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  • SSD硬盘差别在哪里?MLC和SLC芯片不一样

    固态存储是一个振奋人心的技术领域,为企业应用程序的大范围采用提供了高性能保证。不幸的是,一些固态硬盘 (SSD) 供应商不负责任地宣传,将他们的产品定位为企业专用解决方案,而这些产品在实际使用时又达不到所宣称的预期要求,给客户带来了困惑。另外,企业级领域(不能容忍严重故障的应用密集型企业环境)缺乏测试标准的事实,使这一问题更为严重。

    设计 SSD:基础条件
    设计 SSD 时必须集成两个关键组件以构建固态解决方案,即:非易失性内存和控制器。

    SSD 中最常用的内存是非易失性 NAND 闪存,其质量参差不齐。设计 NAND 的技术基础是单层存储单元 (SLC) 或多层存储单元 (MLC)。SLC 保持了每存储单元 1 位数据 (1bpc),耐久性更好,但如果高容量产品,成本会急剧增加。SLC 的缺点在于,成本高,而总容量小。

    MLC NAND 的耐久性较低,因为多个数据位共享一个单元,但是 MLC 具有更大的容量,生产成本也要低很多。MLC 目前有两种类型:每存储单元 3 位 (3bpc) 和每存储单元 2 位 (2bpc),3bpc 的 MLC 可用容量最高,代价是性能会更慢。

    NAND 之后,SSD 的另一个关键组件是控制器。控制器是 NAND 内存的命令中心,负责指派每个存储单元的的读写位置和与连接到计算机的接口进行通信。因为 NAND 自身不是完美的介质,所以控制器如何响应和纠正错误,就成为设计的关键部分。另外,NAND 每个存储单元的写入次数有限,之后便报废。经过巧妙设计的控制器采用一种损耗均衡设计,这种技术使用算法来管理存储单元的使用并在整个 NAND 上散布数据,最大限度地提高 SSD 的使用寿命。

    最后,NAND 及其控制器将作为设计的最终组成部分集成到电子产品和 ASIC 设备。设计 ASIC 和电子产品时要考虑到为 SSD 提供必要的电源/电压。设计方法各不相同,所选组件的质量也有差异。糟糕的 ASIC 设计可能导致组件过早发生故障,因此这个问题是不容忽略的。

    企业级存储中的 MLC 和 SLC
    在早期的 SSD 设计开发中,SLC 设计方案的定位是专用于超高性能的企业级应用,但是当时仅应用到那些不太关注存储成本应用。

    大部分企业公司都有系统成本和 IT 预算限制;因此,基于 MLC 的解决方案可能更为适用。然而,在企业中采用 MLC,写入耐用性和可靠性仍然是需要关注的问题。SSD 设计者意识到,如果能解决 MLC 相关的问题,它将成为大部分 0 级以上事务性能市场中的理想产品。为达到这个目的,希捷和三星已经着手合作解决这个问题。凭借希捷在介质纠错方面的专业知识和三星在 NAND 方面的知识,两家公司开始着手基于 MLC 的 SSD 解决方案的开发,以满足真正的企业存储环境的需要。

    企业与个人用户
    针对传统硬盘 (HDD) 存储,企业级设计的可靠性测试是在全天候满负荷周期下进行的。企业级也是以多硬盘环境为基础的,强调随机访问模式和混合工作负载。非企业类或个人用户,存储测试时以一般的每天 8 小时使用周期为基础的。另外,个人用户类存储更看重单硬盘环境。

    SSD 存储的需要与企业中的 HDD 相同,但是直到最近才出现行业标准。在此之前,市场上存在这样一个问题,即:许多 SSD 都标榜为企业级,实际上不具备真正的企业级 SSD 功能,在 OEM 认证和实际使用时故障频出从而遭到淘汰。

    2010 年 9 月,JEDEC 固态技术协会出版了两套关于 SSD 耐用性和可靠性的标准。JEDEC JESD218 和 JESD219 提供了企业和客户应用级耐用性的区分标准,这两个基本级别构成了当前和未来固态标准发展的基础。这两个标准的文档都可供下载。这些标准定义了每个应用类的具体要求,描述了测试方法并创建了 SSD 耐用性等级认定,其中提供了根据应用类性进行的 SSD 耐用性标准比较。

    希捷积极参与 JEDEC 标准的制定并领导 JEDEC JC-64.8 小组委员会,这个小组委员会为市场急需的固态标准制定提供平台。通过积极参与这些标准的制定和提供测试途径,可以更好地服务 OEM 存储制造商和客户,帮助他们最终获得能够通过测试和认证的 SSD,并信心十足的将它们应用于最适当的存储环境。

    SSD硬盘差别在哪里?MLC和SLC芯片不一样

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