SSD的特点

SSD属于半导体器件，目前主流SSD都采用NAND flash芯片。与磁盘相比，主要有以下优势：

1. 更高的随机访问性能，无寻道时间；
2. 低能耗；
3. 对温度和震动具有更强的适应性。

SSD最大的问题是寿命和可靠性，擦除一定次数后SSD会损毁。此外：

1. 随着位密度上升，flash芯片的可靠性和寿命下降，这是容量和可靠性的矛盾；
2. RAID不太适合SSD，因为SSD RAID中相关设备故障的概率很高；
3. 关于SSD可靠性的研究很多，毁誉参半，SSD的可靠性仍待证明。

可靠性是部署SSD到商业系统的障碍。flash芯片还具有三个关键的技术限制：

1. 不能就地覆盖，写一个page之前必须擦除整个block；
2. 不能随机写，一个block内的page必须按顺序写；
3. 有限擦除/编程次数，block擦除一定次数后就会损毁。

与磁盘相比，这些奇怪的限制（不明白这些限制的产生原因）产生了一些影响。一些适合磁盘的数据结构可能不太适合SSD，比如一些索引数据结构，它们通常涉及很多随机写和原地覆盖。最适合SSD的数据结构是log-structure。

FTL是SSD非常关键的组件，将SSD接口转变为磁盘接口，上层应用就可以像磁盘一样使用SSD。为了解决上述限制，研究人员在FTL做了很多工作：

1. 间接映射，一张映射表管理逻辑地址和物理地址的映射；
2. 日志写机制，向一个逻辑page写入数据，会将对应物理page置为失效，新的数据被顺序写入block；
3. 垃圾回收，定期执行回收失效的page；
4. 损耗平衡，数据有冷热之分，存储热数据的block会很快损毁，交换冷热数据可以均衡block的损耗速度；
5. 过量供应，加入额外存储容量可以帮助垃圾回收和损耗平衡。

flash的基本读写单元是page，通常每个page有4KB的数据区，还有一块元数据区，称为OOB，这块区域可以用于存储page对应的逻辑地址等信息。