SSD 之LBA和PBA

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LBA，全称为Logical Block Address，是PC数据存储装置上用来表示数据所在位置的通用机制，我们最常见到使用它的装置就是硬盘。LBA可以指某个数据区块的地址或者某个地址 上所指向的数据区块。打个比方来说，LBA就等于我们平常使用的门牌地址（如：中华人民共和国广东省广州市中山四路26号）。而PBA全称为 Physics Block Address，相对于LBA来说，它就如GPS定位所使用的经纬度（如上面地址的经纬度为：东经:113°16′40.0621″，北纬:23°07′ 37.6129″）。
       在HDD上，由于HDD的数据可以直接覆盖，所以LBA和PBA的关系是1:1对应，不会变更，即LBA=PBA。但在SSD上，这种关系就变得复杂了， 原因是SSD使用的存储介质NAND闪存有需要先擦除才能再写入，和读写以页为单位，擦除以块（多个页组成）为单位的特性，导致LBA和PBA的关系不再 是固定不变的。因此SSD就需要一层叫做FTL的东西来作转换，以配合现有的文件系统。（FTL在后面将会独立介绍）
       NAND闪存的擦除/写入关系请参考下图：

       （闪存页大小一般为4KB或8KB，块一般有128至256页，详情请参考具体闪存颗粒数据手册）

       由于NAND闪存的特性，SSD的主控制器是使用LBA和PBA的映射表来管理闪存的。当有需更新的数据要写入时，主控会把新数据写入到空白的闪存空间 （已擦除状态的）内，然后更新映射表数据，把LBA指向新的PBA。原来的PBA就成了无效数据，这个PBA若要再次写入数据就需先进行擦除的操作。但这 里会产生一个问题，闪存颗粒的寿命是按Program/Erase（编程/擦除，由于闪存不能覆盖，写入前必须擦除，所以习惯叫编程，不过为方便大家阅 读，后面我们依然叫写入）次数计算的，MLC（多阶存储单元闪存）的寿命一般在1000-10000次，SLC（单阶存储单元闪存）则在10万次左右。 （详情请参考具体闪存颗粒数据手册）。