用戶拿到一款SSD,除了關心其容量和性能參數外,還會關心它的壽命(Endurance)指標,也就是在SSD產品保質期內,總的壽命是多少,能寫入多少字節的數據量。衡量SSD壽命主要有兩個指標,一是DWPD,Drive Writes Per Day,即在SSD保質期內,用戶每天可以把盤寫滿多少次;另一指標是TBW,Total Bytes Written,在SSD的生命周期內可以寫入的總的字節數。
DWPD
回頭看一下上面的S3710 SSD的Endurance項
200GB SSD五年使用期限內對應的壽命是3600TB,平均到每天可以寫入3600TB/(5*365)= 1972GB,這塊盤本身200GB,1972GB相當于每天寫入10次,也就是規范書說的10 Drive Writes Per Day,簡稱10 DWPD。
由上可以看出,總的寫入量可以換算成DWPD,一些SSD指標上更多使用DWPD作為壽命參數。這里要特別說明的是從應用的角度出發,多數應用讀多寫少,少數應用寫多少讀,應用不同,對SSD的壽命要求也有所不同。所以我們可以歸類一下:寫密集(Write Intensive)和讀密集(Read Intensive)兩種類型。
表1-8DWPD定義
DWPD:5年的壽命期內每天可以滿盤寫入的次數
表1-8比較好的歸納出應用場合和應用讀寫特點所需求的DWPD參數,這里就不展開解釋。
天下沒有免費的午餐,DWPD越大,單盤價格自然越高。所以用戶需要思考的是什么應用場景使用SSD,以及使用合適DWPD壽命的SSD,照顧性能和經濟的雙重平衡。最好的平衡藝術就是根據用戶數據的生存期及熱度分層,技術架構上根據數據冷熱和存在時間對數據打標簽,放入對應的層級以及不同DWPD的SSD。
以下是一個典型的應用場景的SSD分級應用,OLTP(聯機事務處理)有大量寫應用的數據,術語叫熱數據,性能要求極高,所以放入T1-WI SSD層,這一層SSD單盤價格高低總容量;第二層是寫少讀多應用,術語叫溫數據,性能要求也很高,所以使用T2-RI SSD存放數據;第三層基本上是冷數據,極少被讀到和寫到,所以用大容量低價的HDD也無可厚非。總的來說OLTP用到了40%的SSD,算是對SSD需求量比較高的應用類型。當然也有不太需要SSD的應用,如圖1-21最右列的Disaster Recovery(容災備份)。
圖1-21數據分層及SSD應用
最后我們來看一下現實世界對SSD的DWPD要求分布如何?數據顯示更多的應用是寫少讀多,83%的應用使用少于1 DWPD的SSD。想象一下消費級SSD,我們每天的數據寫入量是極少的,盤生命周期內幾乎不被填滿過,所以極低的DWPD是可以接受的。業界主流的消費級SSD DWPD是0.3。可以預見的是,數據爆炸的時代,用戶對數據總量的需求是逐年遞增的,也即是新增數據成倍數逐年增加,尤其是企業級應用,這個83%是否會減少,答案是肯定的。
TBW定義:Total Bytes Written,在SSD的生命周期內可以寫入的總的字節數,用來表達SSD的壽命指標。從SSD的設計來看,如何設計來滿足SSD的TBW要求或者SSD的TBW是如何計算的,哪些因素影響到SSD TBW?
先給一個公式:
NAND PE Cycles:SSD使用的閃存標稱寫擦除次數,如3K/5K。
Capacity:SSD單盤用戶可使用容量。
WA:寫入放大系數,上面有解釋過,這跟SSD FW的設計和用戶的寫入的數據類型(順序寫還是隨機寫)強相關。
TBW和DWPD的計算公式:
有了上面的公式,你可以簡單計算一塊SSD盤的TBW或者由TBW計算每天的寫入量。
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原文標題:如何計算和分析固態硬盤的壽命
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