JEDEC都对JESD218B做了什么

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作者 Hunger就是杭哥

 

 

在正文之前:

这里隔空帮另一篇ssdfans的推文做一个小小的注释——《JESD218A之SSD耐用性测试规范解读》原文第12段中:

上面这段话中的表达可能会让部分读者误解为:86℃是指环境温度。其实不然,准确来讲86℃代表的是SSD自身的实际温度。我们知道,SSD在工作时,本身的温度一般都会比环境温度高几℃到十几℃不等(视工作强度和产品散热情况而定)。可别小看这几℃的误差,选错了一点点的测试温度,对测试时间的影响都是非常巨大的!

在这里可以分享一个不是很精确但是比较简单的记法:在JESD218规范中,测试温度每升高或降低约6~7℃,测试时间就要相应地翻倍或折半。例如,使用Split方法测试,假设某款消费级SSD在49℃环境温度下工作,自身温度为55℃,查JESD218B中的table4(见下表)可知测试时间大概需要1000小时,但如果误以49℃的环境温度来查表,则会让你花大概2000小时去测试!需要额外多测试接近42天,这个误差是不是非常可怕呢!

 

 

实际上需要特别注意的是:JESD218规范中提及的测试温度,都是指硬盘表面温度,而非环境温度。如果硬盘本身有温度探测功能,那么就是指这个温度。

 

正文从这里开始:

我们知道,JESD218A和JESD219是JEDEC协会制定的、关于固态硬盘耐用性的测试需求和测试方法。好奇的小伙伴可能会问:为什么JESD218在发布时就比JESD219在后面多了一个”A”(小版本号)呀?关于这点,我个人喜欢这么理解:JEDEC在第一次发布JESD218时(2011年),就已经知道自己在JESD218里留下了不少坑还没填,所以暗示大家,JESD218A中诸多设计不到位的坑我们以后会继续填的!

这不,到了2016年3月,日破浓云金光乍现,JESD218B规范问世。时隔5年,JEDEC似乎在激动地告诉大家:看,憋了5年的大招终于出来了,这一次不会让乡亲们失望了!那么这5年间,JEDEC究竟对JESD218B都做了什么呢?下面将从部分被修改的内容上为大家讲解:

 

  1. 悄悄地改了一个基础参数

JESD218B中的所有测试条件,都是基于JEDEC协会指定的一个前提情景的假设来进行计算的。这个假设中包括了SSD的活化能参数、用户的使用场景、SSD的正常工作温度等,以及SSD的耐用性寿命。JESD218A中该寿命假设为1年,而JESD218B中为了与JEDEC协会出品的另一本规范JESD47中内容相符,将其修改为了1.5年。这个改动点最直观的影响就是,JESD218中不少测试参数都变了。例如下图的高温Endurance测试时间-温度对照表,左边是JESD218A,右边是JESD218B,横向对比发现测试参数已经大不相同了。

 

 

  1. 杜绝一切耍小聪明的行为

这里我们将接触到JESD218A中的一个坑:Endurance测试的所有高温条件,都是指定一个范围,更重要的是,范围下限都是一致的(见下图)!这意味着什么呢,举个例子:如下图红框所示是JESD218A消费级SSD测试标准,仔细一想,这是不是意味着我其实可以耍点小聪明——不管那款消费级SSD,Endurance的高温测试我都可以设为40℃(SSD温度,以下温度同理,不赘述了)呀?又简单又能省电费还能避免SSD太烫手,关键是告诉老板说不定还能得到老板的夸奖呀有没有。

 

好吧,机智的JEDEC协会也似乎意识到了这个问题,于是在JESD218B中,上面的表格变成了这样:

JEDEC协会内心独白:看到了吧,现在是叫目标温度,不是叫最高温度了,你们都得按照我的table4来设置温度!(不然我辛辛苦苦计算出来的table4这么多数据岂不没用了,哼)

你要是以为这就结束了,那就大错特错了,JEDEC的滑头超乎你的想象。目标温度是有了,但因为指的是SSD自身温度,实际测试中是无法控制每片SSD的温度都是一样的,必然会有波动。JEDEC协会为了避免那种像我一样喜欢耍小聪明的人拿这个波动说事,在JESD218B中新增了一种操作:温度补偿即在Endurance的高温测试中如果温度有偏差,则高温Retention测试中的温度需要做同向等值改变,但最低不能减少超过7℃(竟然还有这种操作!?)。

举个例子:原本计划的高温Endurance是50℃,高温Retention是80℃,如果在实际测试中高温Endurance是45℃,那么对应的高温Retention温度需要修正为75℃;反之如果高温Endurance是55℃,那么对应的高温Retention温度需要修正为85℃。

同理适用该操作的还有Endurance的测试时间补偿:在Endurance的高温测试中如果时间有偏差,则高温Retention测试中的时间需要做同向等比例改变,但最低不能减少超过50%的时间。

这样一来,任何想耍小聪明的人最后都会发现,其实JEDEC协会早已在JESD218B中布满了天罗地网,完全没有旁门左道可以走了。

 

  1. 别了,Ramped

关于Endurance的测试方法,JESD218A中提供了2种方案:ramped和split方法。简单来说,ramped就是所有的样品放在一起测试做高低温切换测试,split就是讲样品分为两组,分别做高温和低温测试。而在JESD218B中,JEDEC非常狠心地将ramped一刀砍掉了。此举之下,受打击最大的可能是那些原本只用一台Endurance测试箱来进行ramped测试的厂商了吧。(厂商:excuse me?以后只能高低温样品分开测试了,那我还得再买一台Endurance测试箱,否则测试时间就要加倍?)

巧的是,JEDEC协会不仅滑头,同时还很霸道:我说砍就砍,我不解释,反正你们按我说的做就是。

所以ramped为什么被砍就变成了一宗积案,不过使用split确实有一个好处:可以避免温度变化过程对Endurance测试的影响,例如温度变化太快导致SSD电压不稳定等

 

四、唯一幸存的reduced capacity

上面说到JEDEC协会很霸道,其实说残忍也不为过。在JESD218A中,曾经存在着多种extrapolation method,用于缩短Endurance的测试时间。但JESD218B一出世,modify workload(修改测试数据模型加大写入速率)走了,extrapolation of FFR and bad-location trends(通过FFR和坏块的数据做推算)没了,FFR and UBER estimation form component data(通过组件的数据做推算)也不见了!就连我们现在唯一还能看到的reduced capacity(减少SSD容量以等比例减少写入数据量),也被整容成short stroke(只是换了名字,内容还是一样的)了。

实际上short stroke使用起来并没有其字面看起来的那么简单,作为一个站在行业链顶端的规范制定协会,发布的所有文件都必须是科学严谨的,因此该方法附带了很多使用条件,由于此处篇幅有限,感兴趣的伙伴可以自行翻阅下JESD218B的6.2.1章节。

 

  1. 事无巨细,都要与国际接轨

关于SSD容量的计算,由于IDEMA更新了计算方法,因此JESD218B中此部分也做出了对应的更新。为了让计算方法的变化阅读起来更直观,下面将JESD218A和JESD218B的计算方法分别做成了如下的表格。

 

上表应用到了2个函数,其中

Ceiling(x,y):若x为y的整数倍,则返回x;否则,返回大于x的y*n的最小值,n为整数。例如:ceiling(32,8)=32,ceiling(50,8)=56。

Floor(x,y)若x为y的整数倍,则返回x;否则,返回小于x的y*n的最大值,n为整数。例如:floor(50,8)=48。

 

正文到这里结束

以上仅是JESD218B中本人自认为比较重要的改动点,其他还有不少小细节的变动,先留给广大ssdfans去JESD218B原文中发掘探索吧!同时埋个彩蛋:

智慧的读者呀,你可知道为什么高温Endurance测试中如果温度比预计低了,高温Retention测试中不仅不升温加严,反而还要降低相同的温度吗?

 

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