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(2018-12-10 11:12)
SSD介绍
SSD(Solid State Disk)采用NAND Flash为存储介质,其特别之处在于没有机械结构,利用传统的NAND Flash特性,以区块写入和抹除的方式作读写的功能,因此在读写的效率上,非常依赖读写技术上的设计,与目前的传统硬盘相较,具有低耗电、耐震、稳定性高、耐低温等优点。SSD由控制单元和存储单元(FLASH芯片)组成,简单的说就是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘。由于固态硬盘没有普通硬盘的旋转介质,因而抗震性极佳,同时工作温度很宽。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。
HDD介绍
HDD,Hard Disk Drive的缩写,即硬盘驱动器的英文名。最基本的电脑存储器,我们电脑中常说的电脑硬盘[C盘、D盘为磁盘分区]都属于硬盘驱动器。目前硬盘一般常见的磁盘容量为40G、80G、120G、160G等等,目前最高的桌面级硬盘为2TB。硬盘按体积大小可分为3.5寸、2.5寸、1.8寸等,按接口可分为PATA、SATA、SCSI等,PATA、SATA一般为桌面级应用,容量大,价格相对较低,适合家用;而SCSI一般为服
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SSD品质的优劣主要取决于NAND Flash颗粒的品质,市面上的NAND Flash颗粒分为四个等级,其品质:原装片 > 自封品牌 > 白片 > 黑片/拆机片/翻新片。

第一步:从NAND Flash颗粒表面logo初步判断。

NAND Flash颗粒主要由三星、东芝/西部数据、美光、SK海力士、英特尔几家大厂供应,这几家原厂将测试合格的NAND Flash颗粒印上原厂logo,或者把Flash Wafer材料卖给原厂OEM客户自行封装成自有品牌,这类是品质最好的NAND Flash颗粒。

第二步:从NAND Flash颗粒信息进一步分析。

NAND Flash颗粒表面包含品牌logo、编码型号、生产日期等信息,通过NAND Flash编码规则和生产日期进一步分析。

第三步:从SSD实际测试的数据准确判断。

判断SSD品质的优劣最有效的方法就是测试,比如读写性能、数据保存、高低温老化、寿命、功耗等测试,可以反映出SSD真实情况。深圳市闪存市场资讯有限公司认识到产品品质的重要性,并建立了品质分析中心,为市场提供品质分析服务。

列举说明:从NAND Flash颗粒信息分析SSD品质

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闪存(Flash Memory)是非掉电易失性内存的一种,具有关掉电源仍可保存数据的优点,同时又具备掉电易失性内存可重复读写且读写速度快、单位体积内可储存最多数据量,以及低功耗特性等优点,故是现阶段行动储存装置的首选。近年来由于手机、PDA、MP3、DSC等应用系统的带动,Flash Memory的需求量和容量也有了跳跃式的成长。

 

 

Flash Memory的技术特性   

 

 

Flash Memory的标准物理结构,称之为基本位(cell);一般MOS闸极(Gate)和通道的间隔为氧化层之绝缘(gate oxide),而Flash Memory的特色是在控制闸(Control gate)与通道间多了一层称为“浮闸”(floating gate)的物质。拜这层浮闸之赐,使得Flash Memory可快速完成读、写、抹除等三种基本操作模式;就算在不提供电源给内存的环境下,也能透过此浮闸,来保存数据的完整性。

 

 

  Flash Memory芯片中单元格里的电子可以被带有更高电压的电子区还原为正常的1。Flash Memory采用内部闭合电路,这样不仅使电子区能够作用于整个芯片,还可以预先设定“区块”(Block)。在设定区块

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SK海力士宣布成功开发1ynm 16Gb DDR5 DRAM,支持5200Mbps的数据传输速率,比上一代的3200Mbps快约60%,每秒可处理41.6GB数据或11个全高清视频文件(每个3.7GB)。

SK海力士1ynm 16Gb DDR5 DRAM是满足JEDEC标准的DDR5产品,并将于2020年大规模量产。

之前SK海力士推出的8Gb DDR4 DRAM也是采用的1ynm工艺技术。随着1ynm技术的扩大应用,将有助于提高SK海力士在业界的领先竞争优势。

与DDR4相比,DDR5具有超高速、高密度、低功耗等优势,适用于大数据、人工智能和机器学习等数据密集型应用。SK海力士成功将DDR5工作电压从1.2V降至1.1V,与上一代DDR4 DRAM相比,功耗降低30%。

早在今年5月,Cadence就展示了首款DDR5内存验证模组,DRAM来自美光,接口层自研,采用台积电7nm工艺,数据率可达4400MT/s,也就是频率高达4400MHz。

按照进度,JEDEC有望年底公布DDR5最终规范,预计起步频率4800MHz,最高可达6400MHz。此外,还将对电压、总线效率

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和磁盘相比,NVMe SSD最大的变化在于存储介质发生了变化。目前NVMe SSD普遍采用3D NAND Flash作为存储介质。NAND Flash内部有多个存储阵列单元构成,采用floating gate或者charge trap的方式存储电荷,通过存储电荷的多少来保持数据存储状态。由于电容效应的存在、磨损老化、操作电压干扰等问题的影响,NAND Flash天生会存在漏电问题(电荷泄漏),从而导致存储数据发生变化。因此,从本质上讲,NAND Flash是一种不可靠介质,非常容易出现Bit翻转问题。SSD通过控制器和固件程序将这种不可靠的NAND Flash变成了可靠的数据存储介质。

为了在这种不可靠介质上构建可靠存储,SSD内部做了大量工作。在硬件层面,需要通过ECC单元解决经常出现的比特翻转问题。每次数据存储的时候,硬件单元需要为存储的数据计算ECC校验码;在数据读取的时候,硬件单元会根据校验码恢复被破坏的bit数据。ECC硬件单元集成在SSD控制器内部,代表了SSD控制器的能力。在MLC存储时代,BCH编解码技术可以解决问题,4KB数据中存在100bit翻转时可以纠正错误;在TLC存储时代,bit错误率大为提升,需要采用更高纠错能力的LDPC编解码技术,在4KB出现550bit翻转时,LDPC硬解码仍然可以恢复数据。对比LD

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3D NAND指的是闪存芯片的存储单元是 3D 的。此前的闪存多属于平面闪存 (Planar NAND),而3D NAND,顾名思义,即是指立体结构的闪存。如果平面闪存是平房,那 3D NAND 就是高楼大厦。把存储单元立体化,意味着每个存储单元的单位面积可以大幅下降。下图为三星Planar NAND 发展至 3D NAND (V-NAND) 的示意图。


图片来源 : 三星V-NAND technology White Paper (Modified by Author)

左边二个是 Planar NAND,只是存储单元结构不同,由浮动栅结构 (Floating Gate) 迁移至电荷撷取闪存,即上图中的 2D CTF (Charge Trap Flash)。然后是将 2D CTF 存储单元 3D 化变成 3D CTF 存储单元 (上图的 3D CTF),最后通过工艺技术提升逐渐往上增加存储单元的层数(Layer ),把存储单元像盖大楼一样越做越多层。三星的 3D V-NAND 存储单元的层数 (Layer) 由 2009 年的 2-layer 逐渐提升至 24-layer、64-layer,今年已经达到 96-layer。

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NAND 会出错

纠错能力是一个SSD质量的重要指标。最开始的NAND 每个存储单元只放一个bit,叫SLC,后来又有了MLC,现在的主流的是TLC。存储密度不断增加的同时,器件尺寸变小,存储单元电气耦合性变得很复杂。比如氧化层变得很薄,比如读取单个bit需要的读电压控制能力更精密等,总的来说,NAND flash更容易出错了,或者说NAND 上的噪声增加了。

RBER (Raw Bit Error Rate)是衡量NAND质量的重要参数。给定RBER,可以比较各种纠错算法的有效性。

LDPC 软判决算法由于有更多的信道信息,相对于BCH 和硬判决LDPC 算法更有优势。所以目前主流的SSD 控制器都采用LDPC 作为纠错算法。

NAND 纠错模型

我们存储进NAND的信息通过电子储存起来,读的时候通过探测器件储存的电子多少来恢复数据。

LDPC纠错流程

NAND硬判决,数据传输到控制器,以及硬判决解码这几个过程的速度都很快。软判决要读很多次,传输数据很多次,所以对SSD的性能产生不好的影响。

为了提高性能,一种普遍的优化是,把LDPC的软判决的分辨率变成动态可调,这样只有最坏的情况下,才需要最高的分

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(2018-10-22 14:53)

         什么是MRAM? 百度百科是这样说的:“MRAM(Magnetic Random Access Memory) 是一种非易失性(Non-Volatile)的磁性随机存储器。它拥有静态随机存储器(SRAM)的高速读取写入能力,以及动态随机存储器(DRAM)的高集成度,而且基本上可以无限次地重复写入。”

重点:

MRAM是非挥发性介质;

MRAM是磁性随机存储介质;

MRAM具有RAM的读写速度;

MRAM可接近无限次写入。

MRAM的特点

首先看看MRAM有多快。

MRAM(Spin Torque MRAM)的读写速度跟DRAM差不多。3D-Xpoint、PCM等新型存储介质,在写速度方面跟MRAM相差二三个数量级。所有新型存储介质中,MRAM是唯一一个真正做到和DRAM一个级别访问速度的介质。

除此之外,MRAM还具有很好的数据保持性和宽的工作温度范围。

总结一下MRAM的特点:

基于闪存的SSD,由于每个block寿命有限,因此SSD固件需要做磨损均衡(wear leveling)算法。MRAM由于长生不老的特点,固件就无需实现wear leveling了。

闪存不能覆盖写(写之前需擦除block),因此SSD固件需要做垃圾回收。MRAM

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深圳世健存储半导体有限公司是一家工业电子零组件分销商,公司总部位于深圳,在深圳市场监督和管理委员会注册,服务国内外电子设备制造商、OEM厂商。
世健分销工业级的DRAM、SRAM、NAND FLASH、NOR FLASH、EMMC、连接器、电源管理PMIC、电路保护、微处理器MPU等产品,广泛应用在移动通信、电源设备、航空航天、工业控制、自动化、汽车电子众多领域。我们与国际知名原厂TI,ADI,NXP,SAMSUNG,MICRON,ON,CYPRESS,SK HYNIX,MOLEX,FCI,ST,MICROCHIP有稳定合作关系,帮助客户以最优惠的价格最短的周期采购原装进口电子元器件件。
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