也讓 SSD 性能第一次經得起質疑
在硅谷工程師圈子里,衡量一個人是否“足夠優秀”,往往有一套默認標準:
是否參與過標準制定?
是否擁有足夠多的專利?
是否站在技術金字塔的上層?
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Sandisk(閃迪)企業級SSD架構團隊的工程師Steven Sprouse,這些條件幾乎全部滿足
但他并不怎么認同硅谷的這套評價體系,
“工程師真正的價值,不在于獎項,而在于你是否讓整個系統運轉得更好。”
這句話的真諦最終落在了一個聽起來并不有趣,但極其關鍵的工程問題上—-SSD預處理(Preconditioning)
什么是SSD預處理
在SSD出廠之前,廠商必須對SSD經歷一輪又一輪的測試,
其中最基礎,也是最耗時的一步,叫做預處理。
簡單來說它的目的只有一個:
讓SSD進入“真實使用狀態”后,再去測試性能。
測試過SSD的玩家都知道,一塊全新的SSD和用了一段時間的SSD,在性能表現上是完全不同的,
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在預處理的過程中閃存需要經歷寫入、擦除,
控制器需要分配預留空間(OP),
垃圾回收、磨損均衡才會真正啟動。
換言之做預處理之后得到的性能結果才是我們日常使用SSD性能的真實表現,
而空盤跑出來的性能數據看起來很好,但實際毫無意義。
問題是:SSD容量變大,“測試速度”沒跟上
過去,容量在8TB、16TB級別的SSD通過順序寫滿,再隨機寫耗時幾小時到十幾小時,這套流程還能勉強運轉,至少時間上還能接受。
但現在情況變了,
企業級SSD已經進入32TB、64TB甚至企業需求定制更高容量的時代,但是寫入帶寬并沒有線性的增長。
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結果也顯而易見:
SSD本身不慢,慢的是“能在較短的時間內測到穩態”。
Steven Sprouse表示如今一塊32TB的SSD采用傳統預處理需要160小時以上,如果是更大容量的SSD預處理時間將按照周來計算。
這對于大容量SSD出廠檢測來說意味著從運行、報錯到最終修復的工程循環,已經無法在一天內完成。
工程效率漸漸被物理容量拖垮了。
SPRandom:不是寫的快,而是“寫的聰明”
SPRandom的核心,并不是通過暴力加速寫入來縮短預處理的時間,而是通過改變“寫入順序的邏輯”。
簡單來說就是,既然穩態是結果,就用不同的數學公式去倒逼。
SPRandom將SSD劃分為多個重疊區域,每個區域對應不同階段的預留空間分布,
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容量和超額配置(OP)數據
通過偽隨機算法,確保每個地址至少被寫入一次,追求真實使用的“覆蓋真實狀態”,
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偽隨機性決定物理容量和 OP 分布
在一次物理寫入周期內完成穩態構建,這樣就不再需要順序+隨機兩輪暴力寫操作。
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在一次周期內即可達到穩定狀態
在改變了“數學公式”之后,32TB SSD的預處理時間從160小時縮短到6小時,64TB以上也能實現基于“數學公式”的工程可控。
選擇開源
從商業角度來說,這套算法完全可以申請專利、轉變為私有工具進而增加內部的壁壘,
顯然Steven Sprouse選擇踐行“開放工程”的精神,
把SPRandom集成進開源工具fio。
理由也很簡單,Steven Sprouse從fio獲益良多,為什么不讓整個行業一起受益呢?
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我非常敬重Steven Sprouse開源的選擇,他的選擇會讓整個行業測試更真實,參數膨脹和虛假性能就會越來越少,真正扎實的產品最終獲利的還是我們終端消費者。
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通常博主和發燒友在對SSD進行測試時,或多或少會受到網絡噴子們的問候,
說穿了就是因為沒有人能確定你拿到的這塊SSD真實的性能到底如何,
SPRandom的出現可以完全打消那些質疑,
性能參數更接近我們日常使用狀態,穩態掉速更早暴露而不是交付后才發現,企業級驗證邏輯同時也會反向影響消費級產品的成熟度。
簡單來說,你買的SSD,對它的實際性能已經知根知底,真實的性能變得更值得信賴。
工程正在走向“開放驗證”
如果簡單理解SPRandom的意義只是縮短了SSD的預處理的時間,那它的價值未免被低估了,
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更重要的信號在于,越來越多原本被視為“工程經驗”的環節,正在被拆解、公開,并接受行業級的復現實證。任何品牌的SSD都可以通過fio來使用Sprandom。
從存儲領域的fio、SPDK,到AI領域的MLPerf,從數據中心的OCP硬件骨ifan,到軟件工程中的可觀測性與復現構建,工程正在從封閉、自證的頑固體系,轉向開放、可審計、可重復的驗證模式。
SPRandom證實了,當系統規模不斷擴大、復雜度指數級上升,任何無法被外部驗證的“性能承諾”,都會迅速失效,開放驗證,已經成為下一代工程體系的默認選項。
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