工業固態硬盤應用MRAM存儲芯片的優勢

對工業級固態硬盤了解的都清楚固態硬盤里面的超級電容，而對于工業級固態硬盤為什么會采用鉭電容，主要的目的是為了保持數據，因為當固態硬盤遭遇突然斷電的時候，鉭電容就會用自身的電量將存儲在RAM中的數據轉移到ROM中，防止數據因為斷電丟失，工業級固態硬盤鉭電容的位置如圖所示，占據了盤內不少的位置，并且工業級固態硬盤采用鉭電容存在以下幾個弊端

1. 電容本身故障率會導致數據丟失，工業級固態硬盤應用的環境相對比較苛刻，一般不是封閉高溫就是各種復雜的室外環境，對電容的要求性比較好，也容易造成電容出現功能性的故障，同時電容本身也存在不良率的情況也會間接的影響數據的存儲，
2. SSD掉電恢復設計最復雜，掉電后數據恢復本身就是一項非常復雜的事，在精密的設計里面一環緊扣一環，變量系數太大一旦不慎也是導致數據全盤丟失。
3. 緩存容量不能太大，這對工業級的固態硬盤來說是個硬傷，因為電容能夠提供的電量有限，緩存過大而電容電量不足也是不夠時間將數據寫入閃存中，

目前來說大部分的工業級固態硬盤是采用閃存記憶體來存儲數據，除了閃存之外還可以使用MRAM存儲芯片作為緩存的設計這樣子緩存數據掉電后還可以保持數據，而且進入3D TLC時代后，在One Shot編程模式下，也不用考慮Lower Page Corruption這種問題了。
 
所以，我們很快就會發現MRAM的一大用途——SSD的緩存芯片，這樣緩存數據掉電后還在，而且進入3D TLC時代后，在One Shot編程模式下，也不用考慮Lower Page Corruption這種問題了。
 
使用MRAM存儲芯片作為SSD固態硬盤的優勢如下：
1. 掉電恢復變得簡單：以前關于電容和各種變量、內部管理數據等的保存、恢復都不需要了；
2. 數據更安全：即使掉了電，緩存數據和關鍵管理數據還在MRAM里面，上電后繼續用；
3. 掉電恢復時間更快：管理數據還在MRAM里面，上電后直接就用了，少了一個恢復的過程；
4. 隨機性能更高：MRAM是可以按字節隨機訪問的，而且隨機性能很高，所以作為寫緩存，提升IOPS；
5. 應用場景更廣泛：很多苛刻的大電容不適合的室外環境也可以有掉電保護；MRAM是芯片，符合工業級的寬溫要求。
6. 降低成本。MRAM比電容還貴，怎么降低？設計簡單了，測試也就簡單了，成本自然就下架了 。
 
Everspin科技公司目前是全球第一家提供MRAM存儲芯片產品，目前推出最新款的產品STT-MRAM產品，單顆芯片容量可達32MB，可以做SSD固態硬盤的緩存綽綽有余，如下圖，MRAM的讀寫延遲只有10微秒左右，而且在命令很多的情況下，延遲QoS非常穩定，波動在2微秒之內。而SSD的延遲在100微秒，同時命令多了之后，延遲更長。
 
 
另外Everspin還推出了一款1GB容量的加速卡，可以達到150萬IOPS，6.26微秒延遲，
可以用來做NV DIMM了，而且不需要電池。如果自己開發的話，Everspin還提供MRAM控制器的IP。


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