固態(tài)硬盤的壽命計算與分析

用戶拿到一款SSD，除了關(guān)心其容量和性能參數(shù)外，還會關(guān)心它的壽命（Endurance）指標(biāo)，也就是在SSD產(chǎn)品保質(zhì)期內(nèi)，總的壽命是多少，能寫入多少字節(jié)的數(shù)據(jù)量。衡量SSD壽命主要有兩個指標(biāo)，一是DWPD，Drive Writes Per Day，即在SSD保質(zhì)期內(nèi)，用戶每天可以把盤寫滿多少次；另一指標(biāo)是TBW，Total Bytes Written，在SSD的生命周期內(nèi)可以寫入的總的字節(jié)數(shù)。

DWPD

回頭看一下上面的S3710 SSD的Endurance項

200GB SSD五年使用期限內(nèi)對應(yīng)的壽命是3600TB，平均到每天可以寫入3600TB/(5*365)= 1972GB，這塊盤本身200GB，1972GB相當(dāng)于每天寫入10次，也就是規(guī)范書說的10 Drive Writes Per Day，簡稱10 DWPD。

由上可以看出，總的寫入量可以換算成DWPD，一些SSD指標(biāo)上更多使用DWPD作為壽命參數(shù)。這里要特別說明的是從應(yīng)用的角度出發(fā)，多數(shù)應(yīng)用讀多寫少，少數(shù)應(yīng)用寫多少讀，應(yīng)用不同，對SSD的壽命要求也有所不同。所以我們可以歸類一下：寫密集（Write Intensive）和讀密集（Read Intensive）兩種類型。

表1-8DWPD定義

DWPD：5年的壽命期內(nèi)每天可以滿盤寫入的次數(shù)

表1-8比較好的歸納出應(yīng)用場合和應(yīng)用讀寫特點所需求的DWPD參數(shù)，這里就不展開解釋。

天下沒有免費的午餐，DWPD越大，單盤價格自然越高。所以用戶需要思考的是什么應(yīng)用場景使用SSD，以及使用合適DWPD壽命的SSD，照顧性能和經(jīng)濟(jì)的雙重平衡。最好的平衡藝術(shù)就是根據(jù)用戶數(shù)據(jù)的生存期及熱度分層，技術(shù)架構(gòu)上根據(jù)數(shù)據(jù)冷熱和存在時間對數(shù)據(jù)打標(biāo)簽，放入對應(yīng)的層級以及不同DWPD的SSD。

以下是一個典型的應(yīng)用場景的SSD分級應(yīng)用，OLTP（聯(lián)機(jī)事務(wù)處理）有大量寫應(yīng)用的數(shù)據(jù)，術(shù)語叫熱數(shù)據(jù)，性能要求極高，所以放入T1-WI SSD層，這一層SSD單盤價格高低總?cè)萘浚坏诙邮菍懮僮x多應(yīng)用，術(shù)語叫溫數(shù)據(jù)，性能要求也很高，所以使用T2-RI SSD存放數(shù)據(jù)；第三層基本上是冷數(shù)據(jù)，極少被讀到和寫到，所以用大容量低價的HDD也無可厚非?？偟膩碚fOLTP用到了40%的SSD，算是對SSD需求量比較高的應(yīng)用類型。當(dāng)然也有不太需要SSD的應(yīng)用，如圖1-21最右列的Disaster Recovery（容災(zāi)備份）。

圖1-21數(shù)據(jù)分層及SSD應(yīng)用

最后我們來看一下現(xiàn)實世界對SSD的DWPD要求分布如何？數(shù)據(jù)顯示更多的應(yīng)用是寫少讀多，83%的應(yīng)用使用少于1 DWPD的SSD。想象一下消費級SSD，我們每天的數(shù)據(jù)寫入量是極少的，盤生命周期內(nèi)幾乎不被填滿過，所以極低的DWPD是可以接受的。業(yè)界主流的消費級SSD DWPD是0.3?？梢灶A(yù)見的是，數(shù)據(jù)爆炸的時代，用戶對數(shù)據(jù)總量的需求是逐年遞增的，也即是新增數(shù)據(jù)成倍數(shù)逐年增加，尤其是企業(yè)級應(yīng)用，這個83%是否會減少，答案是肯定的。

TBW定義：Total Bytes Written，在SSD的生命周期內(nèi)可以寫入的總的字節(jié)數(shù)，用來表達(dá)SSD的壽命指標(biāo)。從SSD的設(shè)計來看，如何設(shè)計來滿足SSD的TBW要求或者SSD的TBW是如何計算的，哪些因素影響到SSD TBW？

先給一個公式：

NAND PE Cycles：SSD使用的閃存標(biāo)稱寫擦除次數(shù)，如3K/5K。

Capacity：SSD單盤用戶可使用容量。

WA：寫入放大系數(shù)，上面有解釋過，這跟SSD FW的設(shè)計和用戶的寫入的數(shù)據(jù)類型（順序?qū)戇€是隨機(jī)寫）強(qiáng)相關(guān)。

TBW和DWPD的計算公式：

有了上面的公式，你可以簡單計算一塊SSD盤的TBW或者由TBW計算每天的寫入量。