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प्रवर्धन लिखिए

From Vigyanwiki
एक एसएसडी कचरा संग्रह और पहनने के स्तर के परिणामस्वरूप प्रवर्धन लिखता है, जिससे ड्राइव पर लेखन बढ़ता है और इसके जीवन को कम करता है।[1]

प्रवर्धन लिखिए (डब्ल्यूए) फ्लैश मेमोरी और सॉलिड-स्टेट ड्राइव (एसएसडी) से जुड़ी एक अवांछनीय घटना है जहां भंडारण मीडिया को भौतिक रूप से लिखी गई जानकारी की वास्तविक मात्रा लिखी जाने वाली तार्किक राशि का एक गुणक है।

क्योंकि फ्लैश मेमोरी को फिर से लिखे जाने से पहले मिटा दिया जाना चाहिए, लिखने के संचालन की तुलना में इरेज़ संचालन के बहुत अधिक ग्रैन्युलैरिटी के साथ,[lower-alpha 1] इन कार्यों को करने की प्रक्रिया के परिणामस्वरूप उपयोगकर्ता डेटा और मेटा डेटा को एक से अधिक बार स्थानांतरित (या पुनर्लेखन) करना पड़ता है। इस प्रकार, कुछ डेटा को फिर से लिखने के लिए फ्लैश के पहले से उपयोग किए गए हिस्से को पढ़ने, अपडेट करने और एक नए स्थान पर लिखे जाने की आवश्यकता होती है, साथ में नए स्थान को शुरू में मिटाने के साथ-साथ यदि यह पहले इस्तेमाल किया गया था। जिस तरह से फ्लैश काम करता है, उसके कारण फ्लैश के बहुत बड़े हिस्से को मिटा दिया जाना चाहिए और वास्तव में नए डेटा की मात्रा की तुलना में फिर से लिखा जाना चाहिए। यह गुणा प्रभाव एसएसडी के जीवन के दौरान आवश्यक लेखन की संख्या को बढ़ाता है, जो उस समय को कम करता है जो इसे मज़बूती से संचालित कर सकता है। बढ़े हुए राइट्स भी फ्लैश मेमोरी में बैंडविड्थ (कंप्यूटिंग) का भी उपभोग करते हैं, जो एसएसडी के लिए लेखन प्रदर्शन को कम कर देता है।[1][3] एसएसडी के WA को कई कारक प्रभावित करेंगे; कुछ को उपयोगकर्ता द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है और कुछ एसएसडी को लिखे गए और उपयोग किए गए डेटा का प्रत्यक्ष परिणाम हैं।

इंटेल और सिलिकॉन सिस्टम (2009 में पश्चिमी डिजिटल द्वारा अधिग्रहित) ने 2008 में अपने पत्रों और प्रकाशनों में प्रवर्धन लिखिए शब्द का इस्तेमाल किया।[4] WA को आमतौर पर फ्लैश मेमोरी के लिए किए गए राइट्स और होस्ट सिस्टम से आने वाले राइट्स के अनुपात से मापा जाता है। डेटा संपीड़न (सूचना सिद्धांत में) के बिना, WA एक से नीचे नहीं जा सकता। डेटा संपीड़न का उपयोग करते हुए, सैंडफोर्स ने 0.5 के एक लेखन प्रवर्धन को प्राप्त करने का दावा किया है, SF-2281 नियंत्रक में 0.14 के रूप में कम से कम सर्वोत्तम-केस मान के साथ।

बेसिक एसएसडी संचालन

एनएएनडी फ़्लैश मेमोरी 4 किबिबाइट पेज में डेटा लिखती है और 256 किबिबाइट ब्लॉक में डेटा मिटा देती है।[2]

See also: फ्लैश मेमोरी and सॉलिड-स्टेट ड्राइव

फ्लैश मेमोरी के संचालन की प्रकृति के कारण, डेटा को सीधे अधिलेखित नहीं किया जा सकता है क्योंकि यह हार्ड डिस्क ड्राइव में हो सकता है। जब डेटा पहली बार एक एसएसडी को लिखा जाता है, तो सभी फ्लैश मेमोरी मिटाए जाने की स्थिति में शुरू होती हैं, इसलिए डेटा को एक बार में (अक्सर 4-8&एनबीएसपी;किलोबाइट (केबी) आकार में) फ्लैश मेमोरी, एनएएनडी मेमोरी का उपयोग करके सीधे लिखा जा सकता है। एसएसडी पर एसएसडी नियंत्रक, जो फ्लैश मेमोरी का प्रबंधन करता है और मेजबान सिस्टम के साथ इंटरफ़ेस (कंप्यूटर विज्ञान) करता है, तार्किक-से-भौतिक मैपिंग प्रणाली का उपयोग करता है जिसे तार्किक ब्लॉक एड्रेसिंग (एलबीए) के रूप में जाना जाता है जो फ्लैश अनुवाद परत (एफटीएल) का हिस्सा है।[5] जब पहले से लिखे गए पुराने डेटा को बदलने के लिए नया डेटा आता है, तो एसएसडी नियंत्रक नए डेटा को एक नए स्थान पर लिखेगा और नए भौतिक स्थान को इंगित करने के लिए तार्किक मैपिंग को अपडेट करेगा। पूर्व स्थान का डेटा अब मान्य नहीं है, और उस स्थान को फिर से लिखे जाने से पहले मिटाने की आवश्यकता होगी।[1][6]

फ्लैश मेमोरी को सीमित संख्या में ही प्रोग्राम और मिटाया जा सकता है। इसे अक्सर कार्यक्रम की अधिकतम संख्या/मिटाएँ चक्र (पी/ई चक्र) के रूप में संदर्भित किया जाता है, यह फ्लैश मेमोरी के जीवन पर बना रह सकता है। एकल-स्तरीय सेल (एसएलसी) फ्लैश, जिसे उच्च प्रदर्शन और लंबे धैर्य के लिए डिज़ाइन किया गया है, आमतौर पर 50,000 और 100,000 चक्रों के बीच काम कर सकता है। As of 2011, बहु स्तरीय सेल (एमएलसी) फ्लैश को कम लागत वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है और आमतौर पर 3,000 और 5,000 के बीच चक्र की संख्या बहुत कम होती है। 2013 से, ट्रिपल स्तरीय सेल (टीएलसी) (उदाहरण के लिए, 3डी एनएएनडी) फ्लैश उपलब्ध है, जिसमें चक्र की संख्या घटकर 1,000 प्रोग्राम-मिटा चक्र हो जाती है। एक कम लेखन प्रवर्धन अधिक वांछनीय है, क्योंकि यह फ्लैश मेमोरी पर पी/ई चक्रों की कम संख्या और इस प्रकार एसएसडी जीवन में वृद्धि के अनुरूप है।[1]

मान की गणना

टर्म परिभाषित होने से पहले लेखन प्रवर्धन हमेशा एसएसडी में मौजूद था, लेकिन यह 2008 में था कि इंटेल[4][7] और सिलिकॉन सिस्टम दोनों ने अपने पत्रों और प्रकाशनों में इस टर्म का उपयोग करना शुरू कर दिया था।[8] सभी एसएसडीस का एक लेखन प्रवर्धन मान होता है और यह दोनों पर आधारित होता है कि वर्तमान में क्या लिखा जा रहा है और क्या पहले एसएसडी को लिखा गया था। विशिष्ट एसएसडी के मूल्य को सटीक रूप से मापने के लिए, चयनित परीक्षण पर्याप्त समय के लिए चलाया जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि ड्राइव स्थिर स्थिति में पहुंच गया है।[3]

एसएसडी के लेखन प्रवर्धन की गणना करने का एक सरल सूत्र है:[1][9][10]

गणना के लिए उपयोग की जाने वाली दो मात्राएँ स्व-निगरानी, ​​विश्लेषण और रिपोर्टिंग प्रौद्योगिकी सांख्यिकी (एटीए F7/F8;[11] एटीए F1/F9) के माध्यम से प्राप्त की जा सकती हैं।

मान को प्रभावित करने वाले कारक

कई कारक एसएसडी के लेखन प्रवर्धन को प्रभावित करते हैं। नीचे दी गई तालिका प्राथमिक कारकों को सूचीबद्ध करती है और वे लेखन प्रवर्धन को कैसे प्रभावित करते हैं। चर वाले कारकों के लिए, तालिका नोट करती है कि इसका सीधा संबंध है या उलटा संबंध है। उदाहरण के लिए, जैसे-जैसे ओवर-प्रोविजनिंग की मात्रा बढ़ती है, प्रवर्धन लिखिए घटता जाता है (उलटा संबंध)। यदि कारक एक टॉगल (सक्षम या अक्षम) चर है तो इसका या तो सकारात्मक या नकारात्मक संबंध होता है।[1][5][12]

प्रवर्धन कारक लिखिए
कारक विवरण प्रकार संबंध*
गारबेज संग्रहण मिटाने और फिर से लिखने के लिए अगले सर्वश्रेष्ठ ब्लॉक को चुनने के लिए उपयोग की जाने वाली एल्गोरिथम की दक्षता चर उलटा (अच्छा)
प्रावधानीकरण से अधिक एसएसडी नियंत्रक को आवंटित भौतिक क्षमता का प्रतिशत चर उलटा (अच्छा))
सैटा के लिए ट्रिम कमांड या एससीएसआई के लिए यूएनएमएपी ये कमांड संचालन प्रणाली (ओएस) द्वारा भेजे जाने चाहिए जो भंडारण उपकरण को बताता है कि किन पेजों में अमान्य डेटा है। इन आदेशों को प्राप्त करने वाले एसएसडी तब इन पृष्ठों वाले ब्लॉकों को रिक्त स्थान के रूप में पुनः प्राप्त कर सकते हैं जब वे अमान्य डेटा को साफ पृष्ठों पर कॉपी करने के बजाय मिटा दिए जाते हैं। टॉगल सकारात्मक (अच्छा)
मुक्त उपयोगकर्ता स्थान वास्तविक उपयोगकर्ता डेटा से मुक्त उपयोगकर्ता क्षमता का प्रतिशत; टीआरआईएम की आवश्यकता है, अन्यथा एसएसडी को किसी भी मुफ्त उपयोगकर्ता क्षमता से कोई लाभ नहीं मिलता है चर उलटा (अच्छा)
सुरक्षित मिटाना सभी उपयोगकर्ता डेटा और संबंधित मेटाडेटा मिटा देता है जो एसएसडी को प्रारंभिक आउट-ऑफ-बॉक्स प्रदर्शन पर रीसेट करता है (कचरा संग्रह फिर से शुरू होने तक) टॉगल सकारात्मक (अच्छा)
वियर लेवलिंग एल्गोरिथम की दक्षता जो यह सुनिश्चित करती है कि प्रत्येक ब्लॉक को अन्य सभी ब्लॉकों के लिए समान रूप से यथासंभव समान संख्या में लिखा जाए चर प्रत्यक्ष (खराब)
स्थिर और गतिशील डेटा को अलग करना डेटा को इस आधार पर समूहीकृत करना कि वह कितनी बार बदलता है टॉगल सकारात्मक (अच्छा)
अनुक्रमिक लिखता है सिद्धांत रूप में, अनुक्रमिक लेखन में लिखने का प्रवर्धन कम होता है, लेकिन अन्य कारक अभी भी वास्तविक स्थिति को प्रभावित करेंगे टॉगल सकारात्मक (अच्छा)
यादृच्छिक लिखता है गैर-अनुक्रमिक डेटा और छोटे डेटा आकार लिखने से लेखन प्रवर्धन पर अधिक प्रभाव पड़ेगा टॉगल नकारात्मक (खराब)
डेटा संपीड़न, जिसमें डेटा डिडुप्लीकेशन शामिल है प्रवर्धन लिखिए कम हो जाता है और एसएसडी की गति तब बढ़ जाती है जब डेटा कम्प्रेशन और डिडुप्लीकेशन अधिक अनावश्यक डेटा को समाप्त कर देता है। चर उलटा (अच्छा)
एसएलसी मोड में एमएलसी एनएएनडी का उपयोग करना यह पढ़ने और लिखने में तेजी लाने के लिए प्रति सेल बिट्स (सामान्य रूप से प्रति सेल दो बिट) की डिज़ाइन की गई संख्या के बजाय एक बिट प्रति सेल की दर से डेटा लिखता है। यदि एसएलसी मोड में एनएएनडी की क्षमता सीमा तक पहुँच जाती है, तो एसएसडी को एसएलसी मोड में लिखे गए सबसे पुराने डेटा को एमएलसी / टीएलसी मोड में फिर से लिखना चाहिए ताकि अधिक डेटा स्वीकार करने के लिए एसएलसी मोड एनएएनडी को मिटाया जा सके। हालाँकि, यह दृष्टिकोण एमएलसी / टीएलसी मोड में इन परिवर्तनों की प्रोग्रामिंग से बचने के लिए एसएलसी मोड में बार-बार बदले गए पृष्ठों को रखने से पहनने को कम कर सकता है, क्योंकि एमएलसी / टीएलसी मोड में लिखने से एसएलसी मोड में लिखने की तुलना में फ्लैश को अधिक नुकसान होता है।[citation needed] इसलिए, यह दृष्टिकोण लेखन प्रवर्धन को बढ़ाता है लेकिन लेखन पैटर्न अक्सर लिखे गए पृष्ठों को लक्षित करते समय पहनने को कम कर सकता है। हालांकि, अनुक्रमिक- और यादृच्छिक-लेखन पैटर्न नुकसान को बढ़ा देंगे क्योंकि एसएलसी क्षेत्र में कोई या कुछ बार-बार लिखे गए पृष्ठ नहीं हैं, जो पुराने डेटा को एसएलसी क्षेत्र से एमएलसी / टीएलसी को लगातार लिखने की आवश्यकता के लिए मजबूर करते हैं। इस विधि को कभी-कभी "एसएलसी कैश" कहा जाता है। टॉगल नकारात्मक (खराब)
*संबंध की परिभाषा
प्रकार संबंध संशोधित विवरण
चर प्रत्यक्ष जैसे ही कारक बढ़ता है डब्ल्यूए बढ़ता है
उलटा जैसे ही कारक बढ़ता है डब्ल्यूए घटता है
टॉगल सकारात्मक जब कारक मौजूद होता है तो डब्ल्यूए कम हो जाता है
नकारात्मक जब कारक मौजूद होता है तो डब्ल्यूए बढ़ जाता है


कचरा संग्रह

Main article: कचरा संग्रह (कंप्यूटर विज्ञान)
पृष्ठ पूर्ण होने तक ब्लॉक में लिखे जाते हैं। फिर, वर्तमान डेटा वाले पृष्ठों को एक नए ब्लॉक में ले जाया जाता है और पुराना ब्लॉक मिटा दिया जाता है।[2]

डेटा को फ्लैश मेमोरी में पेज नामक इकाइयों में लिखा जाता है (फ्लैश मेमोरी, एनएएनडी मेमोरीसे बना)। हालाँकि, मेमोरी को केवल ब्लॉक नामक बड़ी इकाइयों में मिटाया जा सकता है।[2] यदि ब्लॉक के कुछ पृष्ठों के डेटा की अब आवश्यकता नहीं है (जिसे बासी पृष्ठ भी कहा जाता है), केवल उस ब्लॉक के अच्छे डेटा वाले पृष्ठ पढ़े जाते हैं और पहले मिटाए गए खाली ब्लॉक में फिर से लिखे जाते हैं।[3] फिर बासी डेटा को मूव न करके छोड़े गए फ्री पेज नए डेटा के लिए उपलब्ध होते हैं। यह कचरा संग्रह (कंप्यूटर विज्ञान) (जीसी) नामक एक प्रक्रिया है।[1][9] सभी एसएसडी में कचरा संग्रह का कुछ स्तर शामिल होता है, लेकिन वे इस बात में भिन्न हो सकते हैं कि वे प्रक्रिया कब और कितनी तेजी से करते हैं।[9] कचरा संग्रह एसएसडी पर लेखन प्रवर्धन का एक बड़ा हिस्सा है।[1][9]

पढ़ने के लिए फ्लैश मेमोरी को मिटाने की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए वे आम तौर पर लिखने के प्रवर्धन से जुड़े नहीं होते हैं। परेशान पढ़ना एरर की सीमित संभावना में, उस ब्लॉक में डेटा को पढ़ा और फिर से लिखा जाता है, लेकिन इसका ड्राइव के प्रवर्धन लिखिए पर कोई भौतिक प्रभाव नहीं पड़ेगा।[13]

पृष्ठभूमि कचरा संग्रह

कचरा संग्रह की प्रक्रिया में डेटा को फ्लैश मेमोरी में पढ़ना और फिर से लिखना शामिल है। इसका मतलब यह है कि होस्ट से एक नए लेखन के लिए पहले पूरे ब्लॉक को पढ़ने की आवश्यकता होगी, ब्लॉक के उन हिस्सों का लेखन जिसमें अभी भी वैध डेटा शामिल है, और फिर नए डेटा का लेखन। यह सिस्टम के प्रदर्शन को काफी कम कर सकता है।[14] कई एसएसडी नियंत्रक पृष्ठभूमि कचरा संग्रह (बीजीसी) को लागू करते हैं, जिसे कभी-कभी निष्क्रिय कचरा संग्रह या निष्क्रिय-समय कचरा संग्रह (आईटीजीसी) कहा जाता है, जहां मेजबान को नया डेटा लिखने की आवश्यकता से पहले नियंत्रक फ्लैश मेमोरी के ब्लॉक को समेकित करने के लिए निष्क्रिय समय का उपयोग करता है। यह डिवाइस के प्रदर्शन को उच्च बनाए रखने में सक्षम बनाता है।[15]

यदि नियंत्रक को पृष्ठभूमि में कचरा इकट्ठा करना था, तो यह पूरी तरह से आवश्यक होने से पहले सभी अतिरिक्त ब्लॉकों को इकट्ठा करता था, मेजबान से लिखे गए नए डेटा को पहले से किसी भी डेटा को स्थानांतरित किए बिना लिखा जा सकता था, जिससे प्रदर्शन को अपनी चरम गति से संचालित किया जा सके। व्यापार-बंद यह है कि डेटा के उन ब्लॉकों में से कुछ वास्तव में मेजबान द्वारा आवश्यक नहीं हैं और अंततः हटा दिए जाएंगे, लेकिन ओएस ने नियंत्रक को यह जानकारी नहीं दी थी (जब तक टीआरआईएम पेश नहीं किया गया था)। इसका परिणाम यह होता है कि जल्द-से-हटाया जाने वाला डेटा फ्लैश मेमोरी में किसी अन्य स्थान पर फिर से लिखा जाता है, जिससे प्रवर्धन लिखिए बढ़ जाता है। ओसीजेड के कुछ एसएसडी में पृष्ठभूमि कचरा संग्रह केवल कुछ ही ब्लॉकों को साफ़ करता है, फिर बंद हो जाता है, जिससे अत्यधिक लिखने की मात्रा सीमित हो जाती है।[9]एक अन्य समाधान एक कुशल कचरा संग्रह प्रणाली है जो मेजबान के लेखन के समानांतर आवश्यक चालें कर सकती है। यह समाधान उच्च लेखन परिवेशों में अधिक प्रभावी है जहां एसएसडी शायद ही कभी निष्क्रिय होता है।[16] सैंडफोर्स एसएसडी नियंत्रक[14]और वायलिन मेमोरी के सिस्टम में यह क्षमता है।[12]

संचिका प्रणाली-जागरूक कचरा संग्रह

2010 में, कुछ निर्माताओं (विशेष रूप से सैमसंग) ने एसएसडी नियंत्रकों की शुरुआत की, जिन्होंने एसएसडी पर उपयोग की जाने वाली फाइल सिस्टम का विश्लेषण करने के लिए बीजीसी की अवधारणा को विस्तारित किया, ताकि हाल ही में हटाई गई फाइलों और डिस्क विभाजन की पहचान हो सके। सैमसंग ने दावा किया कि इससे यह सुनिश्चित होगा कि ट्रिम (कंप्यूटिंग) का समर्थन नहीं करने वाले सिस्टम (ऑपरेटिंग सिस्टम और सैटा नियंत्रक हार्डवेयर) भी समान प्रदर्शन प्राप्त कर सकते हैं। ऐसा प्रतीत होता है कि सैमसंग कार्यान्वयन का संचालन एक नई प्रौद्योगिकी फ़ाइल सिस्टम को मान लेता है और इसकी आवश्यकता होती है। यह स्पष्ट नहीं है कि यह सुविधा अभी भी इन निर्माताओं से एसएसडी भेजने में उपलब्ध है या नहीं। इन ड्राइव्स पर प्रणालीगत डेटा भ्रष्टाचार की सूचना दी गई है यदि वे मास्टर बूट दस्तावेज़ और एनटीएफएस का उपयोग करके ठीक से स्वरूपित नहीं हैं।[citation needed]

ट्रिम

Main article: ट्रिम (कम्प्यूटिंग)

ट्रिम (कंप्यूटिंग) एक एसएटीए कमांड है जो ऑपरेटिंग सिस्टम को एसएसडी को यह बताने में सक्षम बनाता है कि पहले से सहेजे गए डेटा के कौन से ब्लॉक फ़ाइल विलोपन या वॉल्यूम स्वरूपण के परिणामस्वरूप आवश्यक नहीं हैं। जब एक एलबीए को ओएस से बदल दिया जाता है, जैसा कि किसी फ़ाइल के ओवरराइट के साथ होता है, तो एसएसडी को पता होता है कि मूल एलबीए को पुराने या अमान्य के रूप में चिह्नित किया जा सकता है और यह कचरा संग्रह के दौरान उन ब्लॉकों को नहीं बचाएगा। यदि उपयोगकर्ता या ऑपरेटिंग सिस्टम किसी फ़ाइल को मिटा देता है (न केवल उसके कुछ हिस्सों को हटा देता है), फ़ाइल को आमतौर पर हटाने के लिए चिह्नित किया जाएगा, लेकिन डिस्क पर वास्तविक सामग्री वास्तव में कभी भी मिटाई नहीं जाती है। इस वजह से, एसएसडी को यह नहीं पता होता है कि यह फ़ाइल द्वारा पहले से कब्जा किए गए एलबीए को मिटा सकता है, इसलिए एसएसडी ऐसे एलबीए को कचरा संग्रह में शामिल करता रहेगा।[17][18][19]

टीआरआईएम कमांड की शुरूआत ऑपरेटिंग सिस्टम के लिए इस समस्या का समाधान करती है जो इसे विंडोज 7 [18] मैक ओएस (स्नो लेपर्ड, लायन और माउंटेन लायन की नवीनतम रिलीज़, कुछ मामलों में पैच की गई) [20] संस्करण 8.1 के बाद से फ्रीबीएसडी,[21] और लिनक्स, लिनक्स कर्नेल मेनलाइन के संस्करण 2.6.33 से।[22] जब कोई फ़ाइल स्थायी रूप से हटा दी जाती है या ड्राइव को स्वरूपित किया जाता है, तो ओएस एलबीए के साथ ट्रिम कमांड भेजता है जिसमें अब वैध डेटा नहीं होता है। यह एसएसडी को सूचित करता है कि उपयोग में आने वाले एलबीए को मिटाया और पुन: उपयोग किया जा सकता है। यह एलबीए को कचरा संग्रहण के दौरान स्थानांतरित करने की आवश्यकता को कम करता है। नतीजा यह है कि एसएसडी के पास अधिक खाली स्थान होगा जिससे कम लेखन प्रवर्धन और उच्च प्रदर्शन सक्षम होगा।।[17][18][19]

सीमाएं और निर्भरताएं

ट्रिम कमांड को एसएसडी के समर्थन की भी आवश्यकता होती है। यदि एसएसडी में फर्मवेयर के पास ट्रिम कमांड के लिए समर्थन नहीं है, तो ट्रिम कमांड के साथ प्राप्त एलबीए को अमान्य के रूप में चिह्नित नहीं किया जाएगा और यह मानते हुए कि डेटा अभी भी वैध है, ड्राइव कचरा एकत्र करना जारी रखेगा। केवल जब ओएस उन एलबीए में नए डेटा को सहेजता है तो एसएसडी मूल एलबीए को अमान्य के रूप में चिह्नित करने के बारे में जानेंगे।[19] एसएसडी निर्माता जो मूल रूप से अपने ड्राइव में ट्रिम समर्थन का निर्माण नहीं करते थे, वे या तो उपयोगकर्ता को फर्मवेयर अपग्रेड की पेशकश कर सकते हैं, या एक अलग उपयोगिता प्रदान कर सकते हैं जो ओएस से अमान्य डेटा की जानकारी निकालता है और अलग से एसएसडी को ट्रिम करता है। लाभ उपयोगकर्ता द्वारा उस उपयोगिता के प्रत्येक रन के बाद ही महसूस किया जाएगा। उपयोगकर्ता उस उपयोगिता को समय-समय पर पृष्ठभूमि में स्वचालित रूप से निर्धारित कार्य के रूप में चलाने के लिए सेट कर सकता है।[14]

सिर्फ इसलिए कि एसएसडी ट्रिम कमांड का समर्थन करता है, जरूरी नहीं कि यह ट्रिम कमांड के तुरंत बाद शीर्ष गति पर प्रदर्शन करने में सक्षम हो। ट्रिम कमांड के बाद मुक्त होने वाला स्थान पूरे एसएसडी में फैले यादृच्छिक स्थानों पर हो सकता है। बेहतर प्रदर्शन दिखाने के लिए उन जगहों को समेकित करने से पहले डेटा लिखने और कचरा इकट्ठा करने के कई पास होंगे।[19]

ट्रिम कमांड का समर्थन करने के लिए ओएस और एसएसडी को कॉन्फ़िगर किए जाने के बाद भी, अन्य शर्तें ट्रिम से किसी भी लाभ को रोक सकती हैं। As of early 2010, डेटाबेस और रेड उपकरण अभी तक ट्रिम-जागरूक नहीं हैं और फलस्वरूप यह नहीं जान पाएंगे कि उस जानकारी को एसएसडी पर कैसे पास किया जाए। उन मामलों में एसएसडी तब तक उन ब्लॉकों को सहेजना और कचरा इकट्ठा करना जारी रखेगा जब तक ओएस उन एलबीए को नए लिखने के लिए उपयोग नहीं करता।[19]

ट्रिम कमांड का वास्तविक लाभ एसएसडी पर मुक्त उपयोगकर्ता स्थान पर निर्भर करता है। यदि एसएसडी पर उपयोगकर्ता क्षमता 100 GB थी और उपयोगकर्ता ने वास्तव में ड्राइव में 95 GB डेटा सहेजा था, तो कोई भी ट्रिम ऑपरेशन कचरा संग्रहण और पहनने के स्तर के लिए 5 GB से अधिक मुक्त स्थान नहीं जोड़ेगा। उन स्थितियों में, 5 जीबी से अधिक प्रावधान की मात्रा बढ़ाने से एसएसडी को अधिक सुसंगत प्रदर्शन करने की अनुमति मिलती है क्योंकि ओएस से आने वाले टीआरआईएम कमांड की प्रतीक्षा किए बिना हमेशा अतिरिक्त 5 जीबी अतिरिक्त खाली स्थान होगा।[19]

ओवर-प्रोविजनिंग

SSDs पर ओवर-प्रोविजनिंग के तीन स्रोत (स्तर) पाए गए[14][23]

ओवर-प्रोविजनिंग (कभी-कभी ओपी, ओवर प्रोविजनिंग या ओवरप्रोविजनिंग के रूप में लिखा जाता है) फ्लैश मेमोरी की भौतिक क्षमता और उपयोगकर्ता के लिए उपलब्ध ऑपरेटिंग सिस्टम (ओएस) के माध्यम से प्रस्तुत तार्किक क्षमता के बीच का अंतर है। एसएसडी पर कचरा संग्रह, वियर-लेवलिंग और खराब ब्लॉक मैपिंग संचालन के दौरान, ओवर-प्रोविजनिंग से अतिरिक्त स्थान लेखन प्रवर्धन को कम करने में मदद करता है जब नियंत्रक फ्लैश मेमोरी को लिखता है।[4][23][24] फ्लैश ट्रांसलेशन लेयर टेबल जैसे फर्मवेयर डेटा को स्टोर करने के लिए ओवर-प्रोविजनिंग क्षेत्र का भी उपयोग किया जाता है। अति-प्रावधानीकरण को उपयोगकर्ता-उपलब्ध क्षमता की अतिरिक्त क्षमता के प्रतिशत अनुपात के रूप में दर्शाया जाता है:[25]

ओवर-प्रोविजनिंग आमतौर पर तीन स्रोतों से आती है:

गिबिबाइट (जीआईबी) के बजाय इकाई के रूप में गीगाबाइट (जीबी) की क्षमता और उपयोग की गणना। एचडीडी और एसएसडी दोनों विक्रेता दशमलव GB या 1,000,000,000 (= 109) बाइट्स का प्रतिनिधित्व करने के लिए GB शब्द का उपयोग करते हैं। अधिकांश अन्य इलेक्ट्रॉनिक स्टोरेज की तरह, फ्लैश मेमोरी को दो की शक्तियों में इकट्ठा किया जाता है, इसलिए एसएसडी की भौतिक क्षमता की गणना 1,073,741,824 (= 230) प्रति बाइनरी GB या GiB पर आधारित होगी। इन दो मूल्यों के बीच का अंतर 7.37% (= (230 - 109) / 109 × 100%) है। इसलिए, 0% अतिरिक्त प्रावधान के साथ एक 128 जीबी एसएसडी उपयोगकर्ता को 128,000,000,000 बाइट प्रदान करेगा (कुल 137,438,953,472 में से)। यह प्रारंभिक 7.37% आमतौर पर कुल ओवर-प्रोविजनिंग संख्या में नहीं गिना जाता है, और उपलब्ध वास्तविक राशि आमतौर पर कम होती है क्योंकि कंट्रोलर को गैर-ऑपरेटिंग सिस्टम डेटा जैसे ब्लॉक स्टेटस फ्लैग का ट्रैक रखने के लिए कुछ स्टोरेज स्पेस की आवश्यकता होती है।[23][25]टेराबाइट रेंज में 7.37% का आंकड़ा 9.95% तक बढ़ सकता है, जैसा कि निर्माता 1 या 2&nbsp की पेशकश करने के लिए बाइनरी/दशमलव इकाई विचलन के एक और ग्रेड का लाभ उठाते हैं;1024 और 2048 GB के बजाय क्रमशः 1000 और 2000 GB क्षमता (931 और 1862 GiB) की टीबी ड्राइव (1 TB = 1,000,000,000,000 बाइट्स दशमलव शब्दों में, लेकिन 1,099,511,627,776 बाइनरी में)।[citation needed]

  1. निर्माता का फैसला।यह आमतौर पर 0%, 7% या 28% पर किया जाता है, जो भौतिक क्षमता के दशमलव गीगाबाइट और उपयोगकर्ता के लिए उपलब्ध स्थान के दशमलव गीगाबाइट के बीच के अंतर पर आधारित होता है। उदाहरण के तौर पर, एक निर्माता 128 जीबी संभावित क्षमता के आधार पर 100, 120 या 128 जीबी पर अपने एसएसडी के लिए एक विनिर्देश प्रकाशित कर सकता है। यह अंतर क्रमशः 28%, 7% और 0% है और निर्माता के दावे का आधार है कि उनके ड्राइव पर 28% से अधिक प्रावधान हैं। यह दशमलव और बाइनरी गीगाबाइट के बीच के अंतर से उपलब्ध अतिरिक्त 7.37% क्षमता की गणना नहीं करता है।[23][25]
  2. ड्राइव पर ज्ञात मुक्त उपयोगकर्ता स्थान, अप्रयुक्त भागों की रिपोर्टिंग की कीमत पर, या वर्तमान या भविष्य की क्षमता की कीमत पर धीरज और प्रदर्शन प्राप्त करना। ट्रिम कमांड का उपयोग करके ऑपरेटिंग सिस्टम द्वारा इस खाली स्थान की पहचान की जा सकती है। वैकल्पिक रूप से, कुछ एसएसडी एक उपयोगिता प्रदान करते हैं जो अंतिम उपयोगकर्ता को अतिरिक्त प्रावधान का चयन करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, यदि किसी एसएसडी को उपलब्ध स्थान के 100% से छोटे समग्र विभाजन लेआउट के साथ स्थापित किया गया है, तो गैर-विभाजित स्थान एसएसडी द्वारा स्वचालित रूप से अति-प्रावधान के रूप में भी उपयोग किया जाएगा।[25] फिर भी अति-प्रावधान का एक अन्य स्रोत ऑपरेटिंग सिस्टम न्यूनतम मुक्त स्थान सीमा है; कुछ ऑपरेटिंग सिस्टम प्रति ड्राइव एक निश्चित न्यूनतम खाली स्थान बनाए रखते हैं, विशेष रूप से बूट या मुख्य ड्राइव पर। यदि यह अतिरिक्त स्थान एसएसडी द्वारा पहचाना जा सकता है, शायद ट्रिम कमांड के निरंतर उपयोग के माध्यम से, तो यह अर्ध-स्थायी ओवर-प्रोविजनिंग के रूप में कार्य करता है।अधिक-प्रावधान अक्सर अस्थायी या स्थायी रूप से उपयोगकर्ता क्षमता से दूर ले जाता है, लेकिन यह कम लेखन प्रवर्धन, सहनशक्ति में वृद्धि और प्रदर्शन में वृद्धि देता है।[16][24][26][27][28]

मुक्त उपयोगकर्ता स्थान

एसएसडी नियंत्रक कचरा संग्रह और पहनने के स्तर के लिए एसएसडी पर मुक्त ब्लॉक का उपयोग करेगा। उपयोगकर्ता क्षमता का वह हिस्सा जो उपयोगकर्ता डेटा से मुक्त है (या तो पहले से ट्रिम किया गया है या पहले कभी नहीं लिखा गया है) ओवर-प्रोविजनिंग स्पेस के समान दिखाई देगा (जब तक कि उपयोगकर्ता एसएसडी में नया डेटा सहेजता नहीं है)। यदि उपयोगकर्ता ड्राइव की कुल उपयोगकर्ता क्षमता के केवल आधे हिस्से की खपत करते हुए डेटा बचाता है, तो उपयोगकर्ता क्षमता का अन्य आधा अतिरिक्त प्रावधान की तरह दिखेगा (जब तक TRIM कमांड सिस्टम में समर्थित है)।[19][29]

सुरक्षित मिटाना

See also: सुरक्षित मिटाना § एटीए सुरक्षित मिटाना - डेटा मिटाने में विफलता

एटीए सिक्योर इरेज़ कमांड को ड्राइव से सभी उपयोगकर्ता डेटा को हटाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। एकीकृत एन्क्रिप्शन के बिना SSD के साथ, यह कमांड ड्राइव को उसकी मूल आउट-ऑफ़-बॉक्स स्थिति में वापस लाएगा। यह शुरू में अपने प्रदर्शन को उच्चतम संभव स्तर और सर्वोत्तम (सबसे कम संख्या) संभव लेखन प्रवर्धन को पुनर्स्थापित करेगा, लेकिन जैसे ही ड्राइव कचरा इकट्ठा करना शुरू करता है, प्रदर्शन और लेखन प्रवर्धन पूर्व स्तरों पर वापस आना शुरू हो जाएगा।[30][31] ड्राइव को रीसेट करने और साथ ही एक यूजर इंटरफेस प्रदान करने के लिए कई उपकरण एटीए सिक्योर इरेज़ कमांड का उपयोग करते हैं। उद्योग में आमतौर पर संदर्भित एक निःशुल्क टूल को एचडीडेरेज़ कहा जाता है।[31][32] जीपार्टेड और उबंटू (ऑपरेटिंग सिस्टम) लाइव सीडी सुरक्षित मिटा सहित डिस्क उपयोगिताओं का बूट करने योग्य लिनक्स प्रणाली प्रदान करते हैं।[33]

ड्राइव जो फ्लाई पर सभी लिखने को एन्क्रिप्ट करते हैं, एटीए सिक्योर इरेज़ को दूसरे तरीके से कार्यान्वित कर सकते हैं। हर बार एक सुरक्षित मिटाए जाने पर वे बस शून्य करते हैं और एक नई यादृच्छिक एन्क्रिप्शन कुंजी उत्पन्न करते हैं। इस तरह पुराने डेटा को पढ़ा नहीं जा सकता, क्योंकि इसे डिक्रिप्ट नहीं किया जा सकता है।[34] एएक एकीकृत एन्क्रिप्शन के साथ कुछ ड्राइव उसके बाद भी सभी ब्लॉकों को भौतिक रूप से साफ़ कर देंगे, जबकि अन्य ड्राइव्स को ड्राइव को अपनी मूल आउट-ऑफ-बॉक्स स्थिति में वापस लाने के लिए ड्राइव पर TRIM कमांड भेजने की आवश्यकता हो सकती है (अन्यथा उनका प्रदर्शन हो सकता है अधिकतम नहीं किया जाना चाहिए)।[35]

वियर लेवलिंग

Main article: वियर लेवलिंग

यदि किसी विशेष ब्लॉक को प्रोग्राम किया गया था और किसी अन्य ब्लॉक को लिखे बिना बार-बार मिटाया गया था, वह ब्लॉक अन्य सभी ब्लॉकों से पहले घिस जाएगा - जिससे समय से पहले SSD का जीवन समाप्त हो जाएगा। इस कारण से, एसएसडी नियंत्रक एसएसडी में सभी फ्लैश ब्लॉकों में यथासंभव समान रूप से राइट्स वितरित करने के लिए वियर लेवलिंग नामक तकनीक का उपयोग करते हैं।

एक आदर्श परिदृश्य में, यह प्रत्येक ब्लॉक को उसके अधिकतम जीवन के लिए लिखे जाने में सक्षम बनाता है ताकि वे सभी एक ही समय में विफल हो जाएँ। दुर्भाग्य से, लेखन को समान रूप से वितरित करने की प्रक्रिया के लिए पहले से लिखे गए डेटा की आवश्यकता होती है और बदलने के लिए (ठंडा डेटा) स्थानांतरित नहीं किया जाता है, ताकि डेटा जो अधिक बार बदल रहे हैं (हॉट डेटा) उन ब्लॉकों में लिखे जा सकें। हर बार डेटा को होस्ट सिस्टम द्वारा बदले बिना स्थानांतरित किया जाता है, यह लेखन प्रवर्धन को बढ़ाता है और इस प्रकार फ्लैश मेमोरी के जीवन को कम करता है। कुंजी एक इष्टतम एल्गोरिथम खोजना है जो उन दोनों को अधिकतम करता है।[36]

स्थिर और गतिशील डेटा को अलग करना

लेखन प्रवर्धन को कम करने के लिए स्थैतिक (ठंडा) और गतिशील (गर्म) डेटा का पृथक्करण SSD नियंत्रक के लिए एक सरल प्रक्रिया नहीं है। इस प्रक्रिया में एसएसडी नियंत्रक को डेटा के साथ एलबीए को अलग करने की आवश्यकता होती है जो लगातार बदल रहा है और डेटा के साथ एलबीए से पुनर्लेखन (गतिशील डेटा) की आवश्यकता होती है जो शायद ही कभी बदलता है और किसी भी पुनर्लेखन (स्थैतिक डेटा) की आवश्यकता नहीं होती है। यदि डेटा को एक ही ब्लॉक में मिलाया जाता है, जैसा कि आज लगभग सभी प्रणालियों के साथ है, तो किसी भी पुनर्लेखन के लिए SSD नियंत्रक को गतिशील डेटा (जिसके कारण शुरू में पुनर्लेखन हुआ) और स्थिर डेटा (जिसे किसी भी पुनर्लेखन की आवश्यकता नहीं थी) को फिर से लिखने की आवश्यकता होगी। डेटा का कोई भी कचरा संग्रह जिसे अन्यथा स्थानांतरित करने की आवश्यकता नहीं होती है, लेखन प्रवर्धन में वृद्धि करेगा। इसलिए, डेटा को अलग करने से स्थिर डेटा को स्थिर रहने में मदद मिलेगी और यदि इसे फिर से नहीं लिखा जाता है तो उस डेटा के लिए सबसे कम संभव लेखन प्रवर्धन होगा। इस प्रक्रिया में दोष यह है कि एसएसडी नियंत्रक को अभी भी स्थिर डेटा के स्तर को पहनने का एक तरीका खोजना होगा क्योंकि वे ब्लॉक जो कभी नहीं बदलते हैं उन्हें अपने अधिकतम पी/ई चक्रों को लिखे जाने का मौका नहीं मिलेगा।[1]

प्रदर्शन निहितार्थ

अनुक्रमिक लेखन

जब एक SSD क्रमिक रूप से बड़ी मात्रा में डेटा लिख ​​रहा होता है, तो प्रवर्धन लिखिए एक के बराबर होता है, जिसका अर्थ है कम प्रवर्धन लिखिए। कारण यह है कि जैसे ही डेटा लिखा जाता है, संपूर्ण (फ़्लैश) ब्लॉक उसी फ़ाइल से संबंधित डेटा से क्रमिक रूप से भर जाता है। यदि ओएस निर्धारित करता है कि फ़ाइल को प्रतिस्थापित या हटाया जाना है, तो पूरे ब्लॉक को अमान्य के रूप में चिह्नित किया जा सकता है, और कचरा इकट्ठा करने और दूसरे ब्लॉक में फिर से लिखने के लिए इसके कुछ हिस्सों को पढ़ने की कोई आवश्यकता नहीं है। इसे केवल मिटाने की आवश्यकता होगी, जो कचरा संग्रह के माध्यम से यादृच्छिक रूप से लिखे गए डेटा के लिए पढ़ने-मिटाने-संशोधित-लिखने की प्रक्रिया से कहीं अधिक आसान और तेज़ है।[5]

यादृच्छिक लिखता है

SSD के पूरी तरह से कचरा एकत्र करने, सुरक्षित रूप से मिटाने, 100% ट्रिम किए जाने, या नए स्थापित होने के बाद SSD पर चरम यादृच्छिक लेखन प्रदर्शन बहुत सारे मुफ्त ब्लॉकों द्वारा संचालित होता है। अधिकतम गति एसएसडी नियंत्रक से जुड़े समानांतर फ्लैश चैनलों की संख्या, फर्मवेयर की दक्षता और पृष्ठ पर लिखने में फ्लैश मेमोरी की गति पर निर्भर करेगी। इस चरण के दौरान यादृच्छिक लेखन के लिए लेखन प्रवर्धन सबसे अच्छा होगा और एक के करीब पहुंच जाएगा। एक बार सभी ब्लॉक एक बार लिखे जाने के बाद, कचरा संग्रह शुरू हो जाएगा और प्रदर्शन उस प्रक्रिया की गति और दक्षता से तय हो जाएगा। इस चरण में लिखें प्रवर्धन ड्राइव द्वारा अनुभव किए जाने वाले उच्चतम स्तरों तक बढ़ जाएगा।[5]

प्रदर्शन पर प्रभाव

SSD का समग्र प्रदर्शन कई कारकों पर निर्भर करता है, जिसमें लेखन प्रवर्धन भी शामिल है। फ्लैश मेमोरी डिवाइस से लिखने में पढ़ने की तुलना में अधिक समय लगता है।[15] एक एसएसडी आमतौर पर प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए चैनलों के रूप में समानांतर में जुड़े कई फ्लैश मेमोरी घटकों का उपयोग करता है। यदि एसएसडी में एक उच्च लेखन प्रवर्धन है, तो नियंत्रक को फ्लैश मेमोरी में कई बार लिखने की आवश्यकता होगी। इसके लिए होस्ट से डेटा लिखने के लिए और भी अधिक समय की आवश्यकता होती है। कम प्रवर्धन लिखिए वाले SSD को अधिक डेटा लिखने की आवश्यकता नहीं होगी और इसलिए उच्च प्रवर्धन लिखिए वाले ड्राइव की तुलना में जल्द ही राइटिंग समाप्त की जा सकती है।[1][6]

उत्पाद विवरण

सितंबर 2008 में, इंटेल ने X25-M SATA SSD की घोषणा की, जिसकी रिपोर्ट WA कम से कम 1.1 थी।[37][38] अप्रैल 2009 में, SandForce ने 0.5 के कथित WA के साथ SF-1000 SSD प्रोसेसर परिवार की घोषणा की, जो किसी प्रकार के डेटा संपीड़न से आता है।[37][39] इस घोषणा से पहले, 1.0 के प्रवर्धन लिखिए को सबसे कम माना जाता था जिसे एसएसडी के साथ प्राप्त किया जा सकता था।[15]

यह भी देखें

टिप्पणियाँ

  1. ↑ Data is written to the flash memory in units called pages, which are made up of multiple cells. However, the flash memory can be erased only in larger units called blocks, which are made up of multiple pages.[2]

संदर्भ

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बाहरी संबंध

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