4.2.2. RBER ir disko amžius (išskyrus PE ciklus).
1 paveiksle parodyta reikšminga koreliacija tarp RBER ir amžiaus, ty mėnesių, kiek diskas buvo lauke, skaičius. Tačiau tai gali būti klaidinga koreliacija, nes tikėtina, kad senesni diskai turi daugiau PE, todėl RBER labiau koreliuoja su PE ciklais.
Siekdami pašalinti senėjimo poveikį PE ciklų sukeltam nusidėvėjimui, visus naudojimo mėnesius sugrupavome į konteinerius, naudodami PE ciklo pasiskirstymo decilius kaip ribą tarp konteinerių, pavyzdžiui, pirmajame konteineryje yra visi disko naudojimo mėnesiai iki pirmasis PE ciklo pasiskirstymo decilis ir tt Toliau. Mes patikrinome, ar kiekviename konteineryje koreliacija tarp PE ciklų ir RBER yra gana maža (nes kiekvienas konteineris apima tik nedidelį PE ciklų diapazoną), ir tada apskaičiavome koreliacijos koeficientą tarp RBER ir disko amžiaus kiekvienam konteineriui atskirai.
Šią analizę atlikome kiekvienam modeliui atskirai, nes bet kokios pastebėtos koreliacijos atsiranda ne dėl skirtumų tarp jaunesnių ir senesnių modelių, o tik dėl to paties modelio pavarų amžiaus. Pastebėjome, kad net ir apribojus PE ciklų poveikį aukščiau aprašytu būdu, visuose pavarų modeliuose vis dar buvo reikšminga koreliacija tarp mėnesių skaičiaus, kurį važiavimas buvo lauke, ir jo RBER (koreliacijos koeficientai svyravo nuo 0,2 iki 0,4). ).
Ryžiai. 3. Ryšys tarp RBER ir naujų ir senų diskų PE ciklų skaičiaus rodo, kad disko amžius turi įtakos RBER reikšmei nepriklausomai nuo PE ciklų, kuriuos sukelia nusidėvėjimas.
Taip pat grafiškai vizualizavome vairavimo amžiaus poveikį, padaliję pavaros naudojimo dienas „jauname“ iki 1 metų ir pavaros naudojimo dienas vyresniems nei 4 metai, tada nubraižėme kiekvieno iš jų RBER. grupė pagal PE ciklų skaičių. 3 paveiksle parodyti šie MLC-D pavaros modelio rezultatai. Visuose PE cikluose matome pastebimą RBER verčių skirtumą tarp senų ir naujų diskų grupių.
Iš to darome išvadą, kad amžius, matuojamas pagal disko naudojimo lauke dienas, turi didelę įtaką RBER, nepriklausomai nuo atminties ląstelių susidėvėjimo dėl PE ciklų poveikio. Tai reiškia, kad kiti veiksniai, tokie kaip silicio senėjimas, turi didelę reikšmę fiziniam disko nusidėvėjimui.
4.2.3. RBER ir darbo krūvis.
Manoma, kad bitų klaidas sukelia vienas iš keturių mechanizmų:
- saugojimo klaidos Išlaikymo klaidos, kai atminties elementas laikui bėgant praranda duomenis
Skaitymo trikdžių klaidos, kai skaitymo operacija pažeidžia gretimo langelio turinį; - Rašymo trikdžių klaidas, kai skaitymo operacija pažeidžia gretimo langelio turinį;
- Nebaigtos trynimo klaidos, kai trynimo operacija nevisiškai ištrina langelio turinį.
Paskutinių trijų tipų klaidos (skaitymo trikdymas, rašymo trikdymas, nepilnas ištrynimas) yra susijusios su darbo krūviu, todėl supratimas apie ryšį tarp RBER ir darbo krūvio padeda suprasti skirtingų klaidų mechanizmų paplitimą. Neseniai atliktame tyrime „Didelio masto „flash“ atminties gedimų šioje srityje tyrimas“ (MEZA, J., WU, Q., KUMAR, S., MUTLU, O. „Didelio masto flash atminties gedimų tyrimas Į lauką. yra gana smulkmenos.
1 paveiksle parodytas reikšmingas ryšys tarp RBER reikšmės per tam tikrą disko eksploatavimo mėnesį ir kai kurių modelių nuskaitymų, įrašymo ir ištrynimų skaičių per tą patį mėnesį (pavyzdžiui, koreliacijos koeficientas yra didesnis nei 0,2 MLC - B). modelis ir didesnis nei 0,6 SLC-B). Tačiau gali būti, kad tai klaidinga koreliacija, nes mėnesio darbo krūvis gali būti susijęs su bendru PE ciklų skaičiumi.
Naudojome tą pačią metodiką, aprašytą 4.2.2 skirsnyje, norėdami atskirti darbo krūvio poveikį nuo PE ciklų poveikio, atskirdami pavaros veikimo mėnesius pagal ankstesnius PE ciklus, o tada kiekvienam konteineriui atskirai nustatydami koreliacijos koeficientus.
Matėme, kad koreliacija tarp nuskaitymų skaičiaus per tam tikrą disko eksploatavimo mėnesį ir RBER vertės tą mėnesį išliko MLC-B ir SLC-B modeliuose, net ir ribojant PE ciklus. Mes taip pat pakartojome panašią analizę, kai neįtraukėme skaitymo poveikio tuo pačiu metu atliekamų įrašų ir trynimų skaičiui, ir padarėme išvadą, kad koreliacija tarp RBER ir skaitymų skaičiaus galioja SLC-B modeliui.
1 paveiksle taip pat parodyta koreliacija tarp RBER ir rašymo bei trynimo operacijų, todėl pakartojome tą pačią skaitymo, rašymo ir trynimo operacijų analizę. Darome išvadą, kad ribojant PE ciklų ir skaitymų poveikį, nėra ryšio tarp RBER reikšmės ir įrašymo bei ištrynimų skaičiaus.
Taigi yra diskų modelių, kuriuose skaitymo pažeidimo klaidos turi didelę įtaką RBER. Kita vertus, nėra įrodymų, kad RBER būtų paveiktas rašymo pažeidimų ir nepilno ištrynimo klaidų.
4.2.4 RBER ir litografija.
Objekto dydžio skirtumai gali iš dalies paaiškinti RBER verčių skirtumus tarp pavarų modelių, naudojančių tą pačią technologiją, ty MLC arba SLC. (Įvairių į šį tyrimą įtrauktų modelių litografijos apžvalgą žr. 1 lentelėje).
Pavyzdžiui, 2 SLC modeliai su 34 nm litografija (modeliai SLC-A ir SLC-D) turi RBER, kuris yra eilės tvarka didesnis nei 2 modelių su 50 nm mikroelektronine litografija (modeliai SLC-B ir SLC-C). MLC modelių atveju tik 43 nm modelio (MLC-B) vidutinis RBER yra 50 % didesnis nei kitų 3 modelių su 50 nm litografija. Be to, šis RBER skirtumas padidėja 4 kartus, kai diskai susidėvi, kaip parodyta 2 paveiksle. Galiausiai plonesnė litografija gali paaiškinti didesnį eMLC diskų RBER, palyginti su MLC diskais. Apskritai turime aiškių įrodymų, kad litografija veikia RBER.
4.2.5. Kitų klaidų buvimas.
Ištyrėme ryšį tarp RBER ir kitų tipų klaidų, tokių kaip neištaisomos klaidos, skirtojo laiko klaidos ir pan., ypač ar RBER reikšmė tampa didesnė po mėnesio, kai susiduriama su kitų tipų klaidomis.
1 paveiksle parodyta, kad nors praėjusio mėnesio RBER numato būsimas RBER reikšmes (koreliacijos koeficientas didesnis nei 0,8), nėra reikšmingos koreliacijos tarp neištaisomų klaidų ir RBER (dešinėje esanti elementų grupė 1 paveiksle). Kitų tipų klaidoms koreliacijos koeficientas yra dar mažesnis (paveiksle nerodomas). Toliau nagrinėjome ryšį tarp RBER ir nepataisomų klaidų šio straipsnio 5.2 skyriuje.
4.2.6. Kitų veiksnių įtaka.
Radome įrodymų, kad yra veiksnių, turinčių didelę įtaką RBER, kurių mūsų duomenys negalėjo atsižvelgti. Visų pirma pastebėjome, kad tam tikro disko modelio RBER skiriasi priklausomai nuo grupės, kurioje diskas yra įdiegtas. Geras pavyzdys yra 4 paveikslas, kuriame parodyta RBER kaip PE ciklų funkcija MLC-D diskams trijuose skirtinguose klasteriuose (punktyrinėmis linijomis) ir palyginama su šio modelio RBER, atsižvelgiant į bendrą diskų skaičių (ištisinė linija). Pastebime, kad šie skirtumai išlieka net tada, kai ribojame tokių veiksnių, kaip disko amžius ar skaitymų skaičius, įtaką.
Vienas iš galimų to paaiškinimų yra darbo krūvio tipo skirtumai tarp grupių, nes pastebime, kad klasteriai, kurių darbo krūviai turi didžiausią skaitymo / rašymo koeficientą, turi didžiausią RBER.
Ryžiai. 4 a), b). Vidutinės RBER reikšmės kaip trijų skirtingų grupių PE ciklų funkcija ir skaitymo / rašymo santykio priklausomybė nuo PE ciklų skaičiaus trijose skirtingose klasteriuose.
Pavyzdžiui, 4(b) paveiksle parodytas skirtingų grupių MLC-D įrenginio modelio skaitymo/rašymo santykis. Tačiau skaitymo / rašymo santykis nepaaiškina visų modelių grupių skirtumų, todėl gali būti kitų veiksnių, kurių mūsų duomenys neatsižvelgia, pvz., aplinkos veiksniai ar kiti išoriniai darbo krūvio parametrai.
4.3. RBER pagreitinto patvarumo bandymo metu.
Dauguma mokslinių darbų, taip pat bandymų, atliekamų perkant laikmenas pramoniniu mastu, pagal pagreitintų ilgaamžiškumo bandymų rezultatus prognozuoja įrenginių patikimumą šioje srityje. Nusprendėme išsiaiškinti, kaip tokių bandymų rezultatai atitinka praktinę patirtį naudojant kietojo kūno laikmenas.
„Google“ duomenų centrams tiekiamos įrangos bandymo rezultatų analizė parodė, kad lauko RBER vertės yra žymiai didesnės nei prognozuota. Pavyzdžiui, eMLC-a modelio vidutinis RBER lauke eksploatuojamiems diskams (bandymo pabaigoje PE ciklų skaičius siekė 600) buvo 1e-05, o pagal preliminarų pagreitinto testavimo rezultatus šis RBER. vertė turi atitikti daugiau nei 4000 PE ciklų. Tai rodo, kad labai sunku tiksliai numatyti RBER reikšmę lauke, remiantis RBER įverčiais, gautais atliekant laboratorinius tyrimus.
Taip pat pastebėjome, kad kai kurių tipų klaidas gana sunku atkurti pagreitinto bandymo metu. Pavyzdžiui, MLC-B modelio atveju beveik 60% diskų lauke patiria nepataisomų klaidų ir beveik 80% diskų sukuria blogus blokus. Tačiau atliekant pagreitintą patvarumo bandymą, nė vienas iš šešių įrenginių nepatyrė jokių nepataisomų klaidų, kol pavaros pasiekė daugiau nei tris kartus PE ciklo ribą. eMLC modeliuose daugiau nei 80% pavarų lauke pasitaikydavo nepataisomos klaidos, o atliekant pagreitintą testavimą tokios klaidos pasitaikydavo pasiekus 15000 XNUMX PE ciklų.
Mes taip pat pažvelgėme į RBER, apie kurį buvo pranešta ankstesniame moksliniame darbe, kuris buvo pagrįstas eksperimentais kontroliuojamoje aplinkoje, ir padarėme išvadą, kad verčių diapazonas buvo labai platus. Pavyzdžiui, L. M. Grupp ir kiti savo 2009–2012 m. darbe praneša apie pavarų, kurios yra arti PE ciklo ribų, RBER vertes. Pavyzdžiui, SLC ir MLC įrenginių, kurių litografijos dydžiai panašūs į tuos, kurie naudojami mūsų darbe (25–50 nm), RBER vertė svyruoja nuo 1e-08 iki 1e-03, o daugumos išbandytų pavarų modelių RBER vertė yra artima 1e- 06.
Mūsų tyrime trijų pavarų modelių, pasiekusių PE ciklo ribą, RBER svyravo nuo 3e-08 iki 8e-08. Netgi atsižvelgiant į tai, kad mūsų skaičiai yra žemesnės ribos ir absoliučiu blogiausiu atveju gali būti 16 kartų didesni, arba atsižvelgiant į 95-ąjį RBER procentilį, mūsų vertės vis tiek yra žymiai mažesnės.
Apskritai, nors tikrosios lauko RBER vertės yra didesnės nei prognozuotos vertės, pagrįstos pagreitintu patvarumo bandymu, jos vis tiek yra mažesnės nei daugumos panašių prietaisų RBER vertės, nurodytos kituose moksliniuose tyrimuose ir apskaičiuotos atlikus laboratorinius tyrimus. Tai reiškia, kad neturėtumėte pasikliauti numatomomis lauko RBER reikšmėmis, kurios buvo gautos iš pagreitinto patvarumo bandymo.
5. Netaisomos klaidos.
Atsižvelgiant į tai, kad dažnai pasitaiko nepataisomų klaidų (UE), kurios buvo aptartos šio straipsnio 3 skirsnyje, šiame skyriuje išsamiau nagrinėjame jų charakteristikas. Pirmiausia aptariame, kurią metriką naudoti matuojant UE, kaip ji susijusi su RBER ir kaip UE veikia įvairūs veiksniai.
5.1. Kodėl UBER santykis nėra prasmingas.
Standartinė metrika, apibūdinanti nepataisomas klaidas, yra UBER nepataisomų bitų klaidų koeficientas, tai yra, nepataisomų bitų klaidų skaičiaus ir bendro nuskaitytų bitų skaičiaus santykis.
Ši metrika netiesiogiai daro prielaidą, kad nepataisomų klaidų skaičius yra kažkaip susietas su nuskaitytų bitų skaičiumi, todėl turi būti normalizuotas pagal šį skaičių.
Ši prielaida galioja taisomoms klaidoms, kai nustatyta, kad per tam tikrą mėnesį pastebėtų klaidų skaičius labai koreliuoja su skaitymų skaičiumi per tą patį laikotarpį (Spearmano koreliacijos koeficientas didesnis nei 0.9). Tokios stiprios koreliacijos priežastis yra ta, kad net vienas blogas bitas, kol jis bus pataisomas naudojant ECC, ir toliau didins klaidų skaičių su kiekviena skaitymo operacija, kurią pasiekia, nes ląstelės, kurioje yra blogas bitas, įvertinimas yra ne iš karto ištaisoma, kai aptinkama klaida (diskai tik periodiškai perrašo puslapius su pažeistais bitais).
Ta pati prielaida netaikoma nepataisomoms klaidoms. Neištaisoma klaida neleidžia toliau naudoti pažeisto bloko, todėl aptiktas toks blokas neturės įtakos klaidų skaičiui ateityje.
Norėdami oficialiai patvirtinti šią prielaidą, naudojome įvairias metrikas, kad išmatuotų ryšį tarp skaitymų skaičiaus per tam tikrą disko eksploatavimo mėnesį ir nepataisomų klaidų skaičių per tą patį laikotarpį, įskaitant įvairius koreliacijos koeficientus (Pearson, Spearman, Kendall). , taip pat vizualinis grafikų patikrinimas . Be nepataisomų klaidų skaičiaus, taip pat išnagrinėjome nepataisomų klaidų incidentų dažnį (t. y. tikimybę, kad diske per tam tikrą laikotarpį įvyks bent vienas toks incidentas) ir jų ryšį su skaitymo operacijomis.
Neradome ryšio tarp skaitymų skaičiaus ir nepataisomų klaidų skaičiaus įrodymų. Visų pavarų modelių koreliacijos koeficientai buvo mažesni nei 0.02, o grafikai neparodė jokio UE padidėjimo, nes padidėjo skaitymų skaičius.
Šio straipsnio 5.4 skyriuje aptariame, kad rašymo ir trynimo operacijos taip pat neturi nieko bendro su nepataisomomis klaidomis, todėl alternatyvus UBER apibrėžimas, kuris normalizuojamas rašymo arba trynimo operacijomis, o ne skaitymo operacijomis, neturi reikšmės.
Todėl darome išvadą, kad UBER nėra prasminga metrika, išskyrus galbūt testavimą kontroliuojamoje aplinkoje, kur skaitymų skaičių nustato eksperimentuotojas. Jei UBER bus naudojamas kaip metrika atliekant lauko bandymus, jis dirbtinai sumažins klaidų dažnį diskuose su dideliu skaitymų skaičiumi ir dirbtinai padidins klaidų dažnį diskuose su mažu skaitymų skaičiumi, nes neištaisomos klaidos atsiranda neatsižvelgiant į nuskaitymų skaičių.
5.2. Netaisomos klaidos ir RBER.
RBER svarba paaiškinama tuo, kad ji naudojama kaip matas nustatant bendrą pavaros patikimumą, visų pirma remiantis nepataisomų klaidų tikimybe. Savo darbe N. Mielke ir kt. 2008 m. pirmieji pasiūlė numatomą nepataisomų klaidų lygį apibrėžti kaip RBER funkciją. Nuo tada daugelis sistemų kūrėjų naudojo panašius metodus, pavyzdžiui, įvertino numatomą nepataisomų klaidų lygį kaip RBER ir ECC tipo funkciją.
Šio skyriaus tikslas – apibūdinti, kaip gerai RBER numato neištaisomas klaidas. Pradėkime nuo 5a paveikslo, kuriame pavaizduota kelių pirmosios kartos diskų modelių vidutinė RBER, palyginti su dienų, kai jie buvo naudojami, procentais, kai buvo nepataisomos UE klaidos. Pažymėtina, kad kai kurie iš 16 diagramoje pateiktų modelių nėra įtraukti į 1 lentelę, nes trūksta analitinės informacijos.
Ryžiai. 5a. Ryšys tarp vidutinės RBER ir nepataisomų įvairių diskų modelių klaidų.
Ryžiai. 5b. Ryšys tarp vidutinės RBER ir nepataisomų skirtingų to paties modelio diskų klaidų.
Prisiminkite, kad visi tos pačios kartos modeliai naudoja tą patį ECC mechanizmą, todėl modelių skirtumai nepriklauso nuo ECC skirtumų. Nematėme jokio ryšio tarp RBER ir UE incidentų. Sukūrėme tą patį 95-ojo procentilio RBER ir UE tikimybės diagramą ir vėl nematėme jokios koreliacijos.
Toliau analizę pakartojome atskirų diskų detalumu, t.y. bandėme išsiaiškinti, ar yra diskų, kuriuose didesnė RBER reikšmė atitinka didesnį UE dažnį. Pavyzdžiui, 5b paveiksle pavaizduota kiekvieno MLC-c modelio pavaros vidutinė RBER, palyginti su UE skaičiumi (rezultatai panašūs į gautus 95-ojo procentilio RBER). Vėlgi, mes nematėme jokios koreliacijos tarp RBER ir UE.
Galiausiai atlikome tikslesnę laiko analizę, kad išsiaiškintume, ar diskų su didesniu RBER veikimo mėnesiai atitiktų mėnesius, per kuriuos atsirado UE. 1 paveiksle jau nurodyta, kad koreliacijos koeficientas tarp nepataisomų klaidų ir RBER yra labai mažas. Mes taip pat eksperimentavome su skirtingais būdais, kaip nubraižyti UE tikimybę kaip RBER funkciją, ir neradome koreliacijos įrodymų.
Taigi darome išvadą, kad RBER yra nepatikima UE prognozavimo metrika. Tai gali reikšti, kad gedimų mechanizmai, dėl kurių atsiranda RBER, skiriasi nuo mechanizmų, dėl kurių atsiranda nepataisomos klaidos (pvz., atskirose ląstelėse esančios klaidos, palyginti su didesnėmis problemomis, atsirandančiomis visame įrenginyje).
5.3. Netaisomos klaidos ir susidėvėjimas.
Kadangi susidėvėjimas yra viena iš pagrindinių „flash“ atminties problemų, 6 paveiksle parodyta kasdieninė nepataisomų disko klaidų tikimybė kaip PE ciklų funkcija.
6 pav. Kasdienė nepataisomų pavaros klaidų atsiradimo tikimybė, priklausomai nuo PE ciklų.
Atkreipiame dėmesį, kad UE tikimybė nuolat didėja didėjant vairavimo amžiui. Tačiau, kaip ir RBER atveju, padidėjimas yra lėtesnis, nei paprastai manoma: diagramos rodo, kad UE auga tiesiškai, o ne eksponentiškai su PE ciklais.
Dvi išvados, kurias padarėme dėl RBER, taip pat taikomos UE: pirma, pasiekus PE ciklo ribą, klaidos potencialas aiškiai nepadidėja, pvz., 6 paveiksle MLC-D modeliui, kurio PE ciklo riba yra 3000. Antra, antra. , klaidų lygis skiriasi skirtinguose modeliuose, net ir toje pačioje klasėje. Tačiau šie skirtumai nėra tokie dideli kaip RBER.
Galiausiai, pagrįsdami savo išvadas 5.2 skyriuje, nustatėme, kad vienoje modelių klasėje (MLC ir SLC) modeliai, turintys mažiausias RBER vertes tam tikram PE ciklų skaičiui, nebūtinai turi mažiausią. UE atsiradimo tikimybė. Pavyzdžiui, daugiau nei 3000 PE ciklų, MLC-D modelių RBER vertės buvo 4 kartus mažesnės nei MLC-B modelių, tačiau UE tikimybė tokiam pat PE ciklų skaičiui buvo šiek tiek didesnė MLC-D modeliams nei MLC-B. modeliai.
7 pav. Mėnesio nepataisomų pavaros klaidų tikimybė kaip ankstesnių įvairių tipų klaidų funkcija.
5.4. Netaisomos klaidos ir darbo krūvis.
Dėl tų pačių priežasčių, dėl kurių darbo krūvis gali turėti įtakos RBER (žr. 4.2.3 skirsnį), galima tikėtis, kad jis taip pat turės įtakos UE. Pavyzdžiui, kadangi pastebėjome, kad skaitymo pažeidimo klaidos turi įtakos RBER, skaitymo operacijos taip pat gali padidinti neištaisomų klaidų tikimybę.
Atlikome išsamų darbo krūvio įtakos ES tyrimą. Tačiau, kaip pažymėta 5.1 skirsnyje, neradome ryšio tarp UE ir skaitymų skaičiaus. Pakartojome tą pačią rašymo ir trynimo operacijų analizę ir vėl nematėme jokios koreliacijos.
Atkreipkite dėmesį, kad iš pirmo žvilgsnio atrodo, kad tai prieštarauja mūsų ankstesniam pastebėjimui, kad nepataisomos klaidos yra susijusios su PE ciklais. Todėl galima tikėtis koreliacijos su rašymo ir trynimo operacijų skaičiumi.
Tačiau analizuodami PE ciklų poveikį, palyginome nepataisomų klaidų skaičių per tam tikrą mėnesį su visu PE ciklų skaičiumi, kurį pavara patyrė per visą savo eksploatavimo laikotarpį, kad būtų galima įvertinti nusidėvėjimo poveikį. Nagrinėdami darbo krūvio įtaką, nagrinėjome tuos disko veikimo mėnesius, per kuriuos per konkretų mėnesį buvo atlikta daugiausiai skaitymo/rašymo/trynimo operacijų, kurios taip pat turėjo didesnę galimybę sukelti nepataisomų klaidų, t.y., neatsižvelgėme į į bendrą skaitymo / rašymo / ištrynimo operacijų skaičių.
Dėl to priėjome prie išvados, kad skaitymo pažeidimo, rašymo pažeidimo ir nepilno trynimo klaidos nėra pagrindiniai veiksniai, lemiantys neištaisomų klaidų atsiradimą.
Dėkojame, kad likote su mumis. Ar jums patinka mūsų straipsniai? Norite pamatyti įdomesnio turinio? Palaikykite mus pateikdami užsakymą ar rekomenduodami draugams, 30% nuolaida Habr vartotojams unikaliam pradinio lygio serverių analogui, kurį mes sugalvojome jums: (galima su RAID1 ir RAID10, iki 24 branduolių ir iki 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2 kartus pigiau? Tik čia Olandijoje! „Dell R420“ – 2 x E5-2430 2.2 GHz 6C 128 GB DDR3 2 x 960 GB SSD 1 Gbps 100 TB – nuo 99 USD! Skaityti apie
Šaltinis: www.habr.com