SSD磨损数据的分析报告

    我们都知道，SSD存在一个磨损的问题，虽然厂商提供的数据都显示企业级的SSD产品是可靠的，SSD内置的损耗均衡的算法，可以保证磨损是均衡的，不会出现反复擦写某个单元导致SSD损坏的情况。但是我们依然很担心，磨损对可靠性的影响究竟有多大？最近，我们对线上系统的SSD进行了分析，得到了一些关于磨损的数据，分享给大家。

    S.M.A.R.T.(Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology)是磁盘的诊断工具，其中也包括SSD的磨损数据。但是因为我们的SSD做了RAID，因为RAID卡屏蔽了SSD的信息，所以要直接读取SSD的SMART信息有些困难。通过厂商和社区的努力，现在已经有了解决方案。

    Smartmontools是一套监控，诊断，分析SMART信息的工具包，包括两个工具：smartctl和smartd。

    目前支持的RAID卡包括以下型号：

    我们使用的DELL服务器采用LSI的RAID控制器，包含一个Megacli的工具包，可以到LSI的官方网站上下载并安装。通过这两个工具就可以读取SSD的SMART信息了，具体方法可以参考这篇文章：利用smartctl获取Inte SSD寿命。

    SSD磨损数据分析：

    SLC的SSD可以擦除10万次，MLC的SSD可以擦除1万次，Intel X25-E的官方数据：

    真实的状况如何呢？我们有一套数据库集群，配置如下：DELL R710，Intel X25-E(64G)，硬件RAID5(512M cache)，我们读取了SSD的SMART数据，主要有以下三个指标：

    1. Media Wearout Indicator

    定义：表示SSD上NAND的擦写次数的程度，初始值为100，随着擦写次数的增加，开始线性递减，递减速度按照擦写次数从0到最大的比例。一旦这个值降低到1，就不再降了，同时表示SSD上面已经有NAND的擦写次数到达了最大次数。这个时候建议需要备份数据，以及更换SSD。

    解释：直接反映了SSD的磨损程度，100为初始值，0为需要更换，有点类似游戏中的血点。

    结果：磨损1点

    2. Re-allocated Sector Count

    定义：出厂后产生的坏块个数，如果有坏块，从1开始增加，每4个坏块增加1

    解释：坏块的数量间接反映了SSD盘的健康状态。

    结果：基本上都为0

    3. Host Writes Count

    主机系统对SSD的累计写入量，每写入65536个扇区raw value增加1

    解释：SSD的累计写入量，写入量越大，SSD磨损情况越严重。每个扇区大小为512bytes，65536个扇区为32MB

    结果：单块盘40T

    从上述数据分析，SSD写入40T数据，磨损消耗仅为1%，而且基本没有坏块。这是在系统没有做任何优化的情况下，即将所有数据文件都放在SSD上的结果，这证明SSD的损耗均衡算法是很靠谱的。如果磨损是线性的，根据数据可以计算得出，单块SSD(64G)可以写入4PB的数据，与厂商提供的数据相符。而且，40T的数据大部分是系统测试时写入的，真实系统上线后写入的数据量很小，根据计算，我们的SSD如果磨损耗尽，可能还需要几十年的时间。

    我们也使用了一些MLC的SSD，比如Intel X25-M，测试结果表明，SLC耐磨损度要远大于MLC，但是也在安全的范围之内。根据我们的实践经验和数据分析，企业级的SSD还是非常可靠的，并不需要特别担心磨损的问题。

    读取SSD的SMART信息的最大的意义在于，我们能够提前检测SSD的磨损状况，发现SSD磨损即将耗尽时，可以提前更换，预防同一批次的SSD同时大规模损坏，这样就可以保证系统的可靠性。