SSD日渐流行，现在买电脑不挑带SSD的都不好意思说自己真懂用户体验。 和传统HDD相比，SSD由闪存构成，闪存低延迟的特性令SSD在随机读写性能方面大幅超越HDD，这也是SSD能带来流畅操作体验的关键。 但是，SSD又不仅仅只是闪存的简单组装，仅仅把闪存堆砌起来，并不能称作是SSD。调用闪存的软件算法，同样对SSD的寿命、稳定性、性能等方方面面起着重大作用。 SSD 软件算法你都了解吗?今天，就一起来谈谈SSD 软件算法都 有哪些吧!

SSD可不是把闪存焊在一起就能做出来的

FTL：没它SSD就无法识别

我们都知道SSD的硬件构成和HDD完全不同，因此操作系统识别HDD的很多机制并不适用于SSD。 例如，硬盘是由盘片来构成的，盘片是同心圆，把圆分成一个个小小的扇形，数据在这些扇形中储存，这些扇形就被称之为扇区。

操作系统把扇区组织起来构成FAT32、NTFS等文件系统，用户才得以访问文件/文件夹而不是一个个的扇区物理地址，基本上操作系统建立文件系统的基础就是扇区。

HDD硬盘盘片上的扇区，SSD没有这个结构

SSD由闪存构成，没有盘片，自然也没有扇区。 SSD的闪存颗粒基础单位是数据容量4KB的Page(页)，Page组成Block(区)，Block组成Plane(平面)，最后Plane组成Die(晶片)，这就是闪存的硬件架构。 可见SSD没有扇区，怎么办?这就得靠一些 SSD 软件算法来进行转换了。

SSD使用的是闪存，闪存结构和HDD不同，需要FTL层和文件系统对话

把SSD的架构虚拟成HDD的算法，叫做“FTL”(Flash Translation Lay)。 FTL算法是由SSD主控提供的，比操作系统更加底层。FTL作为一个软件中间层，可以把SSD基于Page的硬件架构映射成HDD基于扇区的硬件架构。

操作系统为SSD建立文件系统的时候有了FTL，操作系统看到的东西和HDD没啥两样，就可以用传统的方法对SSD进行分区、格式化等操作，不需要使用专为SSD而生的文件系统。 得益于FTL的 SSD 软件算法，SSD才能无缝接班HDD，没它SSD就无法识别。

GC垃圾回收：没它SSD就巨慢无比

闪存的机制是比较独特的，当你向闪存写入数据的时候必须先把闪存中的数据擦除掉，才能写入。 同时，闪存的最小读写单位是Page，但最小的擦除单位是Block。一个Block中包含了多个Page，SSD工作一段时间后就没有哪个Block中的Page都是空白的了。 如果要擦除某个Block，就必须先把这个Block中存在有效数据的Page复制备份到其他地方，接而进行擦除，这样一来才不会丢数据。

每个Page都可以写入数据，但覆盖写入需要先擦除原先的数据，一擦除整个Block都会被擦除

有效数据的Page要复制到什么地方进行备份呢?

一些比较烂的产品，会把这些Page的数据复制到缓存，待到Block擦除后再把数据写回去，这样一来SSD的写入速度就更加悲剧了，既要写原来的数据，又要写新数据。 解决这个问题的就是SSD中的GC(Gabage Collection)，也就是垃圾回收算法。

GC垃圾回收算法看着有点类似碎片整理，它可以把某个Block中的存在有效数据的Page移动到其他Block中，从而让操作系统得以擦除这整一个Block。 接着再往该Block写数据，就不需要把备份到其他地方的Page也写回去了。 CG发生在FTL层，不同的SSD的GC算法是不一样的，GC算法的不同，深切影响着SSD的性能。

Trim：大大提高垃圾回收效率

Trim是一种用来增加GC垃圾回收效率的算法。 没有Trim的话，会出现这样一种情况：在操作系统删除一个文件，实际上数据在物理层面上并没有被删除。

于是，SSD的某个Block所有Page都会被填满，待到真正写入数据的时候才被迫进行GC垃圾回收，主控才开始把有效数据的Page移动到其他Block上，进而擦除该Block。 如此一来，速度就很慢，SSD用久了每次写入数据都得先GC，用户体验非常不好。

CMD中查询“fsutil behavior QUERY DisableDeleteNotify”，如图显示就是开启了Trim

Trim就可以大大缓解这种情况。操作系统删除数据后Trim会告诉SSD主控哪些Page的数据对应着删除的数据，这些Page会被标记成为无效Page。 在闲暇时段SSD主控就会主动进行CG，把有效数据的Page移走，然后擦除这些Block的数据，提前为操作系统的数据写入准备好足够多的Block。

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