本帖最后由 neeyuese 于 2010-6-6 14:16 编辑
当前NAND闪存设备的性能瓶颈主要有3个：
1.I/O瓶颈
2.阵列结构瓶颈
3.主控能力瓶颈
和DRAM不同，随着容量翻倍，NAND的性能并没有线性提升。如图 1
我们先以ONFI 1.0标准来看。因为规定了每通道最大40MB/s的传输率。看图2
图里的是单颗DIE,2个Plane,每个Plane 2048个Block,每个Block 256个page,每个page 4KB。
从图中我们知道，这个颗粒读取8KB数据时，25us的延迟，得到了330MB/s的传输率。
但是被ONFI 1.0标准限制了，造成这个通道接口传输率只有40MB/s（25ns 时钟周期）。
图3里看到单通道里单DIE的2个plance颗粒，读取8KB数据，SLC为34MB/s 。MLC为30MB/s.（读取能力被通道接口速度限制，因为接口延迟大于颗粒延迟）
我们来看编程速度，看来编程来说，这个40MB/s的接口速度并没成为瓶颈。图4
图5里显示了，NAND的编程速度瓶颈在于颗粒延迟，特别是MLC,比SLC慢的多。
那么要如何提高性能哪？看图6
1.增加每通道的DIE数量
2.增加主控通道数
图7显示了2者都增加提升更巨大。
图8显示了SLC颗粒下，提升通道数和提升DIE数的比较表。
从图里很容易的看出，对于SLC颗粒，2个DIE的读取已经被通道限制了，3个DIE的写入也被通道限制了，过多的DIE只是资源的浪费。
图9显示了MLC颗粒下，提升通道数和提升DIE数的比较表。
从图里很容易的看出，对于MLC颗粒，2个DIE的读取已经被通道限制了，5~6个DIE的写入也被通道限制了，过多的DIE是资源的浪费。
那么增加通道和增加DIE有何利弊哪？我们看图10
只增加DIE,可以节省主控成本，但是IO能力被限。
而增加通道，严重增加了主控成本。
接下来我们来看下ONFI 2.0标准，提升了每通道的能力到200MB/s带来的好处。（接口延迟也急剧降低了，从原本211us变成了43us.5ns 时钟周期）
由于每通道的传输能力提升到了原本的500%加上接口延迟降低，造成SATA 6Gbp/s还未成熟即将成为瓶颈。
而且目前ONFI 3.0的 400MB/s标准已经出来了，真是恐怖。 |
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