快閃存儲器是電子可擦除可編程只讀存儲器的一種形式，快閃存儲器允許在操作中多次擦或?qū)?，并具有非易失性，即單指保存?shù)據(jù)而言，它并不需要耗電。為增進大家對快閃存儲器的認識，本文將對快閃存儲器予以介紹。如果你對存儲器具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

磨損平衡快閃存儲器轉(zhuǎn)換層(FTL)是快閃存儲器控制器其中最重要的面向。透過將主機的邏輯位址轉(zhuǎn)換為快閃存儲器上的物理位址，可以使SSD磨損平衡。例如，如果主機系統(tǒng)在相同的位址更新數(shù)據(jù)，F(xiàn)TL會將該邏輯位址轉(zhuǎn)換為新的物理位址，以便在快閃存儲器驅(qū)動器上均勻地分布磨損，大幅度地提高耐用性。

FTL映射邏輯到物理位址的粒度對性能和耐久性都有很大的影響。消費類USB和SD卡等較簡單的快閃存儲器介質(zhì)使用基于區(qū)塊的映射，在區(qū)塊層級(大小為百萬位元)執(zhí)行映射。由于每個邏輯頁面都直接映射到固定的物理頁面，磨損平衡發(fā)生在區(qū)塊層級，因而在頁面層級無法產(chǎn)生優(yōu)化。

由于區(qū)塊的尺寸就是擦除操作的最小尺寸，所以這種映射實施起來非常簡單且負擔較低。但是，這種簡單的方法會導致大量的寫入擴增，并縮短了元件的使用壽命。

基于頁面的映射通常用于現(xiàn)代SSD，它是將更細粒度的邏輯數(shù)據(jù)頁面(以千位元為單位)映射到數(shù)據(jù)的物理頁面。透過這種映射，邏輯頁面可以映射到區(qū)塊內(nèi)的任何物理頁面，同時實現(xiàn)區(qū)塊級和頁面級的磨損平衡。但是，對于其他形態(tài)因數(shù)，SSD基于頁面的映射尚未被廣泛使用。

頁面映射等更細化的方法需要更強大的計算能力，并且必須儲存更大的映射表。但是，不斷增大的粒度可以大幅度降低寫入擴增。

斷電保護由于SSD磨損平衡算法的映射訊息通常儲存在易于流失的DRAM中，因此電源故障會導致災難性的訊息遺失和驅(qū)動器損壞。為防止這種可能性出現(xiàn)，許多工業(yè)SSD會采用超級電容器來儲存?zhèn)溆秒娔?，以防備電源故障，使系統(tǒng)有時間把DRAM內(nèi)容轉(zhuǎn)存到不易流失的快閃存儲器中。

這種方法雖然可行，但并不理想。依靠超級電容的備用電能，這些SSD不但增加成本，而且還可能引入額外的故障點，因而影響系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。微型SD(μSD)等更小形態(tài)的設(shè)備根本不允許包括DRAM和電容器。

具備Hyperstone hyMap技術(shù)快閃存儲器控制器的儲存設(shè)備能夠直接在非易失性存儲器中存儲映射訊息，這不僅消除了DRAM和電容器的成本，而且在任何時間、任何情況下都能確保數(shù)據(jù)的安全。

糾錯糾錯是快閃存儲器儲存可靠性難題中的最后一關(guān)。

以前的快閃存儲器可以使用簡單的海明碼(Hamming-Code)糾錯碼(ECC)，但新一代高密度MLC快閃存儲器則需要更強的糾錯能力。現(xiàn)代MLC ECC必須能夠校正每個扇區(qū)的多個位元。

消費類SSD可能會選擇使用品質(zhì)和成本較低的LDPC代碼來執(zhí)行這種類型的ECC，但工業(yè)級快閃存儲器具有更嚴格的要求，更傾向于采用BCH或其他更高可靠性的方法。使用96位元的BCH ECC，可以提供多位元糾錯功能，而且毋需給I/O操作增加任何負擔。

遙控器為高可靠/長壽命關(guān)鍵構(gòu)建可靠的快閃存儲器充滿了挑戰(zhàn)。盡管固態(tài)儲存沒有可移動元件，物理上比硬盤更可靠。但快閃存儲器單元有限的使用壽命、電源故障以及快閃存儲器的糾錯等問題給數(shù)據(jù)的可靠性帶來了挑戰(zhàn)，特別是對于嵌入式和工業(yè)驅(qū)動器等需要長壽命周期的應用領(lǐng)域。

過去，只要購買SLC型快閃存儲器就足以保證一個相對可靠的系統(tǒng)。然而，隨著制程幾何尺寸的縮小和快閃存儲器密度的不斷提高，如今不同快閃存儲器介質(zhì)之間可靠性和錯誤率的差異已經(jīng)沒有之前那么明顯，當今儲存系統(tǒng)可靠性的最大決定因素反而是快閃存儲器控制器的設(shè)計。

對于要求高可靠性和使用壽命長的應用，重要的是要選擇嵌入式工業(yè)市場的控制器為目標，而不是那些以犧牲使用壽命或數(shù)據(jù)完整性為代價來實現(xiàn)高性能的產(chǎn)品。透過先進的磨損平衡技術(shù)、電源故障防護設(shè)計和強大的ECC，基于Hyperstone控制器的儲存設(shè)備能夠確保實現(xiàn)高可靠度的解決方案。

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