更低成本,更佳可靠性?
像许多科技创新一样,固态硬盘 (SSD) 最初的起点是高性能伴随高价格。 数据中心看到了其中的价值,随着技术的发展,OEM 也看到了更小更轻外形规格 SSD 的发展潜力(从而造就了 Apple MacBook Air 等新产品),相信这类产品会逐渐成为主流消费品技术。 而谈到主流消费品技术,必然伴随对价格的高度敏感性。 虽然最终用户可能不大愿意讨论错误代码纠正 (ECC) 机制,而会声称他们最关注的的是价格,但同样的用户如果遭遇低价 SSD 丢失数据的问题,也会非常生气! 因此,工程师们必须要关注 ECC 之类的问题 - 而且我们非常享受这种谈话。
那么让我们开始讨论吧。 如上所述,使用固态嵌入式存储或 NAND 闪存设备的消费市场,对于成本非常敏感。 Marvell 所做的大部分工作可以总结归纳为“信号处理”,以弥合影响消费级存储产品基础层面的问题。 任何固态存储产品的根本构成要素都是浮栅晶体管单元。 浮栅可以存储电子电荷的分散等级。 这些等级转化为一或多个存储二进位。 NAND 闪存制造商通常采取两种方法增加存储密度 1) 物理集中,让更多浮栅设备贴合更近,以及 2) 让每一个存储元件存储更多位数(目前非常先进的技术可以在每个浮栅晶体管中存储 3 位)。 但是,这两种方法都会在位数据取回过程中增加错误出现的概率。 Marvell 的挑战是创造一种增强型 ECC 技术,当应用于高效的硬件架构时,以高密度 NAND 闪存达到相同的数据完整性,如果没有这种技术,其原位错误率会更高。
除复杂性之外,每个浮栅晶体管的编程-擦除 (P/E) 循环数量都有限,如果超过限制,错误的概率就会增加到临界值以上,使得晶体管呈现无效或不可修复的状态。 这种限制是由于擦除过程中设备会承受高电压,从而造成晶体管的物理损坏。 随着 P/E 循环数量的增加,出现错误的概率也会增加。 一种好的纠错策略能够弥合这种影响,从而延长设备的使用寿命。
Marvell 目前正处于固态存储应用的第三代低密度奇偶校验代码的开发过程之中。 Marvell 的目标是提供有效的 ECC 管理和策略,让消费者在不牺牲可靠性的情况下,获得单位成本更低的存储设备。 而这一点值得深入探讨!