對 SSD 使用預留空間

為了形象化過度配置的策略，想像一個五乘五的框架拼圖。當 24 塊拼圖填滿整個框架時，更改各個拼圖的位置非常困難，因為只剩下 1/25 的可用空間。然而，如果框架中僅放入 12 塊拼圖，則更改這些拼圖的位置會更容易且更快。換句話說，自由空間越多，就越容易在更短的時間內將棋子移動到特定位置。

SSD 也是如此。當SSD中保留的塊越多時，將數據寫入特定位置的速度應該會更快。組織數據時減少移動動作的數量可以更有效地執行垃圾收集。這種策略可以提高性能和耐力。我們將保留更多可用空間的過程稱為過度配置。

過度配置技術

可通過三種方法對 SSD 應用預留空間。

1. 二進製到十進制的預留空間。 NAND組件是用二進制容量構建的，而SSD是用十進制容量構建的，這意味著SSD中有額外的7%無法使用的NAND容量，如上圖所示。

2. 製造商設計過度配置。通常，預留空間的百分比是在SSD工廠低級格式化時設置的，典型的預留空間百分比分別為0%、7%和28%。對於 128GB SSD，其出廠容量為 128GB，超額配置為零；120GB，超額配置為 7%；100GB，超額配置為 28%。

這是具有不同“用戶空間”的同一 SSD 的示例。 SSD 的最小預留空間量在出廠時已設置，但用戶可以分配更多空間以獲得更好的性能。無論哪種方式，為了做出更好的 SSD 購買決策並針對每個獨特的環境和用例以最有利的方式配置驅動器，必須對預留空間有一定的了解。

當剩餘大約 50% 的可用空間時，SSD 的性能開始下降，這就是為什麼一些製造商會減少用戶的可用容量，並將其留作額外的預留空間。

製造商可能會從 128GB 中保留 28GB，並將 SSD 作為 100GB 出售，其中 28% 是超額配置。事實上，這 28% 是在內置的 7.37% 之外的，所以了解供應商如何使用這些術語是很有好處的。用戶還應該考慮到使用中的 SSD 很少會完全滿。 SSD 利用這種未使用的容量，動態地將其用作額外的預留空間。國際磁盤驅動器

設備和材料協會 (IDEMA) 發布了大多數 HDD 和 SSD 製造商遵循的驅動器容量標準 (LBA 1-03)。 128GB和512GB容量如上表所示。

3. 驅動器上已知的可用空間。 這是過度配置的第三個來源，來自驅動器上已知的可用空間, 以報告未使用部分和/或當前或未來容量為代價來獲得耐久性和性能。該可用空間由操作系統使用 TRIM 命令標識。或者，某些 SSD 提供實用程序，允許最終用戶選擇額外的預留空間。

超額供給效率

預留空間的效率取決於它如何寫入SSD，有兩種最常見的方式： 對於順序寫入，空閒空間沒有任何好處，因為當填充塊的數據不再有效時，垃圾收集會在這些塊上運行。這些塊中沒有需要編程的有效頁面（或多個頁面）。

對於隨機寫入，主要問題是無效頁。每當垃圾收集開始時，控制器都需要將有效頁面寫入其他未使用的塊。隨著後台讀/寫和主機讀/寫請求，整體驅動器性能會下降。

• • Over-Provision 優勢：減少 WA，同時提高耐用性和性能。
  • 過度配置的缺點：用戶容量損失。

預留空間可提供更多的備用塊，從而實現更高效率的數據移動、更低的寫入放大 (WA) 和更好的耐用性。因此，我們得出的結論是，預留空間可以延長 SSD 的使用壽命。

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