F-RAM在固态硬盘SSD中的应用.PDFVIP

F-RAM 在固态硬盘 (SSD)中的应用 硬盘驱动器定义 • 传统硬盘（HDD） 传统硬盘驱动器（HDD）采用了超尖端的磁记录和回放技术，主要被作为主数据存储用于笔 记本电脑、台式机、服务器和专业存储系统中。 • 混合型硬盘（HHD） 混合型硬盘（HHD）是一种拥有大容量缓冲区的新型计算机硬盘，它与标准硬盘有所不同， 因为它采用了大容量（高达1GB）非易失性闪存作为缓冲区，通常用于数据的快速存储。由 于使用了更大容量的缓冲区，硬盘盘片多数时间是处于休息状态的，而不是像传统硬盘那样 保持连续运转。这一功能有诸多好处，例如可以降低能耗、提高可靠性和更快的启动过程。 • 固态硬盘（SSD ） 固态硬盘是一种采用了非易失性存储器（闪存）和易失性内存（SDRAM ）的数据存储设备。 虽然从技术角度来讲，固态硬盘并非“磁盘”，但因为固态硬盘通常被用于取代传统硬盘，所以 也被人通称为磁盘。 出处：Gartner, 维基百科 闪存SSD的优点 毫秒 优点： • 没有活动部件 • 低功耗（更低的发热量，更长的电池寿命） • 更坚固 • 无噪声 • 更快的启动/读取时间 数据访问时间(假设缓存没有命中) • 安全性- 保存数据的快速“擦除” 每秒输入输出运算次数 • 稳定的性能 RAM 随机IOPs (假设缓存没有命中) 闪存SSD的缺点 缺点： • 每GB单位存储容量的价格较高 • 比HDD容量小 • 写入次数有限 • 连续I/O 口慢于传统硬盘 Money $/GB MLC与SLC SSD对比 • 多层单元（MLC）NAND在每个存储单元中储存4个状态，并允许每个存储单元有2个 可以编程/读取的数据位。 • 单层单元（SLC ）NAND在每个存储单元储存2个状态，并允许每个存储单元有1个可以 编程/读取的数据位。 MLC 很有优势，但耐久性问题…… SLC闪存（与MLC闪存比较） – 写入速度更快（比MLC闪存快2倍） – 高耐久性（是MLC的10~20倍） – 功耗需求更低 – 位错误率低 – 更小的页/ 区 但是更贵! （2～3倍）！ 基于MLC的SSD需要加快SSD的采用。 MLC NAND的缺点是耐用性较差—— 只有SLC闪存的1/10 （通常MLC的写入/擦除周期为1万次，而SLC为10万次）。 NAND 闪存架构 • NAND 架构基于独立块 • 块是最小的擦除单元 • 页是最小的可编程单元 • 数据写入闪存的过程主要分为以下几个步骤： 1. 确定要更新的“块” 。NAND闪存通常被分 割成128KB的块，然后进一步被分割成 2KB的页。 2. 从现有“块”拷贝数据（如果必要的话） 3. 擦除“块”，复位至“1” 4. 重写“块”，只有值为0的数据可以被写入到 闪存单元。