IT 기술/CA & OS

SSD FTL(Flash Translation Layer)

gooooooood 2024. 12. 17. 18:11
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Ⅰ. FTL의 개요

개념도 개념
- 운영체제에서 사용하는 파일 시스템의 논리 섹터 주소를 SSD의 물리 블록과 페이지 주소로 변환하는 계ㅊ

- SSD는 운영체제의 파일시스템 호환성 지원을 위해 FTL 통한 논리적 섹터 지원

 

Ⅱ. FTL 구성 계층 및 구성 요소

가. FTL 구성 계층

- FTL은 OS 파일시스템의 섹터 주소와 NAND Flash 장치 블록 주소를 맵핑

 

나. FTL의 계층 설명

계층 설명
STL(Sector
Translation
Layer)
- Address Mapping: 파일 시스템으로부터의 논리적 주소를 NAND Flash의 물리적 주소로 매핑
- Garbage Collection: 무효화된 페이지 포함하는 블록 선택하여 유효한 페이지는 다른 블록에 복사 후 블록 삭제
BML(Bad-block
Management
Layer)
- NAND Flash의 불량 블록을 관리하여 오류 처리 담당
LLD
(Low Level Driver)
- NAND Flash 사용 위한 Driver로 Flash Interface 제공

- 쓰기 부하가 SSD 삭제 능력 초과시 쓰기 절벽(Write-Cliff, Freezing) 발생으로 성능 저하

 

 

Ⅲ. SSD의 쓰기 절벽 발생 방지 위한 FTL 기능

기능 구분 설명
Wear-Leveling 개념도
설명 - 플래시 메모리 셀은 재기록 가능 횟수에 따라 수명이 존재
- 특정 페이지 집중 쓰기 시 해당 페이지가 포함 블록 전체 수명 단축
- FTL은 쓰기 작업 시 매핑 테이블의 내용을 변경해서 이전 블록은 Invalid 후 신규 블록에 기록해서 플래시 메모리 전체를 균등하게 사용
Garbage
Collection
개념도  



설명 - Wear Leveling 시 이전 페이지 데이터를 즉시 지우지 않고 Invalid로 전환
- 이런 Invalid 페이지들이 쌓이게 되면 CopyBack Page 명령으로 일괄 처리
Over
Provisioning
개념도
설명 - SSD에서 원활한 Wear Leveling과 Garbage Collection을 수행하기 위해 여유 공간, 오버 프로비저닝 공간 마련
- 256GB -> 250GB 등 SSD 저장공간에서 오버 프로비저닝 공간을 미리 제외

 

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