SSD 后端顺序写理论性能评估方法

　　SSD项目开展之前，经常需要评估SSD的理论性能，本文中着重评估后端理论性能。首先假设当前NAND Flash 具备以下参数特征：

• 　　plane: 4
• 　　tR = 42us;
• 　　tProg = 630us / page;
• 　　lun: 2;
• 　　单die 1Tb 容量，即单die 128GB;
• 　　NAND Flash 配置带宽为800MB/s，Frequency为400MHz；

　理论计算的基本模型为：数据量/所需时间=带宽；

以2TB容量的SSD为例，计算其理论性能大小：

1、顺序program 性能： program 一次的数据量为：16KB * 3 * 4 plane= 48 *4 = 192KB； 数据传输时间：tDMA = (18KB * 3 * 4)KB/800MB/s = 270us; TLC Program 时间约为：630us * 3 = 1890us; 

2、对于单CH,单CE而言，顺序的情况下，其性能约为： 192KB / (270us + 1890us) = 88.8 MB/s； 

 

    对于常见的顺序写性能调优中，可以参照如下模型：

 1、一条Program 命令的耗时可以分为两个部分：tDMA和tProg； 其中tDMA 与NAND 带宽相关，tProg与NAND颗粒相关；

 2、对于某一个CE而言（并发的最小粒度），整个Program时间为：T = tDMA+tProg;

 3、对于顺序写场景，考虑host 会连续不断发送写命令，CE1 所需要的时间可以接在CE0所消耗的时间后面，如上图中CE0后面的红色时间段；同样的CE2所消耗的时间可以接在CE1后面；

      那么考虑两个CE并发（命令维度）时，同时，tProg 远大于tDMA，此时写的耗时为：T1 = tDMA + tProg（传输了两个CE Program的数据量）；

      假设 tProg >= N * tDMA； 则当CE NUM = M，且 M <= N 时，顺序写M个CE的耗时 依旧为：T1；

      若此时M = 4， 此时顺序写的性能为： 数据量（192KB * 4）/(270us + 1890us) = 341.3 MB/s ; 若CH 数为8，则顺序写最大后端性能为：341.3MB/s * 8= 2730.4 MB/s;

4、基于上述的分析，若CE数量为8时，依旧期望并发性能最大，则需要降低tDMA 消耗的时间，才能使顺序写性能最大；

 

　　以上总结仅为个人理解，欢迎各位同行指正~~~