传统SSD
SSD是Solid State Drive（固态硬盘）。一块SSD封装有10-100个NAND芯片和一个SSD控制器。SSD控制器通过接口来管理NAND芯片并且向用户提供服务，其中NVMe就属于一种接口。
NVMe是Non Volatile Memory Host Controller Interface Specification。曾经广泛使用的SATA接口传输速度太慢，拖了SSD的后腿。NVMe性能高，可以自动适配很多平台，无需厂家提供驱动。
图片来源： 2020 Storage Developer Conference. © Western Digital, Inc. All Rights Reserved.
在传统的SSD中，管理SSD的软件叫做flash translation layer（FTL）。主要的任务是将逻辑块映射到物理地址。不同的文件写入到介质上以后没有办法分开，也就是说不同生命周期的文件存储在相同的擦除单元里。
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由于擦除是按擦除单元进行的，要删就要删一整个单元，所以在删掉之前必须要做垃圾回收（garbage collection, GC），也就是说把有用的部分先写到其他的地方，这样原来的擦除单元就可以删掉了。
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垃圾回收的开销叫写入放大因数（ Write Amplification Factor, WAF），WAF越大，写入吞吐量越低、读出的延迟越高、设备的开销越大、设备寿命越短。
如果在写入的时候，可以把不同的文件就写入到不同的擦除单元里，上面的问题就好解决了。ZNS SSD就可以达到这种要求。
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垃圾回收机制需要一定的预留空间（ over-provisioning）来存放暂时不需要删掉的信息，影响了吞吐量；而ZNS SSD不需要垃圾回收，写入吞吐量明显大很多。
ZNS SSD
ZNS就是Zoned Namespaces的意思，通过NVMe的新规范（https://nvmexpress.org/developers/nvme-specification/）就可以实现。
分区存储模型（Zoned Storage Model）
zone（分区）在namespace（命名空间）里线性分布，所有的zone都要顺序地写入，在再一次写入前必须要先重置。
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每个zone都有相关联的属性，如
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线性地指向下一个写入单元的写指针
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指向第一个LBA（逻辑区块地址，Logical Block Address）的指针：ZSLBA(Zone Starting LBA)
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Zone容量，用可写入的LBA的数量表示
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zone状态，包括读写访问规则
图片来源： The NVM Express Zoned Namespace Command Set 1.0 specification
分区大小（zone size）和分区容量（zone capacity）
Zone size就是zone里面所有逻辑块的总数，命名空间里的所有zone都是相同的。zone capacity是一个zone里可以写入的LBA的数量，也就是可用的逻辑块总数（一个LBA对应一个逻辑块）。通常是固定的，但是标准允许它变。分区容量总是小于等于分区大小。
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分区状态（zone state）
每一个zone都有一个状态机，LBA是否可读写就取决于它的状态。
图片来源： The NVM Express Zoned Namespace Command Set 1.0 specification
分区资源限制（Zone Resources Limits）
ZNS标准允许控制器设置同时能够在隐式、显式开放状态下的zone总数，还可以定义活跃zone的总数。
分区命名空间指令集（Zoned Namespace Command Set）
就是NVMe的那一套，包括命名空间、控制器的数据结构和 Flush (0h), Read (1h), Write (2h), Verify (0Ch) 。
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写入的时候为什么要用Append
NVMe标准允许设备以任何顺序执行指令，但是在一个zone里面必须要顺序写入。所以必须要把写入指令排好顺序。由于SSD本来就很快，需要消耗很多CPU资源，这样一来开销更大，因此要改用append指令。
append指令需要3个参数：ZSLBA，数据长度，数据缓存区。
标签：zone,写入,Storage,ZNS,2020,简介,SSD From： https://www.cnblogs.com/hushrush/p/16918925.html参考