預(yù)留空間是什么？

預(yù)留空間，也稱OP空間 (Over-Provisioning, OP) ，是固態(tài)硬盤出廠時(shí)預(yù)留給主控的內(nèi)部空間，這塊預(yù)留空間是對(duì)用戶不可見的，因此用戶無(wú)法訪問(wèn)或操作。其核心作用是為垃圾回收、磨損均衡、壞塊管理提供緩沖區(qū)：

當(dāng)SSD寫滿時(shí)，OP空間可臨時(shí)接收新數(shù)據(jù)，避免立即觸發(fā)垃圾回收影響性能；

通過(guò)減少垃圾回收頻率和優(yōu)化數(shù)據(jù)分布，有效降低寫入放大效應(yīng)；

預(yù)留的備用區(qū)塊可置換使用中產(chǎn)生的后期壞塊（LBB），延長(zhǎng)NAND壽命。

預(yù)留空間的實(shí)現(xiàn)原理

OP空間本質(zhì)上是將一部分存儲(chǔ)容量保留為緩沖空間。除非額外增加存儲(chǔ)芯片，否則OP設(shè)計(jì)上就是會(huì)占用原有NAND Flash的存儲(chǔ)空間，也就減少了用戶可用的SSD容量，但這是值得的。

固態(tài)硬盤制造商通常會(huì)預(yù)留約7%的實(shí)際存儲(chǔ)空間來(lái)執(zhí)行后臺(tái)功能。對(duì)3D TLC SSD來(lái)說(shuō)，如果是工業(yè)級(jí)、消費(fèi)級(jí)這類非寫入密集型的應(yīng)用場(chǎng)景，只要是采用的是品質(zhì)優(yōu)良的原廠閃存顆粒，7%的預(yù)留空間已經(jīng)足夠。

以一個(gè)原始容量為 256GB的固態(tài)硬盤為例，扣除7%的內(nèi)置預(yù)留空間后，用戶實(shí)際可用容量為240GB。如果提高預(yù)留存儲(chǔ)空間的比例，產(chǎn)品的性能和壽命也會(huì)相應(yīng)提升。

具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)垃圾回收被觸發(fā)時(shí)，固態(tài)硬盤的寫入速度會(huì)因數(shù)據(jù)碎片化的程度不同而受到不同程度的影響。如果數(shù)據(jù)在NAND Flash中碎片化程度越低，同時(shí)OP預(yù)留空間越多，就越能縮短垃圾回收的工作周期，從而減少對(duì)固態(tài)硬盤的性能的影響。整個(gè)過(guò)程，就是通過(guò)降低寫入放大值，來(lái)延長(zhǎng)固態(tài)硬盤的使用壽命。

關(guān)于天碩(TOPSSD)

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崔歡歡