當(dāng)我們?cè)谑褂?a class="attach inline_attach" href="http://www.wh-photo.cn/" style="color:red;font-weight:bold;" target="_blank" title="固態(tài)硬盤(pán)">固態(tài)硬盤(pán)時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)你使用的容量并不是SSD標(biāo)稱(chēng)的容量，這個(gè)時(shí)候我們一定有所懷疑，經(jīng)過(guò)不懈努力，警察蜀黍已經(jīng)找到“真兇”，就是OP，全稱(chēng)Over-Provisioning，中文名字叫做“預(yù)留空間”。

1. 預(yù)留空間OP是什么？

當(dāng)一塊 SSD的數(shù)據(jù)寫(xiě)滿(mǎn)時(shí)，需要額外的空間在啟動(dòng)垃圾回收之前接受新寫(xiě)入的數(shù)據(jù)，這塊額外的空間，我們就稱(chēng)為預(yù)留空間。當(dāng)然，這塊預(yù)留空間是對(duì)用戶(hù)不可見(jiàn)的。預(yù)留空間主要分為兩個(gè)部分：

（1）由于標(biāo)稱(chēng)容量與NAND閃存計(jì)算差異造成的本征預(yù)留空間OP1。

市場(chǎng)上SSD標(biāo)稱(chēng)的容量是按照千進(jìn)制（1000）來(lái)計(jì)算的，但是NAND閃存的容量是按照1024計(jì)算的。我們簡(jiǎn)單列個(gè)式子計(jì)算一下：

市場(chǎng)SSD標(biāo)稱(chēng) 1GB(GigaByte)= 1000MB= 1000*1000KB= 1000*1000*1000Byte= 10^9Byte  (1,000,000,000Byte).

NAND閃存 1GB(GibiByte)= 1024MB= 1024*1024KB =1024*1024*1024Byte =2^30Byte  (1,073,741,824Byte).

這兩個(gè)計(jì)算方式之間正好相差7.37%。所以說(shuō)SSD本征的預(yù)留空間就有7.37%。

（2）SSD由于性能要求而預(yù)留空間OP2，這部分也是標(biāo)稱(chēng)OP。

這個(gè)部分預(yù)留空間主要用于垃圾回收GC，存儲(chǔ)SSD主控的固件（Firmware），備用數(shù)據(jù)塊（Spare Blocks)等。

標(biāo)稱(chēng)預(yù)留空間OP=（SSD物理總?cè)萘?用戶(hù)數(shù)據(jù)空間）/用戶(hù)數(shù)據(jù)空間

從上面這個(gè)表格中我們看到標(biāo)稱(chēng)預(yù)留空間（Marketed OP）為0%的時(shí)候，其實(shí)這時(shí)的內(nèi)部仍然有7%的本征預(yù)留空間。

2. 那預(yù)留空間OP有什么好處？

預(yù)留空間犧牲了用戶(hù)數(shù)據(jù)空間，那TA要是再?zèng)]有什么好處，用戶(hù)就真的要崩潰咯。其實(shí)預(yù)留空間OP的好處有很多：

（1）提高寫(xiě)入性能由于有預(yù)留空間的存在，寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)并不需要經(jīng)常做垃圾回收，加快了寫(xiě)入速度。

（2）降低寫(xiě)放大（WA, Write Amplification)。寫(xiě)放大WA這個(gè)名詞最早是Intel和SiliconSystems在2008年提出。寫(xiě)放大的計(jì)算方法：WA=最終寫(xiě)入閃存的數(shù)據(jù)量/Host寫(xiě)入的數(shù)據(jù)量舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：當(dāng)Host要寫(xiě)入4KB數(shù)據(jù)時(shí)，最壞的狀況就是一個(gè)數(shù)據(jù)塊中沒(méi)有可用空間，但是呢，這個(gè)數(shù)據(jù)塊中有一些無(wú)效數(shù)據(jù)內(nèi)容能夠被擦除，這時(shí)主控的做法就是，把這個(gè)數(shù)據(jù)塊中全部的數(shù)據(jù)搬到緩存，然后擦除這個(gè)塊，在緩存里update整個(gè)數(shù)據(jù)塊的內(nèi)容，更新完成后，把最新的數(shù)據(jù)搬回?cái)?shù)據(jù)塊，整個(gè)操作造成的寫(xiě)放大: Host只需寫(xiě)4K數(shù)據(jù)，卻帶來(lái)了整個(gè)數(shù)據(jù)塊（假設(shè)1024KB）的寫(xiě)操作，寫(xiě)放大就等于1024/4=256倍。

（3）增加閃存使用壽命減少數(shù)據(jù)的搬遷，就是減少NAND閃存的讀寫(xiě)次數(shù)，增加使用壽命。

（4）數(shù)據(jù)保護(hù)主要提供ECC之外的數(shù)據(jù)保護(hù)，比如R.A.I.S.E.(Redundant Array of Independent Silicon Elements)。