選擇正確的嵌入式存儲(chǔ)變得更加復(fù)雜。在評估存儲(chǔ)解決方案時(shí)，簡單地使用每 GB 美元指標(biāo)的日子已經(jīng)一去不復(fù)返了。為了找到最有效的存儲(chǔ)，開發(fā)人員已經(jīng)開始意識(shí)到他們必須查看與其數(shù)據(jù)類型使用模型相關(guān)的給定應(yīng)用程序。更復(fù)雜的是，SSD 制造商繼續(xù)尋求通過技術(shù)差異化和特定應(yīng)用品牌推廣來競爭定位其產(chǎn)品的方法。這導(dǎo)致創(chuàng)建了多個(gè)應(yīng)用程序類別，稱為客戶端、企業(yè)、數(shù)據(jù)中心和嵌入式工業(yè)“基礎(chǔ)設(shè)施”SSD。

SSD 本質(zhì)上是用相同的組件構(gòu)建的：ASIC 或 FPGA 控制器、NAND 閃存和可能的 DRAM。制造商將這些組件集成到焊接多芯片封裝中，或者將它們與其他無源器件結(jié)合起來，并將它們安裝到某種類型的印刷電路板上。如果 SSD 基本上由相同的組件組成，那么為特定應(yīng)用程序類構(gòu)建的組件有何不同？

SSD 公司最常見的回答是解釋產(chǎn)品是如何構(gòu)建的，而不是告訴設(shè)計(jì)師產(chǎn)品的功能。解釋通常涉及 MLC 與 SLC 與 TLC（現(xiàn)在與 3D）、寫入放大優(yōu)化、讀取干擾緩解、電壓閾值偏移和無數(shù)其他專有技術(shù)。坦率地說，這些參數(shù)對嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員來說很少重要。他們真正需要的是滿足其應(yīng)用程序使用模型目標(biāo)（包括系統(tǒng)規(guī)格和預(yù)算）的正確存儲(chǔ)解決方案。因此，更好地利用設(shè)計(jì)人員的寶貴時(shí)間是了解客戶端、企業(yè)、數(shù)據(jù)中心和嵌入式工業(yè) SSD 的關(guān)鍵外部指標(biāo)，而不是過度關(guān)注底層技術(shù)以及這些指標(biāo)是如何實(shí)現(xiàn)的。

SSD應(yīng)用類

對不同 SSD 應(yīng)用程序類別的概述有助于充分了解每個(gè)應(yīng)用程序類別的開發(fā)原因。

客戶

有許多眾所周知的用例和指標(biāo)與客戶端桌面、筆記本/超極本、平板電腦和智能手機(jī)應(yīng)用程序相關(guān)聯(lián)。SSD 用于存儲(chǔ)操作系統(tǒng)和用戶數(shù)據(jù)，性能根據(jù)個(gè)人需求而定。最需要的功能是即時(shí)啟動(dòng)和應(yīng)用程序響應(yīng)時(shí)間，因此 SSD 針對讀取速度進(jìn)行了優(yōu)化。與客戶端應(yīng)用程序相關(guān)的停機(jī)時(shí)間相當(dāng)長，足以使 SSD 可以處理任何閃存管理任務(wù)，以幫助其實(shí)現(xiàn)更高的性能、更高的可靠性或更長的耐用性。

企業(yè)

企業(yè)級 SSD 最初是為了取代短行程企業(yè)級硬盤驅(qū)動(dòng)器的機(jī)架而開發(fā)的。最近，SAS 已成為存儲(chǔ)任務(wù)關(guān)鍵型企業(yè)數(shù)據(jù)的首選接口，這要求企業(yè)級 SSD 使用相同的接口。SAS 提供比 SATA 更??高的可靠性，但 SSD 的性能能力顯示出傳統(tǒng)硬盤驅(qū)動(dòng)器接口的瓶頸，導(dǎo)致更高的企業(yè)性能需求。PCIe 滿足了這一需求。作為參考，企業(yè)級 SSD 通常分為以下三類：SAS、PCIe 和閃存存儲(chǔ)陣列。

數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心 SSD 是通常支持 Internet 搜索和社交媒體網(wǎng)站的特定應(yīng)用服務(wù)器和設(shè)備的主要存儲(chǔ)構(gòu)建塊。數(shù)據(jù)中心的 SSD 通常是 6 Gbps SATA SSD，容量為 120 GB 或更高。通常選擇 SATA 是因?yàn)樗娝苤⑶遗c SAS 和 PCIe 相比具有高度的兼容性和成本效益。在此分析中，數(shù)據(jù)中心 SSD 的定位是每 GB 成本更低，同時(shí)保持足夠的 IOPS 和低延遲，并且通常具有大約 500 MBps 的讀/寫速度和 60K+ 范圍內(nèi)的 IOPS。

基礎(chǔ)設(shè)施

用于嵌入式工業(yè)系統(tǒng)的 SSD 主要部署在支持基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)備中。基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用包括網(wǎng)絡(luò)/通信路由器、交換機(jī)和基站；企業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全和監(jiān)控設(shè)備；醫(yī)療和游戲設(shè)備；工廠自動(dòng)化系統(tǒng)和數(shù)字標(biāo)牌。

與眾所周知的客戶端和企業(yè) SSD 使用模型不同，基礎(chǔ)設(shè)施 SSD 應(yīng)用程序高度分散，因此很難將它們劃分為特定的應(yīng)用程序類別。這是因?yàn)榛A(chǔ)架構(gòu) SSD 需要支持廣泛的混合功能工作負(fù)載。兩個(gè)相反的例子：賭場游戲 SSD 可能會(huì)被寫入一次然后寫保護(hù)，但在玩游戲時(shí)會(huì)被多次讀取，而基站 SSD 會(huì)持續(xù)寫入手機(jī)流量日志信息。基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)模式的范圍從 99% 的讀取/1% 的寫入到正好相反，并且可以涵蓋介于兩者之間的所有場景。

基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用程序通常是關(guān)鍵任務(wù)，并且專為 24/7 運(yùn)行而設(shè)計(jì)；在 -40 °C 至 85 °C 或更高的惡劣、擴(kuò)展溫度環(huán)境中多次使用。基于基礎(chǔ)設(shè)施的 SSD 的特點(diǎn)是體積更小、功耗更低、容量更低，例如 Slim SATA、mSATA、CompactFlash 或 10 針 eUSB。它們支持需要低于 100 GB 容量的應(yīng)用程序。例如，基于 Linux 和 RTOS 的系統(tǒng)需要不到 4 GB。

一個(gè)普遍的觀點(diǎn)是，基礎(chǔ)設(shè)施 SSD 需要基于 SLC NAND，這使得它們比客戶端 SSD 成本高得多。這不一定是真的。雖然 SLC 按每 GB 美元計(jì)算更貴，但在某些應(yīng)用中，最低成本的 120 GB 客戶端 SSD 仍然比優(yōu)化的 8 GB SLC 基礎(chǔ)設(shè)施 SSD 更貴（按每單位美元計(jì)算）。許多任務(wù)關(guān)鍵型系統(tǒng)絕對需要基于 SLC 的 SSD，從而提高耐用性、可靠性和更長的產(chǎn)品生命周期所需的費(fèi)用。

另一個(gè)令人擔(dān)憂的問題是重新認(rèn)證的高成本，因?yàn)槊總€(gè) SLC 都需要進(jìn)行多達(dá) 3 次 MLC 迭代，因此每次迭代都需要重新驗(yàn)證。對于高容量應(yīng)用來說，SLC 可能成本太高，但在容量較低的情況下，從總擁有成本 （TCO） 和性能角度來看，SLC 非常引人注目。

基礎(chǔ)設(shè)施 SSD 沒有固定規(guī)則

考慮到應(yīng)用程序的多樣性，很明顯，SSD 應(yīng)用程序類別需要根據(jù)使用模型及其相關(guān)的工作負(fù)載需求而不是技術(shù)來定義。雖然有幫助，但并非所有 SSD 供應(yīng)商都遵循這些準(zhǔn)則，也不是必須這樣做。目前，JEDEC JC-64.8 SSD 委員會(huì)在文檔 JESD218 中僅為客戶端和企業(yè) SSD 定義了應(yīng)用類別。JESD219 中解釋了與這些應(yīng)用程序類相關(guān)的工作負(fù)載。

如果一個(gè)給定的 SSD 規(guī)范不是基于一組通用規(guī)則，那么它就沒有用或沒有意義。因此，OEM 有責(zé)任仔細(xì)查看數(shù)據(jù)表以評估給定 SSD 的開發(fā)方式。

為基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用驗(yàn)證 SSD 耐用性的過程是一項(xiàng)出色的練習(xí)，設(shè)計(jì)人員可以在其中檢查要求，包括有效使用（開機(jī)）時(shí)間和溫度、保留使用（關(guān)機(jī)）時(shí)間和溫度以及功能故障，以及不可糾正的誤碼率。困難在于，當(dāng)涉及到耐力時(shí)，以下指標(biāo)都是相互關(guān)聯(lián)的，一個(gè)參數(shù)假設(shè)的變化通常會(huì)導(dǎo)致另一個(gè)參數(shù)的變化。

工作負(fù)載——包括數(shù)據(jù)類型、文件大小、數(shù)據(jù)是順序的還是隨機(jī)的，以及應(yīng)用程序的讀寫要求。

主動(dòng)使用 -識(shí)別主機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部假設(shè)的外殼溫度，通常在 SSD 外殼上，SSD 被寫入和讀取。它還定義了 SSD 的使用頻率。

保留使用——定義存儲(chǔ)溫度和 SSD 可以關(guān)閉電源的時(shí)間長度，同時(shí)在 SSD 達(dá)到其耐用規(guī)范后仍保持?jǐn)?shù)據(jù)完整。

數(shù)據(jù)保留時(shí)間——工業(yè) SSD 的一個(gè)重要指標(biāo)點(diǎn)，表明如果 SSD 幾乎沒有被寫入，保留時(shí)間明顯長于長期使用的 SSD。

功能故障要求——概述了在特定條件下給定樣本量的“可接受”故障的數(shù)量。

UBER –根據(jù)已讀取的位數(shù)測量返回不可糾正位錯(cuò)誤的扇區(qū)數(shù)。

此耐力練習(xí)說明了為什么了解指定 SSD 的用例的適用性和有效性至關(guān)重要。因此，如果 SSD 規(guī)范不提供用例數(shù)據(jù)，則它們提供的設(shè)計(jì)適用性有限，需要受到質(zhì)疑。

SSD 與嵌入式基礎(chǔ)架構(gòu)保持一致

嵌入式工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用存儲(chǔ)需求的多樣化和分散性促使 OEM 評估多種選項(xiàng)以匹配其各自的系統(tǒng)需求。為使 SSD 符合嵌入式基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用程序開發(fā)人員的獨(dú)特要求，它應(yīng)該提供廣泛的集成增值功能。為了充分支持基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備，優(yōu)化的 SSD 必須提供斷電保護(hù)、24/7 可用性、在寬溫度范圍內(nèi)可靠運(yùn)行、低功耗/低熱量、高耐用性、長產(chǎn)品生命周期等。

當(dāng)嵌入式系統(tǒng) OEM 完全了解 SSD 應(yīng)用類別時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)降低總擁有成本和提高存儲(chǔ)效率的重要指標(biāo)。在具有豐富經(jīng)驗(yàn)和產(chǎn)品組合的存儲(chǔ)供應(yīng)商的幫助下，可以為特定設(shè)計(jì)選擇最佳 SSD 以滿足預(yù)算和應(yīng)用規(guī)范，從而在滿足多樣化嵌入式基礎(chǔ)設(shè)施市場的需求方面發(fā)揮更大作用。

審核編輯：郭婷