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固态硬盘参数看不懂(读懂固态硬盘中的)

时间:2023-07-29 作者: 小编 阅读量: 1 栏目名: 游戏攻略

闪存通道数量直接反映了固态硬盘的并发读写能力。主控的闪存通道以及每通道支持的CE数量还会影响它最终能够提供多大的固态硬盘容量。而芯片则是从闪存晶圆中摘下的一小片合格晶粒。单Die容量是衡量闪存技术先进性的一个指标。Cell:单元每个16KB的Page页又是由大量的Cell单元构成。Cell是闪存的最小工作单位,执行数据存储的任务。

正所谓"外行看热闹,内行看门道",很多朋友搜寻一款固态硬盘的信息主要看性能跑分,而知识更加丰富的玩家则会重点关注这款固态硬盘的硬件架构,闪存规格以及主控、固件的口碑。毕竟除了跑分,还有很多因素影响着固态硬盘到底是否好用。

今天存储极客就将带你深入到固态硬盘以及闪存的基础知识当中,带你看懂行业"黑话",不再一脸懵逼。

Channel:通道

提到一个固态硬盘的通道数量,多数时候说的是闪存通道,但M.2 NVMe固态硬盘会有PCIE通道的参数。我们这里谈的是前者。

闪存通道数量直接反映了固态硬盘的并发读写能力。可以简单理解为马路上有多少条车道,显然通道数量越多,理论性能越好。当然,还有很多影响因素,通道数量只是一个底子。

CE:片选信号

紧跟闪存通道之后的往往就是CE数量。经常可以在一些固态硬盘评测中看到这样的介绍,某某主控支持X通道,每通道支持Y CE。CE是Chip Enable片选的缩写,下图是一个东芝闪存颗粒的逻辑结构,2 Die封装,拥有两个CE信号。

除了通道可以并行提升吞吐量之外,多CE交错也可以提高固态硬盘性能。主控的闪存通道以及每通道支持的CE数量还会影响它最终能够提供多大的固态硬盘容量。

Package:封装

我们能够看到的一颗闪存就是一个Package封装,它有TSOP或者BGA两种形态,前者的引脚在封装两侧引出,后者则在封装的底部拥有一个球栅阵列。下图是东芝TR200固态硬盘中使用的TSOP封装闪存颗粒。TSOP和BGA本身没有好坏之分,通常在空间足够的情况下使用TSOP,而M.2固态硬盘则大都选择封装密度更高的BGA形态。BGA封装还有一个优势:每个颗粒能支持2个甚至4个闪存通道,而TSOP只能支持1个。

我们在上边看到的黑色颗粒并不是闪存的本来面目,那只是一到多个芯片通过引线键合或者TSV硅通孔工艺完成连接之后,再用树脂材料封装并引出针脚。而芯片则是从闪存晶圆中摘下的一小片合格晶粒。

俗称的原片就是由原厂检测并封装、打上原厂商标的高品质颗粒,原厂固态硬盘,比如上面提到的东芝TR200当中使用的就是这种类型的闪存。而白片则是未经原厂认证的不明体制闪存芯片封装成的闪存颗粒;黑片是在检测中明确被淘汰的下脚料,被利益熏心的人低价回收后赌人品。

Die:这里并不是死的意思

Die也被称作LUN(逻辑单元),也是闪存内可执行命令并回报自身状态的最小独立单元。下图是由4个Plane组成两个Die,两个die组成的芯片。

单Die容量是衡量闪存技术先进性的一个指标。单Die容量越大意味着闪存存储密度越高,做出来的固态硬盘容量也就越大。目前东芝第三代3D TLC闪存已经实现512Gb的单Die容量,如果是QLC类型,则能达到768Gb的水平。

Plane:面

一个闪存Die可以拥有1到多个Plane面。下图是东芝BiCS3闪存的一个512Gb Die,包含了两个256Gb容量的Plane面,总容量512Gb。

Block:块

接下来就到了微观领域,通常是无法直接看到外观的层级。NAND闪存自问世那一刻起就有一个恒定不变的使用要求:写入(Program)数据前必须先进行擦除(Erase),而闪存的最小擦除单位就是Block块。

Page:页

每个Block都是由数百乃是数千个Page页组成的,而Page的意义也非比寻常,它是闪存当中能够读取合写入的最小单位。当前闪存的一个Page通常是16KB,如果你需要读取512字节的数据,那在闪存层面上就必须把包含这512字节数据的整个Page页内容全部读出(实际发生的读取16KB)。

Cell:单元

每个16KB的Page页又是由大量的Cell单元构成。Cell是闪存的最小工作单位,执行数据存储的任务。闪存根据每个单元内可存储的数据量分成SLC(1bit/Cell)、MLC(2bit/Cell)、TLC(3bit/Cell)和QLC(4bit/Cell),成本依次降低,容量依次增大,耐用度也依次降低。目前3D TLC是闪存的主力类型,优质的原厂闪存配合具备LDPC纠错的主控,可以实现3000次左右的擦写寿命,与过去2D平面MLC闪存接近。

篇幅所限,本文中只能简单介绍闪存的知识,更多内容敬请收藏并关注存储极客的头条号。

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