一、SSD 固态盘的内部结构

ssd 主要由控制单元和存储单元（当前主要是FLASH闪存颗粒）组成，控制单元包括SSD控制器、主机接口、DRAM等，存储单元主要是NAND Flash颗粒。NAND 颗粒的结构如下：
1.闪存颗粒：SSD 存储的物理载体
2.Chip：多层的Chip组成闪存颗粒
3.Target:由多个Die封装而成，每个Target共享一套控制信号线
4.Die（LUN）：在大片的半导体晶圆切割后的最小单元，包括多个Plan
5.Plan：包括多个块，每个plan拥有独立的Page寄存器
6.Block：能够执行擦除操作的最小单元，由多个Page组成
7.Page：执行编程和读操作的最小单元。通常大小为4KB/8KB/16KB等。
8.Cell：Page中最小操作擦写读单元，对应一个浮栅晶体管，可以存储1bit或多bit。

二、NAND flash 存储数据的原理

NAND闪存的存储原理:是利用了量子力学的隧道效应。在控制门上加较高的编程电压,源极和漏极接地,使电子穿越隧道氧化层到达浮栅，并聚集在浮栅上,存储信息。擦除时仍利用隧道效应，不过把电压反过来，从而消除浮栅上的电子，达到清除信息的结果。寿命有限的原因是,电子反复来回穿越隧道氧化层而损坏隧道氧化层,导致存储单元物理破坏而不能再有效的保持浮栅门]中的电荷。

三、为什么会有“写放大”

写入放大( Write amplification ，简称WA )是闪存和固态硬盘之间相关联的一个属性，所谓放大指的是在执行写入操作的时候，SSD硬盘发生的写入量,要远大于实际写入的数据量2从而
减少了SSD的使用寿命。写入放大的原理:因为NAND flash数据写入的方式页面为单位写入2但是要想删除数据却需要以块为单位。当写入新数据时，如果SSD
控制器找不到可以写入的page时，会执行GC过程,然后GC机制会将一些block中的有效数据合并写入其他的block中，然后将这些block的无效数据擦出，再将新数据写入到这些block中，而在整个过程中除了要写入用户的数据之外，实际上SSD还写入了一些其他block合并过来的数据。

写入放大的公式
闪存写入的数据量/主控写入的数据量=写入放大倍数

四、磨损均衡的原理

为什么需要磨损均衡：
NAND会更快被磨损，当超过限制的P/E次数后，存储单元的可靠性就会大幅下降，最终不可用(变成坏块)，需要从预留空间中挑选有效block进行补充。
磨损均衡的原理:
针对冷热数据的不同访问特点，采用静态和动态两种磨损均衡算法来提高固态硬盘的整体寿命。对于经常被读写的热态数据(热数据)，会根据PE
次数和block中有效数据的个数综合来选择数据要存放的block，保证全盘block的P/E接近平均P/E ,同时做尽可能少的数据搬移,减小写放大。

参考：

1.https://www.bilibili.com/video/BV1Da411a7SF/?spm_id_from=333.788&vd_source=d189aba2af4a82434ca9b7703002f38c