简析：固态硬盘（SSD）相关概念

　　目前闪存在企业级应用也越来越多，包括混合闪存阵列以及全闪存阵列全面上市，而且Gartner机构预测，未来几年闪存会有很大的发展。这里提的闪存概念是SSD概念，即固态硬盘，而固态硬盘是由多个NAND闪存芯片组成的。采用FLASH芯片作为存储介质，这也是我们通常所说的SSD。这种SSD 固态硬盘最大的优点就是可以移动，而且数据保护不受电源控制，能适应于各种环境。本文章主要目的是让用户了解各个闪存术语的概念，能够明白闪存阵列一些概念。

　　在2017年：闪存威胁传统硬盘 NAND增长迅猛一文中，提到Gartner已经更新了其HDD（硬盘驱动器）2012年-2017年出货量预测，预计在这5年之间NAND闪存出货量在混合硬盘中应该增加169倍。那么NAND闪存又是什么意思呢？同样在借助闪存戴尔新Compellent破旧迎新文章中，SLC和MLC固态硬盘可以混合放置在Compellent存储阵列里面。SLC和MLC是什么概念，以及细分出eSLC和eMLC是什么概念。

　　上文中的"NAND闪存出货量"是指核心元件是NAND闪存芯片的SSD，NAND闪存芯片完全是市场化的产物，1989年，东芝公司发表了 NAND 闪存结构，强调降低每比特的成本，更高的性能，并且象磁盘一样可以通过接口轻松升级。NAND Flash具有较快的抹写时间， 而且每个存储单元的面积也较小，这让NAND Flash相较于NOR Flash具有较高的存储密度与较低的每比特成本。NAND 闪存的主要供应商是三星和东芝。NAND是利用一种叫做"浮动门场效应晶体管"的晶体管大量的有序排列起来而成的一种闪存芯片。

　　那么SLC 和MLC又是什么概念呢？NAND 闪存芯片是由一种叫做"浮动门场效应晶体管"的晶体管来保存数据的。而每个这样的晶体管我们称为一个"Cell"，这样的"Cell"可以组成两个方式，即SLC 和MLC，分别是是Single Layer Cell 和Multi-Level Cell的缩写，SLC是一个Cell可以保存1B的数据，MLC是一个Cell可以保存2B的数据。那么MLC容量是SLC的两倍，但是成本差不多。这样相同容量的SSD，SLC价格就会比MLC的价格高很多。但是MLC由于每个Cell可以存储4个状态，结构相对复杂，出错的几率大大增加，需要进行错误修正的动作也会大大增加，就会导致其性能大幅落后与结构简单的SLC芯片。

　　在NAND Flash工厂制造处理过程中，厂商把晶元上最好的那部分Flash晶片挑选出来并用企业级的标准来检测晶片的数据完整性和耐久度。检测完成后，这些晶片被取下来改变内部参数并进行之后的比标准MLC更苛刻的测试。当这些晶片通过测试后，就被定义为eMLC级别组，余下的就成为MLC级别组了。 同理eSLC就是从SLC晶元上挑出来的优质晶片经过内参调整和企业级标准筛选的产物。

　　所以性能上就是 MLC<eMLC<SLC<eSLC。 单级单元技术的程序擦除周期为10万次，多级单元技术的程序擦除周期只有3000次到5000次。eMLC的程序擦除周期为3万次，价格只有单级单元闪存的一半左右。 价格上也呈现MLC<eMLC<SLC<eSLC。