优化NAND数据管理系统 SSD性能提升新思路

  【天极网DIY硬件频道】在SSD性能的提升上，日本科研人员找到了一种提升SSD硬盘性能的新思路——通过优化NAND闪存的数据管理系统，写入速度可达目前的三倍，而功耗降低60%，耗费P/E次数也可降低55%，关键是不需要硬件改进，理论上只需要升级固件即可。

  在上周举行的2014 IEEE国际闪存工作组会议上，日本武内健教授领导的小组发表了一个新论文——通过垃圾回收过载抑制的、可用于高性能SSD的NAND闪存数据管理系统，里面介绍了一种通过优化SSD写入数据过程的方式提升SSD性能的思路。

  根据NAND的基本原理来说，NAND不能像HDD那样直接在原有数据上覆盖写入的，它需要清空已有数据区域才能写入新数据，这个过程会耗费一定时间(大约100毫秒，虽然看起来非常非常短)，也会产生垃圾，不仅占用SSD容量，还会降低性能，所以SSD需要TRIM或者GC垃圾回收之类的机制保证性能恢复正常。

  
传统的SSD写入数据(左)与新思路下的写入数据的过程

  传统的SSD写入数据是OS操作系统直接给FTL(闪存转换层)分配LBA逻辑区块寻址，武内健团队的思路是在这个过程中增加一个LBA扰流器(LBA scrambler)，一旦再有数据写入操作，数据并不会写入空白页，而是写入已经可以被删除的碎片页面上，如此一来就可以减少需要进行GC处理的无效页的数量了。

  根据测算，这种方式的写入速度可达目前水平的三倍，如果以500MB/s的主流水平来看，这个技术可将SSD的写入速度提升到1.5GB/s，而功耗会降低60%，消耗的P/E次数也可降低55%。最重要的是，这种技术不需要硬件改进，只需要加强软件管理，意味着只要通过固件升级就能享受到三倍性能提升。

  当然，这个新思路是非常诱人的，它能将SSD的读写性能提升三倍，并且不需要升级硬件，但是也没什么应用时间表，何时大规模应用就不得而知了。