小Z聊固态：固态硬盘关键字之磨损均衡

    在上一期关键字讲解中，我们聊到了固态硬盘中基本的Trim命令相关原理，以及实际作用。今天，我们接着从固态硬盘关键词出发，聊一聊磨损均衡。

    磨损均衡，wear leveling，也是一种基于固态硬盘主控芯片的内置机制。

    通过字面意义，我们就可以大致知道，这是个平衡机制，用于均衡固态硬盘内部各个区块闪存颗粒的使用程度，从而延长整体颗粒的使用寿命。

几乎所有主控芯片都支持磨损均衡（WL）

    具体来说就是，在主控制器的固件中添入新的控制命令，让主控制器在固态硬盘的读写过程中，尽可能的均衡的使用各个block，防止部分闪存区块因过度频繁的擦除和写入命令，而导致整块闪存颗粒提前报废。

磨损均衡是延长无法实现数据覆盖的闪存颗粒寿命的重要技术

    根据上一期中介绍的固态硬盘读写特性，我们知道闪存颗粒无法如同机械硬盘时代，进行数据覆盖，只能通过先擦除后写入的方式。

    如果没有磨损均衡算法，可以想象到固态硬盘的挂盘率将会有多夸张，特别是在如今TLC闪存颗粒盛行的时代，那羸弱的闪存P/E。

静态磨损和动态磨损的区别    

    就磨损均衡命令自身而言，根据算法的差异，可分为动态磨损和静态磨损。目前，大多数固态硬盘产品都是使用动态磨损，不采用静态磨损很重要的原因在于过高的写入放大。

    动态磨损就是主控芯片，会优先选择“较新”的闪存颗粒进行擦除写入，“较老”的颗粒则不使用。

    这种方式的优点在于，算法简单粗暴，主控处理压力小，占据的资源小，而缺点就很明显，算法太过一刀切，优化不够，精细化程度不够导致无法全面覆盖和实现所有颗粒的磨损均衡。

磨损均衡分为静态和动态、全局和部分

    静态磨损就是主控芯片在执行擦除写入的命令时，从文件的角度出发，优先把长久不用的冷数据从较新的闪存颗粒中提出来，放入较老的闪存颗粒中，并将写入的新数据放在较新的闪存颗粒中，以实现均衡化。

    这样的方式优点也很明显，算法更加优化，从数据角度出发更全面的实现了磨损均衡，并提高了颗粒的寿命，而缺点在于算法的复杂，给主控带了相当的压力，占有了更多的读写资源，并影响部分写入速度。

                          动态磨损和静态磨损的优缺点
   
    就这两种磨损而言，还根据磨损区域划分，分为全局磨损和部分磨损，全局磨损均衡观察整块SSD的磨损度操作，而局部磨损均衡则针对特定区域范围进行操作。

    当前，几乎所有新出的主控芯片都已经支持磨损均衡算法，区别仅在于是全局还是部分，静态还是动态。

总结：

    无论是哪种磨损算法，都是从软件层面出发，基于主控芯片的性能以及闪存颗粒的真实品质进行的最大限度的技术优化，并不能从根本上解决白片、黑片颗粒带来的低P/E，低寿命的问题。

    所以，要想提高固态硬盘的使用寿命，原厂颗粒，值得信赖。