SSD的存儲介質是什么,它就是NAND閃存。那你知道NAND閃存是怎么工作的嗎?其實,它就是由很多個晶體管組成的。這些晶體管里面存儲著電荷,代表著我們的二進制數據,要么是“0”,要么是“1”。NAND閃存原理上是一個CMOS管,有兩個柵極,一個是控制柵極(Control Gate), 一個是浮柵(Floating Gate). 浮柵的作用就是存儲電荷,而浮柵與溝道之間的氧化層(Oxide Layer)的好壞決定著浮柵存儲電荷的可靠性,也就是NAND閃存的壽命。
目前市面上主要流通的就是4種NAND類型:SLC、MLC、TLC、QLC。隨著每個壽命從高到低依次是SLC>MLC>TLC>QLC.
以TLC 3D NAND為例,當一個存儲單元需要存儲多位信息時,這些位會被賦予不同的編程延遲,以允許在相同單元內區分它們。
在這種情況下,LSB、CSB和MSB是根據它們的編程延遲來定義的:
-
LSB (Least Significant Bit):最低有效位,這是在同一個存儲單元中編程延遲最小的位。對于3位的TLC NAND閃存來說,LSB通常是第一個被寫入的位,因為它的編程閾值最低。
-
CSB (Central Significant Bit):中央有效位,位于LSB和MSB之間,其編程延遲介于兩者之間。在某些編程模式下,CSB可能是在LSB之后緊接著被編寫的位。
-
MSB (Most Significant Bit):最高有效位,具有最高的編程閾值,在同一存儲單元中的編程延遲最大。因此,它是最后被編寫的位。
上面Vt分布中,理想情況是每個狀態都有數據的均勻分布。實際情況,是隨著我們對NAND寫入數據pattern的不一樣,對NAND本身可靠性差異也很大。
-
Case1: 寫入全是1的數據,寫入數據的數據,全部集中在3態。這個時候,FN隧穿效應最為嚴重(“Fowler-Nordheim stress”,這是一種由于強電場導致的隧道氧化層中的應力。在閃存的操作過程中,這種應力可能導致隧道氧化層的損壞,從而影響閃存的性能和壽命)
-
Case2: 分布在1態和3態,這種情況下用ISPP(Incremental Step Pulse Programming)脈沖編程會有影響,導致1態向3態偏移嚴重。
-
Case3: 是最理想的情況,每個狀態的比例完全均勻分布。對NAND的可靠性提升是最友好的。