漫谈SSD原理与应用实践v0.1VIP免费

漫 谈 SSD 和 应 用 实 践 作 者 :zolker(杨 尚 刚 ) 一 ． 什 么 是 SSD SSD 全 称 Solid State Disk， 就 是 大 家 平 时 提 到 的 固 态 硬 盘 ， 是 一 种 完 全 由 电 子 元 器 件 组成 的 持 久 化 存 储 设 备 ， 这 是 和 传 统 机 械 硬 盘 (Hard Disk Drive， 简 称 HDD)的 重 要 区 别 。 SSD 和 机 械 硬 盘 相 比 ， 有 着 更 高 的 IOPS， 更 高 的 带 宽 ， 更 低 的 访 问 latency， 还 兼 容 目 前主 流 的 HDD 接 口 ， 比 如 SATA SAS 等 。 现 在 市 场 上 的 SSD 主 要 都 是 基 于 NAND Flash 的 。 而 同 样 作 为 持 久 化 存 储 ， SSD 和 HDD 相 比 有 哪 些 优 势 和 劣 势 呢 SSD HDD 性 能 平 均 响 应 时 间 100us 左 右 平 均 响 应 时 间 12ms 左 右 可 靠 性 主 要 是 电 子 元 件 ， 可 靠 性更 高 主 要 机 械 组 件 ， 高 速 旋 转读 写 数 据 ， 相 对 更 复 杂 功 耗 (W) 5 16 IOPS 70000+ 200 MTBF(万 小 时 ) 200 160 成 本 (每 GB) 1$ 0.1$ 二 ． SSD 主 要 组 件 和 类 型 1) SSD 主 要 组 件 ①. 控制器 芯片 ②. NAND 芯片 ③. 电 容 ， 掉电 保护， 保证数 据 安全 性 ④. DRAM， 缓存 元 数 据 ⑤. 对 外接 口 ， 图中是 SATA 接 口 ⑥. NOR Flash， 引导 SSD ○2 ○5 ○4 ○1 ○6 ○3 2) SSD 类型 按照接口分类，目前使用的SSD 主要有以下四种 ①. SATA 企业级使用最多的产品，相对 PCIe 有成本优势和更好的稳定性 ②. PCIe 在企业级使用也比较多，相对 SATA 接口有着更好的性能和更低的Latency。 ③. SAS 企业级使用的不多，介于 SATA 和 PCIe 中间的位置，性价比并不高。 ④. mSATA & NGFF(M.2) 主要面向消费级产品，以后也会有用于企业级做为系统 boot 盘 四.NAND 芯片 这一部分我们重点分析一下NAND 芯片的原理。NAND 是存储最终数据的介质， NAND 实际上是一种EEPOM（加电可擦除可编程 ROM）,最基本的组成单位称作 cell，而 cell是一种类似 MOSFET(金属-氧化层 半导体场效晶体管)的电子元件。主要的部分是 Control Gate(控...