Los discos de estado sólido (SSD) han revolucionado el almacenamiento de datos con su alto rendimiento, eficiencia energética y fiabilidad. Sin embargo, a medida que crecen las demandas de almacenamiento, los SSD enfrentan desafíos críticos en escalabilidad, durabilidad, latencia y seguridad. Esta encuesta proporciona un análisis integral de la arquitectura de los SSD, los principales desafíos y las técnicas de optimización a nivel de dispositivo. Primero examinamos los componentes fundamentales de los SSD, incluyendo estructuras de memoria flash NAND, funcionalidades del controlador SSD (por ejemplo, mapeo de direcciones, recolección de basura, nivelación de desgaste) y protocolos de interfaz de host (SATA, SAS, NVMe). A continuación, discutimos los principales desafíos como la degradación de la fiabilidad, las limitaciones de durabilidad, las variaciones de latencia y las amenazas de seguridad (por ejemplo, eliminación segura, defensa contra ransomware). Luego exploramos técnicas de optimización avanzadas, incluidos mecanismos de corrección de errores, mejoras en la capa de traducción de flash (FTL) y arquitecturas emergentes como SSD de espacio de nombres zonificado (ZNS) y colocación flexible de datos (FDP). Finalmente, destacamos los desafíos de investigación abiertos, como la escalabilidad de NAND QLC/PLC, los compromisos entre rendimiento y fiabilidad, y las optimizaciones de SSD para cargas de trabajo de IA/LLM. Esta encuesta tiene como objetivo guiar la investigación futura en el desarrollo de SSD de próxima generación que equilibren rendimiento, longevidad y seguridad en ecosistemas de almacenamiento en evolución.
Ren et al. (Thu,) estudiaron esta cuestión.