NAND介質工程

單位元快取的取捨:企業級盤為什麼按穩態曲線定規格

作者:軍航科工半導體單位元快取 / 寫放大 / DWPD預算

消費盤用單位元快取拉高峰值,企業級的評價標準是數小時滿負載之後的穩態曲線。快取容量、寫放大與 DWPD 預算之間存在直接衝突,而 CORE 7 的規格表把介質與取數口徑寫在了明處。

消費級的評分思路搬不過來

把一部分 TLC 塊按單位元模式使用來吸收突發寫入,是消費盤提升跑分的常規手段:前三十秒的曲線很好看,快取寫滿之後回落。企業級採購的評價標準不同,客戶看的是連續數小時滿負載之後還剩多少頻寬,以及這條曲線是平的還是帶臺階的。對資料庫和虛擬化平臺來說,一條會跳變的頻寬曲線比一條低一些但可預測的曲線更難安排容量。

代價同時落在容量和耐久兩欄

單位元快取是拿容量換速度:同一批塊按單位元模式使用時,可承載的使用者資料降為三分之一。更關鍵的是寫入次數。資料先落快取、再由後臺搬遷到多位元區,一份主機資料實際經歷兩次 NAND 編程;若搬遷與垃圾回收撞在一起,還要疊加額外的有效頁搬移。J750 規劃的 5 年 1 DWPD 與 J770 的 3 DWPD 是包含全部內部寫入的預算,快取搬遷並不在預算之外。所以這類設計的第一約束從來不是峰值,而是耐久賬能不能平。

CORE 7 的規格表把話說在了前面

J750/J770 目前仍在產品定義/EVT 階段,規格表介質一欄寫的是 3D 企業級 TLC,功能基線裡列的是 PLP、端到端保護、T10 DIF/DIX、多命名空間、低延遲 QoS 這一類專案,沒有任何單位元快取模式。這意味著 7,400 MB/s 順序讀、5,500 MB/s 順序寫,以及 J750 的 300 KIOPS、J770 的 600 KIOPS 隨機寫,都是按同一條寫入路徑給出的目標值,而不是分成緩內與緩外兩套數字。規格表上少一個能拉高峰值的括號,換來的是讀者不必再追問某個數字屬於哪一段。

穩態口徑決定這場比較是否成立

要讓快取策略的差異在評測裡顯形,前提是口徑統一:先按工作負載做完預處理進入穩態,再在接近寫滿的盤上疊加後臺活動取值。空盤、短時長、低佇列深度這三個條件裡任意放鬆一個,快取型設計都會顯著佔優,而這三個條件在生產環境裡恰恰都不成立。規格中 4KB 隨機讀 QD1 平均 65 µs 的目標同理,只有在後臺搬移仍在執行的條件下衡量才有參考價值。

該在規格里定下來的是腳註

選型時真正要問的不是這塊盤有沒有加一層快取,而是它公佈的數字用哪套負載、在什麼盤滿度、什麼佇列深度下取得。腳註寫得完整,兩塊盤才有可能被放在同一張表裡比較;腳註含糊,再漂亮的峰值也只是一次孤立的觀測。

關鍵詞
單位元快取寫放大DWPD預算穩態寫入預處理口徑3D企業級TLCJ770