上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。 有鉴于此，本申请实施例提供一种闪存空间动态分配方法及固态硬盘，实现在不增加预留空间的同时，维持固态硬盘整个生命周期的写性能不变。 其中，固态硬盘控制器用于作为控制运算单元，管理SSD内部系统；闪存阵列，作为存储单元，用于存储数据，包括用户数据和系统数据，闪存阵列一般呈现多个通道(Channel，简写CH)，一个通道独立连接一组NAND Flash，例如CH0/CH1……CHx。 其中闪存，其特性是写入之前，必须进行擦除，且每个闪存擦除次数有限；缓存单元，用于缓存映射表，所述缓存单元一般为动态随机存取存储器(Dynamic ssdnandflash Random AccessMemory，DRAM)。 目前，固态硬盘一般划分有系统区、用户区和预留区，优化写性能一般通过根据使用情况缩减用户空间，增加预留空间，虽保证了写性能不变，但用户可使用容量变减小；或者，通过增加NAND FLASH颗粒的数量，加大预留空间，使写放大系数在整个生命周期内都保持不变，写性能可以维持不变。
闪存介质110，作为所述固态硬盘100的存储介质，也称作闪存、Flash、Flash存储器或Flash颗粒，属于存储器件的一种，是一种非易失性存储器，在没有电流供应的条件下也能够长久地保存数据，其存储特性相当于硬盘，使得闪存介质110得以成为各类便携型数字设备的存储介质的基础。 获取生产厂家提供的闪存介质的整个生命周期内的编程失败次数与擦除失败次数的总数，将闪存介质的整个生命周期内的编程失败次数与擦除失败次数的总数确定为第二编程失败次数与第二擦除失败次数之和。 以浮閘式半導體電路所設計的NAND Flash非揮發性記憶體，隨著Flash製程技術不斷進化、單位容量成本不斷下降的情況下，已經在智慧手機、嵌入式裝置與工控應用上大量普及。
ssdnandflash: BiCS3 64 層 3D TLC 快閃記憶體
小容量的NAND快閃記憶體可被製作成帶有USB介面的移動儲存裝置，亦即人們常說的「隨身碟」。 隨著生產成本的下降，將多個大容量快閃記憶體模組整合在一起，製成以快閃記憶體為儲存介質的固態硬碟已經是目前的趨勢。 SLC單位容量的成本相對於其他型別NAND快閃記憶體顆粒成本更高，但其資料保留時間更長、讀取速度更快；QLC擁有更大的容量和更低的成本，但由於其可靠性低、壽命短等缺點，仍有待後續發展。
在鎧俠（Kioxia）及威騰電子產能供應受限下，推升美光第1季client SSD訂單成長 ，位元出貨季增5%，平均銷售單價則大致與上季持平。 分析其原因，除了wafer價格自二月反彈之外，美光企業級 SSD位元出貨也有明顯增長，帶動第1季NAND Flash營收達19.6億美元，季增4.2%。 東芝以2009年開發的BiCS—3D NAND Flash技術，從2014年第二季起開始小量試產，目標在2015年前順利銜接現有1y、1z奈米技術的Flash產品。
ssdnandflash: NVMe 儲存空間是什麼？NVMe 儲存空間介紹
Kingston 消費級與企業級的 SSD 固態硬碟皆具備終生耐用性，可幫助其達到預期的工作負荷。 對於消費及 SSD 固態硬碟，Kinston 提供 TBW (寫入兆位元組) 產品規格，讓使用者能夠預測 SSD 固態硬碟在應用情境中的使用壽命。 具体的，若一级预留空间的物理块的最大擦除次数与二级预留空间的物理块的最小擦除次数的差值不大于预设门限阈值，则磨损均衡任务不启动，此时后台任务写入量保持不变。 数据转换器121，分别与处理器122和闪存控制器124连接，所述数据转换器121用于将二进制数据转换为十六进制数据，以及将十六进制数据转换为二进制数据。 具体地，当所述闪存控制器124向所述闪存介质110写入数据时，通过所述数据转换器121将待写入的二进制数据转换为十六进制数据，然后再写入闪存介质110。
2013年8月，三星發佈首款名為V-NAND的3D NAND Flash晶片，採用基於3D CTF技術和垂直堆疊單元結構，單一晶片可以集結、堆疊出128 Gb的容量，比目前20nm平面NAND Flash多兩倍，可靠性、寫入速度也比20nm製程NAND Flash還高。 三星目前在3D-NAND Flash應用進度領先其他業者，V-NAND製造基地將以韓國廠與新設立的大陸西安廠為主。 其V-NAND目標直接揮軍伺服器等級固態硬碟，從2013年第四季開始，陸續送樣給伺服器業者或是資料中心製造商進行測試。 我們都喜歡物美價廉的商品，但這些要求經常位處天平的兩端，重視單一價值的彼岸就是抑制它項特質的發展。 過去總是覺得 SSD 比傳統硬碟更快，卻抱怨價格和容量一直無法提升，但是當廠商使用 TLC 儲存結構的快閃記憶體製造產品壓低價格時，又覺得理論寫入壽命不足。
ssdnandflash: 加快 Mac 速度的 6 種方法
鎧俠的BG系列是面向OEM市場的入門級NVMe SSD產品，在消費者中有著不小的關注度。 1顆SK海力士96層512Gb 3D NAND Flash可取代2顆256Gb 3D NAND Flash，寫入、讀取效能也比72層3D NAND Flash提高30%與25%。 結合用在3D NAND Flash的CTF記憶單元結構與PUC技術是業界創舉。 合格的Flash Die原廠封裝工廠會根據需要封裝成eMMC、TSOP、BGA、LGA等產品，但封裝的時候也有不良，或者效能不達標，這些Flash顆粒會再次被過濾掉，透過嚴格的測試確保產品的品質。 晶片未封裝前的晶粒成為Die，它是從Wafer上用鐳射切割而成的小片，每個Die就是一個獨立的功能晶片，它由無數個電晶體電路組成，但最終可被作為一個單位封裝起來成為快閃記憶體顆粒晶片。 Kingston 企業級 ssdnandflash SSD 固態硬碟的等級與 TBW相似，也與根據 TBW 和 SSD 固態硬碟保固期的 DWPD (每日全碟寫入次數) 產品規格類似。
每個儲存格都可以儲存資料，包括 SLC NAND ，每個儲存格儲存一個位元； MLC ，每個儲存格儲存兩格位元； TLC ，每個儲存格儲存三個位元； QLC ，每個儲存格儲存四個位元； PLC ssdnandflash ，每個儲存格儲存五個位元。 這五種類型的 NAND 在一系列的價位中，提供效能及耐用性等級不同的固態硬碟，其中 SLC 是 NAND 市場中效能和成本皆是最高的產品。 這五種類型的 NAND 在一系列價位中提供不同層級的效能及耐用性固態硬碟，其中 SLC 是 NAND 市場中效能最高及成本最高的產品。 具体的，当所述第一区域中的系统区和/或用户区出现坏块时，从所述一级预留空间分配好块来替换所述系统区和/或用户区中的坏块，由于第一区域中的坏块被替换至一级预留空间，为了保证一级预留空间的容量不变，即好块的容量不变，因此，需要从所述二级预留空间中分配好块替换所述一级预留空间中的坏块。 固态硬盘中一般使用闪存阵列(包括SLC,MLC,TLC等其他新型介质)颗粒存储数据，包括系统空间、用户空间和预留空间。 系统空间存放固态硬盘的固件、日志、表项、配置等重要数据，用户空间存放用户写入的数据，预留空间没有存放数据。
ssdnandflash: 什麼是 DDR4 記憶體？更高效能
『主動垃圾收集機制』的功能也是趁 SSD 閒置時，主動去收集一些『屬於同一支檔案的所有Pages』集中存放，減少『斷離現象』聽起來有點像『資料重整』。 但如磁片已被寫滿，無任何未使用區塊可用時，新檔案就只能寫入那些標示『已刪除』的區塊，只要一被寫入新資料，原舊有資料即已被覆蓋，絕不可能『還原』。 但當有新檔案要寫入時，只要是磁片後面還有未使用區塊（Unused Blocks)，一律先寫入這些未使用的區塊，不會先去寫入『已刪除』區塊，就是避免覆蓋已刪除檔案，提供隨時『還原檔案』的機會。 Page 是網格上的每一列（行），在 NAND 上稱為『Page』。 通常數量都是 32、64、128、256、512…/unit，Size 32、64、128…KB，基本上每一層有多少數量的列就相同數量的 Page，但各廠牌設計也有不同。
缓存器123可以包括存储程序区，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序。 此外，缓存器123可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。 ssdnandflash 在一些实施例中，缓存器123可选包括相对于处理器124远程设置的存储器。
在本申请实施例中，所述第一区域和一级预留空间中的物理块进行磨损均衡任务，而二级预留空间中的物理块不进行磨损均衡任务。 在本申请实施例中，通过确定系统区的容量大小，进一步确定用户区的容量大小，能够保证系统元数据优先进行容量分配，有利于保证固态硬盘的系统稳定性。 ssdnandflash 如图2所示，该固态硬盘的闪存阵列包括第一区域和预留区，其中，所述第一区域包括系统区和用户区，所述预留区包括一级预留空间和二级预留空间。 根据所述闪存介质的总容量大小，结合所述第一区域的容量大小以及二级预留空间的容量大小，确定一级预留空间的容量大小。 當負責儲存資料的快閃記憶體顆粒有毀損時，現在的數據修復技術很難在損壞的半導體晶片中救回資料，相反傳統機械硬碟還能通過磁區恢復技術挽回許多資料，當然機械硬碟的數據救回服務收費極度高昂，通常只有企業在挽救重要價值資料時會使用。
- OCZ Technology現場展出的固態硬碟分為2.5吋與1.8吋兩種，其中2.5吋採用SATA介面最大容量可達128GB；1.8吋機種則是採用IDE介面，最大容量可達64GB，可分別使用在筆記型電腦與更小的UMPC上，用來取代傳統的硬碟。
- SSD因讀寫時需要遷移殘遺的 Pages，所以需預留一些暫存空間，目前 SSD 設計是已內建『暫存空間』，Windows, MacOS, Linux…..
- 固態硬碟大部分被製作成與傳統硬碟相同的外殼尺寸，例如常見的1.8吋、2.5吋或3.5吋規格，並採用了相互相容的介面；但有些固態硬碟也使用PCI Express或是Express Card作為介面來突破現有硬碟傳輸介面的速度，或是在有限空間（如小筆電、超級移動電腦等）中置放固態硬碟。
- 讀取干擾是容易發生的問題，快閃記憶體隨著多次的讀取，會導致在同一區塊中相近的記憶單元內容改變（變成寫入動作）。
- 2D結構的儲存單元僅佈置在晶片的XY平面中，因而使用2D快閃記憶體技術在同一晶圓中實現更高密度的唯一方法就是縮小製程工藝節點。
- QLC快閃記憶體顆粒擁有比TLC更高的儲存密度，同時成本上相比TLC更低，優勢就是可以將容量做的更大，成本壓縮得更低，劣勢就是壽命更短，理論擦寫次數僅150次。
其中，所述固态硬盘100通过有线或无线的方式与所述主机200通信连接，用以实现数据交互。 闪存阵列的写入速度乘以并发度和控制器处理写任务的最大带宽二者中取小的为最大写入带宽，而最大写入带宽等于垃圾回收写的带宽、主机写带宽以及其他后台任务写的带宽之和。 生命过程中后台任务的写带宽可以看做恒定的，垃圾回收的写带宽增大，用户写的带宽降低。 典型的固态硬盘(Solid ssdnandflash State Drives，SSD)通常包括固态硬盘控制器(主控制器)、闪存阵列、缓存单元以及其他外围单元。 统计闪存介质在实际使用过程中出现的编程失败个数和擦除失败个数，将编程失败个数和擦除失败个数的和作为第三编程失败次数与第三擦除失败次数之和。 确定第一编程失败次数与第一擦除失败次数之和、第二编程失败次数与第二擦除失败次数之和、第三编程失败次数与第三擦除失败次数之和中的最大值，将其作为编程失败次数与擦除失败次数之和的最大值。
ssdnandflash: CN113093993A – 一种闪存空间动态分配方法及固态硬盘
OCZ Technology現場展出的固態硬碟分為2.5吋與1.8吋兩種，其中2.5吋採用SATA介面最大容量可達128GB；1.8吋機種則是採用IDE介面，最大容量可達64GB，可分別使用在筆記型電腦與更小的UMPC上，用來取代傳統的硬碟。 例如三星電子於2006年3月推出的容量為32GB的固態硬碟，採用和傳統微硬碟相同的1.8吋規格。 其耗電量只有機械硬碟的5%，寫入速度是1.5倍，讀取速度是3倍，並且沒有任何噪音。 和機械硬碟相比讀寫速度遠遠勝出，尤其是隨機讀寫，這也是其最主要的優點。 還具有無噪音、抗震動，在一般使用情境下平均功耗、熱量會比較低的特點。
可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。 例如：根据NAND FLASH生产厂家提供的报告，确定其NAND FLASH整个生命周期内的擦除失败的个数和编程失败的个数，将NAND FLASH在整个生命周期内的编程失败次数与擦除失败次数的总数确定为第二编程失败次数与第二擦除失败次数之和。 可以理解的是，由于每一批次的擦除失败和编程失败的总数不尽相同，因此，将所述第一编程失败次数与第一擦除失败次数之和确定为擦除失败和编程失败的最大总数，即取最大总数对应的批次的擦除失败和编程失败的总数作为第一编程失败次数与第一擦除失败次数之和。 固态硬盘控制器120，包括数据转换器121、处理器122、缓存器123、闪存控制器124以及接口125。 其中，闪存阵列的数据存储原理为：对于写入颗粒的数据值，每个数据值对应一个电荷量，颗粒通过存储电荷量的方式来保存数据。
基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。 威騰電子（WD）在汙染事件發生後，進而調漲部分產品價格，因此第一季平均銷售單價僅下滑近1%，但位元出貨量則是受上述汙染事件壓抑，加上俄烏戰爭爆發後，零售端需求疲軟，位元出貨量衰退14%，影響其第一季NAND Flash營收季減14.4%，達22.4億美元。 處理器、繪圖晶片運算效能隨摩爾定律而飛快進展，加上雲端運算、網際網路行動化浪潮下，持續驅動動態記憶體(Dynamic RAM；DRAM)的規格進化。 從非同步的DIP、EDO DRAM，到邁向同步時脈操作的SDRAM開始，以及訊號上下緣觸發的DDR/DDR2/DDR3/DDR4記憶體，甚至導入20奈米與新型態的Wide I/O介面以降低訊號腳位數與整體功耗。 从制程及产能分析，三星64层NAND Flash自第三季开始量产以来，已经开始应用在移动终端需求及SSD上，并将逐渐扩大应用产品，已开始大规模生产第五代V-NAND，堆叠层数96层，支持Toggle DDR 4.0接口，传输速度最高可达1.4Gbps，相比64层V-NAND提升40%。 其制造工艺上也做了优化，制造生产效率提升30%，后续基于该技术三星还将推出容量高达1Tb容量的V-NAND，新的QLC SSD搭载了32颗芯片，最高容量高达4TB。
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