新闻中心 Case

通俗易懂的让你了解SSD固态硬盘结构和基本工作原理

日期: 2020-03-21
浏览次数: 129

从CPU处理速度越来越快,到内存的蓬勃发展,如今随着技术的进步,SSD的普及度也大大提升,在疫情期间,不少人也打算给自己的电脑升级一块高速大容量的SSD。之前的文章中,我们聊到了eMMC的工作原理,今天宏旺半导体就跟大家来聊一聊SSD固态硬盘的结构和基本工作原理

 

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,控制器和固件需要协作来完成复杂且同样重要的任务,即管理数据存储、维护SSD性能和使用寿命等。

 

通俗易懂的让你了解SSD固态硬盘结构和基本工作原理

 

SSD 的基本工作原理是从主机PC端开始,用户从操作系统应用层面对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他命令,SSD收到命令执行相应操作,然后输出结果,每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。

 

宏旺半导体之前说过,由于闪存不能覆盖写,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可以为其分配任何可能的闪存空间写入。因此,SSD内部需要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,所以该SSD一共有128GB/4KB = 32M个逻辑数据块。每个逻辑块都有一个映射,即每个逻辑块在闪存空间都有一个存储位置。闪存地址大小如果用4字节表示,那么存储32M个逻辑数据块在闪存中的地址则需要32M*4B = 128MB大小的映射表。

 

SSD用户的数据全部存储于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闪存不仅决定了SSD的使用寿命,而且对SSD的性能影响也非常大。这几年NAND闪存的技术发展迅猛同,从企业级标准的SLC闪存到被广泛运用在消费级SSD上的MLC闪存再到目前正在兴起的TLC闪存,短短时间里,我们看到NAND技术显著进步。对SLC、MLC及TLC闪存怎么理解呢?宏旺半导体归纳一下,NAND闪存中存储的数据是以电荷的方式存储在每个NAND存储单元内的,SLC、MLC及TLC就是存储的位数不同。

 

通俗易懂的让你了解SSD固态硬盘结构和基本工作原理

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,提高NAND的生产量。但随之而来的是,向每个单元存储单元中加入更多的数据会使得状态难以辨别,并且可靠性、耐用性和性能都会降低。

 

通俗易懂的让你了解SSD固态硬盘结构和基本工作原理

随着全球疫情的蔓延,SSD等存储产品不仅普遍涨价,还可能因为交通受阻、物流运输等问题面临着无法及时出货的问题,因而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,从而提高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满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。


Case / 相关案例
2020 - 09 - 07
如今,随着移动设备技术的更新迭代,越来越多的人开始关注到手机存储这一块,LPDDR也进入大家的视线。也有小伙伴会有疑惑,LPDDR比DDR功耗更低,而且性能也更好,况且LPDDR的采购成本并不比DDR高,那为什么LPDDR不能全面替代DDR呢?   在解答这个疑惑之前,首先要了解什么是DDR、LPDDR。宏旺半导体之前说过,DDR全称Double Data Rate双...
2020 - 09 - 03
相比于之前的疫情,此次韩国的疫情反弹其态势明显更加迅猛,甚至有超过先前国内疫情的趋势。在韩国疫情出现反弹的七天时间里,确诊人数就创了新高,达到了1500多例,并且每天的新增人数都达到几百例,仅仅在8月26日当天,新增确诊病例就高达441例,成为时隔五个月单日新增最高数据。      与此同时,三星、海力士半导体企业等出现了确诊病例,三星更加证实了位于韩国华城...
2020 - 09 - 01
“加油”、“加油”……继上次户外拓展运动圆满落幕后,8月29日,宏旺半导体综合管理中心又组织了职工拔河比赛,在一声声地呐喊中,这个周末变得更加火热和欢乐。   在综合管理中心人事行政总监Eden讲解完比赛规则后,公司组成的四支队伍陆续上场加油打气,四支队伍分别是: 童总Charles带领的“还有谁队”,他们的口号:东风吹,战鼓擂,还有谁! ...
2020 - 08 - 28
如果把CPU比作大脑的话,那么硬盘就是储存能量的地方。如今随着闪存技术的进步和生产制造成本的降低,固态硬盘的普及度大大提升。不论是游戏发烧友,还是线上直播、视频,越来越多的人对高性能、高容量的SSD有着强大的需求。 固态硬盘究竟是个啥? 殊不知在几年前,固态硬盘还是一个高端的代名词,机械硬盘称霸江湖。机械硬盘是靠内部的磁盘来存储数据,电脑上的各个文件就分散存储在磁盘的各个扇区中...
友情链接
Copyright ©2017 - 2020  深圳市宏旺微电子有限公司
犀牛云提供企业云服务
×