SSD-主控、闪存和固件（转）

• 固态硬盘
  • SSD Solid State Drives
  • 用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘
  • 由控制单元和存储单元组成
  • 厂商只需购买NAND存储器，再配合适当的控制芯片，就可以制造固态硬盘
  • NAND：计算机闪存设备
  • 存储介质分为两种：
    • 基于闪存类：采用FLASH芯片作为存储介质，如笔记本硬盘、U盘等，擦写次数普遍3000左右
    • 基于DRAM类：应用范围窄，非主流设备
  • 基本结构
    • 基于闪存的固态硬盘是主要类别，内部构造简单
    • 主体实质是一块PCB板
    • PCB：Printed Circuit Board：印制电路板
    • PCB板上最基本的配件是控制芯片、缓存芯片（低端无）、闪存芯片（存储数据）
    • 闪存芯片分为SLC、MLC、TCL
  • 影响固态硬盘性能的几个主要因素是：主控芯片、NAND闪存介质和固件
    • 固件：Firmware
      • 指写入EROM（可擦写只读存储器）或EEPROM（电可擦可编程只读存储器）中的饿程序
      • 指设备内部保存的设备的驱动程序
      • 通过固件，操作系统才能按照标准的设备驱动实现特定机器的运作
      • 固件担任一个系统最基础最底层工作的软件
      • 用户可以通过特定的刷新程序进行升级
      • 如主板上的基本输入输出系统BIOS(Basic Input Output System)，就是固件
      • 原来写在ROM上，之后不可变，后来采用EPROM，可擦写编程ROM，就可以进行固件升级了
• SSD分析
  • SSD组成的主要部件：主控芯片、NAND闪存芯片、固件算法
  • HDD（Hard Disk Drive）运行靠机械驱动头，马达，盘片，磁头摇臂等，95%时间消耗在机械部件的摇臂上
  • SSD用集成电路PCB卡代替传统的机械硬盘
  • 主控
    • 嵌入式芯片，类似CPU
    • 主流控制器：Marvell/SandForce/Samsung/Indilinx
  • 固件
    • 主控按照固件中的程序，执行信号处理，坏块管理等
  • 闪存
    • SLC、MLC、TLC
    • SLC颗粒：每个存储单元表示1bit，MLC-2bit，TLC-3bit
    • 一个存储单元存储位数越多，自然容量越大，但带来可靠性、耐用性和性能的降低
• SSD接口
  • STAT 6Gbps
    • STAT Revision 3.0的一个参数标准，相对于2.0
    • 准确称呼是STAT III，接口速度6Gbps
  • mSTAT
    • STAT协会开发的新的mini-SATA(mSTAT)接口控制器的产品规范
    • 广泛用在超极本、商务本等追求小型化的笔记本电脑中
    • 速度依然是6Gbps
  • M.2
    • M.2原名NGFF接口
    • 为超极本Ultrabook量身定做的新一代接口标准，一取代mSTAT接口
    • 传输性能远胜于mSTAT，随着STAT接口瓶颈不断凸显，主板厂商开始预留M.2接口
    • M.2接口可以同时支持STAT及PCI-E通道，后者更容易提高速度
  • PCI-E
    • 在STAT接口的SSD发展之初，PCI-E接口的SSD就出现了
    • 因为其他SSD无论采用什么接口，最终都由SATA向原生PCI-E走近
    • PCI-E接口的SSD直接一步到位
    • PCI-E最初多用于企业级市场，成本较高
  • STAT Express
    • 通过STAT 6Gbps接口改造的，并不普及
    • 向下兼容STAT 6Gbps接口