宏旺半导体通俗易懂的让你了解SSD固态硬盘结构和基本工做原理

从CPU处理速度愈来愈快，到内存的蓬勃发展，现在随着技术的进步，SSD的普及度也大大提高，在疫情期间，很多人也打算给本身的电脑升级一块高速大容量的SSD。以前的文章中，咱们聊到了eMMC的工做原理，今天宏旺半导体就跟你们来聊一聊SSD固态硬盘的结构和基本工做原理

SSD 主要由 SSD 控制器，FLASH 存储阵列，板上DRAM，以及跟HOST接口（诸如SATA，SAS, PCIe等）组成。而其中最重要的三个组件就是NAND闪存，控制器及固件。NAND闪存负责重要的存储任务，控制器和固件须要协做来完成复杂且一样重要的任务，即管理数据存储、维护SSD性能和使用寿命等。

SSD 的基本工做原理是从主机PC端开始，用户从操做系统应用层面对SSD发出请求，文件系统将读写请求经驱动转化为相应的符合协议的读写和其余命令，SSD收到命令执行相应操做，而后输出结果，每一个命令的输入和输出经协议标准组织标准化，这是标准的东西，和HDD无异，只不过HDD替换成SSD硬件存储数据，访问的对象变成SSD。

宏旺半导体以前说过，因为闪存不能覆盖写，闪存块需擦除才能写入。主机发来的某个数据块，它不是写在闪存固定位置，SSD能够为其分配任何可能的闪存空间写入。所以，SSD内部须要FTL这样一个东西，完成逻辑数据块到闪存物理空间的转换或者映射。

举个例子，假设SSD容量为128GB，逻辑数据块大小为4KB，因此该SSD一共有128GB/4KB = 32M个逻辑数据块。每一个逻辑块都有一个映射，即每一个逻辑块在闪存空间都有一个存储位置。闪存地址大小若是用4字节表示，那么存储32M个逻辑数据块在闪存中的地址则须要32M*4B = 128MB大小的映射表。

SSD用户的数据所有存储于NAND闪存里，它是SSD的存储媒介。SSD最主要的成本就集中在NAND闪存上。NAND闪存不只决定了SSD的使用寿命，并且对SSD的性能影响也很是大。这几年NAND闪存的技术发展迅猛同，从企业级标准的SLC闪存到被普遍运用在消费级SSD上的MLC闪存再到目前正在兴起的TLC闪存，短短期里，咱们看到NAND技术显著进步。对SLC、MLC及TLC闪存怎么理解呢？宏旺半导体概括一下，NAND闪存中存储的数据是以电荷的方式存储在每一个NAND存储单元内的，SLC、MLC及TLC就是存储的位数不一样。

一个存储单元上，一次存储的位数越多，该单元拥有的容量就越大，这样能节约闪存的成本，提升NAND的生产量。但随之而来的是，向每一个单元存储单元中加入更多的数据会使得状态难以辨别，而且可靠性、耐用性和性能都会下降。

随着全球疫情的蔓延，SSD等存储产品不只广泛涨价，还可能由于交通受阻、物流运输等问题面临着没法及时出货的问题，于是国产替代成为当前存储的主流方案之一。宏旺半导体推出的M.2 NVME SSD N800 TX系列采用M.2 NVME PCIE3.0接口，支持Agile ECC纠错技术，优化NAND纠错性能，从而提升硬盘的可靠性和寿命。性能方面， N800 TX系列实测连续读写速度为2500MB/s和1800MB/s，容量可达512GB。秉承“存储中国芯”的初衷，宏旺半导体将致力于推出更多的知足国产化和信息安全需求的存储产品，全面助力国产存储生态芯崛起。