在今天在智能社会，数据已经成为最重要的资源。根据Statista s统计预测，2020年全球数据量将达到47ZB，到2035年这一数字将达到2142ZB，全球数据量的增长将呈爆发式增长。面对如此庞大的数据量，如果你想充分利用它，你需要一个地方来把它妥妥的，所以对海量数据存储的需求越来越强烈。
长期以来，大容量数据存储主要依靠机械硬盘(HDD)。其原理是在磁盘中存储数据，磁头由磁盘高速旋转产生的气流支撑，步进电机驱动磁头读取换道数据。它的内部结构非常精密复杂。此外，经过多年的发展，这种存储方案越来越接近天花板它的性能。
因此，作为一个颠覆性新技术出现了，这就是固态硬盘(SSD)。因为SSD直接将数据存储在半导体存储器(主要是NAND闪存)中，所以可以享受股息半导体技术的进步带来的存储密度的不断提高；而且由于没有机械硬盘那样的机械结构，整个SSD系统更加简洁紧凑。具体来说，SSD的优势主要体现在以下几个方面：
读写速度快：由于采用闪存作为存储介质，SSD读取速度比机械硬盘快。比如普通7200转机械硬盘的寻道时间一般在12-14毫秒，而固态硬盘只有0.1毫秒甚至更低。
防震性能好：机械硬盘因为有精密的机械部件，所以比较精致，而SSD内部没有任何机械部件，即使高速移动、翻转、倾斜也能正常使用，遇到碰撞、震动冲击时数据丢失的可能性较小。
低功耗：机械硬盘95%的时间都花在机械部件的动作上。由于不需要驱动机械部分，SSD在功耗上优势明显。
噪音：SSD固态硬盘没有机械电机和风扇，自然安静比机械硬盘工作时。
工作温度范围广：相比典型机械硬盘5-55的工作温度范围，大部分固态硬盘可以工作在-10-70，支持更广泛的应用场景。
轻量化：存储介质和系统结构的差异也使得SSD更轻，有利于整体系统减重。
由于这些优势，人们对SSD的兴趣越来越大。根据他的预测，2020年，HDD机械硬盘和SSD固态硬盘的全球出货量将分别为3.5亿和3.2亿，而据预测，2021年，SSD的出货量将首次超过HDD，达到3.6亿。全球市场洞察的研究报告还显示，2019年全球SSD市场规模为550亿美元，到2026年将超过1250亿美元，平均复合增长率约为15%。
更高的容量
顺应市场的需求，SSD也在加快自身技术发展的步伐。不断提升容量是SSD技术进步的一个重要主攻方向。
多级单元是增加固态硬盘容量的主要技术手段。普通存储单元一般只存储1位数据，而多层单元顾名思义，就是增加每个存储单元可以存储的位数，从而增加单位存储空间中的存储密度。
目前SSD已经发展出四种不同的架构：SLC、MLC、TLC和QLC。每个存储单元可存储的位数为1位、2位、3位和4位，对应的电压状态(可表示的数据)分别为1、4、8和16。
但是随着数据密度的增加，存储设备的耐用性和读取速度之间会有所妥协，所以这四种架构的SSD逐渐形成了自己的典型应用领域。一般来说。SLC和MLC价格更高，性能更好，更耐用，所以更适合企业级和一些专业应用；TLC和QLC性价比优势明显，在民用领域更受欢迎。
另一个提高SSD存储容量的重要技术成果是3D NAND。传统上，存储单元可以被视为硅片表面的二维(2D)阵列，就像一个平房然而，当有太多的数据要文章，有必要考虑增加容积率这可以通过使用3D空间来解决，即通过垂直堆叠几十层甚至几百层存储单元来创建3D存储阵列(像构建一个建筑)以实现更高的存储容量。这也是目前领先的NAND闪存厂商的主流技术方案。
高可靠性的挑战
然而，无论是多层单元还是3D NAND闪存，随着SSD容量的不断增加，产品可靠性面临的挑战也越来越严峻。环境中的任何干扰，如电源故障，都可能导致读写SSD数据的问题，要么影响数据的完整性，要么必须以牺牲性能为代价来纠正错误，以确保数据的完整性。
而且随着SSD市场渗透率的提高，其在网络基础设施、文章监控、智慧工业等可靠性敏感领域的应用也越来越普遍。因此，当我们想要构建一个大容量、高速度的固态硬盘时，我们必须有相应的机制和技术措施来保证它同时具备高可靠性以满足高耐久性和长期稳定性的要求。
提高固态硬盘的可靠性是一个系统工程。除了存储设备本身的好坏，还要在SSD系统级设计的几个关键点上做文章。
一个
主SSD控制器
首先是SSD主控制器，其具体功能包括合理分配数据在各个闪存芯片上的负载，协调和维护不同块中存储颗粒的协作；负责数据传输，连接闪存芯片和外部SATA接口；执行固态硬盘的所有内部指令，包括损耗均衡和其他与提高耐用性和稳定性相关的功能。一个SSD主芯片的好坏直接决定了SSD的可靠性和使用寿命，所以往往蕴含着SSD厂商独有的技术诀窍。
2
固件算法
其次是固件算法，即驱动SSD主控制器高效工作的软件算法。基于优化的固件算法，主机可以执行自动信号处理、损耗均衡、纠错码(ECC)、坏块管理、垃圾收集、与主机通信和数据加密等任务，这在很大程度上决定了SSD的性能。
三
外围电路
另外，在SSD的外围电路中，也需要设置相关的保护机制，防止超温、断电对SSD造成不利影响。
为了满足大容量、高速、高可靠性SSD产品的设计要求，特别是支持前沿的3D NAND闪存技术，TDK推出了GBDriver GS2控制器，并将其投入到自己的SSD固态硬盘产品中。TDK GBDriver GS2是一款高度可靠的控制器，兼容3D NAND闪存，专为工业和基础设施应用而开发。TDK 的专有硬件和固件算法实现了更快的访问速度，同时通过增强抗断电能力，有效防止数据损坏，并通过一系列优化设计保证数据的完整性，从而延长整个SSD的使用寿命。
害怕电力中断
在SSD可靠性的设计中，断电是不可避免的问题，因为突然断电往往会导致高速读写的闪存出现数据错误。GBDriver GS2加强了SSD 通过三种措施来抵抗电力中断。
首先，使用GBDriver GS2可以实现无DRAM缓存的SSD设计，有利于抵御掉电的影响，降低BOM的硬件成本。
其次，GBDriver GS2采用优化的固件算法，在供电中断的情况下，保持原始数据直到数据复制完成，不使用任何不完整的数据。
再次，TDK SSD还采用了内部备用电源电路，可以在电源中断的情况下，保持SSD内部电源电压VCC一段时间，避免ECC错误。
以上三项措施的综合效果可以说为SSD应对断电威胁提供了完整的方案，基于3D NAND的大容量SSD的可靠性也是s
基于GBDriver GS2的SSD产品，除了断电之外，还通过一系列的功能和机制，为SSD的数据保护和可靠使用提供了全面的保障。
自动循环刷新确保数据保留。
TDK SSD配备循环自动刷新功能，可通过ECC自动检查数据并恢复错误。这刷新每次启动和每24小时运行一次。
数据错误恢复功能
GBDriver GS2具有高级数据错误恢复功能。从SSD中读取数据时，该功能可以按照LDPC硬位、LDPC软位、RAID的顺序运行，根据数据错误修复错误。特别是在3D NAND的结构中，原来适用于2D NAND技术的纠错能力已经不能满足要求。这种LDPC RAID方案可以有效地提高可靠性，增强闪存的耐久性和数据保持能力。
温度传感器和访问速度限制
在TDK SSD中，板载温度传感器随时监控SSD的温度，可以限制主机当温度超过设定值时对固态硬盘的访问速度，确保固态硬盘的安全运行。
写保护区设置功能
TDK 的SSD还可以配置写保护区，从而减少主机处理电源中断的需要。
延长使用寿命
为了延长SSD的使用寿命，TDK 的产品执行TDK全球静态磨损均衡(TDK智能交换)函数，可以根据NAND闪存单元的P/E次数高效地调度数据擦除操作，还可以根据需要使用裁剪函数调整用户数据区的大小，从而最大化SSD的使用寿命，减少存储设备的更换频率，降低客户的总拥有成本。
闪光灯寿命监控
通过TDK智能闪存寿命监测和耐久性分析程序，用户可以一目了然地了解闪存的一系列关键性能参数，以准确预测存储设备的寿命。这些可持续的监控参数包括：闪存芯片的数量和存储块的数量；总市盈率周期数和区块间最高/最低市盈率周期数；所有区块的总市盈率周期；内存使用、寿命指示器等。
基于这些技术和功能，SSD可以在整个生命周期内可靠运行，最大限度地保证数据的完整性。
高可靠性固态硬盘产品
作为上述高可靠性功能的集大成者，TDK推出了5款基于3D NAND兼容GBDriver GS2控制器的SSD系列产品。这些产品采用最新的MLC型NAND闪存，速度高达180MB/s，容量从8GB到1.6TB不等。最重要的是，它们都具有增强数据可靠性的必要特性。他们是适当的三高高容量、高速度和高可靠性的固态驱动器。它们是理想的数据存储器同伴广泛应用于运输、制造、能源、IT/金融、娱乐、科学和医疗等领域。
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