MySQL Disk--SSD磁盘性能抖动问题

SSD性能

空盘性能：SSD出厂时磁盘没有任何数据情况下的性能
稳态性能：当SSD使用一段时间后，在垃圾回收(GC)机制全速运行时的性能。
通常情况下，空盘性能要远高于稳态性能，企业级SSD标称的性能指稳态性能。

 

SSD性能抖动

影响SSD性能和导致SSD性能抖动的因素：
1、比特错误(BitError)
2、读/写/擦除操作冲突
3、垃圾回收(GC)
4、读平衡(Read Disturb)

 

比特错误(BitError)

NAND Flash作为半导体介质，制造工艺/NAND类型/使用寿命/存放时间等因素都影响NAND比特出错率。
1、当Bit Error较小范围时，BCH或LDPC解码器能快速解码，将读请求控制100us左右
2、当Bit Error超出了快速解码的范围，则会导致解码器消耗更多时间进行解码，导致读延迟
3、当Bit Error过多导致解码器无法正确解码，则需要SSD使用Read Retry机制尝试通过调整NAND参考电压来重新读取数据，导致更大范围延迟
4、当Bit Error过多且Read Retry机制失败后，需要SSD内部的NAND级别RAID来进行数据恢复，产生更高延迟。

在SSD磁盘使用寿命不断耗尽过程中，NAND Flash的Bit Error错误会越来越高，因比特错误导致读延迟的概率和读延迟时间也会随之增高。

 

读写/擦除操作冲突

由于NAND Flash的擦除操作以区为单位，擦除操作耗时较高(2ms左右)，当读写操作与擦除操作冲突时，会导致读写操作出现延迟。

 

垃圾回收(GC)

当SSD内部进行垃圾回收(GC)操作时，会消耗SSD磁盘资源，导致SSD性能下降

 

读平衡(Read Disturb)

当SSD某块区域被频繁读取，SSD内部Firmware会启用读平衡(Read Disturb)机制，将该区域数据迁移到寿命较高的区域，该操作同样会消耗SSD磁盘资源并导致SSD性能下降。