本帖最后由 haierccc 于 2018-4-1 14:05 编辑
一、Open-Channel
妾身千万难，FTL将栖身何处？
我们知道SSD控制器内部算法核心是FTL（Flash Translation Layer），把用户的地址LBA转换为SSD内部Flash芯片的物理地址。一般的消费级SSD控制器内置FTL，因为功能比较简单和统一，消费级市场 经过WinTel联盟多年的锤炼，各种接口非常统一，大家的需求也很单一，只要支持Intel主板、Windows操作系统就可以了，大大简化了各种外设 的硬件设计。 但是进入了企业级市场，真是群雄并立，有各种各样的客户和存储厂家，大家使用多种多样的操作系统和主板架构，甚至Google、Facebook、BAT 都可以自己定义硬件、Linux底层。在这种情况下，FTL放在SSD控制器里面已经难以满足需求了，用户希望能够自定义FTL，根据自己的数据特点设计 高效的FTL，比如： 搜索引擎可以把索引表和SSD物理地址对应起来； 日志数据可以直接流式写入SSD内部Flash通道； 数据库希望key-value能对应到SSD物理地址。 这种自定义后面如果有FTL，导致几大缺点： latency变长； 达不到最优的性能； 垃圾回收、磨损平衡等浪费了SSD的存储空间和寿命。
CNEXlabs的SSD控制器把SSD内部的通道开放给用户使用，这样控制器只负责Flash数据传输、ECC、RAID、垃圾回收引擎、错误处理、坏块管理等工作，而FTL层的设计由Host自己根据需求实现。这样也方便用几个控制器组成一个大的SSD，甚至阵列。
在软件定义存储中的优势 可以集中管理多个SSD； 软件可定制； 根据需求定义FTL； FTL可以不断修改； 针对不同应用开发不同软件。 如下RocksDB例子，数据以日志形式直接写入Flash的块，有点像百度自己做的SSD。CNEXlabs还提供了Linux驱动，支持NVMe以及NULL Driver做FTL性能测试和Debug。
二、IO Determinism
固态硬盘卡顿是很多人都遇到过的问题，除了节能兼容性原因导致的卡顿之外，大多数重度使用时出现的卡顿都与垃圾回收或读写干扰有关：闪存的读取速度比写入快很多，写入速度又比擦除速度快出更多。在重度使用时，擦除和写入会拖慢同时进行的读取操作，影响固态硬盘性能发挥。东芝在企业级NVMe固态硬盘当中引入了IO Determinism特性来解决这个问题。
IO Determinism是计划中NVMe 1.4标准的特性，目标是使用新架构新算法降低固态硬盘的读取延迟，将具有变革性的提速效果。
通过将固态硬盘中的闪存分组使用，将写入与读取操作分离，避免了读取命令排队等待的情况；
经过优化以后，东芝将混合读写状态下的企业级固态硬盘读取延迟降低了100倍。
在IO Determinism出现之前，要降低混合读写的读取延迟主要是通过增大OP预留空间来实现，增大OP会提高固态硬盘单位可用容量成本，同时效果也不如IO Determinism那样立竿见影。
企业级和消费级固态硬盘之间原本没有绝对的鸿沟，技术上的共通性让企业级技术下放成为可能，我们未来就可以用更低的价格买到更好用的消费级固态硬盘。
以上2篇文字是转帖过来的，看来SSD仍然有很大的优化空间，今后的速度和延迟能比肩RAM。
IO Determinism是经过优化的NVME协议，而Open-channel则是彻底革命：主控不再运行FTL（改由主机CPU完成），直写物理闪存。这与directX直写显卡有异曲同工之妙。
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