SSD(固态硬盘)有很多专用名词，下面YMTC(长江存储)团队将从技术算法的视角出发，为大家科普和介绍固态硬盘的那些专有名词。
1、闪存转换层(Flash Translation Layer, FTL)
在固态硬盘的各种技术算法中，FTL即闪存转换层，无疑是最核心的。在机械硬盘时代，磁盘作为存储介质，可以直接将数据覆盖写入，而到了固态硬盘时代，闪存颗粒却无法如同磁盘一样直接进行数据的覆盖和写入，需要先擦除后写入。
与此同时，过多的擦除会极大的缩短闪存颗粒寿命，于是为了能够更方便的调用和修改分布在不同block上的数据信息，更好的排查和监控闪存块的寿命情况，业界便引入了逻辑地址LAB和实际物理地址PBA之间相互转换的概念和机制。
FTL闪存映射表工作机制
而完成逻辑地址空间到物理地址空间的映射，便是FTL最原始且基本的功能。它的原理，实际上就是SSD每把一笔用户逻辑数据写入闪存地址空间，便会记录下该逻辑地址到物理地址的映射关系，每当主机读取该数据时，SSD便会根据该映射从闪存读取数据然后返给用户。
2、垃圾回收(Garbage Collection, GC)
聊完FTL后，再来看看经常被提及的GC垃圾回收，如FTL的科普中聊到的，和机械硬盘不同，固态硬盘的写入无法如同磁盘一样直接进行数据的覆盖和写入，需要先擦除后写入，所以每当固态硬盘需要写入新数据的时候，原有的存储区块就需要擦除，方能写入新数据。
然而，固态最小的写入单元是页(Page)，而擦除数据的最小单位块(Block)，单个Block约等于128个Pages，也就是说擦除数据的单位远大于写入数据的单位。
那么问题来了，如果只是想要擦除存储在单页上的数据，而非全部块数据时，如何精准的移除不需要的数据，而保留其他存储在块上的用户数据，这个行为就叫做垃圾回收。
换句话说，垃圾回收就是把某个闪存块上的有效数据读出来，重写，然后再把该闪存块擦除，从而得到新的可用闪存块的过程。
Page示意图
3、写入放大(Write amplification, WA)
由于GC的存在，便会引发另一个问题——写入放大。我们知道，固态硬盘在数据写入过程中，需要完成GC之后生成干净Block才能实现数据写入。
基于固态此种工作方式，导致固态硬盘的实际写入量和用户预期的写入量会存在明显差距，形成一个比值，业内将这个比值称之为写入放大。
即，闪存写入的数据量/用户写入的数据量 = 写入放大，对于空盘而言，写入放大一般为1，即用户写入多少，SSD实际写入闪存也就是多少，但随着新数据不断写入，固态硬盘的写入放大会越来越高。
写入放大过大，会引发两大后果，一是磨损闪存，进而减少SSD寿命，二便是写入更多额外数据会占用更多闪存带宽，从而影响SSD的整体性能。因此，对写入放大我们需要额外关注。
4、预留空间(Over-provisioning, OP)
和GC紧密相连的还有一个概念，预留空间OP(Over-provisioning, OP)。
我们知道，垃圾回收的前提是需要将数据搬到干净Block之后擦除并重新写入，那假如当固态所有空间被写满，是不是就无法成数据删除了呢?
其实为了避免以上极端情况的出现，现代的固态硬盘设计中，会保留一个叫做预留空间。
简单点说就是，固态硬盘始终会留出空白的Block，方便用户进行数据的修改。所以这也是为什么很多用户实际使用的固态容量会小于NAND芯片总设计容量的原因。
5、磨损均衡(Wear leveling, WL)
既然聊到了GC，就不得不提到磨损均衡。众所周知，NAND闪存因隧穿磨损会存在寿命问题。作为固态硬盘设计者，我们当然希望每颗NAND的寿命磨损是均匀的，这样才能保障固态有最优的理论寿命，让SSD中的每个闪存块的磨损都能保持均衡的机制就叫做磨损均衡。
具体如何实现磨损均衡呢?业界的主流做法是在主控制器固件中添入新的控制命令，让主控制器在固态硬盘读写过程中，尽可能均衡使用各个block，防止部分闪存区块因过度频繁的擦除和写入命令，而导致整块闪存颗粒提前报废。
然而，在实际应用中，用户的数据存储会分为冷数据、热数据，对应的闪存块也会有擦除次数多的较为年老的闪存块，和擦除次数少的较为年轻的闪存块，根据以上用户数据分层和闪存块的擦写区分，SSD内部会存在动态磨损均衡和静态磨损均衡两种算法，综合的进行闪存块的磨损管理，实现整体的寿命均衡。
磨损均衡示意图
实际上，除了以上的几大紧密相连的技术算法，固态硬盘产品还有诸如HMB、Trim、掉电恢复、SLC Cache等众多核心技术。正是基于众多不断创新的技术算法，使得固态硬盘能够在功能和体验上满足各种不同场景的硬件需求。
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