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【电脑知识】固态硬盘技术术语

来自(http://www.dramx.com/) 2009-03-24  微信号: dramexchange

SSD

SSD(solid state disk)固态硬盘

目前的硬盘(ATA 或 SATA)都是磁碟型的,数据就储存在磁碟扇区里,固态硬盘数据就储存在芯片里。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)组成的硬盘。固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的相同,在产品外形和尺寸上也与普通硬盘一致。由于固态硬盘没有普通硬盘的旋转介质,因而抗震性极佳。其芯片的工作温度范围很宽(-40~85摄氏度)。广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空等、导航设备等领域。

SLC

SLC技术与EEPROM相同,但在浮置闸极与源极之中的氧化薄膜更薄,其数据的写入是透过对浮置闸极的电荷加电压,然后可以透过源极即可将所储存的电荷消除,通过这样的方式,便可储存1个信息单元,在一次读写中SLC只有0或1两个状态,这种技术能提供快速的程序编程与读取,不过此技术受限于硅效率问题,必须要由较先进的流程强化技术才能向上提升SLC制程技术。

MLC

MLC是英特尔(Intel)在1997年9月最先开发成功的,其作用是将两个单位的信息存入一个存储单元中,然后利用不同电位的电荷,透过内存储存的电压控制精准读写,使Flash 的容量大幅提升,在一次读写中MLC有00、01、10或11四个状态,就意味着MLC存储时要更精确地控制每个存储单元的充电电压,它在读写时就需要更长的充电时间来保证数据的可靠性。

MLC架构可以有比较好的储存密度,再加上可利用比较老的生产程备来提高产品的容量,无须额外投资生产设备,拥有成本与良率的优势。不过MLC架构有着让使用者很难容忍的缺点,首先是使用寿命较短,MLC架构只能承受约1万次的存取,远低于SLC架构的10万次。其次就是存取速度,SLC架构比MLC架构要快速三倍以上,加上MLC架构对于电力的消耗较多。

主控芯片

SSD固态硬盘是采用NAND型Flash颗粒作为存储介质 由控制IC(主控芯片)进行数据的读/写过程协调。SSD的性能主要取决于磁盘控制器,存储芯片即使再快,没有好的主控也发挥不出性能。

NAND FLASH

NAND闪存是一种比硬盘驱动器更好的存储方案,这在不超过4GB的低容量应用中表现得犹为明显。随着人们持续追求功耗更低、重量更轻和性能更佳的产品,NAND正被证明极具吸引力。

NAND闪存阵列分为一系列128kB的区块(block),这些区块是NAND器件中最小的可擦除实体。擦除一个区块就是把所有的位(bit)设置为“1”(而所有字节(byte)设置为FFh)。有必要通过编程,将已擦除的位从“1”变为“0”。最小的编程实体是字节(byte)。一些NOR闪存能同时执行读写操作(见下图1)。虽然NAND不能同时执行读写操作,它可以采用称为“映射(shadowing)”的方法,在系统级实现这一点。这种方法在个人电脑上已经沿用多年,即将BIOS从速率较低的ROM加载到速率较高的RAM上。

NAND的效率较高,是因为NAND串中没有金属触点。NAND闪存单元的大小比NOR要小(4F2:10F2)的原因,是NOR的每一个单元都需要独立的金属触点。NAND与硬盘驱动器类似,基于扇区(页),适合于存储连续的数据,如图片、音频或个人电脑数据。虽然通过把数据映射到RAM上,能在系统级实现随机存取,但是,这样做需要额外的RAM存储空间。此外,跟硬盘一样,NAND器件存在坏的扇区,需要纠错码(ECC)来维持数据的完整性。

NOR FLASH

NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。Intel于1988年首先开发出NOR flash技术,彻底改变了原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面。紧接着,1989年,东芝公司发表了NAND flash结构,强调降低每比特的成本,更高的性能,并且象磁盘一样可以通过接口轻松升级。但是经过了十多年之后,仍然有相当多的硬件工程师分不清NOR和NAND闪存。

NOR的特点是芯片内执行(XIP, eXecute In Place),这样应用程序可以直接在flash闪存内运行,不必再把代码读到系统RAM中。

NOR的传输效率很高,在1~4MB的小容量时具有很高的成本效益,但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。

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