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2.2 SSD

SSD是采用非易失性存储芯片的存储盘。当前SSD中主要采用闪存(Flash Memory),也可以采用PCM(Phase Change Memory,相变存储器)等其他非易失性存储芯片。

闪存是一种EEPROM(Electrically-Erasable Programmable Read Only Memory,电可擦编程只读存储器)。闪存自1984年由日本东芝公司提出,至2005年后逐步受到关注。闪存包含NOR(或非型)闪存和NAND(与非型)闪存两种,NAND闪存使用较为广泛。若无特殊说明,本书中提及的闪存均指NAND闪存。

SSD由控制器、闪存(NAND Flash)、DRAM、电源、备电电容、连接器及固件等组成,其结构如图2.8所示。连接器是SSD与主机交互的物理接口。控制器负责在前端提供SATA(Serial Advanced Technology Attachment Interface,串行先进技术总线附属接口)、SAS(Serial Attached Small Computer System Interface,串行小型计算机系统接口)、PCI-e(Peripheral Component Interconnect express,快速外设部件互连)接口或NVMe协议模块与主机交互,进行协议解析和数据传递,内部负责数据的组装和状态管理,后端提供多通道挂接多个闪存,负责对闪存的数据存取、可靠性管理等,同时作为DRAM控制器提供缓存读写接口。电源部分负责把主机提供的电源转换为SSD内部器件工作所需要的各种不同电压值的电源,同时和备电电容配合提供掉电时的备电功能;一般企业级SSD才具有备电电容,消费级SSD不提供备电电容,因此不具备异常掉电保护功能。固件负责管控整盘资源,前端按照协议完成和主机的交互,内部通过闪存转换的地址映射、垃圾回收、磨损均衡等模块实现对闪存的管理,同时通过温度监控、电压监控等实现可靠性相关功能。闪存是SSD的主要存储器件。

图2.8 SSD的结构 Z7/MLmE0x7WYYRBSu6piUgA7l0n8svSAkcFkQQkeLeWJexwgJ7l7iXYBCJSb2Cnb

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