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那些做固態硬盤SSD的其實就在研究這仨東西(內附相關專業必修課)

可可暢聊存儲技術 ? 2019-07-05 12:37 ? 次閱讀

看了那么多paper,才發現本質本質本質,專注本質

把研究的每一層細化,按照一個方向就整吧

研究SSD,還得是看這三大組件
主控芯片 閃存芯片 固件算法

1. 主控芯片
常見生產主控的品牌:慧榮 群聯電子 Marvell 三星
SSD本質是一顆 processer , based on ARM architecture/RISC , 使其具有CPU的運算能力,cpu多重要,它就多重要。早期做主控的都是現在的固態盤王者

技術層的作用:數據中轉:連接閃存芯片和外部SATA接口
負責固態硬盤內部各項指令的完成:trim, GC , WL
重要意義:主控芯片的好壞直接決定了固態硬盤的實際體驗以及使用壽命

基于這樣重要的意義,主控芯片的技術門檻較高,所以相對的品牌也就比較少

慧榮/群聯:慧榮和群聯是兩家***主控公司,其主控成本低廉,受到很多國產SSD的歡迎,涉及廠家包括但不限于:浦科特、七彩虹、影馳、臺電、光威、銘瑄等。

Marvell主控:Marvell隸屬于高端系列,早期產品只用于企業級,現在應用在浦科特、閃迪、英睿達固態硬盤中。技術實力雄厚,主控質量穩定,但是相應的固態硬盤的價格也比較昂貴。

三星主控:三星主控只用在自家的SSD產品中,技術實力強悍。可以這么說,在SA TA接口SSD中,三星860PRO讀寫速度最快,在NVMe固態硬盤中,三星960PRO讀寫速度最快。

2. 閃存芯片
閃存顆粒flash memory是一種存儲介質,重要的區別于傳統機械盤存儲介質就是它是一種非易失性存儲器,就是斷電可以保存寫入的數據,以固定大小的區塊為單位,不是以單個的字節為單位。

閃存顆粒有很多種類,現如今在固態硬盤中,最最常使用的現在最火熱的就是NAND Flash memory 。因為它具有功耗低、價格低、性能佳的優點,在存儲行業中,是最重要的存儲原料。這些原料材料不好,研究啥都白扯,啥CPU控制也沒用了。得材料著得天下

跟據閃存密度來分:SLC(單層存儲單元) MLC(雙層存單元)TLC(三層存儲單元)QLC


3. 固件算法(各個廠商的技術核心機密)

固件是用來驅動控制器的,SSD需要FTL層和系統直接對話
因此固件的功能有Mapping, Trim, WL ,GC, ECC,所以固件中的算法非常多

固件的好壞非常重要,相同主控 相同閃存顆粒的產品會因為固件的不同,便會帶來完全不一樣的的壽命以及讀寫的性能。這就是各大廠家最核心的最賺錢的機密

好的固件開發出來需要讓閃存以及主控達到完美的兼容,需要按照最新先進技術的主控還有閃存顆粒的更新而修改,維護。

接組件的是SSD的接口
主流的接口SATA、M.2、PCI-E
SATA和PCI-E二者采用不同的通道,所以有快慢之分

PCI-E通道就好比高速公路,而SATA通道就是山路十八彎
接口的不同會引來不同的協議
基礎的SATA的協議為AHCI , PCI-E的協議為NVMe,新型的OC SSD有自己專門的協議。

說起來容易理解,技術環節相當難。
那些真正搞閃存底層技術的專家們,學者們,無論是電子專業還是計算機專業,要精通計算機體系結構,操作系統,數據結構,嵌入式原理,要會C++++語言,C++語言,Linux命令,搞硬件的要會數電模電,會Verilog語言。上層應用方向要知道數據庫應用管理,畢竟是大數據的時代。現在都在講究AI存儲,深度學習也要有理解,如果你是大牛,當你有個idea時,用高級語言進行模擬也是可以的。

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