固态硬盘的局限性

SSD（固态硬盘）具有速度快、功耗低、耐用和重量轻等优点。 SSD 已与 HDD（硬盘驱动器）一样广泛使用。 HDD 和 SSD 之间的区别在于它们管理数据的方式。 SSD 上的此任务比 HDD 上的更复杂。通过适当的管理，SSD 速度很快，并且在驱动器的整个使用寿命内具有较长的耐用性。

NAND（非与门）基本操作

无法单独读取或写入单个 NAND 闪存单元。数据需要使用非常具体的属性进行分组和访问。以下是SSD的读、写、擦除属性：

1. 在第 1 页上对齐的读取只能向操作系统请求 1 个字节，但会在 SSD 中检索整页，从而强制读取超出必要数量的数据。

2. 在页面上写入对齐。将数据写入 SSD 时，写入会按页面大小的增量进行。即使写操作只影响一个字节，也需要将整个页写入闪存。

如何向页面写入数据：

A。蓝色数据表示数据写入。

b.黄色的新数据添加到块中。蓝色数据也必须更新。因为无法覆盖，所以必须重新写入，原来的数据被标记为无效。

C。每次蓝色数据收到更新时都会重复此过程。

3. 擦除与块大小对齐。页进行读/写操作，但无法擦除单个页。只能一次性擦除整个块。

读取和写入可以发生在页级别，但擦除（删除）只能发生在块级别。用户可以从一个块读取或向一个块写入任意数量的页，但如果用户想要擦除该块的任何部分，则驱动器必须擦除该块。

SSD 擦除操作的属性

A。所有页面都是空的

b.数据已写入

C。区块已满

d.数据被标记为无效。未标记为删除的有效数据将与新数据合并。新合并的集团“行动”。这里，未标记为无效的“好数据”从蓝色块和绿色块重写为具有可用页面的空块

e.有效数据写入另一个块。块中的所有数据都可以被标记为无效

F。一个块中的所有数据已被清除，可以重复使用

闪存转换层 (FTL)

SSD 使用与 SATA（串行 ATA）接口相同的主机接口。需要一个额外的组件来隐藏 NAND 闪存的内部特性，并仅向主机公开 LBA（逻辑块地址）阵列。该组件是 FTL ，驻留在 SSD 控制器中。 FTL 至关重要，有两个主要目的：逻辑块映射和垃圾收集。

逻辑映射

逻辑块映射将主机空间中的 LBA 转换为物理 NAND 闪存空间中的 PBA（物理块地址）。该映射采用表格的形式，为任何 LBA 提供相应的 PBA。该映射表存储在SSD的缓存中，以便更快地访问。它保存在闪存中，以防断电。

垃圾收集

SSD 控制器中的垃圾收集过程可确保擦除“无效”页面并将其恢复为“空闲”状态。这为传入的写入命令留出了空间，因为页面不能部分写入。如果需要更新页面中的数据，则将新数据写入空闲页面，并将包含先前数据的页面标记为无效。当块包含无效页时，需要先将其擦除，然后才能重写。

概括

SSD 操作受到 NAND Flash 特性的限制：

1、写操作必须以页为单位，不能覆盖页原来的内容。

2. 由于物理限制，擦除数据必须在块级别。

阅读：安全擦除 SSD 上存储的数据