SLC,MLC和TLC參數(shù)比較

SSD容量

提供給終端用戶使用的最終容量大小，字節(jié)（Byte）為單位，記住標(biāo)稱的數(shù)據(jù)都是十進(jìn)制為單位，程序員出身的人容易把它當(dāng)成二進(jìn)制，同樣一組數(shù)據(jù)，二進(jìn)制比十進(jìn)制會(huì)多出7%的容量，例如：

十進(jìn)制128GB：128*1000*1000*1000 = 128，000，000，000字節(jié)

二進(jìn)制128GB：128*1024*1024*1024 = 137，438，953，472 字節(jié)

二進(jìn)制行業(yè)內(nèi)稱作裸容量，十進(jìn)制叫用戶容量。裸容量比用戶容量大約多出了7%。

這里指GB，當(dāng)進(jìn)入到TB級(jí)時(shí)，這個(gè)數(shù)值更大。讀者可自行計(jì)算。

對(duì)于閃存本身，它是以二進(jìn)制提供容量的。那么，二進(jìn)制裸容量多出的7%容量在SSD內(nèi)部做什么用呢？SSD可以利用這多出來的7%空間管理和存儲(chǔ)內(nèi)部數(shù)據(jù)，比如把這部分額外的空間用作FTL映射表存儲(chǔ)空間、垃圾回收所需的預(yù)留交換空間、閃存壞塊的替代空間等等。這里的7%多余空間也可以成為OP概念（Over Provision），公式是：

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介質(zhì)信息

這很關(guān)鍵，當(dāng)前SSD盤核心存儲(chǔ)介質(zhì)是閃存，閃存這種半導(dǎo)體介質(zhì)有一些自身物理特性的限制，例如壽命（PE cycles,編程擦除次數(shù)），Program（寫編程）、Erase（擦除）和Read（讀）時(shí)間，溫度對(duì)讀寫擦的影響，閃存頁的大小，閃存塊的大小……這些都是介質(zhì)的信息，介質(zhì)的好壞直接影響數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的性能和完整性。

閃存分SLC，MLC， TLC （甚至QLC），它指的是一個(gè)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的比特?cái)?shù)：

SLC = Single-Level Cell ，即單個(gè)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)一比特的數(shù)據(jù)。SLC速度快，壽命長（約5-10萬次擦寫壽命），但價(jià)格超貴（約MLC 3倍以上的價(jià)格）。

MLC = Multi-Level Cell，即單個(gè)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)多比特（但一般指兩比特）的數(shù)據(jù)。MLC速度一般，壽命一般（約3k-10k次擦寫壽命），價(jià)格一般。

TLC = Trinary-Level Cell，即單個(gè)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)三比特的數(shù)據(jù)，也有閃存廠家叫8LC，速度慢，壽命短（約500-1500次擦寫壽命），價(jià)格便宜。

表1-1 SLC,MLC和TLC參數(shù)比較

閃存發(fā)展到現(xiàn)在，經(jīng)歷了2D平面到現(xiàn)在的3D立體制程（Process）的大發(fā)展，目標(biāo)只有一個(gè)：硅片單位面積（mm2）能設(shè)計(jì)生產(chǎn)出更多的比特（bits），讓每GB成本和價(jià)格更低。這是介質(zhì)廠商的目標(biāo)和客戶的訴求，同時(shí)也是半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)展的趨勢。

圖1-1 2D vs. 3D 閃存結(jié)構(gòu)示意圖

來看一下2D到3D的單位面積比特?cái)?shù)的比較，48層Samsung的3D V-NAND每mm2能生產(chǎn)出2600Mb的數(shù)據(jù)，三倍于2D 閃存，所以同樣的晶元可以切割3倍的數(shù)據(jù)量，簡單計(jì)算的話每GB的價(jià)格能降為1/3。

表1-2 不同閃存密度對(duì)比

最后我們來看一下各家閃存生產(chǎn)發(fā)展節(jié)點(diǎn)圖，一句話來概括的話，最終競爭的目標(biāo)：在制程允許的范圍內(nèi)，發(fā)展更密、更快、價(jià)格更低的閃存產(chǎn)品。

圖1-2 閃存原廠路線圖

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外觀尺寸

SSD是標(biāo)準(zhǔn)件，外觀尺寸需要滿足一定的規(guī)定要求（長寬高和接口連接器），這又通常稱之為Form Factor。那SSD會(huì)有哪些Form Factor呢？細(xì)分為3.5寸、2.5寸、1.8寸、M.2、PCIe card、mSATA、U.2等Form Factor標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)Form Factor也都有三圍大小、重量和接口引腳等明確規(guī)范。

Form Factor標(biāo)準(zhǔn)組織：

https://www.snia.org/forums/sssi/knowledge/formfactors

http://www.ssdformfactor.org/

圖1-3 SSD尺寸部分一覽

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其他

我們這里看看溫度和認(rèn)證及兼容性信息這兩個(gè)參數(shù)。

所有工業(yè)品都有溫度規(guī)范，SSD應(yīng)在一定溫度范圍內(nèi)使用。工作溫度：0℃-70℃，說的是SSD在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)工作溫度，超出0-70攝氏度溫度范圍SSD可能出現(xiàn)產(chǎn)品異常和數(shù)據(jù)異常，不在產(chǎn)品保證和保修范圍內(nèi)。非工作溫度：-50℃-90C，SSD儲(chǔ)存和運(yùn)輸期間的溫度，非開機(jī)工作狀態(tài)，提供客戶產(chǎn)品運(yùn)輸和倉庫存儲(chǔ)時(shí)溫度參考用。超出-50℃-90℃，SSD可能會(huì)發(fā)生損壞。

認(rèn)證及兼容性信息：SSD硬件和軟件都應(yīng)通過一定認(rèn)證測試來反映產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)測試情況，給客戶一些明確的信息是不是過了相應(yīng)的測試。認(rèn)證和兼容性是對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組織的測試集，標(biāo)準(zhǔn)組織屬于第三方，獨(dú)立客觀，測試通過意味著免去了客戶一部分測試。

性能剖析

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性能指標(biāo)

硬盤性能指標(biāo)一般包括IOPS(Input Output Operations Per Second, 反映的是隨機(jī)讀寫性能), 吞吐量(Throughput，單位MB/s，反映的是順序讀寫性能), Response Time/Latency (響應(yīng)時(shí)間/時(shí)延，單位ms或us)。