Available spare threshold что это

NVMe SSD: как узнать оставшийся ресурс?

В ноутбуке установлен NVMe SSD — Samsung SSD 980 500GB.

SmartControl даёт вывод

 === START OF INFORMATION SECTION === Model Number: Samsung SSD 980 500GB Serial Number: S64DNL0W106872J Firmware Version: 3B4QFXO7 PCI Vendor/Subsystem ID: 0x144d IEEE OUI Identifier: 0x002538 Total NVM Capacity: 500,107,862,016 [500 GB] Unallocated NVM Capacity: 0 Controller ID: 5 NVMe Version: 1.4 Number of Namespaces: 1 Namespace 1 Size/Capacity: 500,107,862,016 [500 GB] Namespace 1 Utilization: 57,624,334,336 [57.6 GB] Namespace 1 Formatted LBA Size: 512 Namespace 1 IEEE EUI-64: 002538 d131a0e497 Local Time is: Wed Apr 26 10:03:16 2023 MSK Firmware Updates (0x16): 3 Slots, no Reset required Optional Admin Commands (0x0017): Security Format Frmw_DL Self_Test Optional NVM Commands (0x0055): Comp DS_Mngmt Sav/Sel_Feat Timestmp Log Page Attributes (0x0f): S/H_per_NS Cmd_Eff_Lg Ext_Get_Lg Telmtry_Lg Maximum Data Transfer Size: 512 Pages Warning Comp. Temp. Threshold: 82 Celsius Critical Comp. Temp. Threshold: 85 Celsius Namespace 1 Features (0x10): NP_Fields Supported Power States St Op Max Active Idle RL RT WL WT Ent_Lat Ex_Lat 0 + 5.24W - - 0 0 0 0 0 0 1 + 4.49W - - 1 1 1 1 0 0 2 + 2.19W - - 2 2 2 2 0 500 3 - 0.0500W - - 3 3 3 3 210 1200 4 - 0.0050W - - 4 4 4 4 1000 9000 Supported LBA Sizes (NSID 0x1) Id Fmt Data Metadt Rel_Perf 0 + 512 0 0 === START OF SMART DATA SECTION === SMART overall-health self-assessment test result: PASSED 

Как и чем узнать, какой ресурс у этого накопителя? То есть, сколько осталось, сколько выработано?

Всем, кто ответит по делу – огромное спасибо!

Всем, кто хотел сказать гадость, но прошёл мимо – огромное спасибо!

T3
26.04.23 10:16:06 MSK

• Ответить на это сообщение
• Ссылка

Введение в SSD. Часть 5. Контроллерная

В прошлых частях цикла мы рассказывали про историю накопителей, о применяемых интерфейсах и форм-факторах, а также про организацию на физическом уровне. Пятая же часть посвящена «мозгу» современного твердотельного накопителя.

Контроллер современного накопителя — маленький компьютер, который принимает стандартизированные команды и выполняет соответствующие действия с подконтрольным ему хранилищем. При этом внутреннее устройство контроллера может быть любым.

У Intel есть накопитель P4618 6.4 TB, который представляется системе как два накопителя по 3.2 TB. Аналогичное встречается и среди жестких дисков. Накопители Seagate с технологией MACH.2 — это два диска, «заключенные» в одном корпусе и объединенные единым контроллером.

Контроллер — достаточно сложное устройство, которое в зависимости от предназначения диска выполняет различные задачи по управлению данными. Например, базы данных часто требуют от накопителя запись непосредственно в энергонезависимую память, минуя кэш, и в этом случае серверный SATA SSD будет быстрее, чем пользовательский NVMe. Из-за большой вариативности контроллеров не будем вдаваться в детали конкретных устройств, а поговорим об общих принципах работы современного твердотельного накопителя.

Особенности записи

Блоки и страницы в NAND-памяти. Источник
Хранилище твердотельного накопителя состоит из множества полевых транзисторов, соединенных друг с другом. При таком подходе чтение и запись выполняются страницами данных, размер которых обычно 4 КиБ. Таким образом, изменение одного бита на диске приводит к необходимости перезаписать всю страницу данных. Эта проблема называется усилением записи (Write Amplification).

Кроме того, твердотельные накопители не могут обновить данные в странице. Обновление страницы производится в четыре шага:

1. Чтение данных из страницы в буфер.
2. Изменение данных в странице.
3. Очистка страницы данных.
4. Запись обновленных данных из буфера.

Износостойкость

Выравнивание износа. Источник
Современные накопители построены на базе ячеек TLC, ресурс которых в разы меньше, чем у накопителей с ячейками SLC и MLC. Если какая-то программа в ОС будет постоянно перезаписывать маленький файл, а контроллер будет «наивно» обновлять одну страницу данных, то вскоре блок с этой страницей исчерпает ресурс. Исчерпание ресурса будет отображено в показателях накопителя, что неизбежно приведет к беспокойству системного администратора.

Во избежание сильного износа единичных блоков накопителя применяются технологии выравнивания износа (Wear Leveling). При этом обновление данных выполняется без очистки страницы накопителя и выглядит так:

1. Чтение данных из страницы в буфер.
2. Изменение данных в странице.
3. Запись обновленных данных из буфера в «чистую» страницу.
4. Старая страница помечается как «грязная».

Балансировка износа

В каком-то смысле производитель накопителей обманывает нас дважды. Первый раз использует десятичные приставки вместо двоичных: 480 ГБ — это 447 ГиБ. А второй раз, когда фактический объем накопителя больше, чем доступно пользователю. Часть объема зарезервирована производителем для внутренних нужд контроллера. Такой резерв называется запасной областью (spare).

Таким образом, у контроллера всегда есть немного свободного пространства, которое может быть использовано для внутренних процессов. Хотя точных данных нет, в различных источниках утверждается, что для контроллера резервируется от 7 до 28 % объема накопителя.

Увеличение объема зарезервированной области уменьшает доступный объем, но чаще всего повышает производительность диска. Для увеличения spare-области достаточно оставить часть накопителя неразмеченным. Однако если хочется экстрима и сделать все «по уму», то можно уменьшить объем видимого пользователю пространства через ключ -N утилиты hdparm.

Как бы то ни было, вернуть зарезервированную производителем область в собственное пользование не получится.

Процесс «сбора мусора». Источник
Помимо балансирования износа, в контроллерах в фоновом режиме часто проходит процесс «‎сбора мусора» (garbage collection). В ходе него с нескольких блоков собираются актуальные страницы и помещаются в один блок. Затем исходные блоки очищаются, так как в них не осталось страниц с данным.

Важно отметить, что сборщик мусора занимается перекладыванием данных в хранилище, чтобы было как можно больше чистых блоков. При этом он не может понять, что на файловой системе какой-то файл отмечен удаленным, так как контроллер накопителя не умеет работать в терминах файловых систем.

Для решения этой проблемы в каждом из протоколов есть команда, позволяющая уведомить контроллер об удалении файла. Для NVMe — это deallocate, для SATA — TRIM, а для SCSI — unmap. Суть каждой их этих команд одинакова: пометить страницы с удаленным файлом как «грязные».

Контроллеру приходится постоянно беспокоиться о состоянии страниц хранилища. При этом напрашивается очевидная оптимизация: если операционная система пытается считать данные со страниц, на которых нет данных, то вместо операции чтения можно просто генерировать необходимое количество нулей.

Это легко подтверждается с помощью эксперимента. Проводим Secure Erase для накопителя и запускаем тесты на случайное чтение с глубиной очереди 64. Затем «забиваем» накопитель с помощью последовательной записи, желательно дважды. И повторяем тесты.

Размер блока	Чистый	Забитый
4M	3400 MiB/s	3376 MiB/s
8M	3399 MiB/s	3336 MiB/s

В наших тестах использовался SSD-накопитель Micron 7300 1.92 TB, подключенный по PCIe 3.0 x4. Третья версия PCI Express по четырем линиям способна пропускать 3940 МБ/с или 3757 МиБ/с. Мы, конечно, не достигли предела, но надо полагать, это из-за накладных расходов на протокол NVMe. Тем не менее, видно, что чтение с диска без данных «упирается» в предел 3400 МиБ/с. После заполнения диска на 15% результаты тестов стали хуже.

Несмотря на то, что контроллер накопителя всегда пытается сделать как лучше, иногда системному администратору стоит взглянуть на показатели диска своими глазами.

Показатели

Вне зависимости от интерфейса накопителя SSD имеют набор показателей состояния, которые могут быть считаны системным администратором. Для SATA-накопителей используются показатели S.M.A.R.T., которые не стандартизированы. Отсутствие стандарта приводит к появлению различных трактовок одного показателя.

Рассмотрим вывод утилиты smartctl на примере Intel S4510.

# smartctl -iA /dev/sda smartctl 7.3 (build date Jan 1 2021) [x86_64-linux-4.15.0-51-generic] (local build) Copyright (C) 2002-21, Bruce Allen, Christian Franke, www.smartmontools.org === START OF INFORMATION SECTION === Model Family: Intel S4510/S4610/S4500/S4600 Series SSDs Device Model: INTEL SSDSC2KB480G8 Serial Number: ThereIsNoSerialHere LU WWN Device Id: 5 5cd2e4 14fd823b7 Firmware Version: XCV10100 User Capacity: 480,103,981,056 bytes [480 GB] Sector Sizes: 512 bytes logical, 4096 bytes physical Rotation Rate: Solid State Device Form Factor: 2.5 inches TRIM Command: Available, deterministic, zeroed Device is: In smartctl database [for details use: -P show] ATA Version is: ACS-3 T13/2161-D revision 5 SATA Version is: SATA 3.2, 6.0 Gb/s (current: 6.0 Gb/s) Local Time is: Mon Jul 5 14:30:43 2021 MSK SMART support is: Available - device has SMART capability. SMART support is: Enabled === START OF READ SMART DATA SECTION === SMART Attributes Data Structure revision number: 1 Vendor Specific SMART Attributes with Thresholds: ID# ATTRIBUTE_NAME FLAG VALUE WORST THRESH TYPE UPDATED WHEN_FAILED RAW_VALUE 5 Reallocated_Sector_Ct 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 0 9 Power_On_Hours 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 21345 12 Power_Cycle_Count 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 76 170 Available_Reservd_Space 0x0033 100 100 010 Pre-fail Always - 0 171 Program_Fail_Count 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 0 172 Erase_Fail_Count 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 0 174 Unsafe_Shutdown_Count 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 48 175 Power_Loss_Cap_Test 0x0033 100 100 010 Pre-fail Always - 2625 (76 65535) 183 SATA_Downshift_Count 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 0 184 End-to-End_Error_Count 0x0033 100 100 090 Pre-fail Always - 0 187 Uncorrectable_Error_Cnt 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 0 190 Drive_Temperature 0x0022 080 080 000 Old_age Always - 20 (Min/Max 11/21) 192 Unsafe_Shutdown_Count 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 48 194 Temperature_Celsius 0x0022 100 100 000 Old_age Always - 20 197 Pending_Sector_Count 0x0012 100 100 000 Old_age Always - 0 199 CRC_Error_Count 0x003e 100 100 000 Old_age Always - 0 225 Host_Writes_32MiB 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 67625 226 Workld_Media_Wear_Indic 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 276 227 Workld_Host_Reads_Perc 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 84 228 Workload_Minutes 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 1280413 232 Available_Reservd_Space 0x0033 100 100 010 Pre-fail Always - 0 233 Media_Wearout_Indicator 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 0 234 Thermal_Throttle_Status 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 0/0 235 Power_Loss_Cap_Test 0x0033 100 100 010 Pre-fail Always - 2625 (76 65535) 241 Host_Writes_32MiB 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 67625 242 Host_Reads_32MiB 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 359222 243 NAND_Writes_32MiB 0x0032 100 100 000 Old_age Always - 477803 

Для нашего диска интересны следующие параметры:

• 5 Reallocated_Sector_Ct — количество секторов с нулевым ресурсом.
• 187 Uncorrectable_Error_Cnt — количество ошибок, которые не удалось исправить при помощи кодов коррекции.
• 233 Media_Wearout_Indicator — процент износа диска.
• 243 NAND_Writes_32MiB — объем данных, который был записан на диск за все время.

С точки зрения износа исправного диска интересен показатель 233 Media_Wearout_Indicator, так как при достижении числа 1023 накопитель программно заблокируется и будет доступен в режиме только для чтения.

Показатели S.M.A.R.T — это особенность протокола SATA. Для NVMe-накопителей есть NVMe log, который также считывается программой smartctl. Аналогичный вывод можно получить с помощью команды nvme smart-log.

# smartctl -iA /dev/nvme0n1 smartctl 7.3 (build date Jan 1 2021) [x86_64-linux-4.15.0-51-generic] (local build) Copyright (C) 2002-21, Bruce Allen, Christian Franke, www.smartmontools.org === START OF INFORMATION SECTION === Model Number: INTEL SSDPF2NV153TZ Serial Number: ThereIsNoSerialToo Firmware Version: ACV10024 PCI Vendor/Subsystem ID: 0x8086 IEEE OUI Identifier: 0x5cd2e4 Total NVM Capacity: 15,362,991,415,296 [15.3 TB] Unallocated NVM Capacity: 0 Controller ID: 0 NVMe Version: 1.3 Number of Namespaces: 128 Namespace 1 Size/Capacity: 15,362,991,415,296 [15.3 TB] Namespace 1 Formatted LBA Size: 512 Namespace 1 IEEE EUI-64: 5cd2e4 71434b0400 Local Time is: Mon Jul 5 14:31:34 2021 MSK === START OF SMART DATA SECTION === SMART/Health Information (NVMe Log 0x02) Critical Warning: 0x00 Temperature: 28 Celsius Available Spare: 100% Available Spare Threshold: 10% Percentage Used: 0% Data Units Read: 77,871,643 [39.8 TB] Data Units Written: 148,394,810 [75.9 TB] Host Read Commands: 5,737,206,704 Host Write Commands: 1,802,643,030 Controller Busy Time: 81 Power Cycles: 5 Power On Hours: 146 Unsafe Shutdowns: 1 Media and Data Integrity Errors: 0 Error Information Log Entries: 0 Warning Comp. Temperature Time: 0 Critical Comp. Temperature Time: 0 # nvme smart-log /dev/nvme0n1 Smart Log for NVME device:nvme0n1 namespace-id:ffffffff critical_warning : 0 temperature : 29 C available_spare : 100% available_spare_threshold : 10% percentage_used : 0% data_units_read : 77,871,643 data_units_written : 148,394,810 host_read_commands : 5,737,206,704 host_write_commands : 1,802,643,030 controller_busy_time : 81 power_cycles : 5 power_on_hours : 148 unsafe_shutdowns : 1 media_errors : 0 num_err_log_entries : 0 Warning Temperature Time : 0 Critical Composite Temperature Time : 0 Thermal Management T1 Trans Count : 0 Thermal Management T2 Trans Count : 0 Thermal Management T1 Total Time : 0 Thermal Management T2 Total Time : 0

В выводе NVMe накопителя меньше непонятных показателей, но все равно есть место разночтениям. Легко предположить, что параметр percentage_used отвечает за объем занятого пользователем пространства на диске, но это не так. Этот параметр эквивалентен Media_Wearout_Indicator и обозначает износ накопителя.

Не стоит забывать, что предоставляемые показатели и поведение контроллера реализуется прошивкой, которая может быть обновлена.

Перепрошивка

О прошивке твердотельных накопителей задумываются нечасто. В лучшем случае после покупки «накатывают» свежую версию и забывают до конца жизни накопителя.

Как бы то ни было, обновления прошивки редко приносят какие-то значительные и заметные для пользователя нововведения. Прошивка, как и любое другое программное обеспечение, может содержать ошибки, в том числе критические. К счастью, это происходит редко, а потому нет надобности постоянно поддерживать актуальность прошивок на всех используемых накопителях.

Хотя NVMe можно перепрошить через команды fw-download и fw-commit, чаще всего обновление прошивки производится через утилиты, предоставляемые производителем накопителя. Во избежание потенциально деструктивных действий мы не будем публиковать точные команды, а порекомендуем обратиться к официальной инструкции от производителя.

Заключение

Контроллеры накопителей — сложные устройства, которые управляют не менее сложными процессами, которые проходят внутри твердотельных накопителей. Мы рассмотрели только самые интересные процессы в общих чертах.

Если вам хочется больше погрузиться в особенности работы с NVMe, рекомендуем статью про пространства имен NVMe.

Обзор и тестирование SSD-накопителя Intel 760p объемом 128 Гбайт (SSDPEKKW128G8) (страница 3)

Когда-то само понятие «SSD» было неразрывно связано с компанией Intel, фактически создавшей в свое время отрасль. Даже ADATA, Kingston и ряд других «конкурентов» не обладали ничем, а просто покупали модели, клеили на них этикетки и перепродавали. Но затем компания начала утрачивать позиции… Недавно она выпустила наследников Intel 540s и 600p – Intel 545s и 760p. Мы выясним возможности последнего.

7 апреля 2018, суббота 12:00
I.N. для раздела Лаборатория

Страницы материала

Программная часть

реклама

Программная часть

В SMART накопителя присутствует 15 параметров:

• 03 – Available Spare – остаток резервной области в процентах (исходно – 100%), используемой как подменный фонд, для замены вышедших из строя ячейки;
• 04 – Available Spare Threshold – минимальное значение Available Spare, при котором следует озаботится выводом накопителя из эксплуатации (в данном случае – 10%);
• 05 – Percentage Used – процент износа (исходно – 0%);
• 06 – Data Units Read – объем прочитанных с массива флеш-памяти данных (изменение на единицу соответствует 512 байт данных);
• 07 – Data Units Written – объем записанных в массив флеш-памяти данных (изменение на единицу соответствует 512 байт данных);
• 08 – Host Read Commands – объем прочитанных по интерфейсу PCIe данных с накопителя (изменение на единицу соответствует 256 байт данных);
• 09 – Host Write Commands – объем записанных по интерфейсу PCIe данных на накопитель (изменение на единицу соответствует 256 байт данных);
• 0B – Power Cycles – количество включений;
• 0C – Power On Hours – количество отработанных часов;
• 0D – Unsafe Shutdowns – количество неожиданных отключений питания.

Накопитель поддерживается фирменным программным пакетом Intel SSD ToolBox с прекрасно переведенным на русский язык интерфейсом.

реклама

Приложение показывает общую информацию об устройстве (серийный номер, версия микропрограммы, общее состояние накопителя, SMART), позволяет инициализировать отправку TRIM на весь свободный (согласно данным файловой системы) объем, провести тестирование работоспособности, выполнить полную очистку накопителя (Secure Erase) и проверить наличие обновлений микропрограммы.

Synology атрибуты SMART для SSD диска

Увидев первый раз атрибуты SMART для SSD диска в Synology я немного растерялся, так как они сильно отличаются от атрибутов для HDD дисков. Я разобрался в этих отличиях и решил поделиться с другими.

Почему важно знать атрибуты SMART? Все просто, SMART был придуман для мониторинга состояния диска, не важно HDD или SSD. SMART позволяет заранее узнать о приближении повреждения диска, что бы вовремя успеть перенести с него данные или заменить.

Я использую эти диски для кэша чтения и записи. Поэтому потеря данных с этих SSD дисков приведет к потере всего моего тома размером 8Т на данный момент, а в будущем я планирую расширяться и не хотелось бы потерять все эти данные.

И так, перед вами скриншоты атрибутов SMART для SSD диска в Synology NAS.

• Critical Warning – критические ошибки в работе накопителя (от отображаемого значения определяется характер сбоя).
• Temperature – текущая температура твердотельного накопителя.
• Available Spare – текущий оставшийся объем резервной области, используемой для подмены вышедших из строя ячеек памяти
• Available Spare Threshold – это значение параметра Available Spare, по достижении которого состояние накопителя считается критическим.
• Percentage Used – уровень износа накопителя в процентах (%).
• Data Units Read – количество прочитанных с массива флеш-памяти блоков данных (один блок соответствует 512 байт данных).
• Data Units Written – количество записанных на массив флеш-памяти блоков данных (один блок соответствует 512 байт данных).
• Host Read Commands – количество выполненных по интерфейсу операций чтения данных (изменение на единицу соответствует 1 Мбайт данных).
• Host Write Commands – количество выполненных по интерфейсу операций записи данных (изменение на единицу соответствует 1 Мбайт данных).
• Controller Busy Time – время в минутах, в течение которого контроллер был занят обслуживанием запросов со стороны системы.
• Power Cicles – количества циклов включения/выключения: 35.
• Power On Hours – учет наработанного времени, в нашем случае это 15 часов.
• Unsafe Shutdowns – количество небезопасных отключений питания: 22.
• Warning Composite Temperature – время работы (в минутах) при высокой температуре.
• Critical Composite Temperature – время работы (в минутах) при критической температуре.

На данный момент для меня интересны следующие показатели, это Available Spare и Available Spare Threshold. Если первое приблизится к пороговому значению, значит диск скоро выйдет из строя и пора задуматься о его замене. Так же интересен атрибут Percentage Used думаю он напрямую завит от первых двух. Ну а если увидите Critical Warning следует сразу задумать о замене.

Пишите ваши комментарии, если вам есть, что добавить. Буду рад узнать еще больше.

Synology атрибуты SMART для SSD диска

Канал Телеграм Канал Дзенс Группа ВКонтакте Канал YouTube Канал Rutube