Wear leveling分为两种：动态损耗均衡和静态损耗均衡，两者的原理一致，区别在于动态算法只会处理动态数据，比如数据改写时才会触发数据迁移的动作，对静态数据不起作用，而静态算法可以均衡静态数据，当后台任务发现损耗很低的静态数据块时，将其迁移到其他数据库块上，将这些块放入空闲池中使用。从均衡的效果来看，静态算法要好于动态算法，因为几乎所有的block都可以被均衡的使用，SSD的寿命会大大延长，但是静态算法的缺点是当数据迁移时，可能会导致写性能下降。
写入放大
因为SSD的erase-before-write的特性，所以就出现了一个写入放大的概念，比如你想改写4K的数据，必须首先将整个擦除块（512KB）中的数据读出到缓存中，改写后，将整个块一起写入，这时你实际写入了512KB的数据，写入放大系数是128。写入放大最好的情况是1，就是不存在放大的情况。
Wear leveling算法可以有效缓解写入放大的问题，但是不合理的算法依然会导致写入放大，比如用户需要写入4k数据时，发现free block pool中没有空白的block，这时就必须在data block pool中选择一个包含无效数据的block，先读入缓存中，改写后，将整个块一起写入，采用wear leveling算法依然会存在写入放大的问题。
通过为SSD预留更多空间，可以显著缓解写入放大导致的性能问题。根据我们的测试结果，MLC SSD在长时间的随机写入后，性能下降很明显（随机写IOPS甚至降低到300）。如果为wear leveling预留更多空间，就可以显著改善MLC SSD在长时间写操作之后的性能下降问题，而且保留的空间越多，性能提升就越明显。相比较而言，SLC SSD的性能要稳定很多（IOPS在长时间随机写后，随机写可以稳定在3000 IOPS），我想应该是SLC SSD的容量通常比较小（32G和64G），而用于wear leveling的空间又比较大的原因。
数据库IO特点分析
IO有四种类型：连续读，随机读，随机写和连续写，连续读写的IO size通常比较大（128KB-1MB），主要衡量吞吐量，而随机读写的IO size比较小(小于8KB)，主要衡量IOPS和响应时间。数据库中的全表扫描是连续读IO，索引访问则是典型的随机读IO，日志文件是连续写IO，而数据文件则是随机写IO。
数据库系统基于传统磁盘访问特性来设计，最大特点是日志文件采用sequential logging，数据库中的日志文件，要求必须在事务提交时写入到磁盘，对响应时间的要求很高，所以设计为顺序写入的方式，可以有效降低磁盘寻道花费的时间，减少延迟时间。日志文件的顺序写入，虽然是物理位置是连续的，但是并不同于传统的连续写类型，日志文件的IO size很小（通常小于4K）,每个IO之间是独立的（磁头必须抬起来重新寻道，并等待磁盘转动到相应的位置），而且间隔很短，数据库通过log buffer（缓存）和group commit的方式（批量提交）来达到提高IO size的大小，并减少IO的次数，从而得到更小的响应延迟，所以日志文件的顺序写入可以被认为是“连续位置的随机写入”，更关注IOPS，而不是吞吐量。
数据文件采用in place uddate的方式，意思是数据文件的修改都是写入到原来的位置，数据文件不同于日志文件，并不会在事务commit时写入数据文件，只有当数据库发现dirty buffer过多或者需要做checkpoint动作时，才会刷新这些dirty buffer到相应的位置，这是一个异步的过程，通常情况下，数据文件的随机写入对IO的要求并不是特别高，只要满足checkpoint和dirty buffer的要求就可以了。
SSD的IO特点分析
1.随机读能力非常好，连续读性能一般，但比普通SAS磁盘好。
2.不存在磁盘寻道的延迟时间，随机写和连续写的响应延迟差异不大。
3.erase-before-write特性，造成写入放大，影响写入的性能。
4.写磨损特性，采用wear leveling算法延长寿命，但同时会影响读的性能。
5.读和写的IO响应延迟不对等（读要大大好于写），而普通磁盘读和写的IO响应延迟差异很小。
6.连续写比随机写性能好，比如1M顺序写比128个8K的随即写要好很多，因为随即写会带来大量的擦除。
基于SSD的上述特性，如果将数据库全部放在SSD上，可能会有以下的问题：
1.日志文件sequential logging会反复擦写同一位置，虽然有损耗均衡算法，但是长时间写入依然会导致性能下降。
2.数据文件in place update会产生大量的随机写入，erase-before-write会产生写入放大。
3.数据库读写混合型应用，存在大量的随机写入，同时会影响读的性能，产生大量的IO延迟。
基于SSD的数据库优化法则：
基于SSD的优化就是解决erase-before-write产生的写入放大的问题，不同类型的IO分离，减少写操作带来的性能影响。
1.将sequential logging修改为In-page logging，避免对相同位置的反复擦写。
2.通过缓存写入的方式将大量的in-place update随机写入合并为少量顺序写入。
3.利用SSD随机读写能力高的特点，减少写增加读，从而达到整体性能的提升。
