测试回顾:给小白解读SSD耐久度测试原理
本期附加内容:3D闪存与芯片堆叠(3D闪存纠错)
文末有3D闪存知识纠错,它可能和你平时听到的、想到的不太一样。
11月8日,影驰ONE 240G的耐久度测试进行到350TB主机写入。通过CrystalDiskInfo可以看到F1项主机写入量409871GB,约合400.26TB。
在CrystalDiskInfo的功能-高级特征-原始值当中选择“10[DEC]-2byte”可以直观查看到AD项原始值所代表的闪存磨损计数为平均1685次、最大1732次。AA项数值保持不变,闪存保留备用块数量没有产生变化。
Hard Disk Sentinel软件常驻后台,每小时刷新记录。E7项健康度平均下来每天消耗1%。截至本次烘烤测试结束为止,健康度剩余43%。
使用IOMeter生成随机数据填充的2GB测试文件,利用复制它来填充满全盘,并使用File Bench记录初始读取速度如下:
接下来进行连续24小时的高温烘烤:
烘烤结束后待盘体冷却至室温,然后挂副盘开机,立刻使用FileBench重新测试盘上文件的读取速度:平均读取速度从烘烤前的484MB/s下降到459MB/s。
通电空闲30分钟后,进行第二次读取速度测试。虽然没有完整恢复到烘烤前的水平,但掉速最明显的几个文件(上图红圈中)读取速度都得到了明显回升,最终全部文件的平均读取速度是465MB/s。读取速度在450MB/s以下的文件数量从超过9个减少到7个,说明主控有闪存状态监控和刷新动作:
烘烤前后,所有盘上测试文件的MD5校验值相同,数据完整性检验通过:
400TB主机写入后的烘烤加速测试顺利通过,下一个预期测试节点为主机写入450TB,大约需要一周左右的时间到达。
附加知识:
不知不觉中,3D闪存已经普及。在很多厂商宣传材料中,3D闪存是这个样子的:一片片平面堆叠起来。这看似展现了3D闪存的概念,实际上却是对闪存堆叠的示范。
闪存堆叠(或称“叠die”)技术由来已久,2D闪存也可以使用引线键合工艺进行叠die封装,一个闪存颗粒中可以塞入多个闪存晶粒,从而令闪存颗粒的容量得到提升。
引线键合:通过金属细丝将闪存晶粒与基板连接。这种精密如绣花针的连线工艺其实已经很古老了,不过因为成本上的优势,它依然广泛应用在闪存封装当中。
除了引线键合之外,超高容量的闪存颗粒还可能使用到TSV技术进行叠die:多个闪存die通过硅通孔垂直堆叠并连接起来,封装到一个闪存颗粒当中。但这些跟3D闪存并没有直接的关系,叠die只是增加了单个闪存颗粒的最大容量,却无法从根本上降低单位容量成本。
下图是普通2D平面闪存(左)与东芝BiCS三维闪存(右)的结构对比图,图中所示为一个闪存存储单元的结构。每个TLC闪存单元可以存储3个比特数据,数据的表达是通过FG或CT中存储的电子多寡来决定。
3D闪存的存储单元从平面变为垂直方向排布,每个闪存单元就像串糖葫芦一样可以串很多层,这样在相同晶圆面积内就可以容纳下更多的闪存单元,从而降低了每GB容量的成本,这是3D闪存的最大优势,也是3D闪存能够得到快速普及的原因之一。
除了每个闪存Die当中闪存单元的垂直堆叠之外,在闪存die之外,传统的叠die技术依然在使用。影驰ONE固态硬盘从一开始就声明只使用东芝3D闪存,进行耐久度测试的240G型号一共有4颗闪存颗粒(PCB正反面各两颗),每个颗粒内通过叠die技术封装了2个东芝BiCS3 3D TLC闪存晶粒(单个256Gb,即32GB),每个颗粒容量64GB。
简单总结:3D闪存并非是指简单平面堆起来,而是在闪存阵列这个层面就已经完成了闪存单元的立体化。叠die提升了单个颗粒的最大容量,而3D闪存结构则在提升容量的同时降低了每GB容量的价格。
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