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慧榮科技供稿 Silicon Motion（慧榮科技） 的 FerriSSD 產品家族開發滿足了嵌入式應用中引導加載程序獨特而苛刻的要求。在各種工作溫度環境下，嵌入式引導加載 SSD 無論是低容量還是高容量，在數據完整性表現上都非常出色。由于引導 SSD 必須加載和運行操作系統和/或軟件，而無法中斷或出錯，因此 SSD 引導加載程序的數據故障容差率很低。相較而言，大眾市場 SSD 是專為成本敏感的消費領域（ 消費娛樂音頻/視頻應用程序）而設計，可能允許一定的數據錯誤。 
為達到嚴格的引導加載 SSD 性能技術規范，SMI 的 FerriSSD 家族目前采用了四項獨特的技術，這些技術提高了引導加載 SSD 的數據完整性、使用壽命和性價比： • 端對端數據路徑保護 • NANDXtend • IntelligentScan 和 DataRefresh • 混合區 端對端數據路徑保護：數據錯誤不會發送到主機 傳統的 SSD 可能在數據路徑的遠端部署了錯誤檢測和 校正電路：在前端主機接口和后端 NAND 接口。此技術忽略了內置 SRAM 和/或 DRAM 傳輸緩存，與其它循環路徑之間的重大間隙。在 NAND 接口和主機之間發生的數據錯誤（如軟錯誤位元），往往難以識 別和復制。雖然傳統的 SSD 可能有一些內部的錯誤檢測電路，但 SMI 的 FerriSSD 結合了全面的數據恢復 引擎，為整個主機-到-NAND-到-主機數據路徑提供更強的數據完整性。
FerriSSD 數據恢復算法可有效檢測 SSD 數據路徑中 的任何錯誤，包括 SRAM、DRAM 或 NAND 中出現 的硬件（如 ASIC）錯誤、固件錯誤和內存錯誤。最新 一代 FerriSSD 實現了冗余備份－SMI Ferri 組頁 Raid－它進一步消除了不可校錯的可能性。 如果 FerriSSD 確定有任何不可校錯的錯誤,將向主機傳遞一個錯誤標志以執行適當的恢復進程。相較而言,傳統的 SSD 把故障數據傳遞到主機,而沒有 傳遞錯誤標志,因無法對主機發出需要進行錯誤恢 復進程的警報,而導致初始化問題的加劇。
NANDXtend：通過較低的 dPPM 延長 SSD 的壽命 傳統的 SSD 使用 NAND 轉換-讀取-重試，采用 BCH 和 RS ECC（糾錯編碼）引擎，以檢測錯誤和初始化首層較正。除首層糾錯外，FerriSSD 還可使用 LDPC（低密度奇偶校驗）編碼和組頁 RAID 算法（高效冗余備份），進行高效的第二層較正方案。與 Ferri 組頁 RAID 和 SMI 的第四代 LDPC ECC 引擎 相結合，成就嚴格的數據完整性，同時提供比競爭方 案更好的性能。
累積使用（即P/E）周期過后，NAND 內存單元會開始退化，原始錯誤位元的機率和量級將上升。SMI 先進的組頁 RAID 算法（由 Ferri NANDXtend 執行）可校正較大的16KB 密鑰單元錯誤，與傳統的SSD中使用的1KB密鑰單元 ECC引擎相比，提供了嚴格的第二級保護。 SMI NANDXtend 執行的特定組頁RAID算法，特別適用于引導加載應用中使用的低容量和中容量 SSD驅動器。這不僅可延長 SSD的預期壽命，還可大幅降低壽命dPPM。
IntelligentScan和DataRefresh：主動數據損失預防措施 為防止潛在的數據損失，FerriSSD“IntelligentScan”可在出現錯誤之前采取預防步驟，主動掃描和刷新 （DataRefresh） NAND 內存，以提高數據完整性。隨著 P/E 周期總數的累積，此技術會越來越重要。
• 溫度對數據保存的影響 對數據保存最重要的抑制因素之一是 NAND 溫度的升 高。FerriSSD 結合了待決專利的監控算法，記錄累積的結點溫度讀數、P/E 周期數、SSD 開機時間及其它基本參照點，以動態選擇和優先處理要進行 DataRefresh 的NAND 單元和時間。IntelligentScan 和 DataRefresh 進行協作可大幅提高數據無法恢復之 前的保存性能。 • 讀取干擾 特定單元的過度讀取周期還會導致相鄰單元的意外過載，并導致無法恢復的位元錯誤。FerriSSD 通過對處于重復讀取周期的NAND 塊，定期進行 IntelligentScan 和 DataRefresh來避免潛在的讀取干擾錯誤。FerriSSD 固件－先進的第 4 代算法 （IntelligentScan）－可自動管理 DataRefresh 周期和處理時間，以使熱 影響和讀取干擾造成的數據丟失最小化。
混合區：集成本、可靠性和性能于一身 傳統 SSD 配置板載 NAND 晶粒作為單層單元 （SLC）、多層單元 （MLC） 或最新的 3D 三層單元 （TLC）。對 SLC、MLC 和 TLC 的選擇基于各單元類型 中的內存容量與訪問固有延遲的權衡。FerriSSD 提供 了一個混合區，可將單個 NAND 晶粒分配到獨立的 SLC 和 MLC/TLC 區。 混合區功能可對單個驅動器進行分區，在低容量至中容量 SSD中特別有用。單個 NAND 顆粒 SSD 沒有上述 MLC/TLC 容量上的優勢，但仍保持 SLC 的快速讀寫性能，是應急關機操作的理想選擇。在沒有內存的任何部分作為 SLC 的情況下，MLC/TLC 的關機成本和所需的電池容量會上升。SLC 內存的實現是高可靠性和快速訪問的理想選擇（例如將 SLC 分配給引導碼），同時還將 NAND 晶粒部分保留給較高容量的MLC/TLC 使用。
以嵌入式應用為目標的引導加載 SSD 有一系列獨特的 要求。除經常存在的成本最小化的要求外，引導加載 SSD 必須含有較高水平的數據完整性，即使在遠程和 不利環境下操作也是如此。SMI 的工程師開發了一系 列先進的技術，提高了 FerriSSD 家族的使用壽命、數 據完整性和性價比，目前采用成熟的第 4 代算法。 |
