映射管理
参考资料《深入浅出SSD》
映射的种类
1.块映射
1）划分标准，以闪存的块为映射粒度
2）注意，一个用户逻辑块可以映射到任意一个闪存的物理块，但是映射前后每个页在块中的偏移不变
3）优缺点，映射表只存储块的映射->所需存储映射表的空间小；
连续大尺寸的读写性能好，但是小尺寸的写性能很差；
（即使只写一个逻辑页，也需要把整个物理块数据读上来，然后改变逻辑页的数据再整个块写入->性能差）
4）用户空间被化成一个个逻辑区域，每个区域与闪存块的大小相同
2.页映射
1）划分标准，以闪存的页为映射粒度 ，一个逻辑页可以映射到任一物理页中
2）注意，由于闪存页远比闪存块多，因此需要更多的空间来存储映射表
3）优缺点，性能很好，尤其体现在随机写上
4）用户空间被化成一个个逻辑区域，每个区域与闪存页的大小相同
3.混合映射
1）划分标准，块映射和页映射的结合
2）一个逻辑块映射到任一物理块，但是块中的每个页的偏移并不是固定不变的，块内采用页映射的方式，一个逻辑块的逻辑页可以映射
到对应物理块的任一页，因此它所需要的空间以及性能都是介于块映射和页映射之间的。
3）用户空间划分成一个个逻辑区域，逻辑区域和闪存块大小相同，每个逻辑块对应一个闪存块，但逻辑块内部有分成一个个逻辑页，与对应闪存页
随机对应
映射原理
1.用户通过LBA访问SSD，每个LBA代表一个逻辑块（逻辑页，用户访问SSD的基本的单元，大小：512B/4KB/8KB）
2.SSD内部，SSD主控是以闪存页（物理页）为基本单元读写闪存的
3.用户写入一个逻辑页数据，SSD主控会找一个物理页把数据写入，SSD内部的映射表记录了这条映射
4.下次用户再读这个逻辑页时，可以通过映射表中的映射关系找到闪存物理页中存储的数据
5.案例
SSD内部维护一张逻辑页到物理页地址转换的映射表
V
用户每写入一个逻辑页，就会产生一个新的映射关系，
这个新的映射关系会加入或者更改映射表
V
当读取某个逻辑页时，SSD主控首先查找映射表，找到该逻辑页对应的物理页，
然后访问闪存读取相应的数据
6.映射表的大小
SSD大小为256G，逻辑块数据大小为4KB -> 256GB/4KB = 64M个逻辑数据块；
每个逻辑数据块在闪存空间都有一个存储位置，即一个映射，闪存大小用4字节表示；
存储64M个逻辑数据块在闪存中的地址需要64M*4B = 256M大小的映射表。
总结：映射表大小为SSD容量的1/1024（物理地址用4B表示，映射页大小为4KB）
7.对于带DRAM的SSD,DRAM的作用就是用来存储映射表的，优点是映射关系可以快速访问，如图
例子：SSD工作时，只需查找DRAM中的映射表，获取到物理地址后读取闪存中的数据，只需访问一次闪存
8.不带DRAM的SSD，一般采用二级映射，如图
二级表是L2P表（Logical Address to Physical address），它被分成一块一块的，小部分缓存在RAM，大部分都存在闪存上
一级映射常驻RAM，存储这些块在闪存中的物理地址，它不是很大，如图
例子：SSD工作时，首先查看逻辑页对应的映射关系是否在RAM内，如果在直接根据映射关系读取闪存中的数据，
如果不在，首先需要把映射关系从闪存中读取出来，然后再根据这个映射关系读取数据，需要读取量词闪存，底层有效带宽减少
9.对于顺序读，映射关系连续，一次映射块的读可以满足很多用户数据的读，不带DRAM的SSD可以有很好的顺序读性能，
对于随机读，映射关系分散，一次映射关系的加载基本只能满足一笔逻辑页的读，需要访问量词闪存才能完成读操作，性能相对会差