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Chia 和 SSD Endurance - 大进步,少浪费

使用 DRAM 减少或消除 SSD 写入的新型绘图仪

社区成员对 Chia 绘图仪进行了两次主要的独立重写,可以使用 DRAM 帮助减少或完全消除 SSD 写入。该madMAx绘图机已经非常普及,而DRAM的128GB可以降低75%的写入到SSD,而256GB消除它。

由 Harold Brenes 开发的Bladebit完全重写了 Chia 绘图软件,仅在内存中执行整个绘图创建过程。这更快、更有效,并且只需要足够的存储空间来写入最终的绘图文件。此绘图仪不适合主流消费者,因为它需要大量仅在高端服务器上才能找到的 DRAM,但可提供更快、更高效的性能。

现在强烈要求的池化功能已经推出(并且非常受欢迎),我们确实希望通过举办社区绘图竞赛来奖励致力于提高绘图效率的社区成员。更多详情敬请期待!

用于绘图的全新 Chia 优化 SSD

我们看到了一些针对 Chia 绘图优化的 SSD 的惊喜公告,因此我与最大的 SSD 控制器制造商之一群联通通了电话,以了解他们为支持这项工作所做的增强。

企业 SSD 具有很高的耐用性,可以使用十多年。SSD 的高耐久性能力一直是成本的权衡,因为每个单元存储更少的位显着提高 NAND 单元的耐久性,并使用更高等级的 NAND 和纠错级别。我对他们能够利用当前 SSD 设计获得更多耐用性的一些额外固件、纠错和 AI 功能感到惊讶。为 Chia 绘图优化的“制造商”SSD 的 2TB 版本具有 54 PBW(即写入的 PB 或 54,000 TBW),在磨损之前可以绘制 4-6PB 的绘图。可以肯定地说,对于想要使用他们当前的高端台式机进行持续绘图的认真的农民和台式机爱好者来说,这是一个巨大的胜利,

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是的……他们发送给我的样本已经完成了 1.44 PB 的写入,并且只使用1%(NVMe SMART 使用百分比指标一次仅移动 1%)。

PNY 正在他们的新 SSD PNY LX2030 和 LX3030 M.2 NVMe Gen3 中使用这种 SSD 技术,他们与 Chia 合作创建了 Chia 优化绘图徽章,表明这些驱动器具有高耐用性和持续的绘图带宽。

PNY-plotripper-01

我们已经看到了Sabrent PlotripperAdata Prospector 970 和 950 PCIe M. 2 的其他公告。我们希望随着绘图软件的进步,甚至可以将容量更低、耐用性更高的 SSD 以更低的入门成本推向市场,让小农户可以共享驱动器并互相帮助绘图。

说到Chia绘图的其他创意解决方案,作为计算存储SSD领导者之一的NGD Systems发布了一款可以自行绘图SSD

在加入 Chia 之前,我在英特尔的非易失性内存解决方案部门工作了 10 年。2015 年,我参与了 3D XPoint 内存的开发和发布,英特尔现在在其产品中将其称为 Optane。这是几十年来第一个全新的内存技术,有人称之为“存储级内存”,其设计速度与 DRAM 类似,但也具有持久性和使用电阻单元的原位写入。这项技术为持久内存以及世界上最快的 NVMe SSD Optane P5800X 提供动力。当然,当我最终拿到样品时,我首先要测试的是Chia plotting

在与英特尔的一些测试 Chia 的老同事反复交流之后,我们基本上打破了使用新的 Ice Lake 服务器和 Optane 进行绘图的所有记录。我与艾莉森·古德曼 (Allison Goodman) 合作,她是英特尔最资深的女性技术领导者之一,也是她的好朋友,发布了一些关于为什么Optane 非常适合 Chia 绘图的数据

Chia 是否磨损了很多 SSD?

我与主要的存储供应商密切合作。在 5 月份,我让他们告诉我,如果他们开始看到加速退货,或者消费者试图退回超出保修期的磨损驱动器。我还在问……而且,一波损坏的 SSD 还没有出现。为什么是这样?我有几个理论。

1) 许多 SSD 错误地报告了使用 SMART 百分比的耐用性

Keybase的绘图频道中,我有幸看到了人们 SSD SMART 输出的大量屏幕截图。使用的 SMART 百分比应跟踪 NAND 程序擦除周期以准确衡量 SSD 磨损。盒子上的 TBW 应该由JEDEC JESD219客户端规范规定,以便用户可以将驱动器相互比较。

JESD219-client-spec

资料来源:SNIA SSD 耐力,JEDEC

有些人选择不使用这个规范,有些人没有透露,有些人只是选择最坏情况的写入放大因子 (WAF) 来设置他们的 TBW。在 Chia 绘图中,启用 TRIM 时,WAF 实际上会很低,大约 1.5-2,当驱动器接近满时,如果驱动器有很多空闲区域、未使用的空间、过度配置,则更接近 1。

与盒子上的 TBW(使用特定 WAF 估计,介于 2-5 之间)和 NOT NAND P/E 周期相比,某些驱动器型号中的固件仅跟踪用于主机写入的百分比。这是什么意思?在驱动器停止运行之前,您可以远远超过驱动器上 100% 的已用耐久百分比,因为许多用户报告了驱动器仅在 255% 处停止的屏幕截图(根据 NVMe 规范)

企业驱动器以及支持数据中心和消费者 SSD 的供应商(三星、英特尔、WD、美光等)报告正确使用了 SMART 百分比。

如果 WAF 较低,即使是低端消费者驱动器也可以在磨损之前绘制数百 TB 的数据——大多数人都发现了这一点。在驱动器使用率超过 100% 的情况下进行绘图就像在没有速度表的情况下驾驶一样。您会知道驱动器何时发生故障,但有一些 SMART 指标,如错误日志和保留备件,在驱动器实际发生故障时应触发(去年我对SSD 的故障进行了详细概述!)。不同型号的驱动器表现不同,尤其是在企业空间中,静默数据损坏将使供应商立即失去任何超大规模或大型服务器 OEM 资格。

总而言之,查看SSD Endurance Wiki 电子表格,您可以看到许多使用过的数据中心 SSD 可以在磨损前绘制多年和 PB 的图,甚至低端消费级驱动器在磨损前也可以绘制数百 TB。

2) 许多用户听从了 Chia 的建议,购买了二手企业级 SSD 来进行绘图。

我估计大约 50% 的 Chia 绘图仪正在使用企业或数据中心 SSD……也许更多。他们中的大多数人要么仍在绘图,只使用了一小部分耐力,要么高兴地绘制了他们的驱动器并将设备转售给其他农民或 Craigslist 或 eBay 上的其他人。

3)消费者不傻!

正如我在Keybase 中的大量讨论中发现的那样,消费者在购买 SSD 用于专用绘图之前会对其进行大量研究。人们正在做的另一件事很聪明(没有双关语),就是使用他们的 SSD,直到使用率达到 70-80%,然后将其放入他们的游戏机中。这可以充分利用驱动器,因为游戏等典型的消费者工作负载在驱动器的整个生命周期内不需要进行多次写入。

4) 直接到硬盘绘图

尽管速度较慢,但​​许多 Chia 绘图仪表示他们正在直接绘图到他们的硬盘驱动器或在服务器中重复使用旧的 10k 或 15k SAS HDD(在 eBay 上的价格低至 15 美元)。使用该方法很难估计 Chia 用户的百分比,但它是一个非零百分比。

5)故障驱动器的数量在噪音中

像所有事情一样,我使用了 Excel 并制作了一个模型。

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资料来源:Forward Insights SSD 报告 Q1’21

Forward Insights的 2021 年 SSD 市场总量为 4.35 亿个。让我暂停一下,让您考虑一下……如果典型的消费级驱动器具有 150 万小时的 MTBF(这与 0.584% 的年故障率相同)和企业驱动器有 200 万小时(0.44% afr),我的计算表明,仅在 2021 年,估计有260 万个新购买的 SSD 将出现故障。

假设我使用 Chia SSD Endurance wiki 来估计每类驱动器在磨损之前可以提供的绘图总量,并计算我认为用户正在使用的每类绘图驱动器的 Netspace 百分比。在这种情况下,我可以估算消耗的总 SSD 耐力值。请记住,这与由于 Chia 导致的实际 SSD 故障不同,因为我们不知道购买了多少驱动器仅用于在 Chia 中绘图。我认为人们正在积极尝试不完全磨损 SSD 以继续使用它们。尽管如此,为了便于计算,我们仍会以值得耐用的驱动器数量来计算。

在 Netspace 的 32EiB 中,我估计 Chia 对 2021 年新购买的驱动器总数观察到的故障增加了 1-2%,在过去三年中运行的驱动器总数增加了约 0.5% .

概括

自 Chia 主网启动以来,发生了很多事情。新的绘图仪已经出现,可显着减少或消除任何 SSD 磨损,为消费者优化的新绘图 SSD 具有高持续带宽和高耐用性,以及探索使用来自 NGD 的计算存储和具有极高耐用性的存储级内存,例如英特尔傲腾,用于绘图。

Chia 正在密切关注存储行业,与我们的合作伙伴在 Chia 绘图和耕作工作量、市场分析、可持续性计划、回收利用、电子废物和电力消耗改进方面合作,以便 Chia 能够可持续发展。今年我们将与一些主要合作伙伴在这方面发布更多令人振奋的消息。

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