Toda a verdade sobre a área de fallback do SSD e ela é necessária
Olá Giktayms! Muitos fabricantes de SSDs recomendam deixar espaço não alocado ou algum espaço livre nos SSDs para obter melhor desempenho. Vamos tentar descobrir se é necessária uma área SSD de backup e como isso afeta o desempenho das unidades. Por tradição, todos os detalhes sob o corte.
Um pouco sobre o principal
A última vez que disse a você sobre como a memória flash. O princípio de sua operação caracteriza visualmente perfeitamente a figura abaixo. O bloco (X) foi limpo para gravação subsequente devido à presença de um bloco livre (Y) - novas páginas foram gravadas no bloco (X) e depois em (Y), após o que o bloco (X) foi apagado.
Este é apenas um exemplo de como o flash funciona. A linha inferior é que, quando há muito espaço livre em um SSD, existem muitos blocos como (Y). Embora a velocidade do próprio controlador seja constante, o desempenho do próprio inversor pode variar. Quanto menos blocos livres a memória flash tiver, mais processos ela precisará executar antes que os dados sejam gravados, o que significa que a unidade sofrerá com a velocidade do trabalho. Por exemplo, ao preencher SSDs a 98%, há cada vez menos blocos livres. Há apenas uma pergunta: o que acontece se durante uma unidade tão ocupada você começar a gravar grandes quantidades de dados? É aqui que a área SSD de backup é útil.O que é uma área de backup e por que é necessária?
De fato, os sistemas operacionais não reconhecem toda a capacidade de memória dos SSDs. A área SSD de reserva ou a chamada área sobressalente é alocada de acordo com o princípio do excesso de provisionamento e é visível apenas para o controlador. Para entender como funciona, é útil considerar como a capacidade dos SSDs é realmente medida.A capacidade do SSD é medida em gigabytes (prefixos decimais) e gibibytes (prefixos binários). Se 1 gigabyte em um gigabyte, ~ 1.074 x 10 gigabyte no nono byte de energia em gigabyte. Fabricantes, incluindo OCZ, indicam a capacidade em gigabytes, enquanto o sistema operacional calcula em gigabytes. Por esse motivo, verifica-se que, de fato, a capacidade de armazenamento é menor que declarada.Aqui, por exemplo, estatísticas interessantes em uma das unidades. Ele possui 264 GiB NAND a bordo, mas apenas 186 GiB estão disponíveis para o usuário com 200 GB declarados pelo fabricante. O restante do SSD é usado como uma área de backup para melhorar o desempenho e a resistência da unidade.
Normalmente, a área de backup é de cerca de 7% da capacidade total da NAND. Para calcular a capacidade real dos SSDs no GiB, é necessário dividir a capacidade em gigabytes por 1,073741824. No caso de uma unidade de 256 GB, este será 238,4 GiB. O restante do SSD é usado como uma área livre. Para maior clareza, vejamos novamente como a memória flash funciona.É frequentemente perguntado por que alguns SSDs têm capacidade de 120/240/480 GB, enquanto outros têm 128/256/512 GB. No caso da OCZ, o volume físico desses pares de capacidades de acionamento é o mesmo. A diferença está na quantidade de reserva para modelos diferentes: com volumes completos de 128/256 / 512GB, não há reserva e há uma área de reserva para 120/240 / 480GB que não é acessível ao usuário.O relacionamento entre a amplificação de gravação e a área de reposição é bem exibido em um relatório do laboratório de pesquisa da IBM:Como você pode ver, quanto maior a área de reposição, menor o ganho de gravação. Devido à presença de uma relação entre eles, os fabricantes recomendam não carregar a unidade de estado sólido completamente, mas deixam 10% a 20% de espaço livre. Por que os SSDs geralmente precisam de uma área de backup?
E o desempenho?
É muito importante que as empresas tenham unidades com uma grande quantidade de área de backup, pois é lá que ocorrem com mais freqüência ataques com dados aleatórios. Quanto mais blocos da área livre à disposição do controlador, maior a probabilidade de que o controlador funcione corretamente e o desempenho do SSD não caia mesmo sob carga pesada. A OCZ possui excelentes soluções corporativas para esses casos - Z-Drive 6000 NVMe, Toshiba Hawk 4R (THNSN8) e Hawk 4E (THNSN8). 2900 MB / s para leitura e 1900 MB / s para gravação, capacidade de até 6,4 TB.
Mas não seremos infundados, mostraremos melhor como o desempenho dos SSDs depende do volume da área de backup usando testes. Para fazer isso, pegue uma das unidades com um controlador que não seja otimizado para o aumento da área de reserva e aumente gradualmente o tamanho da área de reserva de 12% para 50%. A última opção em casa, é claro, está excluída, mas é importante entender o ponto.Compararemos pelo indicador IOPS - o número de operações de entrada e saída - em outras palavras, o número de blocos que são lidos ou gravados no meio. Assim, quanto maior esse valor, melhor. IOPS é definido como o quociente da velocidade e tamanho do bloco durante a operação. Primeiro, faça um SSD com uma área de reserva padrão (cerca de 7%). Aqui estão os indicadores que ele pode se vangloriar nos testes:Agora vamos fazer um pequeno experimento - aumente a área de reserva para 12% e meça o IOPS novamente.A diferença é pequena, mas ainda visível - o IOPS aumentou claramente. Bem, não vamos parar por aqui, aumentaremos a área de reserva para 25% - um quarto do inversor agora está disponível apenas para o controlador.Pensamos que tudo está claro sem palavras. No entanto, dar muito à área de reserva é claramente impraticável, pois apenas 3/4 de SSDs se tornam úteis. E é improvável que alguém repita isso em casa, no entanto, para a pureza do experimento, ainda o fazemos. Sim, aumentaremos a área livre para 50%.Alterações no desempenho são notáveis, mas certamente não o suficiente para recuperar metade da unidade. Isso simplesmente não é prático, porque o aumento de desempenho neste caso não será capaz de compensar a capacidade perdida do SSD. Uma coisa é certa: o tamanho da área de backup realmente afeta o desempenho da unidade. Se você decidir repetir esse teste com seus SSDs, lembre-se de que os resultados podem variar dependendo do controlador, firmware e, de fato, do fabricante e modelo da própria unidade.Além do desempenho, a área de reposição também reduz o desgaste dos SSDs e prolonga sua vida útil. Não há necessidade de realizar testes aqui: obviamente, se menos operações de leitura / gravação forem executadas, a quantidade de dados gravados também será reduzida. Portanto, quanto maior a área livre, maior a duração da unidade (mas você não deve abusar dela, como dissemos).Como alterar o tamanho da área de backup do SSD?
Normalmente, os fabricantes oferecem essa oportunidade em seus utilitários proprietários para unidades de estado sólido. Na OCZ, isso é implementado de maneira muito simples e conveniente, usando o utilitário especial Guru SSD - não apenas monitora o status do SSD, mas também monitora o SMART, inclui o comando TRIM, verifica automaticamente o novo firmware - em geral, um assistente indispensável para os usuários de nossas unidades. Já apresentamos o utilitário em si , portanto, prestaremos atenção apenas à guia necessária no nosso caso.Vá para a guia Tuner e obtenha acesso não apenas à ativação Trim, mas também à configuração de provisionamento imediatamente: basta arrastar o controle deslizante e escolher o tamanho da área de backup. No nosso caso, por exemplo, é possível aumentar a área livre para 134 GB - apesar do fato de o volume da própria unidade ser de 480 GB. Acontece quase 28%.Se você quiser fazer isso sozinho, oculte parte da unidade do sistema operacional - deixe espaço não alocado nela.Cuide de suas unidades!
Obviamente, mesmo sem manipular a área de backup, a unidade de estado sólido durará muito tempo: o benefício da maioria dos mitos sobre a fragilidade do SSD foi capaz de dissipar. Sempre que possível, as unidades devem ser protegidas, é claro, mas apenas se isso não limitar suas necessidades. A maneira mais fácil é deixar de 10 a 20% do SSD disponível: é para você, não para o controlador. Source: https://habr.com/ru/post/pt393131/
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