3.3.1 闪存基础原理:为什么会有写入次数限制
这一节我们主要来看有关闪存芯片的问题。
目前SSD所用的闪存主要是NAND类型,早前还有一种叫做NOR的闪存,最早是由Intel在1988年开发出来的,曾经在手机内存中大行其道,而NAND闪存则是东芝在1989年提出来的,两种类型的闪存争夺战中最终由NAND闪存胜出,Intel不得不把NOR闪存部分卖给美光转而投身NAND阵营,现在Intel的闪存无论性能还是口碑都不输东芝,甚至还能反超。
由于NOR事实上是明日黄花,这里也不需大幅描述它与NAND的差异了,只要知道几点就够了:NOR闪存是芯片内执行(eXecute In Place),程序可以在闪存中直接执行而无需再入到系统内存中,而且可以字节数(byte)为单位读写,但是擦除和写入速度比较慢,容量密度低,反观NAND,存储密度高,写入和擦除速度更快,虽然写入以page为单位,但是擦除必须以block为单位。
NOR与NAND闪存优缺点比较
就是这样,NAND在成本、写入速度、容量等重要方面优于NOR闪存,最终成为赢家,不只是在SSD中全面开花,其他闪盘、手机内存等领域中也是NAND为主。
NAND,包括前面的NOR闪存本质上都是Floating Gate MOSFET(浮栅极-金属氧化物半导体场效应管),也是利用通电与否代表计算机可识别的1、0状态。
加电瞬间会产生强大的电场(大于1000万 vt/cm),这么强的电场会破坏隧道氧化层的原子结合,脱离的电子就会上升到浮栅极上以形成电位变化,断电之后电子还会恢复正常位置,这样反复的断电-加压就形成了不同的电位信号。
NAND的工作循环过程
加电的过程等同于HDD硬盘的数据写入操作,它被成为“Program(编程)”,断电的过程电位恢复,这相当于HDD硬盘的擦除数据,这里成为“Erase(擦除)”,完整的一次P/E循环就是NAND的写入循环,从这里也可以看出SSD要想写入数据就需要恢复默认电位,也就是以“擦除”为前提,这个特性决定了SSD的数据写入方式,也会带来其他的一系列问题。
最直接的影响就是SSD寿命,因为P/E循环次数是有限的,浮栅极不像HDD的GMR(巨磁阻尼)效应那样是永久的,存在次数限制。
目前主流25nm工艺下,P/E循环次数在3000-5000次之间,测试的14款SSD中有9款SSD的标称写入次数都是3000次,只有Intel自家520、330、浦科特M3P以及OCZ Vertex 3 Max IOPS是5000次,最强的是超极速SSD,标称10万次写入寿命,因为它是SLC,这个后面还会详细讲。
Intel自家的SSD是5000次写入寿命
三星、东芝以及其他SSD基本都是3000次写入寿命
我匿名了 2014-03-28 06:39
能不能做一个新版SSD的测评?
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游客 2012-12-18 14:53
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游客 2016-02-03 23:25
建兴睿速T9 就是Marvell 88SS9187主控!怎么市面上没有呢?我都在用了!
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Tech学前班 2016-01-23 11:12 | 加入黑名单
而且我认为 存储设备哪有什么默认的 OP空间 一说,完全就是单位转化造成的数值的差异,U盘、机械硬盘、SSD、TF卡、SD卡 等等 要是都有人为的OP空间,想想一下 这个世界上所有的OP空间加起来是多么巨大的浪费?对于把利益放在第一位的厂商来说,这完全就是不可能发生的事情!
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Tech学前班 2016-01-23 11:06 | 加入黑名单
3.6.1中 OP空间 那段我觉得有错 “256GB容量SSD的宣称字节数是256,000,000,000,而闪存的真实容量是256x1024x1024x1024=274,877,906,944字节,如果按厂商的方式换算就是275GB左右了” 这句话中 256乘以1024 应该就错了吧。
已有3次举报3.6.2中 SSD可用容量 这句话 “也就人是说从晶圆厂的1024转到SSD厂商的1000,然后再从这个1000的比列转回到操作系统的1024,容量还会再减少一次。”我觉得是错的。现在的储存设备不论是厂商还是晶圆厂都是 按照 1kb=1000字节 来计算的吧。
拿例子中 256GB 硬盘来计算 实际可用容量是 256,000,000,000/1024/1024/1024=238.42GB
OP=(256-238.42)/238.42=7.37% 这样才对啊
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游客 2014-03-27 16:21
孔压下
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游客 2013-10-30 18:23
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ngcw1986大学生 2013-09-07 15:19 | 加入黑名单
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philip管理员 2013-08-08 16:41 | 加入黑名单
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lancon 2013-07-12 22:16 | 加入黑名单
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