每日全盘写入次数 (DWPD)

本文说明SSD中，DWPD(Drive Writes Per Day)所代表的意义与正确的计算方式，并分析各种影响DWPD的变因和增加DWPD的方法，同时也说明哪些应用领域需要较大的DWPD。

要判断SSD是否适用，除了容量和效能之外，寿命长短也是非常重要的一个指标，而SSD的寿命通常跟写入的数据总量有关 – 越频繁写入，SSD就越快损坏。衡量SSD寿命主要有两个指标，一是TBW(Total Bytes Written)，代表SSD在损坏前，总共可以写入多少Bytes。由于一般SSD大多可以写入几十到几百Terabytes，因此TBW也有人当成Tera Bytes Written，代表SSD总共可以写入多少Terabytes。而另一个指标就是DWPD，代表在保固期内，用户每天可以全盘写入多少次。假设SSD的容量是256GB，DWPD是1.5，只要用户每天平均写入的数据量不超过256GB x 1.5 = 384GB，则SSD在保固期内不会损坏。

不同SSD的TBW和DWPD，通常跟SSD固件算法、NAND Flash种类，以及SSD的预留空间有关。一般而言，计算公式如下:

NAND Size(TB)是指SSD所连接的NAND flash总容量，以Terabytes为单位；PE Cycle是NAND能写入擦除的次数、WAF(Write Amplification Factor)是写入放大比，而Wear Level Factor则是指均衡擦除的参数。WAF和Wear Level Factor主要跟SSD固件的算法有关、SSD Capacity(TB)是SSD的容量、Warranty day则是保固的天数。由上述公式可知，要增加SSD的DWPD，除了改善固件的算法，就只有两种方法，一是使用PE Cycle较高的NAND flash，例如SLC NAND的PE Cycle通常是20K - 60K，而TLC NAND则只有1K - 2K，但SLC的价格比TLC高非常多。另一种方法则是增加SSD的预留空间，也就是增加OP(Over Provisioning)，这两种方法都会增加SSD的成本。因此有较高的DWPD的SSD，售价通常也会比较高。

目前的SSD为了提高效能和稳定性，常会将TLC NAND的某些block开成Pseudo SLC，当成SLC cache使用，而SLC cache也分为Static SLC和Dynamic SLC两种。如上图所示，Static SLC代表这些block永远都是当Pseudo SLC，Dynamic SLC则是有可能动态切换成TLC使用。若采用这种作法，上述计算DWPD的方式则会有些问题，因为Pseudo SLC跟TLC的PE Cycle有很大的不同，同时计算WAF时，是否有将SLC cache的影响加入，各家控制器厂商的算法也不尽相同，为了避免这些问题，应该采用下面的公式来计算DWPD:

上述公式是将Static SLC跟TLC两个区域分开计算，因为这两个区域互相之间不会做wear leveling，所以只要有任一个区域到达PE Cycle，则SSD的寿命就到尽头了。因此取两个区域的TBW的最小值，最后再计算DWPD。在此需注意：由于Dynamic SLC区域的PE Cycle应该跟TLC一样，而且会跟TLC block做wear leveling，所以需合并计算TBW。有些SLC cache的作法是round robin(循环制)，每一个block的erase count都一样，所以Wear Level Factor就是1。在此请注意，上述公式若是只有一个区域，则会与前一页的公式相同。

而在计算DWPD时所写入的模式时，JEDEC有定义两种workload(作业量)，一种是client workload，属于消费型的应用领域；另一种则是enterprise workload，主要是用于企业级的SSD。这两种workload随机写入的范围，对SSD WAF的影响非常大。

在计算出DWPD之后，若要验证此数据是否正确，则有以下数种方法：

1. 直接将SSD写到损坏，但缺点是测试时间很长。
2. 使用NAND的协议分析仪，确认NAND的erase count，以验证SSD controller所提供的erase count是否正确。
3. 暂时停用SSD的wear leveling功能，集中写入小范围的区域；但此方法的准确性会跟SSD的算法相关

通常云端和监控这类的应用领域，因为写入较频繁，所以需要采用有较高DWPD的固态硬盘，通常DWPD值要有1-3。而一般使用者，或是以读取为主的应用领域，因为不太可能每日都大量写入数据，所以选用DWPD 0.2至0.5左右的固态硬盘就已足够。