Write_amplification
。 ライトアンプリフィケーション（WA）は、フラッシュメモリおよびソリッドステートドライブ（SSD）に関連する望ましくない現象であり、ストレージメディアに物理的に書き込まれる情報の実際の量は、書き込まれる予定の論理量の倍数です。
SSDは、ガベージコレクションとウェアレベリングの結果としてライトアンプリフィケーションを経験するため
、ドライブへの書き込みが増加し、ドライブの寿命が短くなります。
フラッシュメモリは、書き換える前に消去する必要があるため、書き込み操作に比べて消去操作の粒度がはるかに粗く、これらの操作を実行するプロセスにより、ユーザーデータとメタデータが移動（または書き換え）されます。一回以上。したがって、一部のデータを書き換えるには、フラッシュのすでに使用されている部分を読み取り、更新し、新しい場所に書き込む必要がまた、ある時点で以前に使用されていた場合は、新しい場所を最初に消去する必要がフラッシュの動作方法により、新しいデータの量によって実際に必要とされるよりもはるかに多くのフラッシュの部分を消去して再書き込みする必要がこの乗算効果により、SSDの寿命全体にわたって必要な書き込み数が増加し、SSDが確実に動作できる時間が短縮されます。書き込みが増えると、フラッシュメモリへの帯域幅も消費されるため、SSDへのランダム書き込みパフォーマンスが低下します。 SSDのWAには多くの要因が影響します。一部はユーザーが制御でき、一部はSSDに書き込まれたデータとSSDの使用の直接的な結果です。
IntelとSiliconSystems（2009年にWestern Digitalに買収）は、早くも2008年に論文や出版物でライトアンプリフィケーションという用語を使用していました。 WAは通常、ホストからの書き込みに対するフラッシュメモリにコミットされた書き込みの比率で測定されます。システム。せずに圧縮、WAは1未満に低下することはできません。SandForceは、圧縮を使用して、SF-2281コントローラーで0.14という低いベストケース値で0.5の書き込み増幅を達成すると主張しています。
コンテンツ
1 基本的なSSD操作
2 値の計算
3 価値に影響を与える要因
4 ガベージコレクション
4.1 バックグラウンドガベージコレクション 4.2 ファイルシステム対応のガベージコレクション
5 トリム
5.1 制限と依存関係
6 オーバープロビジョニング
6.1 無料のユーザースペース
7 安全な消去
7.1 ATAセキュア消去–データの消去の失敗
8 ウェアレベリング
8.1 静的データと動的データの分離
9 パフォーマンスへの影響
9.1 シーケンシャル書き込み 9.2 ランダム書き込み
10 パフォーマンスへの影響
11 製品ステートメント
12 も参照してください
13 ノート
14 参考文献
15 外部リンク
基本的なSSD操作
参照：
フラッシュメモリと
ソリッドステートドライブ
NANDフラッシュメモリは4KiBページでデータを書き込み、256KiBブロックでデータを消去します。
フラッシュメモリの動作の性質上、ハードディスクドライブのようにデータを直接上書きすることはできません。データが最初にSSDに書き込まれるとき、セルはすべて消去された状態で開始されるため、一度にページを使用してデータを直接書き込むことができます（多くの場合、サイズは4〜8 キロバイト（KB））。フラッシュメモリを管理し、ホストシステムとインターフェイスするSSD上のSSDコントローラーは、論理ブロックアドレス指定（LBA）と呼ばれる論理から物理へのマッピングシステムを使用します。これは、フラッシュ変換レイヤー（FTL）の一部です。すでに書き込まれた古いデータを新しいデータが置き換えると、SSDコントローラーは新しいデータを新しい場所に書き込み、新しい物理的な場所を指すように論理マッピングを更新します。古い場所のデータは無効になっているため、場所を再度書き込む前に消去する必要が
フラッシュメモリは、限られた回数だけプログラムおよび消去できます。これは、フラッシュメモリの寿命にわたって維持できるプログラム/消去サイクル（P / Eサイクル）の最大数と呼ばれることがよくより高いパフォーマンスとより長い耐久性を実現するように設計されたシングルレベルセル（SLC）フラッシュは、通常50，000〜100，000サイクルで動作します。2011年の時点で、マルチレベルセル（MLC）フラッシュは低コストのアプリケーション向けに設計されており、サイクル数が大幅に削減され、通常は3，000〜5，000になります。2013年以降、トリプルレベルセル（TLC）（3D NANDなど）フラッシュが利用可能になり、サイクル数は1，000プログラム消去（P / E）サイクルに減少しています。フラッシュメモリのP / Eサイクル数が減少し、SSDの寿命が延びるため、書き込み増幅率が低い方が望ましいです。
値の計算
ライトアンプリフィケーションは、用語が定義される前は常にSSDに存在していましたが、Intel とSiliconSystemsの両方が論文や出版物でこの用語を使用し始めたのは2008年でした。すべてのSSDには書き込み増幅値があり、現在書き込まれているものと以前にSSDに書き込まれたものの両方に基づいています。特定のSSDの値を正確に測定するには、選択したテストを十分な時間実行して、ドライブが定常状態に達していることを確認する必要が
SSDのライトアンプリフィケーションを計算する簡単な式は次のとおりです。
ライトアンプリフィケーション = フラッシュメモリに書き込まれたデータ
ホストによって書き込まれたデータ
{{ text {ライトアンプリフィケーション}} = { frac { text {フラッシュメモリに書き込まれたデータ}} { text {ホストによって書き込まれたデータ}}}}
価値に影響を与える要因
SSDのライトアンプリフィケーションには多くの要因が影響します。次の表に、主な要因と、それらがライトアンプリフィケーションにどのように影響するかを示します。変動する因子については、表はそれが直接的な関係を持っているか逆の関係を持っているかを示しています。たとえば、オーバープロビジョニングの量が増えると、ライトアンプリフィケーションは減少します（逆の関係）。係数がトグル（有効または無効）機能である場合、正または負の関係が
ライトアンプリフィケーションファクター
要素 説明 タイプ 関係*
ガベージコレクション 消去および再書き込みする次善のブロックを選択するために使用されるアルゴリズムの効率 変数 逆（良い）
オーバープロビジョニング SSDコントローラーに割り当てられている物理容量のパーセンテージ 変数 逆（良い）
SATAの場合はTRIMコマンド、SCSIの場合はUNMAP
これらのコマンドは、無効なデータが含まれているセクターをストレージデバイスに通知するオペレーティングシステム（OS）から送信する必要がこれらのコマンドを使用するSSDは、無効なデータをクリーンなページにコピーする代わりに、これらのページを含むブロックが消去されたときに、これらのセクターを含むページを空き領域として再利用できます。
トグル ポジティブ（良い）
無料のユーザースペース 実際のユーザーデータがないユーザー容量の割合。TRIMが必要です。そうでない場合、SSDは無料のユーザー容量のメリットを享受できません。
変数 逆（良い）
安全な消去 SSDを初期の初期状態のパフォーマンスにリセットするすべてのユーザーデータと関連メタデータを消去します（ガベージコレクションが再開されるまで） トグル ポジティブ（良い）
ウェアレベリング すべてのブロックが他のすべてのブロックにできるだけ均等に同じ回数書き込まれることを保証するアルゴリズムの効率 変数 直接（悪い）
静的データと動的データの分離 変更される傾向に基づいてデータをグループ化する トグル ポジティブ（良い）
シーケンシャル書き込み 理論的には、シーケンシャルライトのライトアンプリフィケーションは1ですが、他の要因が値に影響します。 トグル ポジティブ（良い）
ランダム書き込み 非シーケンシャルLBAへの書き込みは、ライトアンプリフィケーションに最大の影響を与えます トグル ネガティブ（悪い）
データ重複排除を含むデータ圧縮 データの圧縮と重複排除により冗長データがなくなると、ライトアンプリフィケーションが低下し、SSDの速度が向上します。 変数 逆（良い）
使用MLCでNANDをSLCモード
これにより、セルあたりの設計ビット数（通常はセルあたり2ビット）ではなく、セルあたり1ビットの速度でデータが書き込まれ、読み取りと書き込みが高速化されます。SLCモードのNANDの容量制限に近づくと、SSDはSLCモードで書き込まれた最も古いデータをMLCまたはTLCモードに書き換えて、SLCモードNANDのスペースを消去してより多くのデータを受け入れるようにする必要がただし、このアプローチでは、頻繁に変更されるページをSLCモードに保持して、MLCまたはTLCモードでのこれらの変更のプログラミングを回避することにより、摩耗を減らすことができます。MLCまたはTLCモードでの書き込みは、SLCモードでの書き込みよりもフラッシュに大きなダメージを与えるためです。したがって、このアプローチは書き込み増幅を促進しますが、頻繁に書き込まれるページを対象とするパターンを書き込むときの摩耗を減らすことができます。ただし、SLC領域に含まれる可能性のある頻繁に書き込まれるページがないか、ほとんどないため、順次書き込みパターンとランダム書き込みパターンは損傷を悪化させ、古いデータをSLC領域からMLCまたはTLCに常に書き換える必要が 。
トグル ネガティブ（悪い）
*関係の定義
タイプ 関係が変更されました 説明
変数 直接 係数が増加すると、WAが増加します
インバース 係数が増加すると、WAは減少します
トグル ポジティブ 係数が存在する場合、WAは減少します
ネガティブ 係数が存在する場合、WAは増加します
ガベージコレクション
ガベージコレクション（コンピューターサイエンス）
ページは、いっぱいになるまでブロックに書き込まれます。次に、現在のデータを含むページが新しいブロックに移動され、古いブロックが消去されます。
データは、ページ（複数のセルで構成される）と呼ばれる単位でフラッシュメモリに書き込まれます。ただし、メモリはブロック（複数のページで構成される）と呼ばれるより大きな単位でのみ消去できます。ブロックの一部のページのデータが不要になった場合（古いページとも呼ばれます）、そのブロックに適切なデータがあるページのみが読み取られ、以前に消去された別の空のブロックに再書き込みされます。その後、古いデータを移動しないことによって残された空きページは、新しいデータに使用できます。これは、ガベージコレクション（GC）と呼ばれるプロセスです。 すべてのSSDにはある程度のガベージコレクションが含まれていますが、プロセスを実行するタイミングと速度が異なる場合がガベージコレクションは、SSDでのライトアンプリフィケーションの大きな部分を占めています。
読み取りはフラッシュメモリの消去を必要としないため、通常、書き込み増幅とは関係ありません。読み取り妨害エラーが発生する可能性は限られていますが、そのブロック内のデータが読み取られて再書き込みされますが、これはドライブの書き込み増幅に重大な影響を与えることはありません。
バックグラウンドガベージコレクション
ガベージコレクションのプロセスには、フラッシュメモリへのデータの読み取りと再書き込みが含まれます。つまり、ホストからの新しい書き込みでは、最初にブロック全体の読み取り、有効なデータがまだ含まれているブロックの部分の書き込み、次に新しいデータの書き込みが必要になります。これにより、システムのパフォーマンスが大幅に低下する可能性が一部のSSDコントローラーは、アイドルガベージコレクションまたはアイドルタイムガベージコレクション（ITGC）と呼ばれることもあるバックグラウンドガベージコレクション（BGC）を実装します。この場合、コントローラーは、ホストが新しいデータを書き込む必要がある前に、アイドル時間を使用してフラッシュメモリのブロックを統合します。これにより、デバイスのパフォーマンスを高いままにすることができます。
コントローラが絶対に必要になる前にすべてのスペアブロックをバックグラウンドでガベージコレクションする場合、ホストから書き込まれた新しいデータは、事前にデータを移動することなく書き込むことができ、パフォーマンスを最高速度で動作させることができます。トレードオフは、これらのデータブロックの一部が実際にはホストに必要とされず、最終的には削除されることですが、OSはコントローラーにこの情報を通知しませんでした（TRIMが導入されるまで）。その結果、間もなく削除されるデータがフラッシュメモリ内の別の場所に再書き込みされ、書き込みの増幅が増加します。OCZの一部のSSDでは、バックグラウンドのガベージコレクションが少数のブロックのみをクリアしてから停止するため、過剰な書き込みの量が制限されます。別の解決策は、ホストの書き込みと並行して必要な移動を実行できる効率的なガベージコレクションシステムを用意することです。このソリューションは、SSDがアイドル状態になることがめったにない高書き込み環境でより効果的です。 SandForce SSDコントローラとからシステムヴァイオリンのメモリはこの能力を持っています。
ファイルシステム対応のガベージコレクション
2010年、一部のメーカー（特にSamsung）は、BGCの概念を拡張してSSDで使用されているファイルシステムを分析し、最近削除されたファイルとパーティション化されていないスペースを特定するSSDコントローラーを導入しました。Samsungは、これにより、TRIMをサポートしないシステム（オペレーティングシステムとSATAコントローラーハードウェア）でも同様のパフォーマンスを実現できると主張しました。サムスンの実装の操作は、NTFSファイルシステムを想定して必要としているように見えました。この機能がこれらのメーカーから現在出荷されているSSDでまだ利用可能かどうかは明らかではありません。MBRおよびNTFSを使用して適切にフォーマットされていない場合、これらのドライブでシステムデータの破損が報告されています。
トリム
トリム（コンピューティング）
TRIMは、ファイルの削除またはボリュームのフォーマットの結果として、以前に保存されたデータのどのブロックが不要になったのかをオペレーティングシステムがSSDに通知できるようにするSATAコマンドです。ファイルの上書きのように、LBAがOSに置き換えられると、SSDは、元のLBAが古いまたは無効としてマークされる可能性があることを認識し、ガベージコレクション中にそれらのブロックを保存しません。ユーザーまたはオペレーティングシステムがファイルを消去した場合（ファイルの一部を削除するだけでなく）、通常、ファイルには削除のマークが付けられますが、ディスク上の実際の内容が実際に消去されることはありません。このため、SSDは、以前にファイルによって占有されていたLBAを消去できることを認識しないため、SSDはそのようなLBAをガベージコレクションに含め続けます。
TRIMコマンドの導入は、というシステムを動作させるために、この問題を解決するサポートのような、それをWindows 7は、のMac OS（Snow Leopardは、ライオン、マウンテンライオンの最新のリリースでは、いくつかのケースではパッチを適用）、 FreeBSDのバージョン8.1以降、とのLinuxのバージョン2.6.33以降のLinuxカーネルのメインライン。ファイルが完全に削除されるか、ドライブがフォーマットされると、OSは有効なデータを含まなくなったLBAとともにTRIMコマンドを送信します。これにより、使用中のLBAを消去して再利用できることがSSDに通知されます。これにより、ガベージコレクション中に移動する必要のあるLBAが削減されます。その結果、SSDの空き容量が増え、書き込み増幅が少なくなり、パフォーマンスが向上します。
制限と依存関係
TRIMコマンドにはSSDのサポートも必要です。SSDのファームウェアがTRIMコマンドをサポートしていない場合、TRIMコマンドで受信したLBAは無効としてマークされず、ドライブはデータがまだ有効であると想定してデータをガベージコレクションし続けます。OSが新しいデータをそれらのLBAに保存する場合にのみ、SSDは元のLBAを無効としてマークすることを認識します。元々TRIMサポートをドライブに組み込んでいないSSDメーカーは、ユーザーにファームウェアアップグレードを提供するか、OSから無効なデータに関する情報を抽出してSSDを個別にTRIMする個別のユーティリティを提供できます。この利点は、ユーザーがそのユーティリティを実行するたびにのみ実現されます。ユーザーは、自動的にスケジュールされたタスクとしてバックグラウンドで定期的に実行するようにそのユーティリティを設定できます。
SSDがTRIMコマンドをサポートしているからといって、必ずしもTRIMコマンドの直後に最高速度で実行できるとは限りません。TRIMコマンドの後に解放されるスペースは、SSD全体に広がるランダムな場所にある可能性がパフォーマンスの向上を示すためにこれらのスペースが統合されるまでには、データの書き込みとガベージコレクションのパスが何度も必要になります。
OSとSSDがTRIMコマンドをサポートするように構成された後でも、他の条件によってTRIMのメリットが妨げられる可能性が2010年の初めの時点で、データベースとRAIDシステムはまだTRIMに対応していないため、その情報をSSDに渡す方法がわかりません。そのような場合、OSが新しい書き込みにこれらのLBAを使用するまで、SSDはこれらのブロックを保存およびガベージコレクションし続けます。
TRIMコマンドの実際の利点は、SSDの空きユーザースペースによって異なります。SSDのユーザー容量が100GBで、ユーザーが実際に95 GBのデータをドライブに保存した場合、TRIM操作でガベージコレクションとウェアレベリング用に5GBを超える空き領域が追加されることはありません。このような状況では、オーバープロビジョニングの量を5 GB増やすと、SSDのパフォーマンスがより安定します。これは、OSからTRIMコマンドが送信されるのを待たずに、常に5GBの追加の空き領域があるためです。
オーバープロビジョニング
SSDに見られるオーバープロビジョニングの3つのソース（レベル）
オーバープロビジョニング（OP、オーバープロビジョニング、またはオーバープロビジョニングと表記されることもあります）は、フラッシュメモリの物理容量と、ユーザーが使用できるオペレーティングシステム（OS）を介して提示される論理容量の違いです。SSDでのガベージコレクション、ウェアレベリング、および不良ブロックマッピング操作中に、オーバープロビジョニングによる追加のスペースは、コントローラーがフラッシュメモリに書き込むときの書き込み増幅を低下させるのに役立ちます。 オーバープロビジョニングは、ユーザーが使用可能な容量に対する追加容量のパーセンテージ比として表されます。
オーバープロビジョニング = 物理的容量 − ユーザー容量
ユーザー容量
{{ text {over-provisioning}} = { frac {{ text {物理容量}}-{ text {ユーザー容量}}} { text {ユーザー容量}}}}
オーバープロビジョニングは通常、次の3つのソースから発生します。
容量と使用の計算ギガバイト（GB）単位として代わりにギビバイト（ジブ）。HDDベンダーとSSDベンダーはどちらも、GBという用語を使用して10進数のGBまたは1，000，000，000（= 10 9）バイトを表します。他のほとんどの電子ストレージと同様に、フラッシュメモリは2の累乗で組み立てられるため、SSDの物理容量の計算は、バイナリGBまたはGiBあたり1，073，741，824（= 2 30）に基づいて行われます。これら2つの値の差は7.37％（=（2 30 − 10 9）/ 10 9 ×100％）です。したがって、追加のオーバープロビジョニングが0％の128 GB SSDは、ユーザーに128，000，000，000バイトを提供します（合計137，438，953，472バイトのうち）。この最初の7.37％は通常、オーバープロビジョニングの総数にはカウントされません。また、コントローラーがブロックステータスフラグなどの非オペレーティングシステムデータを追跡するためにある程度のストレージスペースが必要になるため、通常、実際の使用可能量は少なくなります。 メーカーは、1000GBおよび2000GBの容量の1または2TBドライブを提供するために2進数/ 10進数のユニット分岐のさらなるグレードを利用するため、7.37％の数値はテラバイト範囲で9.95％に拡張される可能性があります（931およびそれぞれ、1024GBと2048GBの代わりに1862GiB）（1 TB = 10進数で1，000，000，000，000バイト、バイナリで1，099，511，627，776）。
メーカーの決定。これは通常、物理容量の10進ギガバイトとユーザーが使用できるスペースの10進ギガバイトの差に基づいて、0％、7％、または28％で実行されます。例として、メーカーは、128 GBの可能な容量に基づいて、SSDの仕様を100、120、または128GBで公開する場合がこの差はそれぞれ28％、7％、0％であり、ドライブに28％のオーバープロビジョニングがあるとメーカーが主張する根拠となっています。これは、10進数と2進数のギガバイトの差から利用可能な容量の追加の7.37％をカウントしません。
ドライブ上の既知の空きユーザースペース。未使用部分の報告を犠牲にして、または現在または将来の容量を犠牲にして、耐久性とパフォーマンスを向上させます。この空き領域は、オペレーティングシステムがTRIMコマンドを使用して識別できます。あるいは、一部のSSDは、エンドユーザーが追加のオーバープロビジョニングを選択できるようにするユーティリティを提供します。さらに、使用可能なスペースの100％未満の全体的なパーティションレイアウトでSSDがセットアップされている場合、そのパーティション化されていないスペースは、オーバープロビジョニングとしてSSDによって自動的に使用されます。オーバープロビジョニングのさらに別の原因は、オペレーティングシステムの最小空き領域の制限です。一部のオペレーティングシステムは、特にブートドライブまたはメインドライブで、ドライブごとに特定の最小空き領域を維持します。この追加スペースがSSDによって識別できる場合、おそらくTRIMコマンドを継続的に使用することにより、これは半永久的なオーバープロビジョニングとして機能します。オーバープロビジョニングは、一時的または永続的にユーザーの容量を奪うことがよくありますが、書き込みの増幅が減少し、耐久性が向上し、パフォーマンスが向上します。
無料のユーザースペース
SSDコントローラーは、ガベージコレクションとウェアレベリングのためにSSD上の空きブロックを使用します。ユーザーデータがない（ユーザーが既にTRIMされているか、最初から書き込まれたことがない）ユーザー容量の部分は、（ユーザーが新しいデータをSSDに保存するまで）スペースのオーバープロビジョニングと同じように見えます。ユーザーがドライブの総ユーザー容量の半分だけを消費してデータを保存する場合、ユーザー容量の残りの半分は、追加のオーバープロビジョニングのように見えます（TRIMコマンドがシステムでサポートされている場合）。
安全な消去
参照：
データの残留性
ATA Secure Eraseコマンドは、ドライブからすべてのユーザーデータを削除するように設計されています。暗号化が統合されていないSSDの場合、このコマンドはドライブを元の初期状態に戻します。これにより、最初はパフォーマンスが可能な限り最高のレベルと可能な限り最高の（最小数の）書き込み増幅に復元されますが、ドライブがガベージコレクションを再開するとすぐに、パフォーマンスと書き込み増幅は以前のレベルに戻り始めます。 多くのツールは、ATA Secure Eraseコマンドを使用してドライブをリセットし、ユーザーインターフェイスも提供します。業界で一般的に参照されている無料のツールの1つは、HDDeraseと呼ばれます。 GPartedおよびUbuntuライブCDは、セキュア消去を含むディスクユーティリティの起動可能なLinuxシステムを提供します。
すべての書き込みをオンザフライで暗号化するドライブは、別の方法でATA SecureEraseを実装できます。安全な消去が行われるたびに、単にゼロ化して新しいランダム暗号化キーを生成します。このようにして、古いデータは復号化できないため、読み取ることができなくなります。暗号化が統合された一部のドライブは、その後もすべてのブロックを物理的にクリアしますが、他のドライブでは、ドライブを元の初期状態に戻すために、TRIMコマンドをドライブに送信する必要があります（それ以外の場合）。それらのパフォーマンスは最大化されない可能性があります）。
ATAセキュア消去–データの消去の失敗
一部のドライブは、ATA Secure Eraseを使用してデータを完全にまたは部分的に消去できない場合があり、データはそのようなドライブから引き続き回復可能です。
ウェアレベリング
ウェアレベリング
特定のブロックが他のブロックに書き込まずに繰り返しプログラムおよび消去された場合、そのブロックは他のすべてのブロックよりも先に摩耗し、SSDの寿命が早まって終了します。このため、SSDコントローラーはウェアレベリングと呼ばれる手法を使用して、SSD内のすべてのフラッシュブロックに書き込みを可能な限り均等に分散します。
完璧なシナリオでは、これにより、すべてのブロックを最大寿命まで書き込むことができるため、すべてのブロックが同時に失敗します。残念ながら、書き込みを均等に分散するプロセスでは、以前に書き込まれた変更されていないデータ（コールドデータ）を移動する必要があるため、頻繁に変更されるデータ（ホットデータ）をこれらのブロックに書き込むことができます。ホストシステムによって変更されずにデータが再配置されるたびに、これにより書き込み増幅が増加し、フラッシュメモリの寿命が短くなります。重要なのは、両方を最大化する最適なアルゴリズムを見つけることです。
静的データと動的データの分離
ライトアンプリフィケーションを低減するための静的（コールド）データと動的（ホット）データの分離は、SSDコントローラーにとって単純なプロセスではありません。このプロセスでは、SSDコントローラーが、絶えず変化し、書き換えが必要なデータ（動的データ）を持つLBAを、ほとんど変更されず、書き換えを必要としないデータ（静的データ）を持つLBAから分離する必要が今日のほとんどすべてのシステムのように、データが同じブロックに混在している場合、リライトでは、SSDコントローラーが動的データ（最初にリライトを引き起こした）と静的データ（リライトを必要としなかった）の両方をガベージコレクションする必要が他の方法では移動を必要としないデータのガベージコレクションは、書き込みの増幅を増加させます。したがって、データを分離すると、静的データを静止状態に保つことができ、データが書き換えられない場合は、そのデータの書き込み増幅が可能な限り低くなります。このプロセスの欠点は、SSDコントローラーが静的データをウェアレベリングする方法を見つける必要があることです。これは、変更されないブロックが最大P / Eサイクルに書き込まれる機会がないためです。
パフォーマンスへの影響
シーケンシャル書き込み
SSDが大量のデータを順次書き込んでいる場合、書き込み増幅は1に等しく、書き込み増幅がないことを意味します。その理由は、データが書き込まれると、ブロック全体が同じファイルに関連するデータで順番に埋められるためです。OSがファイルを置換または削除することを決定した場合、ブロック全体を無効としてマークすることができ、ガベージコレクションして別のブロックに書き換えるためにファイルの一部を読み取る必要はありません。消去するだけで済みます。これは、ガベージコレクションを通過するランダムに書き込まれたデータに必要な読み取り-消去-変更-書き込みプロセスよりもはるかに簡単で高速です。
ランダム書き込み
SSDでのランダム書き込みのピークパフォーマンスは、SSDが完全にガベージコレクションされた後、安全に消去された後、100％TRIMされた後、または新しくインストールされた後の多数の空きブロックによって決まります。最大速度は、SSDコントローラーに接続されているパラレルフラッシュチャネルの数、ファームウェアの効率、およびページへの書き込み時のフラッシュメモリの速度によって異なります。このフェーズでは、ライトアンプリフィケーションはランダム書き込みでこれまでで最高になり、1に近づきます。ブロックがすべて一度書き込まれると、ガベージコレクションが開始され、そのプロセスの速度と効率によってパフォーマンスが制限されます。このフェーズでのライトアンプリフィケーションは、ドライブが経験する最高レベルまで増加します。
パフォーマンスへの影響
SSDの全体的なパフォーマンスは、ライトアンプリフィケーションを含む多くの要因に依存します。フラッシュメモリデバイスへの書き込みは、フラッシュメモリデバイスからの読み取りよりも時間がかかります。 SSDは通常、パフォーマンスを向上させるために、チャネルとして並列に接続された複数のフラッシュメモリコンポーネントを使用します。SSDのライトアンプリフィケーションが高い場合、コントローラーはフラッシュメモリにそれ以上の回数を書き込む必要がこれには、ホストからデータを書き込むのにさらに時間がかかります。ライトアンプリフィケーションが低いSSDは、それほど多くのデータを書き込む必要がないため、ライトアンプリフィケーションが高いドライブよりも早く書き込みを終了できます。
製品ステートメント 。 2008年9月、IntelはX25-M SATA SSDを発表し、WAは1.1と報告されています。 2009年4月、SandForceはSF-1000 SSDプロセッサファミリを発表しました。WAは0.5と報告されており、これは何らかの形式のデータ圧縮によるものと思われます。 この発表の前は、1.0のライトアンプリフィケーションはSSDで達成できる最低のものと考えられていました。
も参照してください
フラッシュファイルシステム
パーティションの配置
ウェアレベリング
ノート
^ データは、複数のセルで構成されるページと呼ばれる単位でフラッシュメモリに書き込まれます。ただし、メモリを消去できるのは、複数のページで構成されるブロックと呼ばれる大きな単位のみです。
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外部リンク
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