固态硬盘的内部结构这篇文章就够了

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固态硬盘以NAND 闪存芯片作为存储部件。目前,由于单个闪存芯片的容量和性能有限,固态硬盘中一般都整合了多个芯片,并且将芯片以多通道的形式组织起来。除了闪存芯片,固态硬盘中还包括处理器、内存芯片,主机接口管理模块,以及闪存接口管理模块等。

主机接口是固态硬盘与主机系统的接口,与机械硬盘的主机接口相同,目前普遍采用SATA、SAS、PCIe等接口。固态硬盘的主控制器同主机系统之间通过主机接口按照特定的接口协议进行通信,实现对固态硬盘的正确访问。

内存一般包括两个部分:DRAM和SRAM。DRAM是数据缓冲区,用于存放部分经常访问的数据;SRAM是映射表缓冲区,用于存放部分经常用到的地址映射关系。将部分经常读写的数据和映射关系缓存起来,一方面可以提高固态硬盘整体的读写性能,另一方面可以减少对底层Flash介质的擦/写操作,提高固态硬盘的使用寿命。

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缓存管理模块用于管理对数据和地址映射关系的缓存。

闪存接口是底层NAND Flash芯片同固态硬盘主控制器之间的接口,主控制器通过这一接口控制对底层芯片的数据访问。

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闪存芯片阵列,是固态硬盘中的实际存储部件,为了保证大容量和高性能,固态硬盘中通常存在多个通道(Channel),每一个通道上组织有多个闪存芯片,每一个通道由独立的通道控制器管理。

固态硬盘中往往还存在一些其他组件,如ECC引擎,主要作用是在读写操作中对数据进行校验,以保证数据存储的可靠性;又如闪存转换层(Flash Translation Layer, FTL)模块,用于完成对芯片的有效访问。


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