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

　　· 目錄

　　· 簡(jiǎn)介

　　· FerriSSD單一封裝服務(wù)器級SSD

　　· FerriSSD的主要功能

　　· FerriSSD的專(zhuān)利特性

　　· 結論

　　簡(jiǎn)介

　　在過(guò)去數年中，固態(tài)硬盤(pán) (SSD) 在消費設備中的數量不斷增加。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據流量步伐，而傳統硬盤(pán) (HDD) 無(wú)法滿(mǎn)足這一需求。

　　SSD 應用于服務(wù)器的一大領(lǐng)域是啟動(dòng)盤(pán)，因為有許多原因使得 SSD 作為啟動(dòng)盤(pán)遠強于 HDD。首先，SSD 更快 - HDD 可能需要數分鐘來(lái)啟動(dòng)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(guò)快速 NAND 閃存技術(shù)而不是通過(guò)旋轉磁盤(pán)進(jìn)行驅動(dòng)。因此，SSD 在執行隨機讀取/寫(xiě)入操作和提供超快性能方面勝過(guò) HDD - 尤其在啟動(dòng)順序中檢索小文件讀取方面。其次，由于 SSD 沒(méi)有運動(dòng)部件 (與 HDD 不同)，可承受較高環(huán)境溫度和振動(dòng)，因此可靠性更強。

　　在一臺服務(wù)器中，啟動(dòng)盤(pán)的性能是至關(guān)重要的 - 通過(guò)更快的啟動(dòng) SSD，服務(wù)器的整體系統性能可大幅提高。例如，當服務(wù)器 DRAM 滿(mǎn)載后，操作系統必須將部分“次要”數據轉移到啟動(dòng) SSD，為新的數據請求騰出空間。這一“交換”過(guò)程創(chuàng )建了虛擬內存映射，因為此過(guò)程讓服務(wù)器在有限的 DRAM 內存空間中運行。而傳統較慢的 HDD 受困于較慢的延遲時(shí)間，因為 HDD 必須從存儲盤(pán)中讀取“次要”數據并寫(xiě)入到存儲盤(pán)。因此，在啟動(dòng) SSD 中啟用的數據交換提高了整體系統性能。

　　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(dòng)盤(pán)。與 HDD 相比，采用嵌入式 SSD 作為服務(wù)器啟動(dòng) SSD 更具性?xún)r(jià)比，因為基本的 HDD 一般配備最低容量 (通常以千兆字節)，最低價(jià)格為約 $50，而啟動(dòng) SSD 一般配備 128GB 或更低容量，使整體成本降低。此外，啟動(dòng) SSD 的具有功耗遠低于傳統的 HDD、可節省昂貴的服務(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)器現已配置了帶 SSD 的啟動(dòng)盤(pán)。啟動(dòng) 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(guò) BGA-SSD 直接安裝在PCB板上。FerriSSD小巧體積能夠置于服務(wù)器小機箱內的任何位置，包括 MicroServer 相當有限的空間內。

　　FerriSSD配備了 Silicon Motion 專(zhuān)利的IntelligentScan和DataRefresh技術(shù)，可智能地激活自我掃描功能以防止潛在的數據丟失;自我掃描功能可按環(huán)境溫度、擦除計數、讀取計數及相關(guān)聯(lián)因素進(jìn)行智能調整。FerriSSD的獨特功能(FastWrite*、PowerShield** 和DataPhoenix***)經(jīng)專(zhuān)門(mén)設計，可協(xié)助在突然斷電的情況下確保不會(huì )令數據丟失，即便在突然停機的情況下也不用擔心。

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

　　· 小型 BGA SSD

　　服務(wù)器啟動(dòng) SSD 沒(méi)有標準尺寸。FerriSSD為小型 BGA SSD 尺寸設計，可輕松放入服務(wù)器的窄小空間內。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(hù)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(guò)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(jiǎn)單的布局、最容易的生產(chǎn)環(huán)境。除使用標準模塊尺寸外，FerriSSD還可直接接合到主 PCB 或以 OEM 的專(zhuān)利尺寸設計。

　　· 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，它為持續運行提供了超強的性能和出色的可靠性 - 使得啟動(dòng) 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)規范。

　　FerriSSD的主要功能

　　Silicon Motion 已將FerriSSD設計為完全嵌入式的存儲解決方案并容納了專(zhuān)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、運行狀況監視以及自動(dòng)還原

　　- 帶DataRefresh的IntelligentScan可提高數據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(jìn)的保護，而 ***DataPhoenix則提供了即時(shí)數據還原。

　　- 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;結合低寫(xiě)入放大系數，使得內存使用壽命最大化。

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

　　- SLC、SLC 模式以及 MLC NAND 閃存類(lèi)型符合您的預算

　　- 容量：1GB 至 128GB (256GB：2016 年下半年)

　　FerriSSD的專(zhuān)利特性

　　正如此白皮書(shū)前面提到的，FerriSSD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，支持自監控、分析和運行狀況報告，所有的設計旨在設計高可靠性的啟動(dòng)硬盤(pán)。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)器應用中，任何缺陷都可導致停機 - 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(hù)要求的溫度 (商用級溫度或工業(yè)級溫度)，在裝運前進(jìn)行 100% 的篩選。大規模生產(chǎn)時(shí)，通過(guò) Silicon Motion 的支持以全溫度范圍在板上進(jìn)行燒錄，潛在的弱單元將被有效篩選掉，從而防止在使用過(guò)程中停機。從多年使用 Silicon Motion 的 NAND 進(jìn)行專(zhuān)利工藝設計的經(jīng)驗來(lái)看，FerriSSD極低的dPPM能夠滿(mǎn)足當今實(shí)際嵌入式服務(wù)器市場(chǎng)的嚴格要求。

　　· 服務(wù)器級數據保護：帶DataRefresh的IntelligentScan

　　在服務(wù)器啟動(dòng) SSD 應用中，大多數是全天候不停機讀取。最常見(jiàn)的問(wèn)題是過(guò)度讀取造成的讀取干擾，以及由服務(wù)器機箱內高溫引起的潛在數據保存損壞。在企業(yè)計算領(lǐng)域，數據丟失保護遠高于客戶(hù)端的計算。雖然保護靜態(tài)數據 (數據實(shí)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 中保存的數據。SSD 必須保證所有的數據寫(xiě)入到硬盤(pán)并加以保護。

　　SMI 已加入并設計了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據保護特別有效。

　　通過(guò) Intelligent Scan，FerriSSD的固件將對變化中的使用環(huán)境作出響應，以智能決定掃描 SSD 的位置、時(shí)間和頻率。根據閾值和自適應算法，在閑置時(shí)進(jìn)行掃描，以決定根據嚴重優(yōu)先級進(jìn)行掃描的單元 (如溫度計數、讀取計數和其它因素)。

　　當IntelligentScan識別出過(guò)壓?jiǎn)卧?，SMI 擁有專(zhuān)利的DataRefresh功能被激活以進(jìn)行充電、修復或撤出單元塊。由于結合了IntelligentScan和DataRefresh，與一般的 NAND 技術(shù)規范相比，FerriSSD能夠大大延長(cháng)其使用壽命。

　　· *通過(guò)FastWrite進(jìn)行快速數據保存保護?

　　出現意外斷電時(shí)，SSD 無(wú)法退出其最后的操作。這會(huì )導致當前寫(xiě)入數據永久性損失以及之前存儲數據的損毀。為防止這一情況的發(fā)生，傳統的服務(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存模塊) 來(lái)處理此類(lèi)情況。

　　在突然斷電時(shí)，FerriSSD通過(guò)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(xiě)入速度 (與典型的 MLC 寫(xiě)入速度相比) 寫(xiě)入到保留的區域，讓 DRAM 數據轉儲達到最大的寫(xiě)入速度;在突然斷電時(shí)，此功能可在斷電前將所有的 DRAM 數據快速保存到FerriSSD。

　　· 遠程固件更新功能

　　全球許多采用我們的 Ferri-SSD 啟動(dòng) SSD。FerriSSD擁有專(zhuān)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(shí)隨地即時(shí)遠程更新 SSD 固件。啟動(dòng) SSD 可在運行時(shí)完成固件更新(不到一秒鐘)而不影響日常服務(wù)。

　　結論

　　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(jìn)的特色固件技，如針對突然斷電損失的先進(jìn)保護、即時(shí)數據還原、糾錯、壞塊管理、運行狀況監視以及自動(dòng)還原，以及 Silicon Motion 擁有專(zhuān)利的FastWrite。

　　FerriSSD代表了完全嵌入式存儲解決方案，集性?xún)r(jià)比和高性能于一體。由于沒(méi)有機械運動(dòng)部件，它可承受較高的環(huán)境溫度，從而延長(cháng)服務(wù)器的使用壽命。還一個(gè)額外的好處，即它不需要高容量，其小巧的設計節省了空間。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 設計，并具有當今競爭市場(chǎng)中的一個(gè)重要好處 - 低成本生產(chǎn)。

　　當從整體考慮時(shí)，這些事實(shí)決定了作為一個(gè)嵌入式 SSD，為什么FerriSSD的服務(wù)器啟動(dòng)盤(pán)在可靠性、節省成本和整體效益等方面遠勝于 HDD。