垃圾数据会占用闪存空间，当闪存可用空间不够时，FTL需要做垃圾回收，即把若干个闪存块上的有效数据搬出写到某个新的闪存块，然后把这些闪存块擦除，得到可用的闪存块。 这就是GC（Garbage Collection，垃圾回收），是FTL需要做的一件重要事情。 在快閃記憶體上最小的儲存空間稱為一個Cell，一個Cell可以儲存一個位元的資訊，可以是1或0，這就是所謂的SLC儲存方式（Single Bit per Cell）。 若要寫入新資料，必須充電來清除這個Cell的電位資訊以後，才可以重新寫入。 不像硬碟磁盤上記錄資料的磁性可以反覆改變，也就說可反覆將資料寫入磁盤上同一個位置，達到重複寫入。
- 基于闪存的固态磁盘（SSD）由于其高性能，低能耗，抗冲击性和紧凑的尺寸而在消费者和企业存储市场中非常受欢迎。
- 「把部份FTL工作移到SSD之外，由上層系統執行」的概念，雖然已應用在部份全快閃儲存陣列產品上，但這些產品都是使用自身專屬的儲存系統平臺，搭配專門訂製的SSD硬體來實作這個架構，難以推廣與普及。
- 越來越多商用刀鋒伺服器和筆記型電腦開始採用SSD，這也意味著，企業重要的內部資料可能會因這些SSD遺失而外洩。
- Controller每把一笔数据写入Flash中时，便会记录下该数据的逻辑地址到物理地址的映射关系，这样当Host想要读取这笔数据时就会根据这个映射读取到真实的数据。
- 有些省空間的方案可以大大減小FTL表的大小，但也高達數十MB。
當所有區塊都被寫入資料，沒有額外空間可以寫入資料時，FTL會呼叫背景執行的Garbage Collection（GC）動作，來清除不使用的區塊頁面，回收空間以供新資料寫入。 但是在實際儲存資料時，FTL層會將資料分散到不同的位置儲存，避免寫入動作集中在少數區域。 NVSL研究團隊購買了12款常見的SSD，容量從32GB到120GB不等，包括使用MLC和SLC快閃記憶體的產品。 ssd ftl ssd ftl 他們自製了一個快閃記憶體讀取裝置，來避開FTL層的控制，直接取得實際儲存在快閃記憶體中的資訊，再測試各種不同的資料刪除情境和作法，來比較FTL層的影響，找出SSD資料刪除的問題。 上面说的这些问题是闪存的共性，对不同的闪存，还有其自身的问题。 随着闪存质量变差，FTL除了完成上述的常规处理，还需要针对具体闪存特性，去做一些特殊处理以获得好的性能和高的可靠性。
ssd ftl: 文章访问统计
原因还是因为闪存的特性导致的，为了延长每个闪存块的寿命，就需要均衡每个数据块的擦除次数，为了均衡每个数据块的擦除次数，数据写入时候就需要均衡的写入每个块，而不能照着一个块往死了写。 当用户空间里的数据写满后，就需要把数据写备用空间（SSD的实际容量都比标称容量大，多出来的部分就是备用空间），因为备用空间对操作系统是不可见的，那么每往备用空间写一笔数据就会在用户空间产生一笔无效数据（垃圾）。 作者對這現象的解釋是如果 SSD controller 始終保持在忙碌狀態，就會找不到適當實際進行 GC，清出 free state 的 block，直到 free block 用完了才不得不做。 在這時候 FTL 已經無法像先前那樣有效率的完成 foreground 讀寫操作，必須等 GC 清出空間才能做，這導致嚴重的效能下降。 Over-provisioning 可以協助減緩此類現象的發生，讓 FTL 有更多的空間支應大量的寫入操作。
相信大家对美光C400/M4的最新固件提升性能，对于SandForce不同固件之间性能差距的表现还历历在目，一个固件更新竟然可以改变那么大？ ssd ftl 这些对性能提升或者限制的根本原因主要是对SSD内部的FTL层做了改动，那么啥是FTL层呢？ 这是SSD的性能表现最关键的一个层面，里面包含了无数开发技术人员的心血。
ssd ftl: 需要更多協助嗎？
它基於LevelDB開發，增加了眾多功能和性能改進，也為SSD做了許多優化。 冷数据基本不更新，它所占用的块擦写次数就不会增加，而其他块会被经常写入数据，块擦写次数是会增加，这样就导致了擦除不均衡，SSD最不喜欢这个了。 ssd ftl 所以需要把冷数据搬到老年块上，让年轻块替代老年块的工作。 垃圾回收，就是把某一个闪存块上的有效数据读出来，写入另一个数据块中，然后擦除原来的闪存块，使之可用。 Controller每把一笔数据写入Flash中时，便会记录下该数据的逻辑地址到物理地址的映射关系，这样当Host想要读取这笔数据时就会根据这个映射读取到真实的数据。 在Vcc沒電的時候，這些電容的gate就會開啟，會為主控爭取1ms左右的時間。
當一個區域寫入次數達到這個限制以後，就無法再寫入，成為壞死區域（Bad Sector）。 為了延長SSD的使用壽命，就必須避免寫入集中在少數區域，讓寫入資料平均分配到每一個Cell上。 SSD具有很多新特性，被存儲系統廣泛使用後，也帶來了許多設計上的變化（Design Shifts）。 其中，許多改進是優化了原本存儲軟體對並行和鎖的處理，更加高效地利用多核。 Linux內核以及上下文切換（Context switch）帶來的延遲也拖慢了SSD的速度，於是有Intel DPDK/SPDK等在用戶空間處理IO，繞過內核的做法。 其实在垃圾回收的时候已经提到磨损平衡的原因了：为了延长每个闪存块的寿命，就需要均衡每个数据块的擦除次数，为了均衡每个数据块的擦除次数，数据写入时候就需要均衡的写入每个块，而不能照着一个块往死了写。
ssd ftl: 作業系統
這樣在重新上電時，你可以基於最近的一份L2P Table來重建斷電前最後的狀態，那可以減少很多讀取的時間，也降低資料大量遺失的機率。 但是這畢竟是額外的工作，會降低整個SSD的讀寫速度(IOPS之類的)，而且也會浪費Nand Flash的使用空間。 當然電腦科學是一直在進步，不斷有人提出新的方法來管理L2P的問題，一定有越來越厲害的方法會出現的。 一般使用者在讀寫資料時 SSD 不會實際把 stale 資料物理上抹除，SSD也只有進行 read/write 操作。 SSD 只在 GC 判斷需要清出空間時對 nand flash 執行抹除/erase 指令。
至於需要多大的空間來做，作者建議如果需要因應尖峰時段大量隨機寫入，上看25%，不需要的話 10 ~ 15%即可。 ssd ftl 1.1编写目的 对FTL模拟器的学习做一些总结，以及对FTL模拟器zone扩展方案的设计说明和实现方式的讲解，供大家参考指正。 1.2背景 1.2.1 页映射机制 在采用页级别的FTL机制中，请求的逻辑页面可以被映射到闪存空间中的任何物理页面，因此，这种机制非常灵活，而且具有很高的闪存页面利用率。 ssd ftl 图[FTL-page-mapping]给出了页级别映射示意图，为了简化问题描述，这里省略了块号，实际上，当每个块中所包含的页数确定以后，可以很容易根据页号计算出块号，比如，如… 完成逻辑地址空间到物理地址空间的映射，这是FTL最原始也是最基本的功能。 事实上，现在SSD中的FTL，要做的事情还有很多。
ssd ftl: 2 不同層級的平行機制
部分實作利用 supercapacitor 來保持 SSD 在斷電之後仍有足夠能量完成 host bus 的指令。 不過作者指出這個跟 Secure Erase 一樣，各家實作不同，也沒有統一規範。 Host ssd ftl Based SSD一般的模式是把闪存的读写接口直接开放给驱动程序，这样驱动程序就能自行管理闪存内部资源。 控制器大都采用可编程逻辑器件FPGA，功能比较简单，主要实现ECC纠错和闪存时序控制。
现有方案通常采用内置的RAM高速缓存来存储映射信息，称为映射高速缓存，以加快地址转换的速度。 由于有限的缓存空间，仅一部分映射表可以被缓存，因此对于缓存管理和垃圾回收，需要对闪存进行大量额外的操作，从而降低了SSD的性能和使用寿命。 在本文中，我们首先应用分析模型来研究导致额外操作的关键因素。
ssd ftl: 儲存月報第20期：SSD架構大翻轉—Open-Channel SSD
SSD内部FW维护了一张逻辑地址到物理地址的映射表。 用户每写入一个逻辑页就需要更改一次MT；当读取一个逻辑页时，SSD会查找映射表中该逻辑页对应的物理页，然后再访问Flash读取所要的数据。 基于页映射对小尺寸数据（随机性能）有很好的性能，但是由于闪存的页要比闪存块多的多，需要更多的空间来存放映射表。 为了追求更好的随机性能（操作系统对这个很在意）所以SSD都采用页映射。
如今，全闪存储成为未来存储的主流趋势，焱融追光 F8000X 全闪文件存储作为国内全闪分布式文件存储性能旗舰产品，在高性能文件存储赛道上，一直跑在最前面。 为了更清晰地理解全闪的前沿应用，我们将不定期分享全闪系列科普，本期我们先聊聊固态存储核心技术 SSD。 每擦除一次闪存块，都会对闪存块有磨损，因此闪存块都是有寿命的，用PE（Program/Erase Count）数衡量。 我们不能集中往某几个闪存块上写数据，不然这几个块很快就会因PE耗尽而死亡，这不是我们想看到的。
ssd ftl: 產品資訊與文件
由香港SEO公司 https://featured.com.hk/ 提供SEO服務
- 畢竟市面上的 controller 廠商大多沒有開放實作細節，就算針對某個 policy 去調整程式設定更甚至你拿到原始碼，這套系統在其他 schema 或是其他廠牌下也不一定有更好的結果。
- 作者建議大抵上知道許多的 controller FTL 是實作 hybrid log block policy 就好了。
- FTL看起來挺簡單，但它是SSD、NAND等基礎邏輯， 它的實現多種多樣 ，是各個韌體的核心機密。
- 如果這個頁面的英文版與譯文之間發生任何牴觸，將受英文版規範及管轄。
- 不少主控都在 發現錯誤 後會開始重建，直到成功重建，主控才會響應ATA等命令。
