耗損平均技術

耗損平均技術(英語:Wear Leveling),又稱磨損均衡,是快閃記憶體上的一種抹平技術。快閃記憶體的區塊有抺寫次數的限制,針對同一個單一區塊,進行重複抺除、寫入,將會造成讀取速度變慢,甚至損壞而無法使用。耗損平均技術目的在於平均使用快閃記憶體中的每個儲存區塊,以避免某些「特定」儲存區塊因過度使用而形成壞區塊。

磨損均衡算法通過將寫入分配到閃存介質上的多個扇區,控制閃存介質扇區的不均勻「磨損」。磨損均衡算法通常集成在閃存盤控制器的韌體內,如此實現的磨損均衡對操作系統透明。也有實現了磨損均衡的閃存專用檔案系統,適用於不提供硬件層面磨損均衡的閃存設備。原則上,磨損均衡算法能使閃存介質上的所有扇區幾乎同時達到其耐久限制,從而延長閃存介質的使用壽命。通過使用老化機制,可警告用戶何時達到耐久限制,從而提前進行內容備份,防止數據丟失。

耗損平均技術的性能及壽命依賴演算法及控制器的優劣,性能常會在經常多次寫入及剩餘容量很少時下降,有時可以藉由犧牲壽命來增加性能、或以掉速為代價來確保可靠度。

動態磨損均衡

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動態磨損均衡(英語:Dynamic wear leveling)通過映射表將操作系統的邏輯區塊位址(LBA)鏈接到閃存上。當操作系統寫入數據時,都會更新映射表,將原來的塊標記為「無效」數據。每當數據塊重新寫入閃存時,它都被寫入一個新位置,但舊位置處閃存塊數據不變,不會有額外的磨損。使用動態磨損均衡的設備比沒有磨損均衡的設備使用時間更長,但是即使設備不再使用,仍然有一些塊保持活動。[1][2]

靜態磨損均衡

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靜態磨損均衡(英語:static wear leveling),也稱為「全區磨損均衡」(global wear leveling),也使用映射表將邏輯區塊位址(LBA)鏈接到內存地址上。靜態磨損均衡與動態磨損均衡的工作原理大致相同。但靜態磨損均衡會讓一些使用率低的靜態的塊周期性地移動,從而讓這些低使用率的塊能夠被其他數據使用。這種類似於旋轉的效應使SSD能夠繼續工作,直到大多數塊都接近其使用壽命。[1][2]

比較

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下表為靜態磨損均衡與動態磨損均衡的比較:[2]

靜態磨損均衡 動態磨損均衡
使用壽命
性能
設計的複雜性 較複雜 較簡單
典型的使用 固態硬盤,工業級閃存盤[1][3] 消費級閃存盤

參考資料

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Perdue, Ken. Wear Leveling Application Note (PDF). Spansion. 2010-04-30 [12 August 2010]. (原始內容 (PDF)存檔於2011-06-07). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 USB Flash Wear-Leveling and Life Span (PDF). Corsair. June 2007 [27 July 2013]. (原始內容 (PDF)存檔於13 October 2007). 
  3. ^ Perdue, Ken. Wear Leveling Application Note (PDF). Spansion. 2010-04-30 [12 August 2010]. (原始內容 (PDF)存檔於2011-06-07). 

外部連結

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