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工业固态硬盘应用MRAM存储芯片的优势

2018-08-01 14:50:40

固态硬盘
对工业级固态硬盘了解的都清楚固态硬盘里面的超级电容,而对于工业级固态硬盘为什么会采用钽电容,主要的目的是为了保持数据,因为当固态硬盘遭遇突然断电的时候,钽电容就会用自身的电量将存储在RAM中的数据转移到ROM中,防止数据因为断电丢失,工业级固态硬盘钽电容的位置如图所示,占据了盘内不少的位置,并且工业级固态硬盘采用钽电容存在以下几个弊端
  1. 电容本身故障率会导致数据丢失,工业级固态硬盘应用的环境相对比较苛刻,一般不是封闭高温就是各种复杂的室外环境,对电容的要求性比较好,也容易造成电容出现功能性的故障,同时电容本身也存在不良率的情况也会间接的影响数据的存储,
  2. SSD掉电恢复设计最复杂,掉电后数据恢复本身就是一项非常复杂的事,在精密的设计里面一环紧扣一环,变量系数太大一旦不慎也是导致数据全盘丢失。
  3. 缓存容量不能太大,这对工业级的固态硬盘来说是个硬伤,因为电容能够提供的电量有限,缓存过大而电容电量不足也是不够时间将数据写入闪存中,
目前来说大部分的工业级固态硬盘是采用闪存记忆体来存储数据,除了闪存之外还可以使用MRAM存储芯片作为缓存的设计这样子缓存数据掉电后还可以保持数据,而且进入3D TLC时代后,在One Shot编程模式下,也不用考虑Lower Page Corruption这种问题了。
 
所以,我们很快就会发现MRAM的一大用途——SSD的缓存芯片,这样缓存数据掉电后还在,而且进入3D TLC时代后,在One Shot编程模式下,也不用考虑Lower Page Corruption这种问题了。
 
使用MRAM存储芯片作为SSD固态硬盘的优势如下:
1. 掉电恢复变得简单:以前关于电容和各种变量、内部管理数据等的保存、恢复都不需要了;
2. 数据更安全:即使掉了电,缓存数据和关键管理数据还在MRAM里面,上电后继续用;
3. 掉电恢复时间更快:管理数据还在MRAM里面,上电后直接就用了,少了一个恢复的过程;
4. 随机性能更高:MRAM是可以按字节随机访问的,而且随机性能很高,所以作为写缓存,提升IOPS;
5. 应用场景更广泛:很多苛刻的大电容不适合的室外环境也可以有掉电保护;MRAM是芯片,符合工业级的宽温要求。
6. 降低成本。MRAM比电容还贵,怎么降低?设计简单了,测试也就简单了,成本自然就下架了 。
 
Everspin科技公司目前是全球第一家提供MRAM存储芯片产品,目前推出最新款的产品STT-MRAM产品,单颗芯片容量可达32MB,可以做SSD固态硬盘的缓存绰绰有余,如下图,MRAM的读写延迟只有10微秒左右,而且在命令很多的情况下,延迟QoS非常稳定,波动在2微秒之内。而SSD的延迟在100微秒,同时命令多了之后,延迟更长。
 
 
另外Everspin还推出了一款1GB容量的加速卡,可以达到150万IOPS,6.26微秒延迟,
可以用来做NV DIMM了,而且不需要电池。如果自己开发的话,Everspin还提供MRAM控制器的IP。


本文关键词:Everspin

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