固态硬盘储存技术与嵌入式系统的应用趋势
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宇瞻科技(Apacer)股份有限公司产品研发处资深经理李俊昌先生，以「固态硬盘储存技术与嵌入式系统的应用趋势」为主题，说明固态硬盘(SSD)储存技术的挑战、在嵌入式系统的应用趋势，并分享宇瞻16年在SSD的发展技术与经验。
他比喻测试一部SSD的性能好坏，如同男女朋友交往一样会有3个阶段，一开始会先看长相、重内涵与表现(Performance)，通常都会用第三方评测软件来测试读写效能；若满意的话，第二就是看可不可靠、值得信赖(Reliability)，会不会中途落跑，此时就要看SSD的设计能否忠实且完整写入，而不会掉数据；若这部分也OK，最后就要看是否能长长久久(Endurance)，这就得看SSD的体质与设计，应用在系统中能够支撑多久。
工控领域的储存议题：效能、可靠度、耐久性
李俊昌说明应用工控领域的储存装置，通常会考量到Performance(效能)、Reliability(可靠度)、Endurance(耐久性)，这也是嵌入式系统的储存装置常考量的重点。
在Performance方面，由于NAND Flash的品质越做越差，寿命越短，使得Controller IC(控制芯片)就得越做越好，所以Flash Controller开始走向Multi-core(双核、4核，甚至8核心)来做NAND的运算与处理，而要提升效能，就得以Multi-channel(双通道至8通道)的设计，来加速NAND的存取。
此外还可以搭配其他的辅助元件与方法来提升效能，例如DRAM Cache技术，透过内/外部DRAM来当数据快取，以提升随机IOPS(每秒读写吞吐量)。而HyperCache，可调整韧体对NAND的组态设定与写入方式，其SmartWrite机制可针对MLC Flash的特性将数据优先写到速度较快的SLC-Page，让写入速度倍增；在系统待机或必要时，其Static Data Moving机制再将静态数据陆续搬移到MLC区域，以提升可使用区块空间的机会。
多种机制与技术 提升SSD性能
在Reliability方面，李俊昌表示其SLC-Lite技术，就是将MLC写入的电荷准位间隔拉大、仅使用一半的容量(如128GB做成64GB)，好处在于数据写入效能倍增，Flash的寿命依照颗粒品质好坏，会增加到3至10倍不等，以A19 NAND Flash为例，可以提升到20K P/E(Program/Erase)Cycle的水准，让其耐久可做到相当于一般MLC(3K)的6？7倍。
Controller内部通常会配置DRAM来做加速，其DataPath Protect技术，使用SATA Link的CRC机制，搭配DRAM加ECC错误修正机制，加上Controller内部Buffer(缓冲区)的ECC修正码，将数据与ECC码写入NAND。以确保数据能精准写入SSD内。此外，其CorePower技术，在系统断电时能够确保使用外挂DRAM的SSD，能迅速将快取数据完整且安全写回。
在效能提升之下 也维持SSD的高可靠度
由于NAND的Mapping Table(对应表)越来越大，因此有搭配外挂DRAM设计的SSD，能将各式快取数据放在DRAM，必要时才写回Flash，能有效减少metadata(中介数据)在NAND区块的搬移次数，对SSD整体的可靠度提升很有帮助。
另外在NAND的选择部分，以P/E Cycle为考量下，嵌入式系统大多使用SLC(>60K)与MLC，至于工控领域则可选择MLC(3K)或SLC-Lite (20K)。
随着NAND Flash制程的演进，品质越来越往下掉，使得Bad Block越来越多，因此Over-Provisioning(超容量快取)的技术，就是将原本128GB的Flash下修成120GB或100GB的可使用空间，虽然减少了7%或28%的容量，但在发生Bad Block时，以及韧体在做Garbage Collection(垃圾数据回收)时，就有更多Flash空间能做Remapping，同时维持原有效能。
由于Flash的Page Size越来越大，以MLC 16K Page Size为例，当随机写入4K数据时，WAI(写入放大指数)就是4倍，若搭配DRAM来设计SSD时，就能先将随机4K的数据集中到4组之后，再一次写回Flash，降低WAI数，提升SSD寿命。
IoT时代的SSD新技术
由于物联网应用，许多数据储存到云端，形成大数据。由于SSD可以做成各种Form Factor来满足所有嵌入式系统的需求(例如小型模块来符合1U服务器)，同时具备SATA/PCIe界面，以及高效能的随机IOPS。而宇瞻的SSD Modules具备专利7+2 pin的带电插头设计，可减少储存装置体积与排线，有助于服务器的热对流设计。目前Intel与SuperMicro的一些服务器主机板上亦已导入并支持。
至于创新的产品走向，宇瞻有：Combo SDIMM(DIMM上面同时有SSD和DDR存储器，可减少体积与能耗)、NVDIMM(DIMM上面DDR、Flash芯片与备援电力的电容设计，可加速开机速度，电源断电时将数据快速写回SSD。须修改BIOS来支持，DDR4规范已支持)、True SDIMM(取代DRAM设计，其DIMM含存储器控制器和Flash芯片，CPU直接存取，免透过Chipset来抓取，具备超低延迟、高效能、高容量存储器)等新技术，适合各种嵌入式系统的导入。
