke adrestoewijzingstabel van de opgeslagen informatie, informatie over kenmerken van de opgeslagen informatie en alle andere gegevens die kunnen helpen bij het beheer van de opgeslagen informatie.
Virtuele groep:
Een virtuele pool is een groep NAND-gewiste blokken die klaar zijn om te worden geprogrammeerd.
In tegenstelling tot harde schijven (harde schijf) die een draaiend plateau gebruiken om gegevens op te slaan, gebruiken SSD's (Solid State Drives) NAND-chips van solid-state geheugen. Harde schijven hebben verschillende mechanische bewegende onderdelen waardoor ze gevoelig zijn voor verwerkingsschade. SSD's hebben geen bewegende onderdelen en zijn minder gevoelig voor behandelingsschade, zelfs wanneer ze tijdens het gebruik worden geraakt.
SSD's leveren ultrahoge I/O‐bewerkingen per seconde (IOPS) en lage latentie voor transactie-intensieve server- en storageapplicaties. Als ze op de juiste manier worden gebruikt in systemen met een harde schijf, verlagen ze de totale eigendomskosten (TCO) door een laag energieverbruik en een lage bedrijfstemperatuur.
Terug naar boven
Dell beheert nauwgezet alle stappen die nodig zijn om haar klanten te voorzien van de hoogwaardige SSD's die nodig zijn voor veeleisende bedrijfstoepassingen.
Denk hierbij aan:
Alle Dell Enterprise SSD's zijn ontwikkeld om precies op de Dell Enterprise systemen te passen en klanten een optimale productieomgeving te bieden. Recente ontwikkelingen in de HD-industrie hebben onlangs geleid tot fusies van leveranciers en standaardisering van harde schijven. Dit was niet het geval voor SSD's. Er zijn veel fabrikanten van SSD's en Dell kan geen enkel niveau van functionaliteit of compatibiliteit garanderen op Dell servers met SSD's die niet bij Dell zijn aangeschaft.
Terug naar boven
Solid State Drives (SSD's) op basis van flashgeheugen vertonen over het algemeen lagere latentie dan harde schijven (harde schijf), waardoor vaak snellere responstijden mogelijk zijn. Voor workloads met willekeurige leesbewerkingen leveren SSD's een hogere doorvoersnelheid in vergelijking met een harde schijf.
Gebaseerd op NAND Flash
Gebaseerd op Host Interface
SSD's zijn het meest geschikt voor applicaties die de hoogste prestaties vereisen. I/O-intensieve applicaties zoals databases, datamining, datawarehousing, analytics, trading, high-performance computing, servervirtualisatie, webserving en e-mailsystemen zijn het meest geschikt voor SSD-gebruik.
SSD-typen, toepassingen, gebruiksscenario's
| Flash-technologie | Applicatievriendelijk | Applicaties |
| MLC/eMLC | Web- en clientcomputing | Front-end, webstreaming , media , webapplicaties , samenwerking via e-mail/messaging, |
| eMLC/SLC | DSS/HPC/ OLTP/Storage |
OLTP/Storage HPC/Supercomputing Data Warehousing/Mining Infrastructure Virtual Desktop OLTP/Database/Business Processing Data Caching |
SSD-stations zijn bedoeld voor gebruik in omgevingen waar de meeste leesacties worden uitgevoerd in plaats van schrijfbewerkingen. Om ervoor te zorgen dat schijven aan een bepaalde garantieperiode voldoen, hebben MLC-schijven een mechanisme voor duurzaamheidsbeheer ingebouwd in de schijven. Als de schijf aangeeft dat de gebruiksduur onder de garantie zal vallen, gebruikt de schijf een beperkingsmechanisme om de schrijfsnelheid te vertragen.
Terug naar boven
Het hangt af van hoe vaak de flitser is gebruikt (gebruikte P/E-cyclus), het type flitser en de opslagtemperatuur. In MLC en SLC kan dit zo laag zijn als 3 maanden en de beste gevallen kunnen meer dan 10 jaar zijn. De bewaartijd is in hoge mate afhankelijk van de temperatuur en de werkbelasting.
| NAND-technologie | Dataretentie bij nominale P/E-cyclus |
| SLC | Zes maanden |
| EMLC | Drie maanden |
| EMLC | Drie maanden |
Overprovisioning is een techniek die in het ontwerp van flash SSD's en flash-mediakaarten wordt gebruikt. Door extra geheugencapaciteit te bieden (waar de gebruiker geen toegang toe heeft) kan de SSD-controller gemakkelijker vooraf gewiste blokken maken die klaar zijn voor gebruik in de virtuele pool. Overprovisioning verbetert:
NAND Flash-geheugen is gevoelig voor slijtage als gevolg van herhaalde program- en erase-cycli die gewoonlijk worden uitgevoerd in data storage applicaties en systemen die Flash Translation Layer (FTL) gebruiken. Door voortdurend program- en erase-bewerkingen naar dezelfde geheugenlocatie uit te voeren, slijt dat deel van het geheugen na verloop van tijd, waardoor het ongeldig wordt. Als gevolg hiervan zou de NAND-flash een beperkte levensduur hebben. Om dit soort scenario's te voorkomen worden binnen de SSD speciale algoritmes uitgevoerd, aangeduid als wear levelling. Zoals de term al doet vermoeden, biedt slijtagenivellering een methode voor het gelijkmatig verdelen van programma- en wiscycli over alle geheugenblokken in de SSD. Dit voorkomt continue programma- en wiscycli naar hetzelfde geheugenblok, wat resulteert in een langere levensduur van het algehele NAND-flashgeheugen.
Er zijn twee soorten slijtagenivellering, dynamisch en statisch. Het dynamische slijtage-algoritme garandeert dat dataprogramma- en wiscycli gelijkmatig worden verdeeld over alle blokken binnen de NAND-flash. Het algoritme is dynamisch omdat het wordt uitgevoerd telkens wanneer de gegevens in de schrijfbuffer van het station worden leeggemaakt en naar het flashgeheugen worden geschreven. Dynamische slijtageverdeling alleen kan er niet voor zorgen dat alle blokken met dezelfde snelheid worden genivelleerd. In sommige gevallen worden data voor langere tijd of onbepaalde tijd naar het flashgeheugen geschreven en daarin opgeslagen. Terwijl andere blokken worden verwisseld, gewist en samengevoegd, blijven deze blokken inactief in het slijtage-nivelleringsproces. Om ervoor te zorgen dat alle blokken met dezelfde snelheid worden afgevlakt, wordt een secundair slijtageverdelingsalgoritme met de naam statische slijtageverdeling ingezet. Statische slijtageverdeling pakt de blokken aan die inactief zijn en waarin data zijn opgeslagen.
Dell SSD-schijven bevatten zowel statische als dynamische algoritmen voor slijtageverdeling om ervoor te zorgen dat de NAND-blokken gelijkmatig slijten voor een langere levensduur van de SSD.
Terug naar boven
Flash-geheugen bestaat uit cellen waarin per cel één of meer bits aan data worden opgeslagen. Deze cellen zijn gegroepeerd in pagina's, wat de kleinste afzonderlijke locaties zijn waarnaar data kunnen worden geschreven. De pagina's worden verzameld in blokken, wat de kleinste afzonderlijke locaties zijn die kunnen worden gewist. Flash-geheugen kan niet direct worden overschreven, zoals een harde schijf; het moet eerst worden gewist. Een lege pagina in een blok kan dus direct worden geschreven, maar kan niet worden overschreven zonder eerst een heel blok pagina's te wissen.
Naarmate de schijf wordt gebruikt, veranderen gegevens en worden de gewijzigde gegevens naar andere pagina's in het blok of naar nieuwe blokken geschreven. De oude (verouderde) pagina's zijn gemarkeerd als ongeldig en kunnen worden teruggevorderd door het hele blok te wissen. Om dit te doen, moet alle nog geldige informatie over alle andere bezette pagina's in het blok echter naar een ander blok worden verplaatst. De noodzaak om geldige data te verplaatsen en vervolgens blokken te wissen alvorens nieuwe data te schrijven in hetzelfde blok, veroorzaakt schrijfversterking; het totale aantal schrijfbewerkingen dat het flash-geheugen vereist, is groter dan het aantal waarom de hostcomputer oorspronkelijk heeft verzocht. Het zorgt er ook voor dat de SSD schrijfbewerkingen langzamer uitvoert wanneer deze bezig is met het verplaatsen van gegevens van blokken die moeten worden gewist terwijl tegelijkertijd nieuwe gegevens van de hostcomputer worden geschreven.
SSD-controllers gebruiken een techniek die garbage collection wordt genoemd om eerder geschreven blokken vrij te maken. Dit proces voegt ook pagina's samen door pagina's te verplaatsen en opnieuw te beschrijven vanuit meerdere blokken om minder nieuwe blokken te vullen. De oude blokken worden vervolgens gewist om storageruimte te bieden voor nieuwe inkomende data. Aangezien flash-blokken echter maar zo vaak kunnen worden geschreven voordat ze defect raken, is het noodzakelijk om ook de hele SSD te slijten om te voorkomen dat een enkel blok voortijdig verslijt.
Terug naar boven
De verslechtering van de flash-geheugencel na verloop van tijd en de verstoringen van naburige flash-geheugenpagina's kunnen leiden tot willekeurige bitfouten in de opgeslagen data. Hoewel de kans klein is dat een bepaalde databit beschadigd raakt, is de kans op beschadiging van data reëel vanwege het grote aantal databits in een storagesysteem.
Foutdetectie- en foutcorrectiecodes worden gebruikt in flash-geheugen storagesystemen om de data tegen beschadiging te beschermen. Dell SSD-schijven zijn uitgerust met het meest geavanceerde ECC-algoritme in de branche om een oncorrigeerbare bitfoutrate van 10-17 op ondernemingsniveau te bereiken.
De Write Amplification Factor is de hoeveelheid data die de SSD-controller moet schrijven in verhouding tot de hoeveelheid data die de hostcontroller wil schrijven. Een Write Amplification Factor van 1 is perfect, dit betekent dat u 1 MB wilde schrijven en de controller van de SSD 1 MB heeft geschreven. Een schrijfversterkingsfactor groter dan één is niet wenselijk, maar is een ongelukkig feit van het leven. Hoe hoger uw schrijfversterking, hoe sneller uw schijf verslijt en hoe lager de prestaties zijn.
Gegevens die naar het Flash-geheugen
worden geschreven--------------------------------------- = Schrijfversterking
Gegevens die door de host zijn geschreven
Dell gebruikt de volgende methoden om beschadiging van flashcellen te voorkomen en de levensduur van de SSD-schijf te verlengen:
De gebruiksduur van een SSD wordt bepaald door drie belangrijke parameters; SSD NAND-flashtechnologie, capaciteit van de schijf en het gebruiksmodel van de applicatie. Over het algemeen kan de volgende levenscycluscalculator worden gebruikt om te berekenen hoe lang de schijf meegaat.
Levensduur [jaren] = (Uithoudingsvermogen [P/E-cycli] * Capaciteit [fysiek, bytes] * Overprovisioningfactor) / (Schrijfsnelheid [Bps] * Duty Cycle [cycli] * Schrijf% * WAF) / (36 *24* 3,600)
Parameters:
Schrijfsnelheid in bytes per seconde:
Bepaalde besturingssystemen ondersteunen de TRIM-functie, die verwijderde bestanden vertaalt naar het bijbehorende logische blokadres (LBA) op het opslagapparaat (SSD). Voor SATA wordt de opdracht ook TRIM genoemd, voor SAS wordt de opdracht UNMAP genoemd. De opdracht TRIM/UNMAP laat de schijf weten dat er geen data meer nodig is in bepaalde LBA's, waardoor verschillende NAND-pagina's vrijkomen.
De TRIM/UNMAP-opdracht moet worden ondersteund door het besturingssysteem, de schijf en de controller om te kunnen werken. De opdracht TRIM/UNMAP kan leiden tot hogere SSD-prestaties vanwege de minder gegevens die moeten worden herschreven tijdens garbage collection en de meer vrije ruimte op de schijf. De huidige geleverde Dell schijven voor bedrijven bieden voldoende prestaties en duurzaamheid zodat ze deze opdrachten nog niet ondersteunen, zelfs niet als het besturingssysteem ze ondersteunt. Deze functies worden onderzocht voor volgende Dell SSD-aanbiedingen.
Terug naar boven
De data-integriteit van het Dell SSD-station wordt op de volgende manieren onderhouden:
Bescherming tegen
plotselinge stroomuitvalVergeleken met harde schijven zijn SSD's robuuster tegen schokken, verbruiken ze minder stroom, zijn ze sneller toegankelijk en leveren ze betere leesprestaties. Bepaalde SSD-ontwerpen hebben echter problemen met beschadiging van gegevens en bestandssystemen als er een plotseling stroomverlies optreedt. Een effectief databeschermingsmechanisme voor stroomstoringen moet voor en na een storende stroomstoring functioneren om uitgebreide databescherming te bieden.
Dell Enterprise SSD's bevatten functies voor databescherming bij hardware- en firmwaregebaseerde stroomstoringen. Ze zijn voorzien van een stroomstoring-detectiecircuit dat de spanningsbron controleert en een signaal stuurt naar de SSD-controller als de spanning daalt onder een vooraf gedefinieerde drempelwaarde. Daardoor zou de SSD worden losgekoppeld van de voeding en de nodige stappen starten om de tijdelijke bufferdata en metadata te verplaatsen naar NAND-flash. Een stroomvoorzieningscircuit en condensator aan boord zijn geïmplementeerd om voldoende energie te leveren voor deze operatie. Er zijn extra veel stroomcondensators geplaatst om voldoende energie te garanderen voor de levensduur van de schijf.
Terug naar boven
SSD's kunnen worden opgeschoond door de hele schijfcapaciteit meerdere malen te overschrijven. Dell onderzoekt de functies voor veilig wissen en zelfversleutelen op SED's (Self-Encrypting Drive) SSD's voor toekomstige releases. Deze technieken maken een snellere en efficiënte manier mogelijk om een SSD op te schonen.
Terug naar boven
Het gebruik van een Endurance Management-algoritme zorgt ervoor dat er voldoende program/erase (P/E) cycli beschikbaar zijn voor de garantieperiode van de schijf. De firmwarelimieten voor schrijfbewerkingen als een schijf zwaar wordt geschreven. Klanten zien echter zelden prestatiebeperkingen wanneer een SSD wordt gebruikt onder de beoogde applicatie.
Servers
22 mar. 2024
7
Solution