常見(jiàn)企業(yè)級SSD故障電源可靠性分析詳解

　　SRAM和內部非易失性陣列之間的傳輸完全并行(單元對單元)，這就能在8ms乃至更少時(shí)間內完成STORE操作，用戶(hù)根本毫無(wú)感覺(jué)。該IC系列的大多數版本還為用戶(hù)提供可控的軟件STORE和RECALL啟動(dòng)命令以及用戶(hù)可控的硬件STORE啟動(dòng)命令。

　　nvSRAM是高度可靠的產(chǎn)品，采用業(yè)經(jīng)驗證的大容量CMOS + SONOS工藝。此外，它在軍事、商業(yè)、存儲、醫療和工業(yè)應用中也有著(zhù)20多年的歷史。

　　圖3顯示了nvSRAM的概念，它將快速SRAM元件和非易失性元件在單個(gè)單元中整合在一起。圖4顯示了nvSRAM的單元結構。

　　非易失性SRAM--用于企業(yè)級SSD的異步解決方案

　　圖5顯示了企業(yè)級SSD數據流和元數據斷電需要備份時(shí)用作非易失性緩存的異步nvSRAM.圖5所示的VCAP電容可為STORE循環(huán)(將數據從SRAM移動(dòng)到非易失性單元)進(jìn)行供電。VCAP是大約50 μF的標準電容(詳見(jiàn)數據表)。

　　對于新設計而言，當前可用的異步nvSRAM器件密度在256-kbit到8-Mbit之間，2012年還推出了16-Mbit的器件。

　　非易失性SRAM--用于企業(yè)級SSD的同步解決方案

　　圖6顯示了用于企業(yè)級SSD的非易失性SRAM器件，其基于全新同步高帶寬(最高12.8Gbps)NAND接口nvSRAM.這種器件密度將達16-Mbit,目前已經(jīng)推出樣片，預計于2013年第一季度投入量產(chǎn)。

　　如前所述，超級電容或分立鉭電容組可用作為斷電時(shí)從SDRAM向NAND閃存傳輸數據提供所需電力的二級電壓供電源。斷電時(shí)從快速易失性存儲器向非易失性存儲器傳輸的理念與20年前賽普拉斯發(fā)明的nvSRAM理念相同，差別在于賽普拉斯nvSRAM在統一的單片IC中包含了電源檢測、數據傳輸管理、快速易失性存儲器和非易失性存儲器等。數據傳輸在所有存儲器單元中完成，同時(shí)耗電極低，時(shí)間也只有幾毫秒。而SDRAM到閃存的傳輸在系統級進(jìn)行，采用高功率I/O連接，這會(huì )很快消耗掉大型電容中的電量，而且完成時(shí)間也長(cháng)得多。

　　此外，企業(yè)級SSD架構中的SSD控制器也支持高速同步NAND到NAND閃存器件的接口(ONFI 3.0、Toggle DDR 2.0)。高速同步NAND接口目前得到久經(jīng)考驗的nvSRAM核心技術(shù)支持，采用業(yè)界標準的ONFI 3.0/Toggle 2.0接口，可為企業(yè)級SSD廠(chǎng)商提供高性能的同步非易失性存儲器解決方案。全新nvSRAM可直接放在NAND閃存總線(xiàn)上，成為關(guān)鍵非易失性數據的有源存儲器空間(見(jiàn)圖6)。全新nvSRAM接口的設計支持開(kāi)放式標準，將采用標準指令和標準信號時(shí)序。這種方法不再需要或者能盡可能少需要超級電容或鉭電容組以及數據傳輸邏輯，從而大幅縮短企業(yè)級SSD系統的斷電備份時(shí)間。此外，這也消除了電容備份解決方案相關(guān)的可靠性問(wèn)題。

　　企業(yè)級SSD斷電時(shí)需要快速可靠的關(guān)鍵數據流和元數據備份。當前的電容備份解決方案存在嚴重的可靠性問(wèn)題。本文分析了異步nvSRAM解決方案，并介紹了放在NAND閃存總線(xiàn)上的同步nvSRAM.nvSRAM可提供快速可靠的關(guān)鍵企業(yè)級SSD數據備份功能，從而消除了超級電容和鉭電容組在此過(guò)程中的可靠性問(wèn)題。