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工業固態硬盤應用MRAM存儲芯片的優勢

2018-08-01 14:50:40

固態硬盤
對工業級固態硬盤了解的都清楚固態硬盤裏麵的超級電容,而對於工業級固態硬盤為什麽會采用鉭電容,主要的目的是為了保持數據,因為當固態硬盤遭遇突然斷電的時候,鉭電容就會用自身的電量將存儲在RAM中的數據轉移到ROM中,防止數據因為斷電丟失,工業級固態硬盤鉭電容的位置如圖所示,占據了盤內不少的位置,並且工業級固態硬盤采用鉭電容存在以下幾個弊端
  1. 電容本身故障率會導致數據丟失,工業級固態硬盤應用的環境相對比較苛刻,一般不是封閉高溫就是各種複雜的室外環境,對電容的要求性比較好,也容易造成電容出現功能性的故障,同時電容本身也存在不良率的情況也會間接的影響數據的存儲,
  2. SSD掉電恢複設計最複雜,掉電後數據恢複本身就是一項非常複雜的事,在精密的設計裏麵一環緊扣一環,變量係數太大一旦不慎也是導致數據全盤丟失。
  3. 緩存容量不能太大,這對工業級的固態硬盤來說是個硬傷,因為電容能夠提供的電量有限,緩存過大而電容電量不足也是不夠時間將數據寫入閃存中,
目前來說大部分的工業級固態硬盤是采用閃存記憶體來存儲數據,除了閃存之外還可以使用MRAM存儲芯片作為緩存的設計這樣子緩存數據掉電後還可以保持數據,而且進入3D TLC時代後,在One Shot編程模式下,也不用考慮Lower Page Corruption這種問題了。
 
所以,快妖精app很快就會發現MRAM的一大用途——SSD的緩存芯片,這樣緩存數據掉電後還在,而且進入3D TLC時代後,在One Shot編程模式下,也不用考慮Lower Page Corruption這種問題了。
 
使用MRAM存儲芯片作為SSD固態硬盤的優勢如下:
1. 掉電恢複變得簡單:以前關於電容和各種變量、內部管理數據等的保存、恢複都不需要了;
2. 數據更安全:即使掉了電,緩存數據和關鍵管理數據還在MRAM裏麵,上電後繼續用;
3. 掉電恢複時間更快:管理數據還在MRAM裏麵,上電後直接就用了,少了一個恢複的過程;
4. 隨機性能更高:MRAM是可以按字節隨機訪問的,而且隨機性能很高,所以作為寫緩存,提升IOPS;
5. 應用場景更廣泛:很多苛刻的大電容不適合的室外環境也可以有掉電保護;MRAM是芯片,符合工業級的寬溫要求。
6. 降低成本。MRAM比電容還貴,怎麽降低?設計簡單了,測試也就簡單了,成本自然就下架了 。
 
Everspin科技公司目前是全球第一家提供MRAM存儲芯片產品,目前推出最新款的產品STT-MRAM產品,單顆芯片容量可達32MB,可以做SSD固態硬盤的緩存綽綽有餘,如下圖,MRAM的讀寫延遲隻有10微秒左右,而且在命令很多的情況下,延遲QoS非常穩定,波動在2微秒之內。而SSD的延遲在100微秒,同時命令多了之後,延遲更長。
 
 
另外Everspin還推出了一款1GB容量的加速卡,可以達到150萬IOPS,6.26微秒延遲,
可以用來做NV DIMM了,而且不需要電池。如果自己開發的話,Everspin還提供MRAM控製器的IP。


本文關鍵詞:Everspin

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