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固态硬盘在过去十年中重塑了存储行业

导读由于长期可靠性研究员比安卡施罗德教授和企业存储的领导者NetApp公司之间的合作,我们现在有一个深入的研究,在呈现的结果纸在本周的Usenix

由于长期可靠性研究员比安卡施罗德教授和企业存储的领导者NetApp公司之间的合作,我们现在有一个深入的研究,在呈现的结果纸在本周的Usenix的文件和存储技术(FAST 20)会议。

背景

大多数大规模研究都集中在硬盘驱动器或云数据中心的SSD中。前者仍然占所有存储数据的绝大部分,并且变得异常可靠且具有成本效益。

但是,SSD也已在企业中大举入侵,所有闪存阵列均以紧凑且节能的包装提供了出色的性能。这就是本研究要研究的内容。

尽管已经对云数据中心的SSD可靠性进行了研究,但其结果不适用于其他地方。云供应商通常不使用标准SSD-当您一次购买100,000时,供应商会为您提供所需的东西-他们也不使用企业级设备中常见的RAID协议。他们确实采用的SSD位于系统架构中,其中包括阵列供应商无法获得的优化。

研究

这项研究涵盖了来自三个不同制造商,18种不同型号,12种不同容量以及四种闪存技术(SLC,cMLC(消费者级),eMLC(企业级)和3D-TLC)的近140万个驱动器。NetApp的自动遥测提供的丰富数据包括驱动器更换(包括更换原因),坏块,使用情况,驱动器寿命,固件版本,驱动器角色(例如,数据,奇偶校验或备用)以及许多其他内容。

这些驱动器安装在运行其ONTAP操作系统的NetApp企业存储系统中,通常具有数据中心安装,冷却和功率调节功能。SSD在接近理想的环境中运行,而不是像笔记本电脑或商用PC那样杂乱无章,因此可靠性差异可以归因于SSD,而不是客户基础架构。

惊喜

最令人惊讶的发现之一是使用LESS的驱动器的更换率更高。另一个令人惊讶的是,婴儿死亡率在开始下降之前实际上在田间使用的第一年就上升了。

另一个发现是,成本最高的驱动器SLC(单级单元)并不比MLC驱动器更可靠。尽管最新的高密度3D-TLC(三级单元)驱动器的整体更换率最高,但差异可能不是由3D-TLC技术引起的,而是驱动器中使用的容量级别或单元大小。较高密度的电池显示更多故障。

关键观察

并非所有SSD都具有相同的可靠性。年度替代率(ARR)从低至0.07%至近1.2%,整个人口的平均ARR为0.22%。

即使对于具有相同闪存技术,使用年限和类似容量的同一制造商的驱动器型号,ARR也会有很大差异,从一个15TB驱动器的0.53%到其15.3TB稳定伴侣的1.13%。

错误的块配置非常慷慨。即使经过几年,平均消耗的备用块也不到15%。即使是占已用备用块99.9%的驱动器,也只消耗了其备用块的33%。

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