🏇🏾 👨🏻‍🔬 ▪️ 关于SSD后备区域的全部真相以及是否需要它 😒 🧑🏾 🧘🏽

你好，Giktayms！许多SSD制造商建议在SSD上保留未分配的空间或一些可用空间，以提高性能。我们将尝试确定是否完全需要备份SSD区域，以及它如何影响驱动器的性能。按照传统，所有细节都被削减。

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上次，我们告诉您有关闪存如何工作的信息。其操作原理在视觉上完美地描绘了下图。由于存在空闲块（Y），清除了块（X）以进行后续记录-将新页面写入块（X），然后写入（Y），然后擦除块（X）。

这只是Flash工作方式的一个示例。底线是，当SSD上有很多可用空间时，就会有很多类似（Y）的块。尽管控制器本身的速度是恒定的，但驱动器本身的性能可能会有所不同。闪存的可用块越少，在写入数据之前它必须执行的处理越多，这意味着驱动器将受到工作速度的影响。例如，以98％的比例填充SSD时，可用块越来越少。只有一个问题：如果在如此繁忙的驱动器中开始记录大量数据，会发生什么？这是备用SSD区域派上用场的地方。

什么是备份区域，为什么需要它？

实际上，操作系统无法识别SSD的全部存储容量。预留的SSD区域或所谓的备用区域是根据超额分配原则分配的，并且仅对控制器可见。要了解其工作原理，考虑实际测量SSD容量的方法很有用。

SSD容量以千兆字节（十进制前缀）和千兆字节（二进制前缀）为单位。如果在1千兆字节中有1 GB，那么在以GB为单位的第九个功率字节中〜1,074 x 10 GB。包括OCZ在内的制造商均以GB表示容量，而操作系统以GB表示容量。因此，事实证明实际上存储容量小于声明的容量。

例如，此处是其中一个驱动器的有趣统计信息。他拥有264 GiB NAND板载，但只有186 GiB可供用户使用，制造商声明为200 GB。其余的SSD用作备份区域，以提高驱动器性能和耐用性。

通常，备份区域约为NAND总容量的7％。要在GiB中计算SSD的实际容量，必须将容量（GB）除以1.073741824。如果是256 GB的驱动器，则为238.4 GiB。 SSD的其余部分用作备用区域。为了清楚起见，让我们再次看一下闪存的工作方式。

经常有人问为什么某些SSD的容量为120/240/480 GB，而另一些SSD的容量为128/256/512 GB。对于OCZ，这对驱动器容量的物理体积是相同的。不同之处在于不同型号的预留量：在128/256 / 512GB的全容量下没有预留空间，而对于120/240 / 480GB的预留空间则用户无法访问。

IBM研究实验室报告中很好地显示了写入放大率和备用区域之间的关系：

如您所见，备用区域越大，写入增益越低。由于它们之间存在这种关系，制造商建议不要完全加载固态驱动器，而要保留10％到20％的可用空间。为什么SSD通常需要备份区域？

首先，由于操作系统无法访问备用区并填满空闲内存块，因此不太可能在第一张图片中进行分解，即所谓的垃圾回收-因此，控制器可以访问更多内存块。因此，SSD始终具有“备用”的空闲块，这一点很重要。此外，如果其中一个内存块发生故障，则控制器将从备份区域中释放出来。同样，备用区域也会影响磨损的程度：如果将数据写入同一块，则通过增加块重写周期数，会耗尽驱动器的资源。控制器平均分配数据，从而使磨损均匀。

性能如何？

对于公司而言，拥有大量备份区域的驱动器非常重要，因为在该驱动器中，最经常发生随机数据攻击。可供控制器使用的备用区域的块数越多，控制器就越有可能正常工作，即使在重负载下，SSD的性能也不会下降。 OCZ针对这些情况提供了出色的企业解决方案 -Z-Drive 6000 NVMe，东芝Hawk 4R（THNSN8）和Hawk 4E（THNSN8）。读取速度为2900 MB / s，写入速度为1900 MB / s，最大容量为6.4 TB。

但是我们并非毫无根据，我们将通过测试更好地展示SSD的性能如何取决于备份区域的数量。为此，请使用未针对增加的保留区域进行优化的控制器的驱动器之一，然后将备用区域大小从12％逐渐增加到50％。当然，不包括在家中的后一种选择，但要明白这一点很重要。

我们将通过IOPS指标（输入和输出操作的数量）进行比较，换句话说，就是读取或写入介质的块数。因此，该值越高越好。 IOPS定义为操作期间速度和块大小的商。首先，以标准保留区域（大约7％）作为SSD。这是他在测试中可以夸耀的指标：

现在让我们做一个小实验-将保留区域增加到12％，然后再次测量IOPS。

差异很小，但仍然可见-IOPS明显增加了。好吧，我们不会在这里停下来，我们会将保留区域增加到25％-现在只有控制器可以使用四分之一的驱动器。

我们认为一切都清晰无语。但是，由于只有3/4个SSD变得有用，所以要给预留区这么多显然是不切实际的。而且不太可能有人在家中重复此操作，但是，出于实验的纯洁性，我们仍然这样做。是的，我们会将备用区域增加到50％。

性能的变化很明显，但肯定不足以使驱动器恢复一半。这根本不切实际，因为在这种情况下，性能的提高将无法补偿SSD的容量损失。可以肯定的是：备份区的大小确实会影响驱动器的性能。如果决定对SSD重复进行这种测试，请记住，结果可能会因控制器，固件以及驱动器本身的制造商和型号而异。

除了性能之外，备用区域还可以减少SSD的磨损并延长其使用寿命。这里不需要进行任何测试：显然，如果执行更少的读/写操作，则写入的数据量也会减少。因此，备用区域越大，驱动器为您提供的使用寿命就越长（但是，正如我们所说，您不应滥用它）。

如何更改SSD备份区的大小？

通常，制造商会在其专用的固态驱动器实用程序中提供此机会。在OCZ中，使用特殊实用程序Guru SSD可以非常简单，方便地实现此功能-它不仅可以监视SSD的状态，还可以监视SMART，包括TRIM命令，自动检查新固件-通常，这是驱动器用户必不可少的助手。我们已经向您介绍了实用程序本身，因此我们将仅关注本例中所需的选项卡。

转到“调谐器”选项卡，不仅可以访问Trim激活，还可以即时访问设置预置：只需拖动滑块并自己选择备份区域的大小即可。以我们的情况为例，尽管驱动器本身的容量为480 GB，但仍有可能将备用区域增加到134 GB。事实证明，这一比例接近28％。

如果您想自己做，则只需从操作系统中隐藏驱动器的一部分-在其上保留未分配的空间。

小心驱动器！

当然，即使不使用备份区域，固态驱动器也可以使用很长时间：消除了关于SSD脆弱性的大多数神话的好处。当然，只要有可能，就应该保护驱动器，但前提是这不限制您的需求。最简单的方法是让可用SSD的10％到20％可用：这是给您的，而不是控制器的。

关于SSD后备区域的全部真相以及是否需要它

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什么是备份区域，为什么需要它？

性能如何？

如何更改SSD备份区的大小？

小心驱动器！

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