六个延长全闪存存储介质寿命的技巧.doc
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1、六个延长全闪存存储介质寿命的技巧SSD(固态硬盘)的寿命问题是用户使用全闪阵列时关注的焦点。如何能够让用户放心使用全闪阵列,保障在5年内存储系统不会因为SSD寿命耗尽而出现问题,是全闪阵列厂商面临的挑战。浪潮存储通过优化智能全闪G2-F的软件栈,实现了SSD介质的磨损均衡,使得智能全闪G2-F可以在长达5-10年的全生命周期内,给闪存介质上的数据提供安全保障。HDD和SSD可靠性上存在天然差异HDD(硬盘驱动器)是通过机械旋转加磁介质记录数据的,而SSD则通过硅晶半导体记录数据。二者记录数据方式的差异决定了两种类型的盘在存取速度和可靠性方面具有本质差异。HDD由磁头和盘片组成,数据存放在盘片上
2、的某个位置,当对数据进行读写,需要将磁头移动到磁道上,盘片转动到指定的位置。所以HDD是一个机械设备,只要加电,磁盘就处于高速旋转工作状态。磁介质本身的寿命是非常长的,所以磁盘的寿命并不取决于读写的数据量,而取决于磁盘的上电时间。不过,磁盘的寿命跟工作环境有很大的关系,比如震动对磁盘的寿命影响就非常大。两种存储介质而NAND的存储单元为三端器件,与场效应管有相同的名称:源极、漏极和栅极。如下图所示,浮栅极是用来保存电荷的的,浮栅极与硅衬底之间是隧道氧化层,与控制栅极间也有一层绝缘层,上下两层绝缘层保护浮栅极中的电荷不会泄漏。采用这种结构,使得存储单元具有了电荷保持能力,通过让绝缘浮置栅极捕获不
3、同数量的电子以实现bit值定义。就像是装进瓶子里的水,当你倒入水后,水位就一直保持在那里,直到你再次倒入或倒出,所以闪存具有记忆能力。NAND Flash原理示意图而对浮栅极的充放电,是利用量子隧道效应实现的。当我们要对FLASH进行写入操作的时候,在控制栅极上加高电压,源极和漏极接地,使电子穿越隧道氧化层到达浮栅极,并聚集在浮栅上保持,形成电压,用来存储信息。进行擦除时仍利用隧道效应,把电压反过来加,从而消除浮栅上的电子,达到清除信息的结果。由于在写入和擦除的操作过程中,电子反复来回穿越隧道氧化层会损坏隧道氧化层,当绝缘氧化层破坏到一定程度,浮栅极中的电荷便不能再有效保持,导致存储单元物理损
4、坏。这就是NAND Flash会有写入次数限制的原因。由于在写入和擦除的操作过程中,电子反复来回穿越隧道氧化层会损坏隧道氧化层,当绝缘氧化层破坏到一定程度,浮栅极中的电荷便不能再有效保持,导致存储单元物理损坏。这就是NAND Flash会有写入次数限制的原因。HDD的实现原理和Flash完全不一样,HDD由磁头和盘片组成,数据存放在盘片上的某个位置,当对数据进行读写,需要将磁头移动到磁道上,盘片转动到指定的位置。所以HDD是一个机械设备,只要加电,磁盘就处于高速旋转工作状态。磁介质本身的寿命是非常长的,所以磁盘的寿命并不取决于读写的数据量,而取决于磁盘的上电时间。不过,磁盘的寿命跟工作环境有很
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