SSD 之GC垃圾回收机制

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       在前面向大家讲解FTL时，我们提到了GC的操作，所谓GC就是把一个闪存块里的‘有效’页数据复制到一个‘空白’块里，然后把这个块完全擦除。GC是SSD里的一个非常关键的操作，其效率对性能有决定性影响。闪存块里‘有效’页的数量对GC效率有决定性的影响，因数量越少，需要复制的页就越少， 花费的时间也越少，效率就高了。（GC操作参考下图）

请看下图，把X块和Y块里的“有效”页复制到N块里，然后擦除X和Y以作备用的“空白块”。

       由前面的WL机制可知，WL的执行需要有“空白”块来写入更新后的数据。当可以直接写入数据的备用“空白块”数量低于一个阈值（厂商在主控固件里设置，一般为全盘闪存容量写满后），那么SSD主控就会把包含“无效”数据的块里所有“有效”数据合并起来放到新的“空白”块里，并删除“无效”数据块来增加备用的“空白块”数量。这个操作就是SSD的GC机制。

       由于GC会对SSD产生大量负载，因此GC可分闲置GC及被动GC。闲置GC就是让SSD主控在系统闲置时‘提前’进行GC操作，产生一定数量的‘空白’块，让GC操作不至于明显影响用户使用感受，但缺点是会因此造成额外的WA（写入放大，相关知识在后面会独立介绍），因为刚GC的‘有效’数据可能会因为用户更新而变‘无效’。被动GC则是所有SSD一定具备的，SSD主控性能对被动GC效率有决定性影响，因为此时SSD需要同时进行GC及用户要求的数据操作，主控性能不足就会让用户发觉SSD的性能下降。

       Trim指令的效果就是直接产生更多的‘无效’页数据，减轻GC的压力，从而减少用户发觉SSD性能下降的机会。

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