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五羊停車孫公司同方佰宜電子盤技術探祕SLC與MLC的區別固態硬盤（SolidSt

1年前

五羊停車孫公司同方佰宜電子盤技術探祕SLC與MLC的區別固態硬盤（SolidSt

五羊停車孫公司同方佰宜電子盤技術探祕 SLC與MLC的區別
固態硬盤（Solid State Disk或Solid State Drive），也稱作電子硬盤或者固態電子盤，是由控制單元和固態存儲單元（DRAM或FLASH芯片）組成的硬盤。
固態硬盤的接口規範和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的相同，在產品外形和尺寸上也與普通硬盤一致。由於固態硬盤沒有普通硬盤的旋轉介質，因而抗震性極佳。其芯片的工作溫度範圍很寬（-40~85攝氏度）。目前廣泛應用於軍事、車載、工控、視頻監控、網絡監控、網絡終端、電力、醫療、航空等、導航設備等領域。
SSD工作原理
以NAND閃盤的原理塔圖。可以看到，每一個“單元”就是由一個這樣的晶體管組成的。
通道將數據寫入單元；將足夠高的電壓加於兩端，創造一個足夠強大的電場，電子將穿透氧化物進入浮動門。消除電壓，電子將繼續停留在浮動門。將電壓穿越通道而不施加到門上，扭轉偏壓，電子將向另一個方向移動。
簡單的說，這就是閃盤的工作原理-你有兩種狀態，0和1，即使單元沒有電了，狀態也會維持住，因此對存儲設備來說是非常理想的。
編程閃存是一個反復的過程。該控制器將電壓施於門（或通道）上，允許一些電子穿過並檢查單元的臨界電壓。當臨界電壓已達到一些預定的值時，就开始編程並儲存數據了。
MLC與SLC的區別
目前SSD硬盤使用兩種形式的NAND閃存：單級單元（SLC）和多級單元（MLC）。兩者之間的差額是每單元存儲的數據量，SLC每單元存儲1比特而MLC每單元存儲2比特。關鍵在於，SLC和MLC佔據了相同大小的芯片面積。因此，在同樣的價格下，MLC可以有兩倍容量的效果。
英特爾的SLC和MLC閃存實際上使用了相同的晶體管，不同之處在於怎樣讀/寫這兩個閃存。SLC只有兩個電壓符，因爲它只有兩個狀態（0或1）。MLC卻有四個狀態（00，01，10 ，11），因此需要花費較長的時間來訪問，因爲你不想意外寫入錯誤的數據；您已有了相同的最大、最小電壓，您現在僅僅有它們兩者之間更多的刻度：
SLC和MLC的擦除性能是一樣的，MLC閃存的讀取性能需花費兩倍長的時間，寫入性能需花費四倍長的時間。如果以前聽說過有人抱怨MLC寫入速度，這就是部分原因。不過一定要記住，我們在這裏談論的這些數字低得離譜——甚至900微秒寫入MLC閃存的速度都遠遠超過向普通機械硬盤的寫入速度。
SLC的最大優勢不在於它的性能好而在於它的使用壽命長。要了解閃存的耐用性，我們首先需要看看存儲設備的內部構造。
閃存層次和數據丟失
一個閃存單元可以儲存一個還是兩個比特取決於它是SLC還是MLC設備。把一群單元聚集到一起，就得到了一個page。page是可以編程（寫入）NAND閃存裝置最小的結構。
大部分MLC NAND閃存的每一page是4KB。一個block是由許多page組成的，在英特爾的MLC SSD中一個block包含128 pages（128 pages x 4KB/page = 512KB/block = 0.5MB。Block是您可以擦除得最小結構。
因此，當寫入SSD時，一次可寫入4KB數據；但是當從SSD擦除數據時，一次不得不刪除512KB。
無論何時將數據寫入閃存，都會反復經歷同樣的編程過程。創建一個電場，電子穿過氧化物並儲存電荷。擦除數據會導致同樣的事情發生，但卻向着相反的方向。問題是電子穿過氧化物的次數越多，就會變的越弱，最終將電壓也不能再阻止電子的自由活動了。這時候，SSD的這個單元就發生故障了。
大約經過一萬次擦除/編程周期後，MLC閃存才會最終出現那個問題。而SLC可使用十萬次，這得益於它的簡單設計。
由於壽命有限，所以SSD必須非常小心地選擇擦除/編程每個單元的時間和方式。請注意，可以從一個單元裏讀取數據，多少次都行，這並不減少單元存儲數據的能力。只有擦除/編程周期才會降低了壽命。
此外需要注意的是，因爲SSD沒有擦除block這個概念，唯一擦除block的時候就是寫入新數據的時候。如果刪除Windows裏的一個文件而沒有創建新的文件，SSD實際上並沒有從閃存中移走這個數據，除非准備好寫入新的數據