Fw: [閒聊] SSD－被誤解的"寫入放大"

[Cubelia (大胸智乃)]

※ [本文轉錄自 PC_Shopping 看板 #1NmdY8RP ]

作者: Cubelia (大胸智乃) 看板: PC_Shopping
標題: [閒聊] SSD－被誤解的"寫入放大"
時間: Sun Aug 28 13:37:04 2016

網頁好讀版:
https://www.ptt.cc/bbs/PC_Shopping/M.1472362632.A.6D9.html

SSD－被誤解的"寫入放大"

最近大濕看到某些人濫用"寫入放大"這詞
為了釐清到底為什麼SSD會有寫入放大，那用戶該不該擔心這點
所以花了一點時間寫了這篇文

先說結論:
1.SSD一定會有寫入放大(WA)，這是SSD必定會遭遇到的本質
(除了可壓縮數據的主控方案，哪顆SSD沒有大於1x的WA?)

2.不可能只要有寫入放大就是有問題，更要小心別誤用寫入放大這個詞
(如某某SSD會寫入放大)

3.Intel 535有特定狀態下的高寫入放大
Intel不積極解決也確實是一個比較麻煩的點，現在是依靠夠硬的保固去支撐

4.不代表其它方案的SSD就必定會有和535有相同的情形

5.一般用SMART的累積值算寫入放大其實存在著盲點
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1.為什麼會有寫入放大，還有 寫入放大 到底是什麼?
寫入放大，原文"Write Amplification"

簡單來說就是實際寫入NAND Flash的資料量除以主機要求寫入的資料量=寫入放大值
http://i.imgur.com/UT13Q2R.png
(以下將寫入放大簡稱為WA，因為是倍數所以可以後綴x)
要深入了解為什麼會有WA的現象請看下面這篇
http://www.pceva.com.cn/topic/crucialssd/index-6_7.html

簡單來說例如主機要求寫入1GB的資料時
經過一些主控和NAND Flash間的背景處理後實際寫入NAND Flash的量會高於1GB
這就是寫入放大的現象

所以只要是SSD有WA就是問題嗎? 不見得，這是錯誤的觀念
好或不好是看WA的高低

早期(2008年)是認為WA會大於1x或無限接近於1x
以Intel的X25-M來說，Intel宣稱最佳狀態可以達到~1.1x的WA
相較於同期的方案(那時以JMF602為大宗，也是表現最差的)，WA甚至還會高於10
(好一點的有Samsung或MTRON的SLC方案)

直到2009年時有一間現在大家逐漸淡忘的廠商－SandForce
提出了一個能夠降低WA，最佳狀態甚至還能低於1x的技術，也就是DuraWrite
例如主機要求寫入1 GB的可壓縮資料時會被主控即時壓縮到小於1 GB的量
使實際寫入NAND Flash上的資料量更少

那為什麼SandForce不稱它為write attenuation(寫入縮小)之類的?
別問我，可能是SF沒辦法保證每一種負載都能夠小於1x的Write Amplification
自然而然就繼續用Write Amplification了(反正"倍數"也可以小於1嘛)

不過隨著主控和韌體算法的演進，SSD的寫入放大已經有比較好的改善了
所以後來比較少有人在提及

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2.為什麼最近又開始有用戶關心寫入放大?
原因主要是Intel 535在特定情況下會有高寫入放大的表現
(而且價格便宜，買的人多，那回報數就更多了)

Intel 535(530也有)用的BF29AS41BB0主控骨子裡就是SF-2281(客製版)
但不知道怎麼搞的，大概是Intel在韌體節能政策上的修改
使得535(530也有)在特定情況下的WA相當高，網路上超過30倍的例子也不是找不到

甚至已經有勇者把E9當前值用到=1了，話說為何不送修R
http://www.mobile01.com/topicdetail.php?f=490&t=4741097

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3.Intel SSD SMART值的E9值和什麼有關?

E9值和寫入量有關(NAND寫入量)，照理來說是指剩餘的P/E %
然後E9值不會歸0，頂多降到1(然後就會失去保固)
要是在E9目前值降到1時再一直寫入，SSD還有可能會鎖死

而Intel 535(530也有)的高寫入放大使寫入NAND Flash的資料量極高
使E9值以極快的速度消耗

而Intel對於535和530的這問題似乎也並不是非常積極的要去解決
https://communities.intel.com/thread/46941

最後隔了這麼久的回覆則是...(2016/08/28同一討論串尚無下文)
https://communities.intel.com/message/389443#389443

所以要買535的話建議定時觀察SMART的E9當前值
E8低於20(健康度就會紅燈)就直接送修

算是比較阿莎力的方法，但治標不治本
https://www.ptt.cc/bbs/PC_Shopping/M.1461244961.A.BDB.html

但是依照M01那篇來看
就算E9=1,E8也不會低於20

而Intel客服最後是說有問題就能送修(人損和物理損傷除外)

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4.現在某些人也會說這個高寫入放大(強調"高")的問題會不會發生在Intel的OX SSD
甚至是其它家的SSD會不會也有高寫入放大的問題

答案:
不同主控和韌體的方案就沒什麼好怕的
目前這問題只有在535才見的到(530也有) ，而520沒有這個問題

像是Intel 730用的是DC S3500/3700的自家主控方案
而Intel 600P用的也不可能是535和530的方案
(反倒是用了SMI的N00X94 NVMe PCIe x4主控)
更不用說Intel 750，又或是其它方案的SSD了(也許某些會有，但相對少見)

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5.只看SSD的SMART值來算WA其實有個盲點，那就是提供給用戶看的資料只是"累積值"

因為不同壓力下和寫入的資料類型會影響寫入放大值
用總合的累積值來算並不是非常嚴謹的做法

以下是簡單的快速驗證法:
測試的是SF-2281VB1的Intel 520 120GB，以它當作範例應該不會有太大的爭議
這是做測試以前的SMART值，照總合值來算WA~1.2x
http://i.imgur.com/tkReXV8.png

接到SATA 3Gb/s的接口，所以循序讀寫的速度會砍半(不影響寫入量)
但目前是髒碟狀態(都拿這顆當暫存碟w)

並使用AS SSD Benchmark 1.7.4739.38088做測試
老話重談，AS SSD用的是比較比較難壓縮+全隨機的數據
對SF主控來說跑分比較吃虧，一次完整測試共5GB的主機要求寫入量

以累積寫入量的差值來看主機要求確實是5GB
但可以看到NAND累積寫入量的差值只有3GB

這樣跑一次AS SSD Benchmark 1.7.4739.38088的WA~0.6x
和剛剛用累積值算的1.2x差非常多

所以拿累積值來算並不是很嚴謹的做法
http://i.imgur.com/DZgc9Sn.png

測試配備:
CPU:Intel Core i5 2400(關閉C1E&EIST)
RAM:Kingston HyperX Genesis DDR3 1600MHz 4GB*2(CL9@1.5V)
主板:MSI Z77MA-G45
系統碟:Intel 730 240GB(FW:L2010420)
測試對象:Intel 520 120GB(FW:400i，髒碟)
作業系統:Windows 7 Home Preimum x64

結語:
那用戶到底需不需要擔心?
用535/530那就要定期觀察E9當前值，畢竟和保固有關

其它間廠商的方案就不必需要太擔心了，畢竟高寫入放大這個狀況也比較少見
而且保固對寫入量有限制的廠商也相對較少（頂多是主機寫入量，如Samsung）

但不代表不需要去看其它的SMART值
定期看一下，多了解一些值的定義也可以充實一些相關知識
有重映射之類的值也可以及早發現

有錯還請大大協助指正

以上，感謝各位的閱覽:)

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                       姐姐 姐姐 我們好像變成簽名檔了

                      雷姆,雷姆 好像真的是這麼一回事呢

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 59.127.175.203
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/PC_Shopping/M.1472362632.A.6D9.html
推 Ohmy        : 推 勿矯枉過正跟過度恐慌 爽爽用就好
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
※ 轉錄者: Cubelia (59.127.175.203), 08/28/2016 13:45:21
→ SPDY        : 相對會有人疑慮有人問不就是難免在乎難以爽爽用嗎?
→ SPDY        : 不懂或不想買了糾結/建議別買 人品篤信甘願受/隨你
推 newtonyd    : 不想買600p是因為tlc 不想買535是嫌貴又麻煩 Intel
→ newtonyd    : 的ssd 價錢就是高人一等 值不值就看人了
→ ilanese     : MX 200這一陣子漲價了。
推 newtonyd    : intel擺爛不解決 消費者還願意買單是期待535保內送
→ newtonyd    : 修能換540s嗎 呵呵
推 a5150219    : 想避免寫入放大變高，就不要把SSD寫太滿，如果長期
→ a5150219    : 剩餘空間很小，那寫入放大破10很簡單
→ ilanese     : 樓上，這樣子理論上買一個240GB會比120GB＋120GB的
→ ilanese     : 使用壽命長吧？
推 silverair   : 總而言之535就是雷，買個SSD整天盯E9，買了兩顆真
→ silverair   : 的很幹
→ terry77720  : 買兩顆根本自己自找的
→ linzero     : 一般會提出的就是有高倍率的，所以也不算誤用啦
推 xleacigma   : 就我跟做LDPC/BSH聊起來的感覺大一點確實比較好用啊
→ xleacigma   : 演算法也比較好發揮 版上也一天到晚在講別用太滿
→ xleacigma   : *BCH
推 a5150219    : 會有寫入防大的機制就是要防止特定顆粒一直被重複寫
→ a5150219    : 入，所以會讓不同區域的顆粒平均寫入，當硬碟剩餘
→ a5150219    : 空間剩下1%，主控是會為了不讓那1%的顆粒被寫到異常
→ a5150219    : ，因此會把前面的資料移動，如此一來，便會造成，
→ a5150219    : 明明沒有寫新資料進硬碟，但是卻會增加顆粒寫入量，
→ a5150219    : 形成寫入放大
→ a5150219    : 如果拿掉這機制，硬碟會比較容易寫到後半部顆粒異常
→ a5150219    : ，使得可靠度下降
推 newtonyd    : 會買兩個我想是覺得超值所以買兩個 兩個小碟比一個
→ newtonyd    : 大碟貴 只是沒想到買到地雷
→ cathaylife12: 535這當初顆還推翻了 真的還不如買P牌跟M牌
推 filiaslayers: 520就是爽爽的WA<1
→ SPDY        : 買了就只好認了用吧? 想壓低WA就試偏方 不然就賣了
→ SPDY        : 說來 若非Intel 別牌用SF+Hynix 16nm 不被藐視才怪
→ SPDY        : 還壓縮降WA蕩然無存 反可能高WA 不被罵到爆才怪...
推 filiaslayers: 現實也就只有intel搞SF而已
推 silverair   : 什麼叫自找？我買的時候根本還沒爆出這個問題，一顆
→ silverair   : 自己用一顆孝親自找什麼？
→ a5150219    : 520是有寫入壓縮技術沒錯，但不一定會Wa<1哦
→ a5150219    : 535其實不算爛啦，買了就買了，自己用沒問題就好
→ hibiscus520 : Intel client SSD FW寫得真的蠻爛的.建議買別家
→ a5150219    : 樓上何出此言？
推 filiaslayers: 反串看不出來嗎
→ exitptt     : 第3點不對 是E8<20和E9>1才能送修
不過後來問到的結果是這樣 http://i.imgur.com/T6H3e0E.png
感謝補充,已修改~
※ 編輯: Cubelia (59.127.175.203), 08/29/2016 03:29:32
推 appoo       : 那還推535嗎？看置底文大大推的那幾顆，只剩sandis
→ appoo       : k 有貨了
→ appoo       : 現在120gb 怎麼那麼難買啊啊
推 pipi5867    : 找個大廠保固ok的就可以買了..一般消費者沒差的
→ Cubelia     : 主要推M6V,某些地方還找的到
→ Cubelia     : 除非堅持要五年保再考慮535,買了記得定期觀察E9
推 appoo       : 感謝開示
推 Jeff1987    : 不太懂送修標準，主要是e8低於20才要送修吧？然後e9