数码|存储市场“不足容”热议，SSD芯片还分三六九等？ |中年|芯片|

【数码|存储市场“不足容”热议，SSD芯片还分三六九等？】摘要：我们该不该用足容/不足容的差异去判断一个芯片的好坏？
最近，现货市场刮起一股奇怪的风，风向是足容的SSD芯片是好芯片，不足容的SSD芯片是不好的芯片,比如128G的SSD芯片比120G的芯片好， 256G的芯片比240G的芯片好，以此类推。闪德君也理解这种市场现象，有一定的噱头抛到市场上会引发一定的需求，但是闪德君深入的收集了相关资料，给各位读者扒一扒足容和不足容的区别，这种说法是不是存在问题？
众所周知， SSD由控制单元（主控IC）和存储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）组成。其中， NAND闪存是SSD的存储媒介， SSD用户的所有数据全部存储在NAND闪存里，比如128G的SSD就有128GB的NAND Flash（不足容的问题下文以128G和120G芯片做解析）。那同种定位的芯片为什么会出现120G和128G两种容量的芯片？我们该不该用足容/不足容的差异去判断一个芯片的好坏？

本文插图
在同等条件下，其实足容/不足容SSD用的芯片是一样的，质量也是一样的。除此之外，在某些情况下，120G的SSD的安全性和读写速度可能还会比128G的SSD要好。闪德君分3个方面来解释下。
第一：芯片本身的坏块问题
为什么会出现两种不同容量的SSD芯片？这跟芯片的block有很大的关系，如果一块芯片开出来，没有坏块，全是好的block ，那这个芯片就可以全盘使用，如果芯片开出来之后有1-2个坏块，在工程上就会把这个坏块封掉。但是芯片的其他block质量是一样，不存在劣质的说法，只是终端标注的容量和价格会有所区别。
第二：SSD的预留空间
SSD的预留空间（Over-provisioning ， OP）是指固态硬盘内部存在的，由主控芯片控制、用户不可操作的隐藏空间，主要是用于主控各种优化机制的操作，比如垃圾收回（Garbage collection）、ECC或其他数据保护技术。
在固态硬盘上彻底删除文件，是将无效数据所在的整个区域摧毁，过程是这样的：先把区域内有效数据集中起来，转移到空闲的位置，然后把“问题区域”整个清除。这一机制意味着，分区时不要把SSD的容量都分满。例如一块128G的固态硬盘，厂商一般会标称120G ，预留了一部分空间。但如果在分区的时候只分100G ，留出更多空间，固态硬盘的性能表现会更好。

本文插图
预留空间OP的好处：
1、提高写入性能。 SSD在有新数据写入的时候，如果空间容量不够， SSD需要把旧数据回收，擦除再写入。由于有预留空间的存在， SSD写入数据时就不需要经常做垃圾回收，加快写入速度。
2、降低写入放大。 SSD擦除再写入的过程就是写入放大过程，写入放大意味着更复杂的步骤，更长的耗时以及更多的写入量，严重损坏SSD的使用寿命。而预留空间可以作为临时存在数据的场所，降低写入放大的发生。
3、增加闪存使用寿命。减少数据的搬迁，就是减少NAND闪存的读写次数，增加使用寿命。
所以一块128G芯片开出来后，有些存储解决方案商会规定要预留7%、9%、28%的预留空间，不能全部用完，如果全部用完是有风险的。所以SSD如果塞得太满，无论是运行速度还是时间寿命都会有不同程度下降，有很大的影响。这也是为什么市面上很多SSD的容量是240G或者480G而不是256G和512G的原因。
在从技术层面上，原厂会直接告诉你，假如原厂设定128G芯片，最高要求只能使用125个block ，要留3颗出来做后备（为方便解说，数字只是举例子说明）。所以我们看见的128GB、120GB的SSD ，它们都是标准容量的wafer制作出来的芯片，只是被厂商保留起来作OP 。企业版SSD注重稳定性及耐用性，所以会保留多达28%空间作OP 。分页标题
第三：产品为提升速度而牺牲容量
SSD是依靠电信号传输，主控要在很短的时间里去存/读取在不同闪存颗粒上的多个数据。其中，闪存颗粒的传统分类有SLC、MLC、TLC、QLC这四种，他们的区别就是存储的位数不同。

本文插图
SLC闪存的1个存储单元可以存放1bit（比特）的数据，也就是0或1 ， 1个单元只有两种状态。
MLC闪存的1个存储单元可以存放2bit（比特）的数据， 0和1可以排列组合，拥有00、01、10、11这四种情况。
以此类推， QCL闪存有16种状态。所以最新一代的QCL闪存的存储容量是SLC的8倍。

本文插图
SSD的闪存能够擦除和写入的次数有限，这次数决定了闪存的使用寿命。储存单元放置的资料量越多，越需要精细的电压控制，对于每写入一次，阻止电荷偷跑的氧化层受损一次的储存单元结构而言，无疑是缩短使用寿命。
因此， SLC闪存有大约10万次擦写寿命，速度快寿命长，成本最贵（约MLC闪存3倍以上的价格）。
MLC 闪存的速度一般寿命一般，价格一般，约1万次擦写寿命。
TLC速度慢寿命短，价格便宜，约3000次擦写寿命。
QLC约1000次擦写寿命，价格最便宜。
这4种颗粒最大的区别就是速度、寿命和成本。假如原厂是用TLC闪存来制作128G的SSD芯片时，就要拿8G-12G的TLC容量换算做成3个G的SLC容量，目的是为了提升SSD的开机速度。所以肉眼看上去SSD芯片的容量是小了，但是从技术原理来说，是没有变的，反而提升了SSD的速度。对原厂来说，有些客户不想SSD开机后速度趴的太深，就会拿更多的容量去做成SLC ，所以会牺牲更多的容量去提升速度。
第四：RAID资料保护机制也需要部分容量
这里介绍的RAID不同于磁碟阵列RAID 0/1/3/4/5……闪德君介绍的这类RAID的做法，其目的是起到对资料的加强保护作用，这也是导致SSD芯片容量变小的因素之一。 SSD控制器的RAID保护机制大致分几种，如word line RAID（page RAID）、block RAID ，要用哪种RAID视容量损耗多少来决定。 SSD控制器一般都是采用4KB/8KB的word line RAID来保护资料，只是几条word line就不一定了。
所以闪德君认为，去评判SSD芯片的好坏，并不能通过标注的容量来判断。要判断一块SSD芯片好坏还是要通过严格的测试和QC ，以及市场消费者的真实使用情况的反馈。
【来源：玉书娱乐】
声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。邮箱地址：newmedia@xxcb.cn