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Write Amplification (Schreibverstärkung, Schreibfaktor)

Write Amplification (auch Schreibfaktor oder Schreibverstärkung genannt) ist ein Problem, das bei Solid-State-Speichergeräten auftritt und die Lebensdauer des Geräts verkürzen und die Leistung beeinträchtigen kann. Es tritt auf, weil Halbleiterspeicherzellen gelöscht werden müssen, bevor sie neu beschrieben werden können. Dieser Vorgang erfordert, dass Daten und Metadaten mehrfach geschrieben werden und erhöht die Anzahl der erforderlichen Programm-/Löschzyklen (Program/Erase Cycle oder P/E-Cycle) während der Lebensdauer des Halbleiterspeichers. Darüber hinaus beschreibt Write Amplification das Verhältnis der in Flash-Zellen geschriebenen Datenmenge zu den vom Host geschriebenen Daten.

Die Programm-/Löschzyklen werden vom Flash-Controller des Geräts verwaltet, der für das Datenmanagement ein logisches und physisches Zuordnungssystem verwendet, das als logische Blockadressierung (Logical Block Addressing, LBA) bezeichnet wird. Wenn Daten neu geschrieben werden, schreibt der Flash-Controller die neuen Daten an eine andere Stelle und aktualisiert dann das LBA mit der neuen Stelle. Ungültige Daten befinden sich weiterhin an der alten Stelle, und diese Zellen müssen gelöscht werden, bevor sie erneut beschrieben werden können. Da jede Zelle nur eine begrenzte Anzahl von Programm-/Löschzyklen vertragen kann, bevor sie unzuverlässig wird, kann die Write Amplification die Lebensdauer des Geräts verringern. Der mit der Durchführung zusätzlicher Programm-/Löschzyklen verbundene Overhead kann die Leistung beeinträchtigen.

Die Write Amplification von SSDs wird auf verschiedene Weise angegangen. Eine Methode ist als Over-Provisioning bekannt. Durch Over-Provisioning wird dem Benutzer weniger Kapazität zur Verfügung gestellt, als tatsächlich physisch auf dem Speichergerät vorhanden ist. Dieser zusätzliche Platz wird unter anderem dazu verwendet, die Schreibverstärkung zu verringern, wenn der Controller auf den Speicher schreibt. Eine weitere Möglichkeit, wie Solid-State-Geräte die Write Amplification reduzieren, ist die Trennung von statischen und dynamischen Daten. Dies reduziert die Menge der Garbage Collection, die der Controller durchführen muss, und damit die Gesamtzahl der Schreibvorgänge.

Diese Definition wurde zuletzt im Januar 2021 aktualisiert
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