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除了影响速度和使用寿命,写放大效应也是导致SSD需要一定预留空间的“罪魁祸首” 。
如果整块盘存满,就没有空间可以去挪动要保留的数据了,所以一块SSD里至少有7%左右空间是不能用的,多的时候这种预留空间(over-provisioning)甚至会达到28% 。
7%对于家用硬盘一块两块来说倒也不是不可以接受,但如果存储引擎在软件层不给力,20%以上可就太浪费了,尤其对于大规模使用的云存储行业来说,还是挺肉疼的 。
为解决以上问题,需要一个全新的存储技术标准,就好像通讯技术里的5G标准一样 。
【网盘|网盘们又打起来了】ZNS指令集标准应运而生 。
其发起者,是NVMe协会的Matias Bj?rling,一位从20多岁起就死磕存储技术的工程师老哥 。
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为了能把这项技术讲明白,我们发邮件向他询问了ZNS标准制定过程中的一些细节 。
他认为整个想法的来源很简单,就是ZNS把SSD的管理层一分为二 。
其中管理硬件的事留在硬件内部,把数据应该存放到哪这种工作剥离出去,交给软件和操作系统来做 。
最终实现方法是把SSD内部空间划分成不同区域(Zone),不同应用的数据存储至特定分区 。
对于长期存放的数据,尽量完整的集中放在一些块里,便可以减少临时挪动 。
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虽然是很小的改动,收益却很大 。
理想情况下,使用ZNS标准的SSD可以把写放大系数做到接近于1,写入速度提高的同时大大延长了使用寿命,也解放了不少预留空间 。
Matias告诉量子位,这种做法的好处显而易见,不过也需要付出一定代价 。
从软件、数据库方案到操作系统,都需要针对性的做出适配,才能最大程度发挥ZNS的价值 。
于是,整个标准的制定,就需要硬盘生产方、云计算系统开发方、应用方共同参与才能完成 。
谁在布局ZNS?
若是搜索一下与ZNS相关的消息,其实不难发现,全球已经有许多硬盘制造商布局于此 。
例如西部数据早在2020年10月便推出了全球首个ZNS SSD——Ultrastar DC ZN540 。
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据悉,与传统SSD相比,西部数据的这款ZNS SSD吞吐量提高4倍,QoS改善2.5倍 。
仅时隔半年,另一个“硬盘大玩家”三星,紧随其后推出了基于ZNS企业服务器的SSD——PM731a系列 。
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据三星方面表示,这款ZNS SSD在容量方面提供2TB和4TB两种规格,最大的亮点,便是能够“延长4倍的数据寿命” 。
但除了上述这两家厂商之外,若是查看NVMe的规范文档,我们可以发现全球有许多大玩家也在追随着ZNS SSD的脚步,并为推动它的发展发挥着各自的作用:
NAND制造商:出了刚才提到的三星,还包括Intel、Micron、SK Hynix、Kioxia 。
控制器厂商:Microchip 。
超标量云计算提供商:微软、阿里巴巴 。
还有一些知名公司包括Seagate、Oracle和NetApp等 。
从受到全球产业链巨头们的热捧这一层面来看,也可以一定程度上反映出ZNS SSD发展的正确性 。
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