什么是元数据（Metadata）？

元数据(Metadata)是描述其它数据的数据(data about other data)，主要是描述数据属性(property)的信息，用来支持如指示存储位置、历史数据、资源查找、文件记录等功能。元数据是固态硬盘中非常重要的系统数据，根据NVMe1.1标准，FTL 表、固件、磨损均衡相关寿命记录信息、读取/擦除计数、空闲block、等等，我们都定义为元数据。这些数据对系统的可靠性而言至关重要。

元数据对闪存可靠性提出了要求

从以上元数据的定义可以看出这类数据的两大特点，首先，元数据是需要经常被访问和更新的数据，这意味着存放元数据的存储介质(SSD即是指NAND颗粒)将会被频繁的擦写，MLC型NAND只有3000次的擦写寿命，元数据对闪存寿命的过度消耗会导致固态硬盘整体寿命的下降;另一方面，作为数据的数据，元数据重要性无可取代，譬如维护从LBA到PBA映射大的FTL表，更新会非常频繁，如果FTL表发生错误，就会产生数据不一致的现象，所以需要更高的冗余度和强的数据保护机制。

pSLC提高NAND擦写寿命

为了应对元数据需要频繁擦写的需求，提高固态硬盘整体的使用寿命，技术上引入pSLC来存放元数据，pSLC 是MLC 的变体，是同一个NAND颗粒上划分出来的一块区域，具有SLC 低错误率和高寿命的特点，而且一般pSLC 的擦写次数可以达到20000次，是MLC擦写寿命的6倍。

上图展示了含有pSLC模式SSD的基本结构， pSLC与MLC属不同的NAND区域，因为元数据数量相对较少，所以pSLC仅占NAND颗粒很小的区域，并且可以共用一个闪存控制器。

用例：多个备份保障元数据安全

闪存初创公司Memblaze的PBlaze4正是采用这一技术。用PBlaze4的元数据会有4个副本，并且跨LUN，跨channel进行存储。这种机制通过增加元数据的冗余度保障数据安全，而且元数据被分散存储在多个NAND颗粒上，所以只要有一个LUN 可以工作，元数据就能被读取更新。

同时为了更好的保护固件，PBlaze4因为遵循了NVME1.1标准，可以通过多slot存放不同版本的固件。固件保护及pSLC和多备份组成的元数据保护技术都是MemSolid2.0技术集合的重要组成部分，除了这两项，MemSolid2.0还有掉电保护技术、BCH ECC纠错码、RAIN、磨损均衡等核心技术。在之后的文章中也将陆续对这些技术及针对提高性能做的技术集合MemSpeed2.0。