宏旺半导体：如何认清SSD固态硬盘基础结构

ICMAX宏旺半导体

SSD固态硬盘是这些年在存储技术上的重大进步，它带来了电脑主存储颠覆性地改变。升级SSD不仅是性能上的小幅度提升，SSD将利用具有革命性的随机访问速度、卓越的多任务处理能力、杰出的耐久度及可靠性来改变您的电脑使用体验，毫无疑问，SSD将是未来存储的主角。宏旺半导体就带大家了解最基本的SSD组成主要部件，主控芯片、NAND闪存芯片及固件算法！

SSD速度上远抛开机械硬盘

传统的机械硬盘（HDD）运行主要是靠机械驱动头，包括马达、盘片、磁头摇臂等必需的机械部件，它必须在快速旋转的磁盘上移动至访问位置，至少95%的时间都消耗在机械部件的动作上。SSD却不同机械构造，无需移动的部件，主要由主控与闪存芯片组成的SSD可以以更快速度和准确性访问驱动器到任何位置。传统机械硬盘必须得依靠主轴主机、磁头和磁头臂来找到位置，而SSD用集成的电路代替了物理旋转磁盘，访问数据的时间及延迟远远超过了机械硬盘。我们宏旺半导体发现SSD有如此的“神速”，完全得益于内部的组成部件：主控--闪存--固件算法。

主控、闪存及固件算法三者的关系

SSD最重要的三个组件就是NAND闪存，控制器及固件。NAND闪存负责重要的存储任务，控制器和固件需要协作来完成复杂且同样重要的任务，即管理数据存储、维护SSD性能和使用寿命等。

主控

　

　

控制器是一种嵌入式微芯片，其功能就像命令中心，发出SSD的所有操作请求----从实际读取和写入数据到执行垃圾回收和耗损均衡算法等，以保证SSD的速度及整洁度，可以说主控是SSD的大脑中枢。

固件算法　　

SSD的固件是确保SSD性能的最重要组件，用于驱动控制器。主控将使用SSD中固件算法中的控制程序，去执行自动信号处理，耗损平衡，错误校正码（ECC），坏块管理、垃圾回收算法、与主机设备（如电脑）通信，以及执行数据加密等任务。由于固件冗余存储至NAND闪存中，因此当SSD制造商发布一个更新时，需要手动更新固件来改进和扩大SSD的功能。开发高品质的固件不仅需要精密的工程技术，而且需要在NAND闪存、控制器和其他SSD组件间实现完美整合。此外，还必须掌握NADN特征、半导体工艺和控制器特征等领域的最先进的技术。ICMAX发现固件的品质越好，整个SSD就越精确，越高效，目前具备独立固件研发的SSD厂商并不多，仅有Intel/三星等厂商。

NAND闪存

ICMAX多年来与闪存原厂达成战略合作伙伴关系，所使用的NAND都是经过严格测试的good die，基于其优秀的Nand flash供应保障能力，有效保证ICMAX产品的稳定性，ICAMX闪存在保证质量优先的同时，更兼具价格、可定制化等竞争优势。　　

SSD用户的数据全部存储于NAND闪存里，它是SSD的存储媒介，SSD最主要的成本就集中在NAND闪存上。NAND闪存不仅决定了SSD的使用寿命，而且对SSD的性能影响也非常大。NAND闪存颗粒结构及工作原理都很复杂，接下来我们会继续推出系列文章来重点介绍闪存，这里主要来了解一下大家平常选购SSD经常接触到的SLC、MLC及TLC闪存。

SLC/MLC/TLC闪存　

这几年NAND闪存的技术发展迅猛同，短短时间里，我们看到NAND技术显著进步，对SLC、MLC及TLC闪存怎么理解呢？简单来说，NAND闪存中存储的数据是以电荷的方式存储在每个NAND存储单元内的，SLC、MLC及TLC就是存储的位数不同。

同样的晶体管数量和物理尺寸如果做成SLC，则是一颗32Gb(4GB)的颗粒，做成MLC就是64GB（8GB）的颗粒，做成TLC就是96Gb(12GB)的颗粒。详细区别请回看ICMAX往期文章【闪存颗粒SLC与MLC和TLC三者的区别，性价比哪个好？】　

总结

通过ICMAX今天的文章，相信对SSD内部结果有了基础的了解，SSD带来极速体验的前提是拥有着非常复杂的技术在支撑，后期宏旺半导体将继续接密SSD内部技术。