现代SSD的原子写入单元是什么？

Question

我的理解是，最现代的基于主轴的驱动器都有一个“扇区”作为原子写入单元。现代SSD的单位是什么？

Answer 1

我不完全确定原子写入单元是什么意思。我假设你的意思是最小的写入单位。

在NAND闪存SSD中，读写的最小单位称为页。通常，页面大小为 2kB 或 4kB，加上元数据。

另外，擦除的最小单位是几页（32-128页）。

来源：

http://codecapsule.com/2014/02/12/coding-for-ssds-part-3-pages-blocks-and-the-flash-translation-layer/

https://en.wikipedia.org/wiki/Flash_memory#NAND_memories

Answer 2

SSD内部有页和块。我推荐SSD 编码。还有传输协议的扇区大小。传输协议用于CPU和SSD之间的通信。它可以是 ATA、SCSI、NVMe、USB MS...

所以这里有一些示例值：

• 页面大小4kb
• 块大小512kb（始终是页面大小的倍数）
• 协议扇区大小512字节

现在，当您直接写入 SSD（无需文件系统）时，没有人能保证任何内容都是原子的。即使您在程序阶段写入一个字节，如果发生电源故障，它也不是原子的。

传输协议（如 NVMe）可以提供原子性，但不幸的是实际上它不支持。

作为普通程序员，您可以使用 SQLite 或 MySQL 等数据库，它们作为 ACID 的一部分提供原子性。你不必担心任何事情。但请确保事务已启用且自动提交已关闭。

如果您自己编写数据库，则必须依赖诸如 fsync 和 文件系统日志记录之类的功能。

如果您直接写入 SSD 并且您知道块大小，这里是如何获得原子性的示例（我实际上是在 Arduino 上这样做的）：

• 一个块仅存储一个布尔值（0 或 1），它在数据区域 0 和 1 之间切换
• N个块保存了所有要存储的数据（数据区0）
• N个块也保存了所有你想要存储的数据（数据区1）

现在假设你已经向数据区0写入了数据，且bool为0。但是你想更新数据。您所做的是将所有数据写入数据区域 1，最后将布尔值切换为 1。当您想再次写入时，将所有数据写入数据区域 0 并再次切换布尔值。这样你就可以进行原子写入。在写入数据区域或布尔值后，不要忘记调用sync、commit或flush（如果可用）。

当然可以通过向数据区域添加校验和或实施日志来改进该算法。