SSD的技术和生命周期-您需要了解的所有内容

随着下届闪存峰会的临近,我认为现在是探索SSD技术和生命周期的好时机。 与传统的地面硬盘驱动器不同,SSD中的数据存储不是在磁性表面上,而是在闪存芯片(NAND闪存)内部。 根据设计,SSD可以构建母板,几个内存芯片(取决于驱动器的千兆字节大小)和一个命令SSD的控制器。

SSD的存储器是非易失性存储器,换句话说,它能够在没有电源的情况下保存数据。 我们可以将存储在NAND闪存芯片上的数据想象为每个单元中存储的电荷。 考虑到这一点,出现了一个问题:SSD的生命周期有多长?

闪存的撕裂

众所周知,写入操作会耗尽SSD的存储单元,从而缩短其寿命。 但是,记忆会以同样的方式实现吗?

闪存芯片中使用的存储器不是全部,实际上有三种类型的NAND:

SLC(单级单元)-每个单元1位数据

MLC(多级单元)-每个单元2位数据

TLC(三级单元)或3位MLC-每个单元3位数据

您将看到:一个房间中的层越多,一个房间中的存储空间位就越多,从而导致芯片容量更高。 为了当今的技术进步,我们提供了能够以合理的价格存储数GB的SSD。 毫不奇怪,最近的一份报告发现,到2015年TLC存储器类型应相当于全部NAND芯片的约50%,生产成本比MCL芯片低约15%-20%。

但是,这有一个缺点:向单元中添加更多位会降低其可靠性,耐用性和有效性。 确定SLC单元的状态(有多少空间)非常容易,因为它是空的或已满,尽管MLC和TLC单元具有多个状态,所以执行2.5倍以上的难度更大。 在讨论SSD的生命周期时,每个单元存储多个位意味着加快NAND存储器的磨损。

存储单元由浮栅晶体管创建。 它有两个栅,一个控制栅和一个由一层氧化物绝缘的浮栅(您可以在右侧看到示意图)。 执行每个操作,例如编程和删除单元,将电子捕获在浮栅中的氧化层。 结果,随着氧化物层变弱,电子漏极可能从浮置栅极出现。

SSD可持续使用多长时间?

这是一个价值一百万美元的问题,可能不是正确的答案,但是…请继续阅读!

SSD的趋势是专注于基于3位MCL(TLC)内存的产品开发。 用于SSD的TLC已开始在内存市场上占据主导地位。 在一般用途中,似乎2位MLC技术在耐用性和性能方面是过分的,更不用说SLC的相关性正在下降并且几乎完全消失了。 换句话说,制造商将延长生命周期,而倾向于减少增加闪存及其存储容量的成本。

但是,似乎无需担心任何SSD持续时间。 在Takerport对6个SDS进行的一项测试中,了解了它们如何防止写入活动,其中6个驱动器中有2个对2 PB数据进行了写入操作,并且所有测试过的SSD都可以写入数百TB的数据,而没有任何问题。

根据测试结果,以每年2 TB的文本计算,SSD的寿命等于1000年(2PB = 2000 TB / 2 TB年= 1000年)。 即使写入的数据量增加,我们也可以年复一年,年复一年地静默使用SSD。

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