想要和阿呆还有全世界的大牛讨论SSD及存储相关技术？加nanoarch为微信好友，拉你进ssdfans微信群
2012年UCSD的NVM实验室和微软Mountain View研究院发表了一篇Paper，通过对6家Flash厂商的45种Flash芯片进行性能测试，对NAND Flash在未来的技术演进进行了分析。这些芯片工艺从72nm到25nm。
主要发现随着NAND制造工艺更微小，从20多nm，到10几nm，最后可能到6.5nm的预测最小尺寸，读写延迟不断增大，同样通道数的时候，性能会下降。同时寿命和错误率也会增加。当然，容量会不断增大。
每个cell里面每增加一个bit存储，写延迟增加4倍，擦写寿命减少10到20倍，容量上的回报有限：分别是2倍、1.5倍、1.3倍，如果2bit、3bit、4bit一个cell。
平台
微软使用了一款可以直接读写NAND Flash的SSD，如下图，对各种Flash进行测试。
NAND Flash工艺简介
上图显示，NAND Flash的成本每年下降40-50%。但是从2011年开始变化趋缓。
最早一个cell，就是一个MOS晶体管，存储一个bit，后来Samsung先宣布MLC，一个cell保存两个bit，后来Toshiba把两个bit分拆到两个page去，这样program速度更快，因为每次只需要变动电压的一半。接着Samsung进行了改进，用粗糙的脉冲对Lower bit进行快速program，精细的脉冲对Upper bit进行慢速program。FushionIO就使用了MLC的lower bit作为SMLC SSD，速度可以堪比SLC，但是更便宜。
现在Samsung又推出了TLC的SSD，一个cell有3个bit。
测试结果
容量
读写延迟
上图显示工艺演进，读写延迟增大。MLC-1指lower page，-2就是upper page，TLC-3就是TLC的最高一级page。
带宽和IOPS
测试SSD的通道是固定个数，使用的NAND Flash工艺越新，容量就越大，所以横轴改用容量表示工艺的演进。
下图显示，工艺越往后，带宽越低。所以需要增加数据通道数量来提升带宽，这样就会增加成本，以后容量越大的性能越好，容量小的SSD性能会越差，因为通道数无法增加，同样容量的情况下，通道数会减少。
如下图512Byte读写性能下降很快，因为page越来越大，浪费的带宽变多。4KB就好很多。
归一化结果
结论
我的结论是随着工艺演进，每个flash芯片容量越来越大，如果SSD容量不变，那么性能肯定下降，因为使用的芯片个数变少了，数据通道变少了。同时读写延迟下降了，寿命变短了，出错概率变高了。优点是价格更便宜了。
即使性能下降，SSD速度依然比传统机械硬盘快很多倍。某款HDD性能如下，只有128KB的顺序读写能和小容量SSD作比较。而随机读写和IOPS差了几个数量级。
