1、ssd的基本架构

直接上图 给出一个简单SSD的内部基本架构

从这个图中可以看到FTL层主要是三个功能 地址映射表、损耗均衡、垃圾回收

地址映射表 顾名思义 把文件系统的逻辑地址 映射到flash的物理地址上。
损耗均衡 进行损耗的调度 让所有快的差不多一起写坏 而不是其中某一块很快写坏 影响整体的性能。
垃圾回收 前面说的异地更新的问题 主要完成有效页的搬移。

下面来看一下映射表
首先是页映射

逻辑页到物理页 直接查表映射即可 一对一的逻辑物理页的映射。但是存在一个问题 问题是当容量做的很大的时候 需要大量的表去存起来 很不划算 而且也没有这么大的sram。
基于这个弊端 后来采用的是块映射

将物理上的页组成一个块 以块的形式存表 这样存表的大小就大大减小了 逻辑地址就对应着块表的内部的偏移地址。
对应图举例说明可以知道 当写入的逻辑页的地址是9的时候 9%4 1,9/4 2 也就是说在第二个块 块内偏移地址是1 即可完成逻辑地址到物理地址的映射。
缺点是这样会有查表的转换时间损耗 表很大的时候会很长时间。

基于这个缺陷 采用了混合映射表 完成了两个折中的功能

混合映射表示表有两种映射方式混合 一种映射方式是块映射 另外一种映射方式是页映射 当对数据量下的是可以采用页映射对物理页进行读写操作 但是当数据量大的时候要采用页映射 页映射表满的时候可以将数据搬移到块映射对应的表上 这样页映射表便重新更新了 就可以再次使用了。

三种映射表资源的对比

显然 混合映射是组好的方式 占用sram存表的空间是最小的。

从垃圾回收这个图可以看出来 首先把 有效块复制空白页上 然后对无效的block全部擦除 然后在写入有效信息 垃圾回收的过程。

坏块管理 很明显 由于flash在出厂的时候就有坏块 FTL层要对坏块进行一个标记 读写的时候跳过坏块 提高读写的效率。
请求调度 并行合并IO读写 将IO读写操作的顺序进行调度 将一个plane读写的放在一起 增加并行性 提高读写效率。

目前来说flash有两种基本的配置 一种是emc flash 这种flash的主控也被打包在芯片里面 体积小便于封装。还有一种就是上面说的ssd 各种不同架构的ssd.

关于ssd 各种不同的厂家有自己的架构 下面就几种典型的结构进行说明

目前对ssd的硬件平台主要分为以下4种

第一种是有厂家提供的 不知道内部具体参数 只能用于测试。
第二种是自己定制向上面说的架构。
第三种是进行ssd的仿真 测试其仿真参数。
第四种是开源的openssd实验平台。