4.2.2. RBER og diskaldur (að undanskildum PE lotum).
Mynd 1 sýnir marktæka fylgni á milli RBER og aldurs, sem er fjöldi mánaða sem diskurinn hefur verið á sviði. Hins vegar gæti þetta verið svikin fylgni þar sem líklegt er að eldri drif hafi fleiri PE og því er RBER í meiri fylgni við PE lotur.
Til að koma í veg fyrir áhrif aldurs á slit af völdum PE hringrásar, flokkuðum við alla þjónustumánuðina í gáma með því að nota tíguldreifinguna í PE hringrás dreifingar sem afmörkun milli íláta, til dæmis inniheldur fyrsta ílátið alla mánuði af endingartíma disks fram að fyrsti tugurinn í PE hringrásardreifingunni, og svo framvegis. Við sannreyndum að innan hvers gáms er fylgnin á milli PE hringrása og RBER frekar lítil (þar sem hver gámur nær aðeins yfir lítið svið af PE hringrásum), og reiknuðum síðan fylgnistuðulinn milli RBER og diskaldar sérstaklega fyrir hvern gám.
Við gerðum þessa greiningu sérstaklega fyrir hvert líkan vegna þess að fylgni sem sést er ekki vegna mismunar á yngri og eldri gerðum, heldur eingöngu vegna aldurs drifs sama líkans. Við tókum eftir því að jafnvel eftir að hafa takmarkað áhrif PE hringrása á þann hátt sem lýst er hér að ofan, fyrir öll driflíkön var enn marktæk fylgni milli fjölda mánaða sem drif hafði verið á vettvangi og RBER þess (fylgnistuðlar voru á bilinu 0,2 til 0,4 ).
Hrísgrjón. 3. Sambandið á milli RBER og fjölda PE hringrása fyrir nýja og gamla diska sýnir að aldur disksins hefur áhrif á RBER gildi óháð PE lotum af völdum slits.
Við sýndum líka myndrænt áhrif aldurs drifsins með því að deila notkunardögum drifsins á „ungum“ aldri upp að 1 árs og notkunardögum drifsins yfir 4 ára aldur, og síðan teiknuðum við RBER hvers árs. hópur á móti fjölda PE lotum. Mynd 3 sýnir þessar niðurstöður fyrir MLC-D driflíkanið. Við sjáum áberandi mun á RBER gildum á milli hópa gamalla og nýrra diska í öllum PE lotum.
Af þessu ályktum við að aldur, mældur með dögum af diskanotkun á sviði, hafi veruleg áhrif á RBER, óháð sliti á minnisfrumu vegna útsetningar fyrir PE hringrás. Þetta þýðir að aðrir þættir, eins og sílikonöldrun, spila stórt hlutverk í líkamlegu sliti disksins.
4.2.3. RBER og vinnuálag.
Talið er að bitavillur stafi af einum af fjórum aðferðum:
- geymsluvillur Varðveisluvillur, þegar minnisklefa tapar gögnum með tímanum
Lestruflavillur, þar sem lestraraðgerð skemmir innihald aðliggjandi hólfa; - Skrifa trufla villur, þar sem lestraraðgerð skemmir innihald aðliggjandi hólfs;
- Ófullkomnar eyðingarvillur, þegar eyðingaraðgerðin eyðir ekki innihaldi hólfsins að fullu.
Villur af síðustu þremur gerðum (lestur trufla, skrifa trufla, ófullnægjandi eyðingu) eru í tengslum við vinnuálag, þannig að skilningur á fylgni á milli RBER og vinnuálags hjálpar okkur að skilja algengi mismunandi villuaðferða. Í nýlegri rannsókn, "A large-scale study of flash memory failures in the field" (MEZA, J., WU, Q., KUMAR, S., MUTLU, O. "Stórmikil rannsókn á bilunum í flash minni í sviðið." Í Proceedings of the 2015 ACM SIGMETRICS International Conference on Measurement and Modeling of Computer Systems, New York, 2015, SIGMETRICS '15, ACM, bls. 177–190) komst að þeirri niðurstöðu að geymsluvillur væru ríkjandi á þessu sviði, en lestrarvillur. eru frekar smávægilegar.
Mynd 1 sýnir marktækt samband milli RBER gildis í tilteknum mánuði af líftíma disks og fjölda lesna, skrifa og eyða í sama mánuði fyrir sumar gerðir (til dæmis er fylgnistuðullinn hærri en 0,2 fyrir MLC - B gerð og hærri en 0,6 fyrir SLC-B). Hins vegar er mögulegt að þetta sé falsk fylgni, þar sem mánaðarlegt vinnuálag gæti tengst heildarfjölda PE lotum.
Við notuðum sömu aðferðafræði og lýst er í kafla 4.2.2 til að einangra áhrif vinnuálags frá áhrifum PE lotum með því að einangra mánaðar af rekstri aksturs út frá fyrri PE lotum og ákvarða síðan fylgnistuðla sérstaklega fyrir hvern ílát.
Við sáum að fylgnin á milli fjölda lestra í tilteknum mánuði af líftíma disks og RBER gildis í þeim mánuði var viðvarandi fyrir MLC-B og SLC-B módel, jafnvel þegar PE lotur eru takmarkaðar. Við endurtókum líka svipaða greiningu þar sem við útilokuðum áhrif lestrar á fjölda samhliða skrifa og eyðingar og komumst að þeirri niðurstöðu að fylgnin á milli RBER og fjölda lestra gildi fyrir SLC-B líkanið.
Mynd 1 sýnir einnig fylgni á milli RBER og skrifa og eyða aðgerðum, þannig að við endurtókum sömu greininguna fyrir lestur, ritun og eyðingu. Við komumst að þeirri niðurstöðu að með því að takmarka áhrif PE hringrása og lesta sé ekkert samband á milli RBER gildisins og fjölda skrifa og eyða.
Þannig eru til diskalíkön þar sem lesbrotsvillur hafa veruleg áhrif á RBER. Á hinn bóginn eru engar vísbendingar um að RBER hafi áhrif á skrifbrotsvillur og ófullkomnar eyðingarvillur.
4.2.4 RBER og steinþrykk.
Mismunur á stærð hluta gæti að hluta skýrt muninn á RBER-gildum milli driflíkana sem nota sömu tækni, þ.e. MLC eða SLC. (Sjá töflu 1 til að fá yfirlit yfir steinþrykk hinna ýmsu líkana sem teknar eru í þessari rannsókn).
Til dæmis eru 2 SLC gerðir með 34nm steinþrykk (líkön SLC-A og SLC-D) með RBER sem er stærðargráðu hærri en 2 líkön með 50nm örrafeindalitógrafíu (líkön SLC-B og SLC-C). Þegar um er að ræða MLC módel er aðeins 43nm líkanið (MLC-B) með miðgildi RBER sem er 50% hærra en hinar 3 gerðirnar með 50nm steinþrykk. Þar að auki eykst þessi munur á RBER um 4 stuðul eftir því sem drif slitna, eins og sýnt er á mynd 2. Að lokum getur þynnri steinþrykk útskýrt hærri RBER eMLC drif samanborið við MLC drif. Á heildina litið höfum við skýrar vísbendingar um að steinþrykk hafi áhrif á RBER.
4.2.5. Tilvist annarra villna.
Við könnuðum sambandið á milli RBER og annarra tegunda villna, svo sem villur sem ekki er hægt að leiðrétta, villur í tímamörkum osfrv., sérstaklega hvort RBER gildið verði hærra eftir mánaðar útsetningu fyrir öðrum tegundum villna.
Mynd 1 sýnir að á meðan RBER fyrri mánaðar spáir fyrir um framtíðar RBER gildi (fylgnistuðull hærri en 0,8), þá er engin marktæk fylgni á milli óleiðréttanlegra villna og RBER (hægri hópur atriða á mynd 1). Fyrir aðrar tegundir villna er fylgnistuðullinn enn lægri (ekki sýnt á myndinni). Við könnuðum frekar sambandið milli RBER og óleiðréttanlegra villna í kafla 5.2 í þessari grein.
4.2.6. Áhrif annarra þátta.
Við fundum vísbendingar um að það eru þættir sem hafa veruleg áhrif á RBER sem gögn okkar gætu ekki gert grein fyrir. Sérstaklega tókum við eftir því að RBER fyrir tiltekið disklíkan er mismunandi eftir þyrpingunni sem diskurinn er settur á. Gott dæmi er mynd 4, sem sýnir RBER sem fall af PE lotum fyrir MLC-D drif í þremur mismunandi þyrpingum (stakklínur) og ber það saman við RBER fyrir þetta líkan miðað við heildarfjölda drifna (heild lína). Við komumst að því að þessi munur er viðvarandi jafnvel þegar við takmörkum áhrif þátta eins og aldurs disks eða fjölda lestra.
Ein möguleg skýring á þessu er munur á gerð vinnuálags á milli klasa, þar sem við sjáum að klasar þar sem vinnuálag hefur hæsta les/skrifhlutfallið hafa hæsta RBER.
Hrísgrjón. 4 a), b). Miðgildi RBER gildi sem fall af PE lotum fyrir þrjá mismunandi klasa og háð les/skrifhlutfalli af fjölda PE lotum fyrir þrjá mismunandi klasa.
Til dæmis sýnir mynd 4(b) les/skrifhlutföll mismunandi klasa fyrir MLC-D driflíkanið. Hins vegar útskýrir lestur/skrifhlutfallið ekki muninn á klasa fyrir öll líkön, þannig að það geta verið aðrir þættir sem gögn okkar taka ekki tillit til, eins og umhverfisþættir eða aðrar ytri vinnuálagsbreytur.
4.3. RBER við hraðari endingarprófun.
Flest vísindaleg vinna, sem og prófanir sem gerðar eru við kaup á fjölmiðlum á iðnaðarskala, spá fyrir um áreiðanleika tækja á þessu sviði byggt á niðurstöðum hraðari endingarprófa. Við ákváðum að reikna út hversu vel niðurstöður slíkra prófana samsvara hagnýtri reynslu í rekstri geymslumiðla í föstu formi.
Greining á prófunarniðurstöðum sem gerðar voru með því að nota almenna hraðprófunaraðferðafræði fyrir búnað sem er afhentur til Google gagnavera sýndi að RBER gildi á sviði eru umtalsvert hærri en spáð var. Til dæmis, fyrir eMLC-a líkanið, var miðgildi RBER fyrir diska sem starfræktir eru á vettvangi (við lok prófunar var fjöldi PE lota 600) 1e-05, en samkvæmt niðurstöðum bráðabirgðahraðprófa, þetta RBER gildi ætti að samsvara meira en 4000 PE lotum. Þetta gefur til kynna að það sé mjög erfitt að spá nákvæmlega fyrir um RBER gildið á vettvangi byggt á RBER mati sem fæst úr rannsóknarstofuprófum.
Við tókum líka eftir því að sumar tegundir villna eru frekar erfiðar að endurskapa við hraðar prófanir. Til dæmis, þegar um er að ræða MLC-B líkanið, upplifa næstum 60% drifa á vettvangi óleiðréttanlegar villur og næstum 80% drifa mynda slæmar blokkir. Hins vegar, við hraðari þolprófun, varð ekkert af tækjunum sex fyrir neinum óleiðréttanlegum villum fyrr en drifin náðu meira en þreföldum PE hringrásarmörkum. Fyrir eMLC módel áttu sér stað óleiðréttanlegar villur í meira en 80% drifa á vettvangi, en við hraðprófanir komu slíkar villur upp eftir að hafa náð 15000 PE lotum.
Við skoðuðum einnig RBER sem greint var frá í fyrri rannsóknarvinnu, sem byggðist á tilraunum í stýrðu umhverfi, og komumst að þeirri niðurstöðu að gildissviðið væri mjög breitt. Sem dæmi má nefna að L.M. Grupp og aðrir í vinnu sinni 2009 -2012 skýrslu RBER gildi fyrir drif sem eru nálægt því að ná PE hringrásarmörkum. Til dæmis, fyrir SLC og MLC tæki með steinþrykkjastærð svipað þeim sem notuð eru í vinnu okkar (25-50nm), er RBER gildið á bilinu 1e-08 til 1e-03, þar sem flestar drifgerðir prófaðar hafa RBER gildi nálægt 1e- 06.
Í rannsókn okkar höfðu driflíkönin þrjú sem náðu PE hringrásarmörkum RBERs á bilinu 3e-08 til 8e-08. Jafnvel að teknu tilliti til þess að tölurnar okkar eru lægri mörk og gætu verið 16 sinnum stærri í versta falli, eða að teknu tilliti til 95. hundraðshluta RBER, þá eru gildin okkar enn verulega lægri.
Á heildina litið, þó að raunveruleg RBER-gildi séu hærri en spáð gildi byggt á hröðuðu endingarprófi, eru þau samt lægri en flest RBER fyrir svipuð tæki sem greint er frá í öðrum rannsóknarritum og reiknuð út frá rannsóknarstofuprófum. Þetta þýðir að þú ættir ekki að treysta á spáð RBER gildi sem hafa verið fengin úr hröðuðu endingarprófi.
5. Óleiðréttanlegar villur.
Í ljósi þess að óleiðréttanlegar villur (UEs) eru útbreiddar, sem fjallað var um í kafla 3 í þessari grein, í þessum hluta könnum við eiginleika þeirra nánar. Við byrjum á því að ræða hvaða mælikvarða á að nota til að mæla UE, hvernig það tengist RBER og hvernig UE hefur áhrif á ýmsa þætti.
5.1. Hvers vegna UBER hlutfallið er ekki skynsamlegt.
Staðlað mælikvarði sem einkennir villur sem ekki er hægt að leiðrétta er UBER óleiðréttanlegt bitavilluhlutfall, það er hlutfallið milli fjölda óleiðréttanlegra bitavillna og heildarfjölda lesna bita.
Þessi mælikvarði gerir óbeint ráð fyrir því að fjöldi óleiðréttanlegra villna sé einhvern veginn bundinn við fjölda lesna bita og því verður að staðla hana með þessari tölu.
Þessi forsenda gildir fyrir villur sem hægt er að leiðrétta, þar sem fjöldi villna sem sést hefur í tilteknum mánuði reynist vera í mikilli fylgni við fjölda lestra á sama tíma (Spearman fylgnistuðull stærri en 0.9). Ástæðan fyrir svo sterkri fylgni er sú að jafnvel einn slæmur biti, svo framarlega sem hægt er að leiðrétta hann með ECC, mun halda áfram að auka fjölda villna við hverja lesaðgerð sem hann notar, þar sem mat á reitnum sem inniheldur slæma bitann er ekki strax leiðrétt þegar villa greinist (diskar endurskrifa aðeins reglulega síður með skemmdum bitum).
Sama forsenda gildir ekki um óleiðréttanlegar villur. Óleiðréttanleg villa útilokar frekari notkun á skemmda blokkinni, þannig að þegar hún hefur fundist mun slík blokk ekki hafa áhrif á fjölda villna í framtíðinni.
Til að staðfesta þessa forsendu formlega, notuðum við ýmsar mælikvarða til að mæla sambandið milli fjölda lestra í tilteknum mánuði af líftíma disks og fjölda óleiðréttanlegra villna á sama tíma, þar á meðal ýmsa fylgnistuðla (Pearson, Spearman, Kendall) , sem og sjónræn skoðun á línuritum. Til viðbótar við fjölda óleiðréttanlegra villna skoðuðum við einnig tíðni óleiðréttanlegra villuatvika (þ.e.a.s. líkurnar á að diskur verði fyrir að minnsta kosti eitt slíkt atvik á tilteknu tímabili) og tengsl þeirra við lestraraðgerðir.
Við fundum engar vísbendingar um fylgni milli fjölda lestra og fjölda óleiðréttanlegra villna. Fyrir öll driflíkön voru fylgnistuðlarnir undir 0.02 og línuritin sýndu enga aukningu á UE eftir því sem lestri fjölgaði.
Í kafla 5.4 í þessari grein ræðum við að skrif- og eyðingaraðgerðir hafi heldur engin tengsl við villur sem ekki er hægt að leiðrétta, þannig að önnur skilgreining á UBER, sem er staðlað með skrif- eða eyðingaraðgerðum í stað lesaðgerða, hefur enga þýðingu.
Við ályktum því að UBER sé ekki þýðingarmikill mælikvarði, nema ef til vill þegar hún er prófuð í stýrðu umhverfi þar sem fjöldi lestra er stilltur af tilraunamanni. Ef UBER er notað sem mæligildi við prófun á vettvangi mun það lækka villuhlutfallið fyrir drif með háa lesturtölu tilbúnar og blása upp villuhlutfallið tilbúnar fyrir drif með lágt lestal, þar sem óleiðréttanlegar villur eiga sér stað óháð fjölda lestra.
5.2. Óleiðréttanlegar villur og RBER.
Mikilvægi RBER skýrist af því að það þjónar sem mælikvarði til að ákvarða heildaráreiðanleika drifsins, einkum út frá líkum á óleiðréttanlegum villum. Í starfi sínu voru N. Mielke o.fl. árið 2008 fyrstir til að leggja til að skilgreina væntanlegt óleiðréttan villuhlutfall sem fall af RBER. Síðan þá hafa margir kerfisframleiðendur notað svipaðar aðferðir, svo sem að áætla væntanlega óleiðréttan villuhlutfall sem fall af RBER og ECC gerð.
Tilgangur þessa hluta er að einkenna hversu vel RBER spáir fyrir um óleiðréttanlegar villur. Við skulum byrja á mynd 5a, sem sýnir miðgildi RBER fyrir fjölda fyrstu kynslóðar drifgerða á móti hlutfalli daga sem þeir voru í notkun sem upplifðu óleiðréttanlegar UE villur. Tekið skal fram að sum þeirra 16 líkana sem sýnd eru á línuritinu eru ekki með í töflu 1 vegna skorts á greiningarupplýsingum.
Hrísgrjón. 5a. Tengsl milli miðgildis RBER og óleiðréttanlegra villna fyrir ýmsar drifgerðir.
Hrísgrjón. 5b. Tengsl milli miðgildis RBER og óleiðréttanlegra villna fyrir mismunandi drif af sömu gerð.
Mundu að allar gerðir innan sömu kynslóðar nota sama ECC vélbúnaðinn, þannig að munur milli gerða er óháður ECC muninum. Við sáum enga fylgni á milli RBER og UE atvika. Við bjuggum til sömu söguþráðinn fyrir 95. hundraðshluta RBER á móti UE-líkum og sáum aftur enga fylgni.
Næst endurtókum við greininguna á einstaka diska, þ.e.a.s. við reyndum að komast að því hvort til væru diskar þar sem hærra RBER gildi samsvarar hærri UE tíðni. Sem dæmi sýnir mynd 5b miðgildi RBER fyrir hvert drif MLC-c líkansins á móti fjölda UEs (niðurstöður svipaðar þeim sem fengust fyrir 95. hundraðshluta RBER). Aftur sáum við enga fylgni á milli RBER og UE.
Að lokum gerðum við nákvæmari tímagreiningu til að kanna hvort rekstrarmánuðir drifa með hærri RBER myndu samsvara þeim mánuðum sem UEs áttu sér stað. Mynd 1 hefur þegar gefið til kynna að fylgnistuðullinn milli óleiðréttanlegra villna og RBER sé mjög lágur. Við gerðum einnig tilraunir með mismunandi leiðir til að teikna upp líkurnar á UE sem fall af RBER og fundum engar vísbendingar um fylgni.
Þannig komumst við að þeirri niðurstöðu að RBER sé óáreiðanlegur mælikvarði til að spá fyrir um UE. Þetta getur þýtt að bilunaraðferðirnar sem leiða til RBER eru frábrugðnar þeim aðferðum sem leiða til óleiðréttanlegra villna (t.d. villur í einstökum frumum á móti stærri vandamálum sem eiga sér stað með öllu tækinu).
5.3. Óleiðréttanlegar villur og slit.
Þar sem slit er eitt helsta vandamál flassminni sýnir mynd 6 daglegar líkur á óleiðréttanlegum drifvillum sem fall af PE lotum.
Mynd 6. Daglegar líkur á að óleiðréttanlegar drifvillur komi upp eftir PE lotum.
Við athugum að líkurnar á UE aukast stöðugt með aldri drifsins. Hins vegar, eins og með RBER, er aukningin hægari en venjulega er gert ráð fyrir: línuritin sýna að UEs vaxa línulega frekar en veldisvísis með PE lotum.
Tvær ályktanir sem við gerðum fyrir RBER eiga einnig við um UE: í fyrsta lagi er engin skýr aukning á villumöguleika þegar PE hringrásarmörkum er náð, eins og á mynd 6 fyrir MLC-D líkanið þar sem PE hringrásarmörkin eru 3000. Í öðru lagi, í öðru lagi , villuhlutfallið er mismunandi eftir mismunandi gerðum, jafnvel innan sama flokks. Hins vegar er þessi munur ekki eins mikill og fyrir RBER.
Að lokum, til stuðnings niðurstöðum okkar í kafla 5.2, komumst við að því að innan eins tegundaflokks (MLC vs. SLC) eru líkönin með lægstu RBER gildin fyrir tiltekinn fjölda PE lota ekki endilega þau með lægstu líkur á að UE gerist. Til dæmis, yfir 3000 PE lotur, MLC-D gerðir voru með RBER gildi 4 sinnum lægri en MLC-B gerðir, en UE líkurnar fyrir sama fjölda PE lotur voru aðeins hærri fyrir MLC-D gerðir en fyrir MLC-B módel.
Mynd 7. Mánaðarlegar líkur á að óleiðréttanlegar drifvillur komi upp sem fall af tilvist fyrri villna af ýmsum gerðum.
5.4. Óleiðréttanlegar villur og vinnuálag.
Af sömu ástæðum og vinnuálag getur haft áhrif á RBER (sjá kafla 4.2.3), má búast við að það hafi einnig áhrif á UE. Til dæmis, þar sem við tókum eftir því að lesbrotsvillur hafa áhrif á RBER, geta lesaðgerðir einnig aukið líkurnar á óleiðréttanlegum villum.
Við gerðum ítarlega rannsókn á áhrifum vinnuálags á UE. Hins vegar, eins og fram kemur í kafla 5.1, fundum við ekki samband milli UE og fjölda lestra. Við endurtókum sömu greininguna fyrir skrif- og eyðingaraðgerðir og sáum aftur enga fylgni.
Athugaðu að við fyrstu sýn virðist þetta stangast á við fyrri athugun okkar um að óleiðréttanlegar villur séu í tengslum við PE lotur. Þess vegna mætti vel búast við fylgni við fjölda skrif- og eyðingaraðgerða.
Hins vegar, í greiningu okkar á áhrifum PE lotum, bárum við saman fjölda óleiðréttanlegra villna í tilteknum mánuði við heildarfjölda PE lota sem drifið hefur upplifað í gegnum líf sitt til þessa til að mæla áhrif slits. Við athugun á áhrifum vinnuálags skoðuðum við þá mánuði í rekstri drifsins sem voru með mesta fjölda lestrar/skrifa/eyðingaraðgerða í tilteknum mánuði, sem einnig höfðu meiri líkur á að valda óleiðréttanlegum villum, þ.e.a.s. gera grein fyrir heildarfjölda lestrar/skrifa/eyðingaraðgerða.
Þar af leiðandi komumst við að þeirri niðurstöðu að lesbrotsvillur, skrifbrotsvillur og ófullkomnar eyðingarvillur séu ekki aðalatriðin í þróun óleiðréttanlegra villna.
Þakka þér fyrir að vera hjá okkur. Líkar þér við greinarnar okkar? Viltu sjá meira áhugavert efni? Styðjið okkur með því að leggja inn pöntun eða mæla með því við vini, 30% afsláttur fyrir Habr notendur á einstökum hliðstæðum upphafsþjónum, sem var fundið upp af okkur fyrir þig: (fáanlegt með RAID1 og RAID10, allt að 24 kjarna og allt að 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 sinnum ódýrari? Aðeins hér í Hollandi! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - frá $99! Lestu um
Heimild: www.habr.com