SSD基础知识入门

zhuimengren2034 · 发表于 2010-4-28 14:54:46

说明：通过阅读这篇资料，应当对现阶段SSD技术，和国内SSD市场有初步认识，主要包含以下三部分内容：

一、SSD存储芯片SLC和MLC

二、SSD基本结构和常见控制器厂家

三、国内的主要SSD厂家简介

一、SSD存储芯片：SLC和MLC

1、什么是SLC？

SLC英文全称(Single Level Cell——SLC)即单层式储存。主要由三星、海力士、美光、东芝等使用。

　　SLC技术特点是在浮置闸极与源极之中的氧化薄膜更薄，在写入数据时通过对浮置闸极的电荷加电压，然后透过源极，即可将所储存的电荷消除，通过这样的方式，便可储存1个信息单元，这种技术能提供快速的程序编程与读取，不过此技术受限于Silicon efficiency的问题，必须要由较先进的流程强化技术(Process enhancements)，才能向上提升SLC制程技术。

2、什么是MLC？

MLC英文全称（Multi Level Cell——MLC)即多层式储存。主要由东芝、Renesas、三星使用。

　　英特尔（Intel）在1997年9月最先开发成功MLC，其作用是将两个单位的信息存入一个Floating Gate（闪存存储单元中存放电荷的部分），然后利用不同电位（Level）的电荷，通过内存储存的电压控制精准读写。MLC通过使用大量的电压等级，每一个单元储存两位数据，数据密度比较大。SLC架构是0和1两个值，而MLC架构可以一次储存4个以上的值，因此，MLC架构可以有比较好的储存密度。

3、与SLC比较MLC的优势：

签于目前市场主要以SLC和MLC储存为主，我们多了解下SLC和MLC储存。SLC架构是0和1两个值，而MLC架构可以一次储存4个以上的值，因此MLC架构的储存密度较高，并且可以利用老旧的生产程备来提高产品的容量，无须额外投资生产设备，拥有成本与良率的优势。
与SLC相比较，MLC生产成本较低，容量大。如果经过改进，MLC的读写性能应该还可以进一步提升。

4、与SLC比较MLC的缺点：
MLC架构有许多缺点，首先是使用寿命较短，SLC架构可以存取10万次，而MLC架构只能承受约1万次（实际为5000次）的存取。其次就是存取速度慢，在目前技术条件下，MLC芯片理论速度只能达到2MB左右。SLC架构比MLC架构要快速三倍以上。再者，MLC能耗比SLC高，在相同使用条件下比SLC要多15%左右的电流消耗。

二、SSD基本结构和常见控制器厂家

1、SSD基本结构

见上图是一块Intel X25-M 80GB的SSD内部结构图，下图是SSD硬盘架构图。可以看到SSD的四个基本组成部件：

SATA控制器接口：如果是IDE接口的则为IDE控制器接口，负责与主机通信，

SSD控制器：中间的正方型方块，是Intel自己的主控芯片，负责控制整个SSD，主要工作有数据存储、ECC／EDC、坏块处理、磨损均衡，是SSD中最重要的部件，

缓存：控制器下方的长方型方块，三星16M高速缓存，不是SSD都有缓存。

闪存苾片－－数据都存放在这里了，分为SLC和MLC两种。

   注意所有的芯片周围都涂上了防震硅胶，防止在巨大震动下发生脱焊现象。

2、常见控制器厂家

  JMicron ，中文名智微，是台湾一家IC设计公司，成立于2001年。侧重于高速串行连接技术，如原生的SATA、PCI－E、USB、RAID控制器和其他存储应用。其生产的主控一直是廉价的代名词，是最多山寨厂选用的主控，可以说JMicron成就了中国的山寨SSD。

JMicron的主控被广泛的应用于当今的主板和笔记本电脑当中，功能强大兼容性也不错。

Indilinx，Indilinx是一家韩国公司，专门生产制造SSD控制芯片为主。其主控在常规读写速度方面达到甚至超过了Intel X25 M架构的SSD，相当惊人。其价格介于JMicron和Intel X25M之间。包括威刚、Kingston、源科在内的各大SSD品牌几乎都推出了基于Indilinx架构的SSD产品。在很多第三方测试中，采用Indilinx架构的SSD都超过了其它的竞争对手而获得无数好评。其中值得一提的是，基于Indilinx的SSD产品，在中国被广泛用于工业和特种领域。

Intel，　Intel作为当今SSD固态硬盘的领军人，其固态硬盘控制器性能堪称一流。成为各大厂商追捧和赶超的对象。根据MLC和SLC两类不同的闪存颗粒，将产品线分为X25-M和X25-E两大系列。此后Intel又分别和在国内存储市场占有较大市场份额的金士顿以及威刚合作，于是市场中又出现了金士顿版本和威刚版本的X25-M。

                  Intel X25架构的优异之处在于有大容量DRAM外部缓存，以及支持多达10通道存取。另外，高级动态损耗平衡 (Advanced Dynamic Wear Leveling) 功能，可有效提高MLC的可靠度和耐用度。 Intel X25架构的缺点就是价格太昂贵。

SandForce和 Marvell 也是比较常见的固态硬盘控制器生产厂家。其中国内的solidata等厂家使用了SandForce的SF1200和SF1500方案，而固捷和赛速则使用Marvell方案开发自己的SSD产品，固捷使用Marvell方案开发出了自己的固件，使用128MB的RAM缓存配合数量繁多的电容，使得在4K和512BYTE时拥有极高的顺序读写IOPS，有可能被用于特种行业。