【技术贴】闲话SandForce——压缩光环的速度增益

SandForce公司将自己主控的压缩技术称为DuraWrite。之前我们已经知道，压缩可以降低实际写入到NAND颗粒中的数据量，提升了SSD的寿命。根据SandForce公司的测试，在“典型负载”下，SandForce的写入放大率可以达到0.5的低水平。

 

毋庸置疑，在颗粒PE数一定的情况下，压缩可以降低写入放大率，延长SSD的写入寿命。实际效果如何呢，我们来进行一个模拟系统盘应用环境下的写入放大率测试，大家可以看一下验证的过程，而不必进行无谓的效仿了。

在软件界面最上方的Settings上单击，进入设置界面，左侧的Compression即为可选的测试数据模型。这里为了模拟系统盘的使用环境，我选择了46%(Application)程序模型，点击右下角的Save settings保存。然后点击软件左上方的Benchmarks，选择Endurance Test（耐久度测试）。

 

先记录下测试开始前，金士顿V+200 120G的SMART信息：E9=394；F1=409

这里解释一下，SandForce的SMART信息中，E9为NAND颗粒的实际写入量，而F1代表主机请求写入量。一般情况下，由于SSD的擦写机制与垃圾回收的作用，都会存在写入放大的情况，NAND实际写入的数据量会大于主机请求写入量。而SandForce的压缩算法打破了写入放大率必定大于1的定律，使得SSD可以拥有更长的写入寿命。

测试开始。为了在每轮测试中尽可能多的写入数据，我把最小保留空间从默认的12GB改为2GB。Anvil将会用设定的46%可压缩率的随机数据填充金士顿V+200，填充到只剩2GB空间时，删除所有写入的文件，然后重新开始填充新的随机数据，以此重复不断直至手动终止耐久度度测试。

 

最终我使用了1.35小时，一共向金士顿V+200中写入了超过500GB的数据，这个量已经是很多人正常使用数月时间才会写入的数据量的总和。

记录耐久度测试结束后的金士顿V+200 SMART信息，E9=780；F1=925。

根据之前的介绍，我们可以得出，在这1.35小时的持续测试中，NAND颗粒实际写入增量为386GB，而主机请求写入增量为516GB，根据写入放大率的定义，可以得出此过程中，写入放大率为386/516=0.748。

 

在这个实测的应用程序数据模型下，SandForce写入1GB数据时，实际写入NAND颗粒的只有0.748GB，乍看这一数据没有SandForce官方标称“典型环境可低至0.5”的数值漂亮，但的确更接近于真实系统盘应用的写入放大率。实际情况是，其他优秀主控的写入放大率普遍在1.1-1.5之间，正常使用环境下写入放大超过2的情况也并不少见，在对比中方能看到0.748的难能可贵，SandForce在同等颗粒质量的条件下能够获得接近双倍的预期写入寿命。而金士顿V+200使用的3000PE的颗粒将会发挥出相当于其他主控6000PE下的寿命水平。

 

当然，预期寿命只是预测理论值，一般正常使用情况下的SSD，都能够在超出标称PE值后还能正常超期工作。这意味着SandForce用户更没必要去担心盘的寿命问题了。为了降低SSD写入而移走虚拟内存文件和浏览器缓存、关闭Search服务等“优化”就显得杞人忧天了。

 

除了压缩特性带来的寿命增益，SandForce还支持有RAISE功能，在单盘条件下达成类似内部RAID5的功能，不但能修复超出ECC设计能力范围的错误，还能修复单个Page甚至整个Block损坏的罕见异常状况，给用户数据又加了一道保险。

                    RAISE可以提高SSD可靠性

 

主控和颗粒是SSD的两大件，说完SandForce主控，下一篇我会带来闪存的历史、类型与发展篇。敬请期待。

                                                     转自pceva