工业固态存储技术扫盲

　　工业固态存储是由控制单元和固态存储单元（DRAM或FLASH芯片）组成的存储设备，目前支持SATA、FC、SAS接口，可以替代普通的机械硬盘。
　　什么是SSD
　　SSD即固态硬盘（Solid State Disk或Solid State Drive），也称作电子硬盘或者固态电子盘，是由控制单元和固态存储单元（DRAM或FLASH芯片）组成的存储设备，目前支持SATA、FC、SAS接口，可以替代普通的机械硬盘。
　　SSD盘根据容量、可靠性和性能的要求分为SLC SSD和MLC SSD，SLC主要应用于服务器、工作站、存储等高可行性环境中，MLC主要应用于桌面PC可靠性要求不高的环境中。
　　SSD盘和传统的机械硬盘的内部构造图对比如下：
　　1.  SSD盘内部构造图
　　相比传统的机械硬盘，SSD硬盘拥有如下优点：
　　1、数据存取速度快。因为全部采用了闪存芯片，所以SSD固态存储器内部不存在任何机械部件，SSD在密集的IO读写和低延迟方面与传统硬盘对比性能优异。
　　2、故障率低。防震抗摔是SSD的一个特点之一，因为全部采用了闪存芯片，所以SSD固态存储器内部不存在任何机械部件，这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用，而且在笔记本电脑发生意外掉落或与硬物碰撞时能够将数据丢失的可能性降到最小。
　　3、绿色环保。固态存储器工作时静音（固态存储器因为没有机械马达和风扇，工作时噪音值为0分贝）、发热量小、散热快。
　　4、重量更轻。固态存储器在重量方面更轻，有利于移动设备的携带。
　　在目前HDD机械硬盘容量每年增速较慢，读写速度10年来基本上没有增加，而处理器的速度已经是按莫尔定律成倍的增加，HDD硬盘存储介质已经成为计算系统的瓶颈，而SSD随着半导体工业的发展，Flash集成度愈来愈高，成本不断下降，在采用多通道并行等技术下，SSD盘以其读写速度快、绿色省电和无机械部件可靠性高，在高端服务器、存储和便携机中愈来愈广泛使用。
　　2.SSD的分类
　　SSD主流的产品目前有SLC和MLC两种，两种产品的主要差别在于擦写次数和性能。
　　SLC全称单层式储存(Single Level Cell)，是指一个Block(块，Flash的基本存储单元，也可称为Cell)只有两种电荷值，高低不同的电荷值表明0或者1，因为只需要一组高低电压就可以区分出0或者1信号，所以SLC最大的驱动电压可以做到很低，传统的双电压卡或者低电压版本卡片肯定采用SLC类型的NAND Flash芯片。
　　SLC因为结构简单，在写入数据时电压变化的区间小，所以寿命较长，传统的SLC Flash可以经受10万次的读写，因此出现坏Block的几率较小，因为存储结构非常简单，一组电压即可驱动，所以其速度表现更好，目前所有的超高速卡都采用SLC类型的Flash芯片。
　　MLC(多层式储存—Multi Leveled Cell)是种充分利用Block的技术，它采用较高的电压驱动，通过不同级别的电压在一个Block中记录两组位信息(00、01、11、10)，这样就可以将原本SLC的记录密度理论提升一倍。不过MLC除了同制程、同晶圆面积时理论大一倍的记录空间外，存在一些先天的弊端，比如说电压区间更小，Flash就需要更多的CRC校验空间，这会大概占据Block中10%的空间，因此实际使用中同制程同晶圆面积的MLC的容量不到SLC的一倍。
　　因为电压变化更频繁，所以MLC技术的Flash在寿命方面远劣于SLC，官方给出的可擦写次数仅为1万次，这是MLC最要命的一个缺点。MLC技术的Flash还有一个缺点，它的读写速度先天不如SLC，一个Block存储两组位数据，自然需要更长的时间，这里面还有电压控制、CRC写入方式等因素需要考虑。