ZNS v.s. FDP

ZNS沿着Open Channel的路线演进，Open Channel方式本身是把NAND Flash操作向系统应用呈现，通过系统直接控制NAND Flash操作来极大化利用NAND。这样的问题是，系统应用需要知道SSD上的NAND具体操作方式和物理拓扑，NAND代次演进和厂家差异，系统应用也需要进行适配。ZNS是在这基础上进行一层抽象，抽象成Zone粒度和追加写方式，把NAND Flash具体操作和粒度进行了一层屏蔽。

Multi-Stream多流则是在标准命令接口上，添加数据的冷热度标识，由SSD对数据进行分类存放和GC，来减少SSD的写放大，这对系统就容易适配多了。SSD在支持多流情况下，也是需要做GC的，这样只能一定程度的削减OP，譬如从3DWPD盘改为1DWPD盘就能符合系统应用；另外，系统应用层面的GC和SSD层面GC冲突，会带来QoS不利影响。后来IO Determinism主要在于通过NVM Set对SSD空间进行划分和性能隔离，通过Deterministic Window (DTWIN)和Non-Deterministic Window (NDWIN)的机制交互，让系统应用知道SSD的NVM Set的QoS状态，系统按一定规则可以得到确定性时延。与Open Channel路线相比，多流路线更看重系统和SSD盘片的解耦，以及系统应用的向下兼容。由此也更容易获得系统应用的支持和落地。FDP就是在此路线上做进一步精细化演进。

FDP 设计

FDP是在IO写命令上，使用Directive Specific (DSPEC)字段（也是stream标识字段），来标识Reclaim Group和Placement Handle。Placement Handle在SSD内映射到Reclaim Unit Handle。

SSD可以将并发NAND拓扑划分为多个Reclaim Group，做成Reclaim Group间性能隔离。将SSD内的NAND物理block（或者Super block），划为Reclaim Unit。那么，Reclaim Unit Handle指向不同的Reclaim Unit，可以理解成写入不同的NAND物理block的写指针。从系统应用看来，就是在标准IO写时，通过DSPEC标识，指定写入到特定性能隔离区域Reclaim Group里面，放置到按类别（不同业务类型或者冷热度）区分的Reclaim Unit（即NAND block）。

与ZNS不同，FDP的写方式并没有与Reclaim Unit对齐，而且FDP是允许SSD盘内GC的。这样，SSD盘片在NAND异常处理的主动权就大得多。FPD定义Reclaim Unit Open时间，超过时间会造成Reclaim Unit切换。而且，SSD盘内由于异常处理等原因造成的Reclaim Unit切换都要事件上报。这样看，FPD就是要求更严格的多流或者IOD模式。

FDP通过一些机制，避免与系统应用GC冲突，尽量减少SSD盘内GC。FDP定义Estimated Reclaim Unit Time Limit (ERUTL)，用于表示Reclaim Unit写入后到被SSD盘内主动回收的时间。在未到时间前，系统应用主动回收，就不会触发SSD盘内GC。事实上，对系统应用中的热数据或者前台写入数据，在一定时间内系统应用进行整理回收。而系统中的冷数据，系统应用不会搬移，SSD内部会根据NAND特性主动进行GC和Wear Leveling。对于SSD应用能力较强的系统，可以通过感知Reclaim Unit粒度，根据Reclaim Unit制定系统GC策略，从而获得更好的效果。 FDP通过与系统间的模糊策略交互，使SSD盘只有弱GC，减少写放大，降低SSD盘的OP。同时也减少系统和SSD两层GC冲突，保障系统侧的时延和QoS。