從瓶頸到突破：攻克SSD預處理難題

衡量工程師的卓越程度，通常存在一些公認的標準：例如是否為標準制定組織作出過貢獻，或是否擁有一定數量的專利。Sandisk閃迪公司企業級SSD架構團隊的杰出工程師Steven Sprouse在這些方面都可謂成績斐然，但在他看來，工程師的真正價值并非由獎項或贊譽所定義，而在于影響力與協作。

他表示："我的職責之一，是跨越自身專業領域，廣泛汲取來自各種領域不同人群的想法與技術，以解決公司面臨的挑戰。" Steven Sprouse數十年來始終踐行這一方法：傾聽、觀察、協作、最終解決問題。

正是通過積極傾聽同事的反饋，并提供自身淵博的知識，他得以解決SSD預處理中的關鍵難題。他的方法將幫助工程師們節省大量時間。但對于Steven Sprouse而言，真正的成功在于為更廣泛的社群創造價值，并推動整個行業的持續發展。

預處理

閃迪在向客戶交付企業級SSD前，需要經歷漫長的產品測試及認證流程。其中一項最為常見的測試是SSD預處理（Preconditioning）。這一流程使SSD達到一種模擬真實使用情況的狀態。數據將反復經歷保存、復制與刪除操作，直至SSD能夠持續達到穩態性能，從而為測試所要求的真實工作負載做好準備。

傳統預處理采用兩階段方式：先進行全盤順序寫入覆蓋所有地址，再進行隨機寫入以重新分配SSD的預留空間（OP）（即SSD中用于數據傳輸的額外容量），最終實現SSD穩態性能。在部署容量較低（16TB以下）的SSD時，此方法尚可適用，但如今存儲容量需求不斷攀升，預處理時間也隨之急劇增加。盡管SSD容量也在持續提升，但其最高寫入速度并未同步提高，進而導致預處理時間顯著增加。

Steven Sprouse指出：“在研發過程中，‘運行、報錯、修復’循環時間是一項重要指標。它決定了我們一天能運行多少次測試，并找出及修復問題。”對于容量較小的SSD，單次循環僅需數小時即可完成，但對于當前市場所需的超大容量SSD而言，這將不再可行。

“如今，常規的預處理耗時已達12小時，有時甚至需要24小時或更久，這意味著我們已無法在一天內完成一次完整的‘運行、報錯、修復’循環。正是這一挑戰促使我們開始深入研究此問題”， Steven Sprouse補充道。

簡潔、高效、快速

在與同事深入探討該挑戰時，Steven Sprouse回想起十多年前，當時一位數學背景深厚的閃迪工程師曾推導出一個公式，描述了預處理后SSD內部預留空間（OP）的分配機制。十年前，Steven Sprouse與其他幾位工程師就已萌生運用該公式實現快速預處理的最初構想。然而由于當時SSD容量較小，預處理耗時仍相對較短，該方案并未被認為有迫切實施的必要。時至當下，隨著市場對超大容量SSD的需求攀升，預處理時長驟然成為關鍵問題。

SPRandom（Sandisk Pseudo-Random，閃迪偽隨機）作為一套一體化算法，會將SSD劃分為多個重疊區域。各區域的重疊部分與數學公式預估的該區域預留空間（OP）相對應；隨著物理地址增加，預留空間（OP）也在縮減。與此同時，算法也會確保每個地址按偽隨機序列至少完成一次寫入。

通過這項方法，SPRandom實現了預處理的所有目標。它能夠寫入每個邏輯地址，將預留空間分配至整個SSD，并在SSD單次物理寫入的過程中即可達到穩態性能。據Steven Sprouse的介紹，傳統方法需耗時約160小時完成的預處理流程，SPRandom僅需約6.5小時即可完成，這無疑是一次關鍵的轉變。

共享創新成果

誠然，為這一創新構想申請專利，并將其作為公司競爭優勢合乎常理。但正如Steven Sprouse所言，分享知識往往比獨占知識能帶來更長遠的價值。

他指出：“若要真正引領行業發展，我們必須融入更廣泛的社群并參與研討。”他強調，要成為生態的共建者，而非旁觀者。雖然技術保密或許能幫助閃迪及其客戶受益，但向更廣闊的社群分享技術同樣具有重要價值。

“曾有人問我為何不將此技術保密，但我始終認為，與更廣泛的行業共享這項技術能創造更大價值。”Steven Sprouse坦言，“ Flexible I/O（fio）是一款開源工具，我們都從中受益匪淺。我們為何不攜手將其優化得更完善呢？”

為普及這項創新技術，Steven Sprouse與團隊合作將SPRandom集成至開源Flexible I/O（fio）平臺，助力全行業加速預處理流程。若市場需求旺盛的大容量SSD的預處理與測試流程得以簡化，SSD廠商與用戶將同時受益。畢竟，“水漲才能船高”。

Steven Sprouse說：“我們相信，從長遠來看，這將有利于閃迪及全行業的發展。這是推動更高容量SSD早日普及的一小步。”

全球創新社區

將SPRandom進行開源，正是Steven Sprouse工作理念的典型體現。對他而言，關鍵不在于專利與個人聲望，而在于與志同道合的同仁攜手攻克挑戰，以卓越工程技術解決問題，并將這些知識貢獻給更廣闊的科學社區。自成為獨立公司以來，閃迪始終鼓勵更多工程師像Steven Sprouse這樣思考。

他表示，“自公司完成業務分拆以來，一直鼓勵我們更多地關注更廣泛的行業社區，積極參與各類行業組織。真正令人興奮的挑戰，往往發生在整個行業層面。”

Steven Sprouse的實踐表明，真正的領導力并非只著眼于獲取競爭優勢并守住既得成果，更在于提出創新理念，并以富有創造性的方式將其落地，為所有人拓展可能性的邊界。

“我們面臨著一系列能夠推動行業變革的重大機遇。鼓勵全公司各級員工都著眼于更廣闊的行業生態系統，思考我們在這片廣闊領域中的角色定位，這不僅對我們工程師而言是難得的機遇，對閃迪公司的長遠發展同樣意義重大。”