SSD固态硬盘主控原理介绍

浏览:776 发表时间:2019-03-14

        SSD最重要的三个组件就是主控、3D NAND闪存颗粒型号、固件。3D NAND闪存负责重要的存储任务,控制器和固件需要协作来完成复杂且同样重要的任务,即管理数据存储、维护SSD性能和使用寿命等。


        固件是储存在主控中的软件,不是物理上的硬件。主控是微处理器,是CPU,负责启动运行这个固化的软件,来执行各种指令和管理调度、读写、删除数据等算法。


一、主控是什么

        控制器是一种嵌入式微芯片,其功能就像cpu命令中心,发出固件算法的所有操作请求,从实际读取和写入数据到执行垃圾回收和耗损均衡算法等,以保证SSD的速度、整洁度,因此,主控是SSD的大脑中枢。

SSD主控本质是一台微处理器,具备CPU级别的运算能力,固态硬盘就是由主控芯片,闪存颗粒和缓存单元、固件组合起来的一块电子集成板。在这三大件中,成本最高的是闪存颗粒,技术含量以及核心技术最优的则是主控。

就目前来讲,SSD主控芯片的运算能力由制造工艺、核心面积的大小(晶体管数量)、核心的数量、频率决定。


二 、主控的具体作用

       每个 SSD 都有一个控制器将存储单元连接到电脑,主控器可以通过若干个通道并行操作多块FLASH颗粒,类似RAID0,大大提高底层的带宽。主控是一个执行固件代码的嵌入式处理器。主要功能如下:

        1、调度数据在各个闪存芯片上的负荷,让所有的闪存颗粒都能够在一定负荷下正常工作,协调和维护不同区块颗粒的协作。

        2、承担了整个数据中转,连接闪存芯片和外部SATA接口。

        3、启动运行固件算法,督促固件完成内部各项指令。

        (1)错误检查和纠正(ECC)

        (2)磨损平衡

        (3)坏块映射

        (4)Read disturb(读取某个块的数据的时候会影响到相邻块的数据)管理

        (5)缓存控制

        (6)GC垃圾回收

        (7)trim指令

        (8)加密