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Intel 710企業級固態硬盤的優勢及應用

電子設計 ? 作者:電子設計 ? 2018-09-18 08:59 ? 次閱讀

Intel介紹,HET包含有Intel自己開發的固件、Intel控制器和高循環次數NAND.這種技術結合了NAND硅增強性能和獨特的固態硬盤NAND管理技術,可擴展基于MLC的固態硬盤的寫入耐用性,實現最優的耐用性和操作性能。

固態硬盤(Solid State Drives),簡稱固盤,是用固態電子存儲芯片陣列而制成的硬盤,其芯片的工作溫度范圍很寬,商規產品(0~70℃)工規產品(-40~85℃)。雖然成本較高,但也正在逐漸普及到DIY 市場。由于固態硬盤技術與傳統硬盤技術不同,所以產生了不少新興的存儲器廠商。廠商只需購買NAND存儲器,再配合適當的控制芯片,就可以制造固態硬盤了。固態硬盤的接口規范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的完全相同,在產品外形和尺寸上也完全與普通硬盤一致。

我們對Intel的200GB 710企業級固態硬盤(SSD)的主要興趣是,產品設計重點主要放在耐用性、可靠性和功效上。而將多層單元(MLC)NAND閃存用作主存儲部件也值得關注。Intel將固態硬盤中的這種MLC NAND實現稱為高耐用性技術(HET)。Intel HET固件增強方面除了一般的工業糾錯碼(ECC)標準外,還包括優化的錯誤避免技術、寫入放大率抑制算法以及系統級錯誤管理功能。

單層單元(SLC)閃存通常是企業級固態硬盤的更理想選擇,因為從一個單元讀取一個比特的誤差率非常低,而且耐用性也很高。而多層單元(MLC)閃存存在更高的誤碼率,因此讓人感覺耐用性也低很多。然而,業界一直致力于研究在企業級固態硬盤中使用MLC閃存,因為它們可以提供更大的存儲容量,降低生產成本。

通過HET實現,Intel想到了一種實現更具可靠性的MLC閃存的方法,它基于這樣一個事實:一個批次中并不是所有MLC閃存芯片都具有相同的特性。一些芯片可能具有更高的讀性能和更好的數據保持質量,對這些特性的理解成為了Intel在710固態硬盤中將MLC NAND閃存用作HET的主要原因。

1.20個MT29F16B08CCME1 NAND MLC集成電路,以鏡像方式安裝在電路板的正反面,實現了存儲容量高達200GB的Intel 710固態硬盤。

每個NAND閃存器件封裝包含兩個堆疊的64Gb、25nm L74A NAND閃存裸片,因此每個封裝容量為128Gb.總的閃存容量實際上是320GB,因此具有很高程度的預留空間。

2.系統存儲控制器使用了一個512Mb的海力士H55S5162EFR移動SDRAM.Intel使用移動SDRAM的決定是很有意義的,因為它能提供要求的性能等級,同時又能最大限度地降低功耗。這里降低功耗很重要,因為在硬盤工作時DRAM具有很大的處理工作量,特別是在企業級應用中。

3.并聯使用了6個470μF的電容,可以存儲要求的緊急電量,并在發生電源故障時讓硬盤有足夠長的時間退出正在進行的操作。總容量接近2.8mF.這種方法不僅能在短時間內給硬盤提供足夠的電能,而且不會占用很大的電路板空間。

4.這種固態硬盤使用了Intel的PC29AS21BA0控制器。其它Intel固態硬盤也使用這種控制器,但很可能固件得到了更新,使得它特別適合710硬盤的使用情況。

ONFI的使用

我們把一個Intel 29F16B08CCME1 25nm MLC NAND閃存器件連接到了我們的閃存測試儀。測試表明,這種器件兼容開放NAND閃存接口(ONFI)規范。器件返回的詳細ONFI參數字節(詳細的器件參數和支持功能列表)表明,它支持ONFI版本2.2,并且支持控制器使用的各種異步操作。

ONFI規范描述了單獨的I/O電源VCCQ選項,電壓低至1.8V,在Intel 710固態硬盤中這個電源已經實現。因此,I/O總線工作時的功耗要顯著小于VCCQ電源為3.3V VCC時的功耗。

在固態硬盤讀寫操作時監視NAND閃存器件的引腳可以觀察控制器與閃存的交互操作。控制器具有高度的并行運行機制,其多平面操作可直達每個裸片,并對所有閃存器件保持一個有組織的和平均分布的數據寫入。

Intel 710固態硬盤中采用的辨別和使用高質量MLC NAND閃存的創新方法,加上斷電時的可靠性、非常大容量的預留空間以及降低的功耗,使得Intel 710成為一種獨特且創新的企業級固態硬盤,可進一步增強企業級和消費級存儲器之間的區別。

終上所述,此款Intel 710企業級固態硬盤(SSD)產品設計重點主要放在耐用性、可靠性和功效上。而將多層單元(MLC)NAND閃存用作主存儲部件。Intel將固態硬盤中的這種MLC NAND實現稱為高耐用性技術(HET)。并且Intel HET固件增強方面除了一般的工業糾錯碼(ECC)標準外,還包括優化的錯誤避免技術、寫入放大率抑制算法以及系統級錯誤管理功能。 因此被廣泛應用于軍事、車載、工控、視頻監控、網絡監控、網絡終端、電力、醫療、航空、導航設備等領域。

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