FTL 的核心功能之一就是地址映射，把主机传来的逻辑地址转成闪存能认的物理地址。这篇文章，我们就来拆解映射的三种类型、基本原理，以及映射表在不同硬件方案下是怎么存放的。

1.映射的三种类型

FTL (闪存转换层) 按映射粒度可以分为三类：块映射、页映射和混合映射。

• 块映射：以“闪存块”为最小映射单位。一个逻辑块可以对应任意物理块，块内各页的偏移位置不变。优点是映射表很小 (只记录块对应关系)，节省存储空间；缺点是小数据写入性能极差，因为哪怕只改一个页，也得把整个块读出来、修改、再整块写回。所以它适合连续的大数据读写，不适合随机小数据写入。

• 页映射：以“闪存页”为最小映射单位。每个逻辑页都能独立映射到任意物理页，灵活性最高，随机写入性能很好，所以当前主流 SSD 都采用这种方案。缺点是页数量远多于块 (一块含几百上千页)，映射表非常大，需要更多存储空间。

• 混合映射：是前两者的结合。逻辑块到物理块采用块映射，但块内部各页的映射是灵活的 (类似页映射)，不固定偏移。因此，它的映射表大小和读写性能都介于二者之间。

总结一下：

2. 映射的基本原理

由于当前主流的 SSD 都采用页映射，接下来我们将以页映射为基础讲解映射的基本原理。

用户一般通过 LBA (Logical Block Address，逻辑块地址) 访问 SSD，每个 LBA 对应一个逻辑页 (常见大小为 512B、4KB、8KB 等)。SSD 内部则以物理页为单位读写闪存。

当用户写入一个逻辑页时，固件会找一个空闲物理页存放数据，并记录这个逻辑页到物理页的映射关系。读取时，SSD 先查映射表，找到物理地址，再读取闪存数据。

映射表称为 L2P 表 (逻辑地址到物理地址)。每次写入 (包括覆盖写) 都会新建或更新映射项，以追踪最新数据的位置。

实际中，物理页往往比逻辑页大，所以通常多个逻辑页的数据合并写入一个物理页，逻辑页与物理页内的“子页”一一对应。

映射表一般有多大？

举例：一块 256GB 的 SSD，逻辑页 4KB，则逻辑页总数 = 256GB / 4KB = 64M 个。每条映射记录用 4 字节表示物理地址，则映射表大小 = 64M × 4B = 256MB，约为 SSD 容量的 1/1024。

映射表的存放方式

• 带 DRAM 的 SSD(常见于企业级)：映射表全部或绝大部分缓存在板载 DRAM 中，固件可快速查询和更新，读操作只需访问一次闪存。

• 不带 DRAM 的 SSD (常见于消费级、移动设备，如 eMMC、UFS) ：因成本和功耗限制，使用控制器内部很小的 SRAM (几百 KB 到几 MB) 来管理映射表。整张表存放在闪存上，按需加载部分映射到 SRAM

缓存。典型方案是两级映射：一级表 (较小) 常驻 SRAM，记录二级表 (即 L2P 表) 各映射块在闪存中的位置；二级表大部分在闪存，小部分缓存在 SRAM。

这种设计下，读操作可能需两次闪存访问：先读映射块，再读用户数据。顺序读时，由于映射连续，加载一个映射块可满足大量连续页的读取，性能尚可；但随机读时，映射分散，频繁加载映射块会严重拖慢性能，延迟明显高于带 DRAM 的方案。

以上就是 FTL 地址映射的基本原理。

简单总结来说，块映射省空间但随机写性能拉胯，页映射性能最好但映射表占地方，混合映射是两者之间的折中。映射表可以放在 DRAM 里实现高速访问，也可以放在闪存里按需加载.后者省成本，但随机读会多一次闪存访问，延迟自然就上去了。

该映射表的软硬件取舍,也是天硕存储在自研纯国产工业级固态硬盘时重点权衡的固件指标,直接影响工业存储场景下随机读写稳定性。

理解了映射机制，我们就能理解 SSD 主控是如何在后台默默打理各种“家务活”的了。

FTL 映射作为固件核心,是保障工业级SSD固态硬盘长期稳定运行的底层关键。

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