Write amplification

Un SSD può sperimentare il fenomeno della write amplification come risultato sia della garbage collection sia degli algoritmi di livellamento dell'usura (wear leveling), aumentando in questo modo le scritture verso il drive e riducendone nel contempo in parte la vita utile.[1]
Un SSD può sperimentare il fenomeno della write amplification come risultato sia della garbage collection sia degli algoritmi di livellamento dell'usura (wear leveling), aumentando in questo modo le scritture verso il drive e riducendone nel contempo in parte la vita utile.[1]

Write amplification (WA, lett. "amplificazione della scrittura") è un fenomeno collaterale negativo legato alle modalità di scrittura delle memorie flash e dei dischi allo stato solido (solid state drives, SSDs) tale per cui il quantitativo di scritture fisiche sul chip di memoria è un multiplo rispetto alla quantità di dati effettivi da memorizzare.

Poiché una memoria di tipo flash richiede di essere cancellata prima di poter essere riscritta e poiché il processo di cancellazione possiede una granularità molto maggiore (più grossolana) rispetto a quello di scrittura, il risultato è che per ogni operazione di riscrittura diventa necessario spostare (o riscrivere) più volte i dati preesistenti e i relativi metadati. Questo comporta che le operazioni di riscrittura richiedono la rilettura, lo spostamento (ossia la riscrittura in una posizione di memoria diversa) e la cancellazione di una porzione di memoria più ampia di quella effettivamente necessaria. A sua volta, il processo di spostamento potrebbe richiedere l'esecuzione dello stesso tipo di operazione su un'altra area della memoria, con un effetto moltiplicativo che porta a coinvolgere all'interno del chip una quantità di dati (e quindi una quantità di celle di memoria) superiore a quella richiesta dai nuovi da memorizzare.

La conseguenza di questo moltiplicarsi delle operazioni di cancellazione e riscrittura ha un impatto sulla durata del componente stesso, che può tollerare un numero limitato, per quanto elevato, di scritture e riscritture, riducendone considerevolmente l'affidabilità. Questa proliferazione di scritture, inoltre, aumenta il quantitativo di banda utilizzata dalla memoria flash, comportando una evidente riduzione della velocità nell'accesso verso l'SSD.[1][2]

I fattori che possono condizionare la proliferazione di scritture di un SSD sono di varia natura. Alcuni possono essere controllati durante l'utilizzo mentre altri sono intrinseci alla tecnologia di scrittura di questo tipo di dispositivi.

Intel[3] e SiliconSystems (acquisita da Western Digital nel 2009)[4] usano il termine write amplification nella loro documentazione e nelle loro pubblicazioni già dal 2008. La write amplification è misurata tipicamente dal rapporto fra il numero di scritture realmente eseguite sulla flash e il numero scritture richieste dall'host. Senza algoritmi di compressione, la write amplification non può scendere sotto al valore di 1. Usando algoritmi di compressione, SandForce dichiara di raggiungere valori tipici di write amplification pari a 0.5,[5] con picchi che possono scendere fino a 0.14 con il controller SF-2281.[6]

  1. ^ a b Hu, X.-Y. and E. Eleftheriou, R. Haas, I. Iliadis, R. Pletka, Write Amplification Analysis in Flash-Based Solid State Drives, su citeseerx.ist.psu.edu, IBM, 2009, CiteSeerX10.1.1.154.8668. URL consultato il 2 giugno 2010.
  2. ^ Smith, Kent, Benchmarking SSDs: The Devil is in the Preconditioning Details (PDF), su sandforce.com, SandForce, 17 agosto 2009. URL consultato il 28 agosto 2012.
  3. ^ Lucchesi, Ray, SSD Flash drives enter the enterprise (PDF), su silvertonconsulting.com, Silverton Consulting, settembre 2008. URL consultato il 18 giugno 2010 (archiviato dall'url originale il 31 maggio 2011).
  4. ^ Kerekes, Zsolt, Western Digital Solid State Storage - formerly SiliconSystems, su storagesearch.com, ACSL. URL consultato il 19 giugno 2010.
  5. ^ Shimpi, Anand Lal, OCZ's Vertex 2 Pro Preview: The Fastest MLC SSD We've Ever Tested, su anandtech.com, AnandTech, 31 dicembre 2009. URL consultato il 16 giugno 2011.
  6. ^ Andrew Ku, Intel SSD 520 Review: SandForce's Technology: Very Low Write Amplification, su Tomshardware, 6 febbraio 2012. URL consultato il 10 febbraio 2012.

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