固态硬盘恢复专题二 

从主机PC端开始，用户从操作系统应用层面对SSD发出请求，文件系统将读写请求经驱动转化为相应的符合协议的读写和其他命令，SSD收到命令执行相应操作，然后输出结果，每个命令的输入和输出经协议标准组织标准化，这是标准的东西，和HDD无异，只不过HDD替换成SSD硬件存储数据，访问的对象变成SSD。

从图1-13所示可以看出，SSD主要有三大功能模块组成：  

SSD前端负责和主机直接通信，接收主机发来的命令和相关数据，命令经SSD处理后，最终交由前端返回命令状态或数据给主机。SSD通过诸如SATA、SAS和PCIe等接口与主机相连，实现对应的ATA、SCSI和NVMe等协议，我们看看SSD是怎么进行读写的，以写为例。
主机通过接口发送写命令给SSD，SSD接收到该命令后执行，并接收主机要写入的数据。数据一般会先缓存在SSD内部的RAM中，FTL会为每个逻辑数据块分配一个闪存地址，当数据凑到一定数量后，FTL便会发送写闪存请求给后端，然后后端根据写请求，把缓存中的数据写到对应的闪存空间。

由于闪存不能覆盖写，闪存块需擦除才能写入。主机发来的某个数据块，它不是写在闪存固定位置，SSD可以为其分配任何可能的闪存空间写入。因此，SSD内部需要FTL这样一个东西，完成逻辑数据块到闪存物理空间的转换或者映射。
举个例子，假设SSD容量为128GB，逻辑数据块大小为4KB，所以该SSD一共有128GB/4KB=32M个逻辑数据块。每个逻辑块都有一个映射，即每个逻辑块在闪存空间都有一个存储位置。闪存地址大小如果用4字节表示，那么存储32M个逻辑数据块在闪存中的地址则需要32M×4B=128MB大小的映射表。
正因为SSD内部维护了一张逻辑地址到物理地址转换的映射表，当主机发来读命令时，SSD能根据需要读取的逻辑数据块查找该映射表，获取这些逻辑数据在闪存空间所在的位置，后端便能从闪存上把对应数据读到SSD内部缓存空间，然后前端负责把这些数据返回给主机。由于前端接口协议都是标准化的，后端和闪存的接口及操作也是标准化的（闪存遵循ONFI或者Toggle协议），还有，闪存都是有寿命的，每个闪存块不能一直写数据，因此，为保证最大的数据写入量，FTL必须尽量让每个闪存块均衡写入，这就是磨损平衡（Wear Leveling）。