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闪迪至尊超极速 SanDisk Extreme Pro 评测

2015-5-21 12:41| 发布者: 心即空| 查看: 90682| 评论: 57|原作者: neeyuese

摘要： SanDisk闪迪是全球知名的闪存存储卡制造商，和东芝合资兴建有晶圆工厂，拥有自主闪存颗粒资源，两家公司占据了全球闪存市场的半壁江山，本次PCEVA评测的是推出已有段时间的家用旗舰 - 至尊超极速 Extreme Pro 480GB ...

颗粒架构及技术特性解析

ABL架构的解析:

ABL全称（All bit line），意思是在MLC的每根位线上都有连接到检测放大器，而检测放大器则是和页缓存互联的，所以可以单双页同时传输数据，因此这个技术能够大量提升MLC的写入性能，据测试基本接近2倍，而且相比传统HBL架构，在工作时闪存和闪存之间的干扰也降低了许多。之前的MLC架构是单/双位线共享单个检测放大器，也就是HBL（Half bit line）

先让我们回顾下前代nCache的特点：

1. nCache用MLC模拟SLC的方式做为不怕掉电的缓冲区， nCache区只会缓冲随机数据（即使这个数据是1MB大小，但是只要是随机的，它就缓冲），相反不会缓冲持续数据（即使这个数据只有4KB，也不缓冲）。
2. 用MLC模拟SLC后，耐久度根据理论可以上升n倍以上，间接的等于是一层“防护盾”的形态。SanDisk用这层“防护盾”来抵御最容易增加写放大和消耗性能的随机写入。
3. 等到“防护盾”吸收了这部分难处理的数据后，再通过后台释放到“后勤部”（空闲的MLC 闪存），这个释放动作是后台的，用户不会有任何感觉，而且这个释放是持续的，也就是说写放大能够被控制在最小范围，使得“后勤部”在之后的垃圾回收中也能够处理的更轻松，减少了写放大。

那么到底这个nCache是增加了写放大还是降低了写放大呢？不好说，我只能说SanDisk巧妙的在没有物理分层（物理上非SLC和MLC 两种颗粒）的架构上进行了逻辑分层（逻辑上确立了SLC/MLC的分层和职能）。等于是用盾牌（nCache）去防御敌人（主机请求）最猛烈的进攻（随机写入），理论上来说是一种保证一定性能（针对家用级）和提高耐久度的做法。nCache等于是一个把多个4KB的随机小数据合并重组后高速释放入颗粒4MB大小的Block的桥梁。

闪迪至尊超极速的 nCache Pro 技术特性介绍：

nCache Pro相比前代nCache，在SLC缓存区域针对所有的用户数据进行了读写平衡优化，能够带来更好的离散平衡表现。

1、当MLC的闪存工作在SLC缓存模式下的时候，万一突发掉电，主控在紧急模式下能够更快的把关键数据写入到SLC缓存区域，还能避免MLC闪存的Lower Page出错问题，可以明显降低变砖率。
2、当MLC的闪存工作在SLC缓存模式下的时候，不但性能会提高，耐久度也可以提高大约5-10倍。SanDisk的nCache Pro中SLC缓存区域容量在1GB以内，对于更大容量的型号也没有增加，所以需要采用全局静态磨损平衡，SLC/MLC自适应切换才能够保证MLC耐久度没用完前SLC区域的闪存没先磨损完。针对SLC/MLC的写入造成对闪存磨损的区别，需要在Smart里放入2套P/E，一个是SLC的P/E，一个是MLC的P/E。
3、当MLC的闪存工作在SLC缓存模式下的时候，需要的ECC需求也被降低了，在SSD的闪存磨损后期，可以把不能当成MLC用的闪存（错误太多，ECC纠错不能）回收并切换成SLC缓存模式使用提高利用率，虽然可用容量减半，但是比直接标记坏块来说划算。

DEVSLP电源管理的解析：

DEVSLP也叫DevSleep，它是SATA 3.2规范新加入的特性，规定了在这种模式下设备功耗不超过5mW。那么什么是DevSleep？进入DevSleep模式对硬件和软件有什么要求？DevSleep有什么缺点？

节能电源管理模式，其中分为Link Power Management (LPM链路电源管理，设备物理层进入降功耗状态)和Device Power Management（DPM设备电源管理，也叫core电源管理，是设备受主机或者时间设置控制功耗）。其中LPM里面分为：HIPM，DIPM和新加入的DevSleep。而 DPM则分为：idle，Standby，Sleep和RTD3。

之前SATA规范中链路电源管理拥有2种节能模式，一种是Partial模式，在这种模式下设备会关闭一部分电路，耗电量下降至100mW，恢复到运行状态需要10微妙，另一种是Slumber模式，在这种模式下会关闭更多的电路，耗电量下降至10~100mW，而恢复到运行状态需要10毫秒的时间。最新的SATA 3.2规范新加入的DevSleep模式则是除了必要电路外的所有部分完全断电，耗电量最高不超过5mW，恢复到运行状态的速度则控制在20毫秒以下。
SATA规范和当前大多数的芯片组都支持2个低功耗状态：（LPM）
1.Active：全功耗满速运行，无唤醒延迟。
2.Partial：运行的时候稍有节制的控制功耗，唤醒的速度非常快，不需要结合设备电源管理。
3.Slumber or Standby：更好的节约耗电，唤醒时间稍慢，可能要结合设备电源管理。

控制方法包含：
HIPM（主机启动电源管理）：主机检测设备运行状态，并发起节能的请求使设备进入节能状态。（芯片或者驱动检测到设备没工作时发动请求让设备进入此模式）
DIPM（设备启动电源管理）：设备自己根据非满速运行状态的时间设定间歇的进入节能状态降低功耗。（设备没工作或者根据运行时间进入此模式）
新增的DevSleep（设备睡眠）：由主机向设备发送OOB信号，使设备进入此状态，系统要支持此模式，必须设备本身，主机总线适配器和系统BIOS，系统驱动程序都需要全部支持。

DPM/Core电源管理：
SATA规范和电源管理支持4个状态：
1.idle，Standby，Sleep和RTD3。需要根据不同指令让设备进入各种状态或者由主机设备时间间隔进入。
2.每种设备根据自身的硬件条件，进入各种状态的延迟会有比较大的不同。
3.在运行模式下设备依然可能进入节能状态。

如图所示：只要Link为Off，则都叫做DevSleep，但是唤醒延迟和功耗却还是不同取决于Core Power，Core Power的节能则是厂商根据自身硬件定义的，每个产品都会不同，设备总耗电的计算公式如下：
Total Power ≈ Regulator Efficiency * (Link Power + Core Power + Peripheral Power)
在DevSleep模式下，Link Power = 0
在RTD3模式下，Total Power = 0
Core Power 取决于硬件设计
Peripheral Power 的多少取决于外围元件，例如闪存芯片多少，LED灯等。

进入DevSleep模式对硬件和软件有什么要求？

如图，左边是主机，右边是设备，LPM由主机发起，而DPM有设备支持。之前的节能情况是通过SATA数据线传输信号，通过主机向设备发送节能请求，使设备进入各种运行状态，在这种情况下意味着不管是主机的控制芯片还是设备都要保证一定能源消耗来互相交流信号。而DevSleep通过在电源口的 Pin3定义了一组信号使设备进入节能模式，这样一来就可以完全停掉主机这边芯片和设备的PHY区域达到超级节能的目的，要激活设备只需要通过电源那里发送信号即可。

闪迪至尊超极速支持DEVSLP 超低功耗模式，在SSD待机时能够完全切断SATA物理总线，相比之前的SATA低功耗模式（Slumber）更省电，进入真正的超低功耗模式，对移动平台电池的持久时间起到添砖加瓦的作用。（注：此功能同时也需要主板芯片组支持）

高热节流技术解析：

当闪迪至尊超极速固态硬盘的操作温度高于官标时，高热节流模式会被激活，SSD会禁用部分Die来迅速降低运行功耗来达到降低发热的目的，这个技术在一些突发状况和恶劣环境下显得非常有意义。

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