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固态硬盘的速度命根
  • 2012-10-18 16:21:27
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:王诚
  • 作者:姑苏飘雪
【电脑报在线】SSD(固态硬盘)强悍的随机读写性能,极短的响应时间,低功耗无噪音等优点让它对HDD的统治地位造成了威胁,一跃成为无数用户关注的焦点。不过,就像转速、单碟容量会影响机械硬盘的性能一样,固态硬盘的性能表现也会受多个因素的影响。那么SSD的速度命根在哪里呢?下面让我们来深入分析。

NO2:闪存,留意工作模式

    作为SSD中读写存储数据的关键,闪存芯片对SSD性能的影响排在第二位。目前来看闪存芯片主要是NAND 型,并根据类型可分为MLC和SLC两种。MLC存储颗粒与SLC存储颗粒相比,以相同芯片面积上获得两倍存储容量的成本优势迅速赢取了消费级用户的青睐。SLC存储颗粒则定位于追求高性能、稳定性的企业级市场。虽然所有厂商的MLC存储颗粒的原理基本相同,但因生产工艺与技术的不同,它们之间也存在着一定的差异。最大的差异就是存储颗粒的接口标准,主要有ONFI(Open NAND Flash Interface)及Toggle DDR Model两大接口标准。

    ONFI标准最大的特点是采用了在DRAM领域里常用的DDR信号技术与同步时钟控制,从而可以实现更高的传输带宽。同步时钟控制是主控可以通过发送同步指令激活闪存上的同步时钟信号,使闪存与主控工作在同步模式,此时闪存的数据传输速率会大幅度提升。ONFI在去年已经升级到第三代标准,在使用非易失性DDR2接口下传输速度得以翻番,达到400MB/s。而Toggle DDR接口标准也发展到第二代,它与前者最明显的差别在于采用了异步时钟控制,不过其工作模式与DDR内存的道理一样的,利用DQS信号的上升沿和下降沿都进行一次数据的传输,也可以实现速度翻倍的效果。不过异步时钟控制在主控发出指令以后,主控与闪存之间有一个时钟信号匹配的过程,然后再传输数据,因此异步时钟控制的延迟肯定是长于同步时钟控制的。

    当然,接口规范也只是SSD存储颗粒的一小部分,最重要的仍然是存储单元,制程越先进在最小的芯片面积上就能集成最多的存储容量,这才是解决SSD成本的根本原因。在NAND 闪存芯片市场中,英特尔和镁光的主流工艺为25nm,三星为27nm,海力士为26nm,而东芝为24nm,基本是同一级别产品。值得注意的是, 在去年4月英特尔发布了世界首个基于20nm工艺制造的64Gb(8GB)MLC 闪存颗粒样品,随后三星和东芝先后宣布了各自的21nm和19nm闪存。

  在成本降低的同时,新制程也带来了负面影响。对于闪存颗粒而言,制程越先进,受其物理特性制约,它在数据处理时的错误率就会提升,可靠性越低,寿命也更短。比如当制程从34nm进化到25nm时,闪存的P/E从5000次下降到了3000次,而早期的20nm闪存颗粒的P/E甚至不足1000次。从原理层面来看,只要是基于EEPROM原理的NAND永远也逃脱不了低寿命、低稳定性的宿命,不过新制程在同样价格下提供了更大的容量可用于擦写负载平衡,同时主控芯片算法的进步,在一定程度上也可以弥补新制程带来的负面影响,所以从整体来看,制程提升依然对SSD的成本与可靠性有很大促进作用。

本文出自2012-10-22出版的《电脑报》第42期 E.硬件发烧友
(网站编辑:黄旭)


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