1. Главная страница » Компьютеры » Over provisioning что это

Over provisioning что это

Автор: | 16.12.2019

Over-Provisioning (OP) это технология которая резервируют некоторый обьем памяти диска под нужды контроллера. Данная область используется для хранения служебной информации, которая продлевает срок службы SSD. Под служебной информацией имеется ввиду таблица данных о состоянии ячеек. В каждую ячейку запись возможна ограниченное количество раз. Для равномерной записи данных в ячеек используется специальная таблица, данные из которой считывает контроллер перед записью. Это только один из типов данных, под которые выделяется дополнительный обьем SSD. Настоятельно не рекомендуется уменьшать данную область.

Over-Provisioning — настройка, которая позволяет вручную указать обьем резервной области под нужды контроллера. SSD состоит из ячеек памяти — цикл перезаписи ограничен, для записи данных сперва ячейки необходимо очистить. Задача контроллера — обеспечивать равномерную запись на все ячейки, проводить замену вышедших из строя, очищать ячейки которые больше не используются для хранения данных. Независимо от наличия опции Over-Provisioning каждый SSD производитель резервирует служебную область. Данные по обьему области скорее всего занесены в прошивке SSD.

Без необходимости — не включать, либо выставить настройки по умолчанию.

Область, которая технология Over-Provisioning резервирует под себя становится недоступной для пользователя.

SSD это жесткий диск и работа его в основном зависит именно от контроллера, а не от скоростных характеристик. SSD компании Samsung достаточно высокого уровня, поэтому значение Over-Provisioning стоит оставить по умолчанию, либо увеличить в зависимости от использования.

Современные операционные системы поддерживают технологию по работе с SSD — TRIM. При работе данной технологии на диске желательно оставлять некоторый обьем нераспределенного места (

10-15%), который будет использован контроллером.

При достаточной резервной области, контроллер сможет обеспечить лучшими скоростными характеристиками не в ущерб ресурсу SSD.

Также советую почитать вот эту информацию, здесь много полезного:

Добавить комментарий Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Сменить шрифт на обычный короткая ссылка на новость:
следующая новость | предыдущая новость #Over-Provisioning

Технология Over-Provisioning (OP) – технология, использующаяся в твердотельных накопителях (SSD) для резервирования свободного места под специфическую деятельность контроллера. Использование OP позволяет продлить срок жизни SSD, увеличить стабильность его работы, но уменьшает доступное пользователю свободное пространство диска.

Для того чтобы понять как именно наличие свободного места влияет на перечисленные выше факторы, вспомним как работает твердотельный накопитель. Массив памяти в любом SSD состоит из микросхем NAND памяти. Единая физическая матрица памяти NAND Flash обычно разделена на блоки размером 512 Кб или 256 Кб, а каждый блок обычно поделен на страницы, размером 4 Кб. Пользователь может осуществлять запись и чтение с отдельных страниц, при условии, что они пусты. Однако, как только в страницу была записана информация, ее невозможно перезаписать – необходимо сначала стереть целый блок страниц, и только после этого возможна повторная запись. Такая последовательность носит название цикл Program/Erase.

Кроме того, каждая ячейка NAND памяти имеет ограниченный ресурс и может быть перезаписана ограниченное количество раз. В зависимости от технологии (SLC, MLC или TLC) ресурс разнится от 100 000 до 1000-3000 циклов P/E (write endurance). Для сохранения равномерного износа всех ячеек памяти контроллер SSD постоянно перемещает блоки информации с места на место при записи. При чтении ресурс ячеек памяти SSD не снижается. Из-за необходимости поддерживать одинаковую степень износа ячеек памяти возникает феномен WAF – фактически записывается больше информации, чем поступило от пользователя.

Читайте также:  Openbank ru интернет банк личный кабинет вход

Технология Over-Provisioning резервирует область твердотельного накопителя и делает ее недоступной пользователю. Так как эта область всегда свободна от пользовательских данных ее полностью может использовать контроллер для перемещения данных, выравнивания износа ячеек памяти и замены вышедших из строя блоков памяти на новые. Чем больше область OP, тем проще контроллеру выполнять возложенные на него функции – уменьшается количество WAF информации и улучшается показатель случайного чтения и случайной записи. Производители SSD почти всегда используют OP и резервирует для этого 7% объема. При этом процент OP от общего объема накопителя зависит от предполагаемого применения SSD.

Физическая емкость Емкость доступная пользователю % Over-Provisioning Типичное применение 64 Гб 60 Гб 7% Домашнее использование 96 Гб 90 Гб 7% Домашнее использование 128 Гб 120 Гб 7% Домашнее использование 128 Гб 100 Гб 28% Корпоративное использование и сервера 256 Гб 240 Гб 7% Домашнее использование 256 Гб 200 Гб 28% Корпоративное использование и сервера 512 Гб 480 Гб 7% Домашнее использование 512 Гб 400 Гб 28% Корпоративное использование и сервера

Следует помнить, что влияние OP на работу SSD зависит от контроллера. В качестве примера можно привести влияние размера OP в процентах от общей емкости накопителя на стабильность скорости случайной записи блоков по 4К. Во всех тестах использовался один и тот же SSD. При увеличении размера OP до 25 процентов стабильность заметно повышается. Это значит, что вы получаете более отзывчивую систему, которая, при этом, использует меньше ресурса ячеек памяти.

Запись при 50% OP Нажмите на изображения для увеличения —>

При желании пользователь может самостоятельно увеличить объем памяти, использующийся для Over-Provisioning. Некоторые производители предусмотрели специальную утилиту, например Samsung Magician или Intel SSD Toolbox. Однако для увеличения раздела OP совсем не обязательно использовать утилиты, достаточно просто оставить часть накопителя не размеченной, то есть не создавать на ней никакого раздела.

Неразмеченный раздел в 23.85 Гб будет использован для OP
Если же у вас установлена операционная система с поддержкой TRIM, например Windows 7/8, то вам достаточно просто оставлять на SSD достаточное количество свободного места – оно будет использовано контроллером как «рабочее пространство» для перемещения данных и выравнивания уровня износа. В зависимости от ваших повседневных задач, следует не размечать или не занимать 10 — 20% от доступного вам объема накопителя. Такой подход позволит получить наибольшую отдачу при наименьшей потери в емкости.

Физическая емкость — Емкость средств пользователя

Емкость средств пользователя

Формула расчета процента увеличения резервной областитвердотельного накопителя

В то время как твердотельные накопители (SSD) часто напоминают механические накопители на жестком диске (HDD) по физическим размерам (напр., высота, ширина и длина) и внешнему интерфейсу (напр., интерфейс SATA или SAS), внутренние операции низкого уровня и компоненты твердотельного накопителя значительно отличаются от принципов магнитной записи на накопителе на жестком диске.

После сборки твердотельного накопителя изготовитель может зарезервировать дополнительный процент от общей емкости накопителя для увеличении его резервной области при вводе встроенной программы. Увеличение резервной области твердотельного накопителя повышает производительность и зачастую повышает эксплуатационный ресурс твердотельного накопителя, помогая диску работать дольше благодаря SSD-контроллеру, имеющему больше флэш-памяти NAND, доступной для смягчения процесса износа флэш-памяти NAND в течение срока ее службы.

Процент увеличения резервной области твердотельного накопителя =
Читайте также:  Lenovo g570 не работает wifi
Физическая емкость Емкость средств пользователя % увеличения резервной области твердотельного накопителя Класс приложений
64 ГБ 60 ГБ 7% Интенсивность считывания
96 ГБ 90 ГБ 7% Интенсивность считывания
128 ГБ 120 ГБ 7% Интенсивность считывания
128 ГБ 100 ГБ 28% Большая интенсивность считывания
256 ГБ 240 ГБ 7% Интенсивность считывания
256 ГБ 200 ГБ 28% Большая интенсивность считывания
512 ГБ 480 ГБ 7% Интенсивность считывания
512 ГБ 400 ГБ 28% Большая интенсивность считывания
1024 ГБ 960 ГБ 7% Интенсивность считывания
1024 ГБ 800 ГБ 28% Большая интенсивность считывания
2048 ГБ 1800 ГБ 14% Интенсивность считывания
2048 ГБ 1600 ГБ 28% Большая интенсивность считывания

Приложения могут считываться так же интенсивно, как и стандартные рабочие нагрузки клиента, когда пользователь, как правило, выполняет от 20% операций записи до 80% операций считывания. Корпоративные приложения, использующие устройства хранения данных для кэширования, считываются интенсивно; если эти приложения записывают больше информации на устройство хранения данных, они будут считываться с большей интенсивностью.

Объем увеличения резервной области твердотельного накопителя, устанавливаемый производителем SSD-накопителя, может отличаться по размеру в зависимости от класса приложений на SSD-накопителе и общей емкости флэш-памяти NAND.

Большая емкость и разные классы приложений, как правило, настраиваются с пропорционально большим увеличением резервной области твердотельного накопителя из-за ресурсных потребностей в управлении большим объемом флэш-памяти NAND с использованием очистки памяти, запасных блоков и улучшенных функций защиты данных.

Такой объем увеличения резервной области твердотельного накопителя недоступен для пользователя и является невидимым для хостовой операционной системы. Он строго зарезервирован для использования SSD-контроллером.

Преимущества увеличения резервной области накопителя

Каким образом увеличение резервной области накопителя улучшает работу твердотельного накопителя?

Каждый кристалл флэш-памяти NAND построен из нескольких блоков, которые содержат множество страниц.

Флэш-память NAND можно считывать и записывать на уровне страниц, однако стирать можно только на уровне блоков.

Если необходимо изменить или стереть одну страницу на уже запрограммированной странице в блоке, нужно сначала во временную память переместить весь блок, состоящий из нескольких страниц, затем стереть до того, как будет запрограммировано новое содержимое блока в том же адресе блока.

Единственный вариант, при котором страницы могут перемещаться непосредственно в блок флэш-памяти NAND без данного утомительного цикла «чтение-изменения-запись», — это когда страница уже находится в пустом состоянии.

Хранение большого количества блоков в пустом состоянии и в резерве с помощью средств увеличения резервной области твердотельного накопителя при обеспечении согласованной производительности, особенно в случаях произвольной записи, обеспечивает самый высокий показатель WAF.<>

Каким образом увеличение резервной области накопителя увеличивает эксплуатационный ресурс твердотельного накопителя?

Для того, чтобы понять, почему конфигурация твердотельного накопителя включает увеличение его резервной области, и какие преимущества от этого получает SSD-контроллер, мы должны понять принципы стандартной работы твердотельного накопителя и ограничения энергонезависимой флэш-памяти NAND.

Каждая ячейка флэш-памяти NAND имеет ограниченный срок службы, в зависимости от своей программы и износостойкости к стиранию (P/E), который производитель флэш-памяти NAND обозначает в процессе производства, поскольку каждая программа или функции стирания, выполняемые на ячейке флэш-памяти NAND, изнашивают объем ячейки, что затрудняет надежное хранение электрического заряда и, следовательно, может поставить под угрозу целостность данных.

Тем не менее, поскольку технологии производства NAND-памяти постепенно становятся трехмерными, эксплуатационный ресурс NAND-памяти увеличивается, плотность размещения кристаллов возрастает, а производственные затраты снижаются, что делает твердотельные накопители более доступными.

Читайте также:  Adsl роутер huawei hg532e
Подводя итог, следует отметить, что тремя основными факторами, влияющими на эксплуатационный ресурс твердотельного накопителя, являются:
  • Программа флэш-памяти NAND, износостойкость к стиранию и связанная с геометрической формой сложность чтения/работы с программами/стирания (под геометрической формой здесь понимается двухмерная и трехмерная технология изготовления)
  • Емкость твердотельного накопителя
  • Емкость и эффективность SSD-контроллера (очистка памяти, увеличение объема записи, управление блоками, выравнивание износа, код обнаружения и коррекции ошибок).

Поддержание производительности и эксплуатационного ресурса путем увеличения резервной области твердотельного накопителя

Для избежания варианта развития, когда твердотельный накопитель полностью заполнен недействительными страницами, функция очистки памяти SSD-контроллера применяет увеличение резервной области твердотельного накопителя в качестве временного рабочего пространства для управления планируемым слиянием действительных страниц и возврата блоков, заполненных недействительными (или удаленными) страницами.

Любые утилизированные страницы/блоки затем добавляются к объему увеличения резервной области твердотельного накопителя для объединения операций записи с SSD-контроллера и максимального увеличения производительности во время пиковой нагрузки трафика; также эффективность считывания, стирания, модификации и записи всех действительных страниц назад в уже частично полный блок, заполненный недействительными страницами, может замедлиться.

Очистка памяти выполняется независимо от операционной системы и автоматически срабатывает в период низкой активности, периодически или путем выдачи соответствующей команды Data Set Management TRIM протокола ATA для планирования очистки памяти.

Всегда доступное количество пустых блоков через увеличение резервной области поддерживает эффективное выравнивание износа флэш-памяти NAND, тогда как SSD-контроллер интеллектуально и равномерно перераспределяет операции записи во всех ячейках флэш-памяти NAND, не влияя на общую производительность SSD-накопителя во время пиковых нагрузок трафика.

Кроме того, команда Data Set Management TRIM протокола ATA может добавить доступное пространство твердотельного накопителя путем исправления недействительных страниц и неиспользованной емкости средств пользователя.

Форматированная емкость диска Размер увеличения резервной области твердотельного накопителя Пропускная способность последовательного чтения/записи Количество операций ввода-вывода в секунду при длительном считывании/записи блоков объемом 4 Кб в случайном порядке TBW (JEDEC Enterprise<>) DWPD<>
480ГБ (DC500R) Увеличение резервной области твердотельного накопителя на 7% 550/500МБ/с 98 000/12 000 IOPS 438 ТБ 0,5
480ГБ (DC500M) Увеличение резервной области твердотельного накопителя на 32% 555/520МБ/с 98 000/58 000 IOPS 1139 ТБ 1,3
960ГБ (DC500R) Увеличение резервной области твердотельного накопителя на 7% 555/520МБ/с 98 000/20 000 IOPS 876 ТБ 0,5
960ГБ (DC500M) Увеличение резервной области твердотельного накопителя на 32% 555/520МБ/с 98 000/70 000 IOPS 2278 ТБ 1,3
1920ГБ (DC500R) Увеличение резервной области твердотельного накопителя на 7% 555/520МБ/с 98 000/24 000 IOPS 1752 ТБ 0,5
1920ГБ (DC500M) Увеличение резервной области твердотельного накопителя на 32% 555/520МБ/с 98 000/75 000 IOPS 4555 ТБ 1,3
3840ГБ (DC500R) Увеличение резервной области твердотельного накопителя на 7% 555/520МБ/с 98 000/28 000 IOPS 3504 ТБ 0,5
3840ГБ (DC500M) Увеличение резервной области твердотельного накопителя на 32% 555/520МБ/с 98 000/75 000 IOPS 9110 ТБ 1,3

Чтобы понять принцип работы технологии увеличения резервной области твердотельного накопителя, рассмотрим корпоративные твердотельные накопители компании Kingston, например, DC500R. Эти SSD-накопители поддерживают емкость до 3,84TБ и позволяют пользователям использовать инструмент управления накопителем Kingston для регулирования его резервной области. Регулируя размер резервной области, мы можем увидеть влияние на производительность и эксплуатационный ресурс, используя уровни 7% или выше.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

code