学习FTL-day2_20240815

1.FTL（Flash Translation Layer）固态中的关键软件层

1.1FTL做什么

• 保证逻辑空间数据的正确性
• 保证物理空间数据的稳定性

1.2为什么需要FTL

• Nand特性一：独特的擦写方式

1. 最小擦除(Erase)单元： Block
2. 最小写入(Program)单元：Page
3. Block只有被擦除后，才可以被写入，且被再次擦除之前，每个Page只能写一次，不能重复写入
4. 同一Block内，要从Page0开始按顺序依次写入，不能跳Page，也不能乱序写入

• Nand特性二：数据的稳定性

1. Data Retention:  数据保持时间。数据被写入后，随着时间流逝，存储电荷会慢慢流失，存储数据的错误比特数会越来越高
2. 擦除次数：每个Block的擦除次数(PE Cycle)是有限的，超过一定擦除次数后，数据将不能被稳定保存
3. Read Disturb：读某个page时，会对周围page内存储的数据产生影响，且这种影响会随着Read次数增加而累积

因为NAND有着这些特性，所以要才需要FTL来管理

1.3FTL的功能

• 映射表管理：管理逻辑地址到物理地址的映射关系
• 垃圾回收：由于NAND的特性,其中会累积一些无效的数据，写入的数据越多，NADN的垃圾数据就会越多，最终需要清理这些垃圾，释放空白快
• 磨损消除：尽可能使每个块的擦次数更加平均
• 块管理：管理快的分配和回收
• 坏块管理：挑选不稳定的page、不稳定的block，京可能演唱NAND的寿命
• 掉电恢复：掉电时数据可能会丢失或者损坏。为了保证数据不丢保持映射表的一致性，并且保证下次通电时SSD能正常运行
• IO处理：Host的读写和Trim流程