SSD領(lǐng)域涉及到較多的專業(yè)術(shù)語(yǔ)，為了更深入地了解SSD技術(shù)，本文對(duì)常用SSD術(shù)語(yǔ)進(jìn)行簡(jiǎn)要的說明和介紹。

Namespace

命名空間，是 NVMe 協(xié)議中一個(gè)基本的邏輯空間的概念。簡(jiǎn)單地說，命名空間將 NVMe SSD 的用戶空間進(jìn)行邏輯劃分，每個(gè)命名空間擁有自身的 NAND 顆粒，可以獨(dú)立地進(jìn)行格式化和加密等操作。

OP

Over-provisioning，一般稱為預(yù)留空間，它是指 SSD 保留一部分閃存空間留作他用，這部分空間用戶不可操作，容量大小一般是由主控決定的，一般不建議用戶自行修改。OP 空間在垃圾回收（Garbage Collection, GC）、耗損平衡（Wear Leveling, WL）、減少寫入放大（Write Amplification, WA）等多個(gè)方面都有作用，具體如何應(yīng)用要取決于 SSD 主控算法。OP 的使用情況對(duì)于磁盤的健康狀態(tài)是有影響的。

DWPD

Diskful Writes Per Day，每日整盤寫入次數(shù)，是指在預(yù)期壽命內(nèi)可每日完整寫入 SSD 固態(tài)硬盤所有容量的次數(shù)。這個(gè)參數(shù)一般會(huì)作為參考 NMVe SSD 壽命和性能的重要評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)。由于 SSD 的實(shí)現(xiàn)是基于電氣原理的，每個(gè) NAND 顆粒的擦寫（P/E）次數(shù)是有限制的，一般廠家都會(huì)標(biāo)定一個(gè)壽命期限。OP 所實(shí)現(xiàn)的 WL 對(duì)于維護(hù)磁盤的使用壽命具有很重要的意義。

MTBF

Mean Time Between Failures，平均無(wú)故障工作時(shí)間，或相鄰兩次故障之間的平均工作時(shí)間，是衡量一個(gè)產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)，單位為“小時(shí)”。MTBF主要通過實(shí)證法采用加速應(yīng)力方式來證明產(chǎn)品長(zhǎng)期可靠度，主要通過高溫加速測(cè)試計(jì)算評(píng)估，從測(cè)試深度、廣度、持久度三個(gè)方向進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。

PI

Protection Information，保護(hù)信息。完整的端到端數(shù)據(jù)保護(hù)支持由Host端生成PI，提供從Host直至SSD內(nèi)部的完整端到端數(shù)據(jù)路徑保護(hù)。在數(shù)據(jù)生成時(shí)，通過對(duì)數(shù)據(jù)添加PI，并將其作為元數(shù)據(jù)始終伴隨用戶數(shù)據(jù)一同傳輸和校驗(yàn)，借此降低靜默錯(cuò)誤的發(fā)生；同時(shí)，借助ECC（如BCH、LDPC）、Die間RAID5等手段，對(duì)檢測(cè)到的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)加以修正，提升整個(gè)端到端數(shù)據(jù)傳輸過程中的可靠性。PI也可以通過SSD Controller生成，提供SSD盤內(nèi)的數(shù)據(jù)保護(hù)，通常，后者稱為“數(shù)據(jù)路徑保護(hù)”技術(shù)。

PI與用戶數(shù)據(jù)通常是連續(xù)存放。這要求SSD在提供標(biāo)準(zhǔn)的用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間（如512字節(jié)或4096字節(jié)）之外，額外提供PI作為元數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)域。

VSS

Viable Sector Size，可變Sector Size，也叫活性扇區(qū)大小。它允許SSD在保存用戶數(shù)據(jù)的同時(shí)，保存該數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)，也就是對(duì)PI的存儲(chǔ)。它是全閃存陣列實(shí)現(xiàn)NVMe端到端數(shù)據(jù)保護(hù)，降低靜默錯(cuò)誤發(fā)生的必要前提。在保證一致性能前提下，進(jìn)一步保證存儲(chǔ)系統(tǒng)和分布式文件系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)可靠性的高要求。

DIF/DIX

PI 的具體實(shí)現(xiàn)包括 DIF 和 DIX 兩種方式，這兩種數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制的主要區(qū)別是 PI 信息的位置不同。具體選擇哪種格式，要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

Data Integrity Field (DIF)，即元數(shù)據(jù)與用戶數(shù)據(jù)（LBA Data）連續(xù)存放。

Data Integrity Extension (DIX)，元數(shù)據(jù)與用戶數(shù)據(jù)單獨(dú)存放。

SR-IOV

Single-Root I/O Virtualization，單根 I/O虛擬化。是一種基于硬件的虛擬化解決方案，通過利用PF和VF的屬性，將一個(gè)設(shè)備虛擬出多個(gè)PCIe設(shè)備，利于虛擬機(jī)操作，從而大大減輕宿主機(jī)的CPU負(fù)荷，提高性能和可伸縮性，幫助系統(tǒng)解決虛擬機(jī)SSD盤的QoS問題，可支持更多數(shù)量的虛擬機(jī)業(yè)務(wù)。VM可直接與VF通信，不需要Hypervisor接入IO處理，節(jié)約 vCPU資源，實(shí)現(xiàn)性能隔離。

SR-IOV可實(shí)現(xiàn)多個(gè)虛擬機(jī)共享物理資源，且bypass Hypervisor（或者VMM）軟件層，使得虛擬機(jī)可使用到NVMe SSD的高性能。

PRP

Physical Region Page，物理（內(nèi)存）區(qū)域頁(yè)，主機(jī)側(cè)用于通知SSD數(shù)據(jù)所在的內(nèi)存位置的一種方式。NVMe把Host的內(nèi)存分為頁(yè)的集合，頁(yè)的大小在CC寄存器中配置，可以是4K、8K…128MB，PRP Entry是一個(gè)64位的內(nèi)存物理地址指針，描述的是一段連續(xù)的物理內(nèi)存的起始地址，PRP list中每個(gè)PRP Entry都描述一個(gè)物理頁(yè)。每個(gè)NVME 命令有兩個(gè)域，PRP1和PRP2，Host通過這兩個(gè)域告訴SSD數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的位置或數(shù)據(jù)需要寫入的地址。

SGL

Scatter Gather List，散列聚集列表，是另一種索引內(nèi)存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。用以描述一段數(shù)據(jù)空間，該空間可以是數(shù)據(jù)源所在空間，也可以是數(shù)據(jù)目標(biāo)空間，SGL由若干個(gè)SGL segment組成，每個(gè)segment又由若干個(gè)SGL descriptor組成。與PRP描述物理頁(yè)不同，SGL可以描述任意大小的內(nèi)存空間，更為靈活。

Multi-stream write

多流寫，該技術(shù)可以使SSD根據(jù)主機(jī)端提供的Stream ID，將具有相同或相似生命周期的數(shù)據(jù)寫入到相同的擦除單元中去，大大提高GC時(shí)的效率，減少寫放大，使得SSD的性能和壽命都有較大的提升。

ZNS

Zoned Name Spaces，分區(qū)命名空間。ZNS將一個(gè)Namespace的邏輯地址空間切分成單個(gè)zone（一種固定大小的子區(qū)間），每個(gè)zone都有一段LBA（Logical Block Address, 邏輯地址空間）區(qū)間，這段區(qū)間只能順序?qū)?，而且如果要覆蓋寫，則必須進(jìn)行一次擦除操作。這樣，namespace就可以把NAND內(nèi)部結(jié)構(gòu)的邊界透露給外界。NVMe SSD也就能夠?qū)⒌刂酚成浔淼葍?nèi)部管理工作交由host去處理，從而減少寫放大、選擇合適的GC時(shí)機(jī)。ZNS驅(qū)動(dòng)器減少了用于過度配置的額外閃存，因?yàn)樗鼈儾幌Ｍl繁寫入，因此成本更低。

Union Memory

通過了解這些術(shù)語(yǔ)，我們可以更好地理解SSD技術(shù)的原理和性能特點(diǎn)，并在選擇、使用和優(yōu)化SSD時(shí)做出更明智的決策。

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