Silicon Motion的最新FerriSSD可在BGA-SSD中提高服務(wù)器性能

　　· 目錄

　　· 簡介

　　· FerriSSD單一封裝服務(wù)器級SSD

　　· FerriSSD的主要功能

　　· FerriSSD的專利特性

　　· 結(jié)論

　　簡介

　　在過去數(shù)年中，固態(tài)硬盤 (SSD) 在消費設(shè)備中的數(shù)量不斷增加。這不足為奇，因為目前服務(wù)器利用 SSD 的出色性能緊跟大幅增加的數(shù)據(jù)流量步伐，而傳統(tǒng)硬盤 (HDD) 無法滿足這一需求。

　　SSD 應(yīng)用于服務(wù)器的一大領(lǐng)域是啟動盤，因為有許多原因使得 SSD 作為啟動盤遠強于 HDD。首先，SSD 更快 - HDD 可能需要數(shù)分鐘來啟動服務(wù)器，而 SSD 只需幾秒鐘即可。之所以有如此大的提高，是因為 SSD 通過快速 NAND 閃存技術(shù)而不是通過旋轉(zhuǎn)磁盤進行驅(qū)動。因此，SSD 在執(zhí)行隨機讀取/寫入操作和提供超快性能方面勝過 HDD - 尤其在啟動順序中檢索小文件讀取方面。其次，由于 SSD 沒有運動部件 (與 HDD 不同)，可承受較高環(huán)境溫度和振動，因此可靠性更強。

　　在一臺服務(wù)器中，啟動盤的性能是至關(guān)重要的 - 通過更快的啟動 SSD，服務(wù)器的整體系統(tǒng)性能可大幅提高。例如，當服務(wù)器 DRAM 滿載后，操作系統(tǒng)必須將部分“次要”數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到啟動 SSD，為新的數(shù)據(jù)請求騰出空間。這一“交換”過程創(chuàng)建了虛擬內(nèi)存映射，因為此過程讓服務(wù)器在有限的 DRAM 內(nèi)存空間中運行。而傳統(tǒng)較慢的 HDD 受困于較慢的延遲時間，因為 HDD 必須從存儲盤中讀取“次要”數(shù)據(jù)并寫入到存儲盤。因此，在啟動 SSD 中啟用的數(shù)據(jù)交換提高了整體系統(tǒng)性能。

　　嵌入式 SSD 的小尺寸因素使得它完全適合作為服務(wù)器啟動盤。與 HDD 相比，采用嵌入式 SSD 作為服務(wù)器啟動 SSD 更具性價比，因為基本的 HDD 一般配備最低容量 (通常以千兆字節(jié))，最低價格為約 $50，而啟動 SSD 一般配備 128GB 或更低容量，使整體成本降低。此外，啟動 SSD 的具有功耗遠低于傳統(tǒng)的 HDD、可節(jié)省昂貴的服務(wù)器空間、降低整體擁有成本以及提供更多所需選項等優(yōu)勢。

　　FerriSSD 單一封裝服務(wù)器級 SSD

　　許多的服務(wù)器現(xiàn)已配置了帶 SSD 的啟動盤。啟動 SSD (如 Silicon Motion 的FerriSSD) 一般作為 SSD 模塊安裝 (使用 SATA DOM 或 M.2 尺寸) 或通過 BGA-SSD 直接安裝在PCB板上。FerriSSD小巧體積能夠置于服務(wù)器小機箱內(nèi)的任何位置，包括 MicroServer 相當有限的空間內(nèi)。

　　FerriSSD配備了 Silicon Motion 專利的IntelligentScan和DataRefresh技術(shù)，可智能地激活自我掃描功能以防止?jié)撛诘臄?shù)據(jù)丟失;自我掃描功能可按環(huán)境溫度、擦除計數(shù)、讀取計數(shù)及相關(guān)聯(lián)因素進行智能調(diào)整。FerriSSD的獨特功能(FastWrite*、PowerShield** 和DataPhoenix***)經(jīng)專門設(shè)計，可協(xié)助在突然斷電的情況下確保不會令數(shù)據(jù)丟失，即便在突然停機的情況下也不用擔心。

　　采用 FerriSSD 作為啟動 SSD 將提高整臺服務(wù)器的性能、消除潛在的停機時間、降低總擁有成本、提高客戶和用戶的滿意度。

　　· 小型 BGA SSD

　　服務(wù)器啟動 SSD 沒有標準尺寸。FerriSSD為小型 BGA SSD 尺寸設(shè)計，可輕松放入服務(wù)器的窄小空間內(nèi)。FerriSSD的小型化封裝 (16x20 毫米) 尺寸可直接接合在主板上或放入用戶選擇的模塊：M.2 (2230、2242 等)、MO300A、MO297、各種 SATA DOM 模塊或甚至是 2.5” 模塊。FerriSSD通過其行業(yè)標準的 1 毫米球間距大小，為機械工程師提供了最簡單的布局、最容易的生產(chǎn)環(huán)境。除使用標準模塊尺寸外，F(xiàn)erriSSD還可直接接合到主 PCB 或以 OEM 的專利尺寸設(shè)計。

　　· 全球最佳性能的 BGA-SSD

　　Silicon Motion 最新的FerriSSD的尺寸輕薄小巧，但這是世界上最快的 BGA-SSD，它為持續(xù)運行提供了超強的性能和出色的可靠性 - 使得啟動 SSD 成為完美的選擇。下表顯示了FerriSSD在各種配置和模式下 (SLC 或 MLC) 的性能技術(shù)規(guī)范。

　　FerriSSD的主要功能

　　Silicon Motion 已將FerriSSD設(shè)計為完全嵌入式的存儲解決方案并容納了專利技術(shù)的硬件和固件，以支持一系列行業(yè)領(lǐng)先的功能。其功能包括：

　　- 高級 NAND 閃存管理，包括糾錯、壞塊管理、運行狀況監(jiān)視以及自動還原

　　- 帶DataRefresh的IntelligentScan可提高數(shù)據(jù)保護和讀取干擾保護能力

　　- **PowerShield針對突然斷電情況提供了先進的保護，而 ***DataPhoenix則提供了即時數(shù)據(jù)還原。

　　- 全面的耗損均衡在所有 NAND 單元中的編程/擦除周期均勻分布;結(jié)合低寫入放大系數(shù)，使得內(nèi)存使用壽命最大化。

　　- 可在商用 (0°C 至 70°C) 和工業(yè)溫度等級 (-40°C 至 85°C) 中實現(xiàn)。

　　- SLC、SLC 模式以及 MLC NAND 閃存類型符合您的預(yù)算

　　- 容量：1GB 至 128GB (256GB：2016 年下半年)

　　FerriSSD的專利特性

　　正如此白皮書前面提到的，F(xiàn)erriSSD包含固件是完全嵌入式的存儲解決方案。它提供了可自定義固件，支持自監(jiān)控、分析和運行狀況報告，所有的設(shè)計旨在設(shè)計高可靠性的啟動硬盤。以下是FerriSSD的部分杰出功能：

　　· 100% 全范圍篩選提供了低dPPM

　　在服務(wù)器應(yīng)用中，任何缺陷都可導(dǎo)致停機 - 這是不可接受的情況。作為最有效的防護措施，所有的 FerriSSD 都按客戶要求的溫度 (商用級溫度或工業(yè)級溫度)，在裝運前進行 100% 的篩選。大規(guī)模生產(chǎn)時，通過 Silicon Motion 的支持以全溫度范圍在板上進行燒錄，潛在的弱單元將被有效篩選掉，從而防止在使用過程中停機。從多年使用 Silicon Motion 的 NAND 進行專利工藝設(shè)計的經(jīng)驗來看，F(xiàn)erriSSD極低的dPPM能夠滿足當今實際嵌入式服務(wù)器市場的嚴格要求。

　　· 服務(wù)器級數(shù)據(jù)保護：帶DataRefresh的IntelligentScan

　　在服務(wù)器啟動 SSD 應(yīng)用中，大多數(shù)是全天候不停機讀取。最常見的問題是過度讀取造成的讀取干擾，以及由服務(wù)器機箱內(nèi)高溫引起的潛在數(shù)據(jù)保存損壞。在企業(yè)計算領(lǐng)域，數(shù)據(jù)丟失保護遠高于客戶端的計算。雖然保護靜態(tài)數(shù)據(jù) (數(shù)據(jù)實際上保存到存儲媒體) 也是非常重要的，但至關(guān)重要的是保護 SSD 中保存的數(shù)據(jù)。SSD 必須保證所有的數(shù)據(jù)寫入到硬盤并加以保護。

　　SMI 已加入并設(shè)計了FerriSSD的獨特保護：帶DataRefresh的IntelligentScan業(yè)已證明其在高溫下對讀取干擾和數(shù)據(jù)保護特別有效。

　　通過 Intelligent Scan，F(xiàn)erriSSD的固件將對變化中的使用環(huán)境作出響應(yīng)，以智能決定掃描 SSD 的位置、時間和頻率。根據(jù)閾值和自適應(yīng)算法，在閑置時進行掃描，以決定根據(jù)嚴重優(yōu)先級進行掃描的單元 (如溫度計數(shù)、讀取計數(shù)和其它因素)。

　　當IntelligentScan識別出過壓單元后，SMI 擁有專利的DataRefresh功能被激活以進行充電、修復(fù)或撤出單元塊。由于結(jié)合了IntelligentScan和DataRefresh，與一般的 NAND 技術(shù)規(guī)范相比，F(xiàn)erriSSD能夠大大延長其使用壽命。

　　· *通過FastWrite進行快速數(shù)據(jù)保存保護?

　　出現(xiàn)意外斷電時，SSD 無法退出其最后的操作。這會導(dǎo)致當前寫入數(shù)據(jù)永久性損失以及之前存儲數(shù)據(jù)的損毀。為防止這一情況的發(fā)生，傳統(tǒng)的服務(wù)器必須部署昂貴的 UPS (不間斷電源) 或 NVDIMM-N (非易失性雙列直插內(nèi)存模塊) 來處理此類情況。

　　在突然斷電時，F(xiàn)erriSSD通過其FastWrite選項提供了保護，該功能可降低所需的 UPS 容量并完全取代了 NVDIMM-N。FastWrite可以 2~3 倍的寫入速度 (與典型的 MLC 寫入速度相比) 寫入到保留的區(qū)域，讓 DRAM 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲達到最大的寫入速度;在突然斷電時，此功能可在斷電前將所有的 DRAM 數(shù)據(jù)快速保存到FerriSSD。

　　· 遠程固件更新功能

　　全球許多采用我們的 Ferri-SSD 啟動 SSD。FerriSSD擁有專利的遠程固件更新功能，只要有 Internet 接入，可讓我們的合作伙伴能夠隨時隨地即時遠程更新 SSD 固件。啟動 SSD 可在運行時完成固件更新(不到一秒鐘)而不影響日常服務(wù)。

　　結(jié)論

　　FerriSSD是 Silicon Motion 的 NAND 閃存存儲解決方案優(yōu)勢的又一明證。FerriSSD具有Silicon Motion先進的特色固件技，如針對突然斷電損失的先進保護、即時數(shù)據(jù)還原、糾錯、壞塊管理、運行狀況監(jiān)視以及自動還原，以及 Silicon Motion 擁有專利的FastWrite。

　　FerriSSD代表了完全嵌入式存儲解決方案，集性價比和高性能于一體。由于沒有機械運動部件，它可承受較高的環(huán)境溫度，從而延長服務(wù)器的使用壽命。還一個額外的好處，即它不需要高容量，其小巧的設(shè)計節(jié)省了空間。功耗較低，工作溫度較低，其降低了停機情況。此外，它提供了彈性的 PCB 設(shè)計，并具有當今競爭市場中的一個重要好處 - 低成本生產(chǎn)。

　　當從整體考慮時，這些事實決定了作為一個嵌入式 SSD，為什么FerriSSD的服務(wù)器啟動盤在可靠性、節(jié)省成本和整體效益等方面遠勝于 HDD。