SSD的三组成部件简介:主控芯片 闪存芯片 固件算法

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  1. 主控芯片
    常见生产主控的品牌:慧荣 群联电子 Marvell 三星
    SSD本质是一颗 processer , based on ARM architecture/RISC , 使其具有CPU的运算能力,cpu多重要,它就多重要。早期做主控的都是现在的固态盘王者。

技术层的作用:

数据中转:连接闪存芯片和外部SATA接口

负责固态硬盘内部各项指令的完成:trim, GC , WL

重要意义:主控芯片的好坏直接决定了固态硬盘的实际体验以及使用寿命

基于这样重要的意义,主控芯片的技术门槛较高,所以相对的品牌也就比较少

慧荣/群联:慧荣和群联是两家台湾主控公司,其主控成本低廉,受到很多国产SSD的欢迎,涉及厂家包括但不限于:浦科特、七彩虹、影驰、台电、光威、铭瑄等。

Marvell主控:Marvell隶属于高端系列,早期产品只用于企业级,现在应用在浦科特、闪迪、英睿达固态硬盘中。技术实力雄厚,主控质量稳定,但是相应的固态硬盘的价格也比较昂贵。

三星主控:三星主控只用在自家的SSD产品中,技术实力强悍。可以这么说,在SATA接口SSD中,三星860PRO读写速度最快,在NVMe固态硬盘中,三星960PRO读写速度最快。

  1. 闪存芯片
    闪存颗粒flash memory是一种存储介质,重要的区别于传统机械盘存储介质就是它是一种非易失性存储器,就是断电可以保存写入的数据,以固定大小的区块为单位,不是以单个的字节为单位。

闪存颗粒有很多种类,现如今在固态硬盘中,最最常使用的现在最火热的就是NAND Flash memory 。因为它具有功耗低、价格低、性能佳的优点,在存储行业中,是最重要的存储原料。这些原料材料不好,研究啥都白扯,啥CPU控制也没用了。得材料着得天下

跟据闪存密度来分:SLC(单层存储单元) MLC(双层存单元)TLC(三层存储单元)QLC

  1. 固件算法(各个厂商的技术核心机密)

固件是用来驱动控制器的,SSD需要FTL层和系统直接对话,因此固件的功能有Mapping, Trim, WL ,GC, ECC,所以固件中的算法非常多。

固件的好坏非常重要,相同主控相同闪存颗粒的产品会因为固件的不同,便会带来完全不一样的的寿命以及读写的性能。这就是各大厂家最核心的最赚钱的机密。

好的固件开发出来需要让闪存以及主控达到完美的兼容,需要按照最新先进技术的主控还有闪存颗粒的更新而修改,维护。

链接组件的是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通道就是山路十八弯,接口的不同会引来不同的协议,基础的SATA的协议为AHCI , PCI-E的协议为NVMe,新型的OC SSD有自己专门的协议。

说起来容易理解,技术环节相当难。那些真正搞闪存底层技术的专家们,学者们,无论是电子专业还是计算机专业,要精通计算机体系结构,操作系统,数据结构,嵌入式原理,要会C语言,C++语言,Linux命令,搞硬件的要会数电模电,会Verilog语言。上层应用方向要知道数据库应用管理,毕竟是大数据的时代。现在都在讲究AI存储,深度学习也要有理解,如果你是大牛,当你有个idea时,用高级语言进行模拟也是可以的。

综上,我能总结的也就这个样子了。欢迎各界存储行业认识多多进行剖析。

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