SSD

SSD（solid state disk）固態(tài)硬盤(pán)

目前的硬盤(pán)（ATA 或 SATA）都是磁碟型的，數(shù)據(jù)就儲(chǔ)存在磁碟扇區(qū)里，固態(tài)硬盤(pán)數(shù)據(jù)就儲(chǔ)存在芯片里。固態(tài)硬盤(pán)（Solid State Disk或Solid State Drive），也稱作電子硬盤(pán)或者固態(tài)電子盤(pán)，是由控制單元和固態(tài)存儲(chǔ)單元（DRAM或FLASH芯片）組成的硬盤(pán)。固態(tài)硬盤(pán)的接口規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤(pán)的相同，在產(chǎn)品外形和尺寸上也與普通硬盤(pán)一致。由于固態(tài)硬盤(pán)沒(méi)有普通硬盤(pán)的旋轉(zhuǎn)介質(zhì)，因而抗震性極佳。其芯片的工作溫度范圍很寬（-40~85攝氏度）。廣泛應(yīng)用于軍事、車(chē)載、工控、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)終端、電力、醫(yī)療、航空等、導(dǎo)航設(shè)備等領(lǐng)域。

SLC

SLC技術(shù)與EEPROM相同，但在浮置閘極與源極之中的氧化薄膜更薄，其數(shù)據(jù)的寫(xiě)入是透過(guò)對(duì)浮置閘極的電荷加電壓，然后可以透過(guò)源極即可將所儲(chǔ)存的電荷消除，通過(guò)這樣的方式，便可儲(chǔ)存1個(gè)信息單元，在一次讀寫(xiě)中SLC只有0或1兩個(gè)狀態(tài)，這種技術(shù)能提供快速的程序編程與讀取，不過(guò)此技術(shù)受限于硅效率問(wèn)題，必須要由較先進(jìn)的流程強(qiáng)化技術(shù)才能向上提升SLC制程技術(shù)。

MLC

MLC是英特爾（Intel）在1997年9月最先開(kāi)發(fā)成功的，其作用是將兩個(gè)單位的信息存入一個(gè)存儲(chǔ)單元中，然后利用不同電位的電荷，透過(guò)內(nèi)存儲(chǔ)存的電壓控制精準(zhǔn)讀寫(xiě)，使Flash 的容量大幅提升，在一次讀寫(xiě)中MLC有00、01、10或11四個(gè)狀態(tài)，就意味著MLC存儲(chǔ)時(shí)要更精確地控制每個(gè)存儲(chǔ)單元的充電電壓，它在讀寫(xiě)時(shí)就需要更長(zhǎng)的充電時(shí)間來(lái)保證數(shù)據(jù)的可靠性。

MLC架構(gòu)可以有比較好的儲(chǔ)存密度，再加上可利用比較老的生產(chǎn)程備來(lái)提高產(chǎn)品的容量，無(wú)須額外投資生產(chǎn)設(shè)備，擁有成本與良率的優(yōu)勢(shì)。不過(guò)MLC架構(gòu)有著讓使用者很難容忍的缺點(diǎn)，首先是使用壽命較短，MLC架構(gòu)只能承受約1萬(wàn)次的存取，遠(yuǎn)低于SLC架構(gòu)的10萬(wàn)次。其次就是存取速度，SLC架構(gòu)比MLC架構(gòu)要快速三倍以上，加上MLC架構(gòu)對(duì)于電力的消耗較多。

主控芯片

SSD固態(tài)硬盤(pán)是采用NAND型Flash顆粒作為存儲(chǔ)介質(zhì) 由控制IC（主控芯片）進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀/寫(xiě)過(guò)程協(xié)調(diào)。SSD的性能主要取決于磁盤(pán)控制器，存儲(chǔ)芯片即使再快，沒(méi)有好的主控也發(fā)揮不出性能。

NAND FLASH

NAND閃存是一種比硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器更好的存儲(chǔ)方案，這在不超過(guò)4GB的低容量應(yīng)用中表現(xiàn)得猶為明顯。隨著人們持續(xù)追求功耗更低、重量更輕和性能更佳的產(chǎn)品，NAND正被證明極具吸引力。

NAND閃存陣列分為一系列128kB的區(qū)塊(block)，這些區(qū)塊是NAND器件中最小的可擦除實(shí)體。擦除一個(gè)區(qū)塊就是把所有的位(bit)設(shè)置為“1”(而所有字節(jié)(byte)設(shè)置為FFh)。有必要通過(guò)編程，將已擦除的位從“1”變?yōu)?ldquo;0”。最小的編程實(shí)體是字節(jié)(byte)。一些NOR閃存能同時(shí)執(zhí)行讀寫(xiě)操作(見(jiàn)下圖1)。雖然NAND不能同時(shí)執(zhí)行讀寫(xiě)操作，它可以采用稱為“映射(shadowing)”的方法，在系統(tǒng)級(jí)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。這種方法在個(gè)人電腦上已經(jīng)沿用多年，即將BIOS從速率較低的ROM加載到速率較高的RAM上。

NAND的效率較高，是因?yàn)镹AND串中沒(méi)有金屬觸點(diǎn)。NAND閃存單元的大小比NOR要小(4F2：10F2)的原因，是NOR的每一個(gè)單元都需要獨(dú)立的金屬觸點(diǎn)。NAND與硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器類(lèi)似，基于扇區(qū)(頁(yè))，適合于存儲(chǔ)連續(xù)的數(shù)據(jù)，如圖片、音頻或個(gè)人電腦數(shù)據(jù)。雖然通過(guò)把數(shù)據(jù)映射到RAM上，能在系統(tǒng)級(jí)實(shí)現(xiàn)隨機(jī)存取，但是，這樣做需要額外的RAM存儲(chǔ)空間。此外，跟硬盤(pán)一樣，NAND器件存在壞的扇區(qū)，需要糾錯(cuò)碼(ECC)來(lái)維持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性。

NOR FLASH

NOR和NAND是現(xiàn)在市場(chǎng)上兩種主要的非易失閃存技術(shù)。Intel于1988年首先開(kāi)發(fā)出NOR flash技術(shù),徹底改變了原先由EPROM和EEPROM一統(tǒng)天下的局面。緊接著,1989年,東芝公司發(fā)表了NAND flash結(jié)構(gòu),強(qiáng)調(diào)降低每比特的成本,更高的性能,并且象磁盤(pán)一樣可以通過(guò)接口輕松升級(jí)。但是經(jīng)過(guò)了十多年之后,仍然有相當(dāng)多的硬件工程師分不清NOR和NAND閃存。

NOR的特點(diǎn)是芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP, eXecute In Place),這樣應(yīng)用程序可以直接在flash閃存內(nèi)運(yùn)行,不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。

NOR的傳輸效率很高,在1～4MB的小容量時(shí)具有很高的成本效益,但是很低的寫(xiě)入和擦除速度大大影響了它的性能。