OCP NVME SSD规范解读-8.SMART日志要求-3

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SMART-11:这个属性记录的是用户数据区的NAND块最大擦写次数和最小擦写次数。其中,字节地址95:92表示最小用户数据擦写计数,而字节地址91:88表示最大用户数据擦写计数。这两个数值反映了闪存芯片在使用过程中的磨损程度,是评估SSD剩余寿命的重要指标。正常情况下,由于闪存单元的不均匀损耗,最小和最大擦写次数之间可能存在差异。

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SMART-12:该属性描述了温控状态和计数,位于字节地址97:96处。其中包括当前是否处于温控(Thermal Throttling)状态以及温控事件发生的总次数。温控是指当固态硬盘工作温度超过安全阈值时,为保护硬件而主动降低性能的过程。

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不同等级的温控措施,盘的性能也会做对应的限速。性能随着温度上升会因为温控措施呈现下降趋势。

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SMART-13:此属性提供了对设备符合的DSSD规范版本信息,包括主版本号、次版本号、点版本号以及修订版号。这些字段分别位于字节地址103:98中,用于跟踪固态硬盘所遵循的特定设计标准及其更新迭代情况。

SMART-14:该属性统计PCIe接口上发生的可纠正错误总数,例如bad TLP、 bad DLLP、接收错误、Replay超时和Replay溢出等。这些错误在运行过程中会被累积,并且在出厂设置时会清零。通过观察这一数值,可以评估PCIe链路的质量以及控制器处理和纠正传输层错误的能力。该字段位于字节地址115:112中。

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SMART-15:这个属性记录了不完全关机次数,即由于任何原因导致的未完成正常关机序列的次数。例如,当电源突然断开或固件故障等情况下,可能会发生数据或元数据完整性无法得到保证的情况。此计数器位于SMART / Health Information Extended日志页面(标识符C0h)中,并且在每次发生不完整关机事件后增加。

SMART-17:该字段是一个归一化计数器,表示在备用区域(spare area)中已擦除并准备好写入用户数据的NAND块数量占总备用NAND块数量的比例。这里的备用区域是指那些不包含有效用户数据和有效系统数据,并且处于以下两种状态之一的NAND块集合:

  • 正在等待被擦除以便用于写入用户数据;

  • 已经被擦除并可以立即用来写入用户数据。

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换句话说,空闲区块百分比(% Free Blocks)计算公式是 A / (A + B),其中A代表当前已被擦除准备写入新数据的NAND块的数量,而B则是正等待被擦除处理以备后续写入操作的NAND块数量。

这个字段提供了关于固态硬盘剩余可用空间的一个关键指标,它不仅反映了设备当前的物理存储容量利用率,还能帮助预测和管理SSD的耐久性和性能表现。通过跟踪此比例的变化,可以更好地了解何时可能需要执行垃圾回收或优化存储分配策略来确保设备的长期稳定运行和数据安全性。

SMART-19:该字段是SSD用于掉电保护的电容健康状况的指示器,它反映了在运行期间电容保持能量的能力(holdup energy margin)。

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电容在此扮演了关键角色,特别是在设备断电保护(Power Loss Protection, PLP)机制中,用于确保在电源突然中断时有足够的能量完成数据保存至非易失性存储的过程。

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如果没有PLP保护功能,该字段应报告值FFFFh。100%表示当设备离开制造工厂时所达到的能量保持阈值通过测试,意味着在出厂时设备具备足够的能量来可靠地应对突发断电情况。因此,在产品生命周期初期,通常设备会在这个字段中报告超过100%的数值,因为实际运行中的电容器性能可能优于出厂设定的标准阈值。

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此外,为了保证可靠的正常关机过程,至少需要1%的电容器保持能量。这意味着如果电容器保持能量低于1%,则有可能无法确保设备在断电情况下顺利完成安全关机操作。然而,当该字段值为0%时,并不绝对意味着设备肯定无法正确关机,但这是一个警示信号,表明电容器的健康状态已非常低,可能对系统的断电保护造成威胁。最后强调一点,这个电容器保持能量百分比的值永远不会是负数,其最小值为0%。

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