為工業(yè)系統(tǒng)選用合適的SSD

　　直到最近，過高的入門成本仍然是工業(yè)固態(tài)硬碟（SSD）普及的最大阻礙，但歸功于價格的持續(xù)最佳化，SSD現(xiàn)正成為越來越流行的儲存介質(zhì)。當決定購買SSD儲存設備時，要考慮幾個關鍵因素；但是，不同的儲存應用將決定使用不同的儲存方案。

　　過去幾年來，在越來越多的應用中，正越來越普遍地使用SSD，它大有取代傳統(tǒng)硬碟驅(qū)動器（HDD）之勢。在許多領域，主要是工業(yè)市場，SSD正取代傳統(tǒng)的儲存介質(zhì)。特別是，小外型的SSD（如CF卡或SD卡），多年來業(yè)已在工業(yè)環(huán)境中證明了自己的價值。

　　SSD通常由下列關鍵元件組成：印刷電路板、控制器、韌體、記憶體（通?；贜AND快閃記憶體技術(shù)）以及可選的緩衝記憶體。對NAND快閃記憶體來說，其不同的儲存單元進入不同狀態(tài)，因此儲存了資訊。

　　SSD以全電子運作，因此與採用磁性旋轉(zhuǎn)碟片和讀/寫頭的傳統(tǒng)HDD不同，SSD對整個儲存空間的存取速度要快得多。因SSD在工作時沒有活動元件，所以在需要堅固耐用的工業(yè)應用中SSD更受青睞。

　　與HDD相較，SSD噪音低且更可靠、它還有高能效及抗衝擊和防震的特點。除此之外，比之HDD幾年的壽命，SDD的使用週期可達近10年；眼下，SDD的唯一缺點，是其更高的價格/密度比，但該比例在持續(xù)下降。例如，兩年前，標準的工業(yè)SSD的成本約為27美元/GB；眼下則僅為13美元/GB，且價格仍在下降。這是因為快閃記憶體元件的結(jié)構(gòu)尺寸從60nm微縮至約20至40nm，并可能進一步微縮。雖然HDD的平均成本在0.10美元/GB水準（顯然便宜得多），但從總的擁有成本的角度看，SSD仍更勝一籌。

　　基于上述優(yōu)勢，自動化工業(yè)界的許多應用都要求採用SSD；SSD最重要的優(yōu)勢是能提供多年的可靠服務。

　　叁種不同的固態(tài)儲存方案

　　但使用這些新奇的儲存方案，要求設計師考慮幾方面的問題，這是因為不同的SSD有不同的功能特性。作為一般規(guī)則，我們將快閃記憶體元件分為：單級單元（SLC）、多級單元（MLC）和新穎的叁級單元（TLC）。 SLC型SSD，每個快閃記憶體單元儲存一位元；MLC型SSD，每個快閃記憶體單元儲存兩位元；TLCS型SSD，每個快閃記憶體單元儲存叁位元。 因此，就相同的元件面積來說，MLC和TLC元件可比SLC元件保存更多資訊，因為它們的儲存密度更高。因為晶片面積是決定快閃記憶體成本的重要因素，所以MLC和TLC類SSD的價格低于SLC類SSD的。MLC SSD的平均成本是4美元/GB ，而SLC SSD的則約為13美元/GB。

　　但低成本也有不利的一面。它犧牲了元件的使用壽命週期、可靠性、速度和耐用性。MLC記憶體具有高得多的故障率，因此需要覆蓋範圍廣泛得多且倍加小心設計糾錯方法。

　　MLC驅(qū)動器受限于有限的程式擦除次數(shù)。供應商提供的大多數(shù)SLC快閃記憶體記憶體擦寫次數(shù)是100，000次，而MLC元件的只有1，000至3，000次。兩者在耐用性方面也有顯著差異。SLC方案能將資料可靠地儲存長達10年之久，而MLC方案的資料儲存時間最長才為一年。例如，對資料記錄或諸如用于作業(yè)系統(tǒng)開機啟動介質(zhì)內(nèi)靜態(tài)資料的唯讀應用來說，MLC的資料儲存時間顯然不夠長。

　　這些差異是技術(shù)性的。我們以以下簡化的例子予以說明。只能非滿即空的一玻璃杯水，可簡單清楚地顯示其目前的狀態(tài)——就像一個可以是0或1的SLC儲存單元。但像有四種不同“裝水量”的MLC設計，要評估玻璃杯內(nèi)有0%、33%、66%或100%的水則更困難。而對可有8種狀態(tài)的TLC元件來說，狀態(tài)評估就變得更加困難（見圖1）。

　　圖1：單級單元（SLC）有兩種狀態(tài)（0或1）；多級單元元件（MLC）有四種狀態(tài)；叁級單元（TLC）則總計有關鍵的八個可能狀態(tài)用以評估。