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DRAMless並非永遠代表低預算
 

【作者: Lena Harman】   2020年02月13日 星期四

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快閃記憶體控制器的設計要不是具有外部DRAM(動態隨機存取記憶體)介面,否則就是沒有具備。一旦部署在其應用程式中,像是SSD和其他快閃記憶體設備(如USB磁碟機)中,具有DRAM的設備通常可以提供較高的性能。


這通常是隨機性能。這些性能優勢是線上社群的常見主題,他們進入基準測試,要求提供最佳的一流性能。這導致了一個總體誤解,認為沒有DRAM的SSD是一種低成本解決方案,因為較低的成本明顯是儲存系統中不使用DRAM的一大原因。這符合「多付多拿,少付少拿」此一簡單論點。在消費市場,DRAMless解決方案被公認為次等產品,但許多人不知道的是,情況並非總是如此。


在消費級產品中,沒有DRAM的SSD可能是次等選項。然而,在工業領域,DRAMless則完全是另一碼事,因為公司需要更高的可靠性水準。此外,還需注意外部DRAM可能比併入控制器本身的SRAM更便宜。On-chip SRAM成本高,但與off-chip DRAM相比具有某些優勢。


在Hyperstone,我們經常被問到為什麼我們的控制器是DRAMless。事實上,這是為實現更高可靠性所做的決定。DRAMless快閃記憶體控制器的可靠性通過幾個方面得到提升,其中一點像較少元件一樣簡單容易失敗,或引出錯誤的較少元件,最終可能會導致問題。控制器技術是複雜的,我們用更少的技術實現越多,本身就是一項壯舉。


電源故障時的DRAM

為了理解為什麼DRAM對可靠性沒有好處,我們必須瞭解它有什麼功能。將DRAM加到快閃記憶體控制器可提高整體性能。但是,為此,它會儲存映射表的某些部分,其中快閃記憶體控制器將資料儲存在DRAM中的資料。


如果發生電源故障,此時儲存在DRAM中的所有內容都將遺失,從而導致寶貴的映射資料遺失。由於設計上,具備DRAM的快閃記憶體控制器更容易受到影響。與NAND快閃記憶體單元不同,DRAM在電源切斷後不會繼續儲存資料。


在工業環境中,一流的電源故障管理對於確保寶貴的網路和自動化資料不受危害至關重要。由於電源故障本質上是意外的,因此在編寫、讀取、消除、映射更新和後臺固件操作等一系列過程中都有可能會發生。強大的電源故障管理的目標是避免在意外斷電、電壓電源差異過大或熱插拔的情況下損壞資料和設備故障。


Hyperstone的快閃記憶體控制器沒有DRAM,將映射表專門儲存在快閃記憶體上,當關閉電源時不會遺失資料。因此,在發生電源故障時,不可能損壞映射表。


使用具有DRAM的快閃記憶體控制器,通過附加電容器將資料寫入快閃記憶體的時間延長到耗盡電源為止,因此在配備DRAM的快閃記憶體控制器的SSD固態硬碟中,可以實現更強的電源故障穩健性。這在某種程度上減輕了問題,但還不是完全緩解。最終,這是一個權衡,必須權衡可靠性和性能需求,以實現理想的解決方案。


Hyperstone快閃記憶體控制器為了在斷電時保護資料,利用多種演算法。藉由將DRAM從方程式中刪除,Hyperstone控制器可確保系統在發生電源故障時保持其資料完整性的可能性大大增加。在設計儲存系統時瞭解這些流程是非常寶貴的,尤其是在與您的記憶卡製造商討論選擇時或是直接採購快閃記憶體控制器時。


DRAM如何影響功耗?

DRAM需要電源來提高SSD固態硬碟和其他儲存裝置的性能。在消費市場,性能是引導設計決策有利於使用DRAM的快閃記憶體控制器的重點專案。對於在工業領域運行的 SSD固態硬碟和其他儲存裝置,低功耗和尤其是可靠性更是實現可持續性、更有利益的供應鏈不可或缺的一部分。這就是為什麼DRAMless快閃記憶體控制器更適用於提供工業領域服務的原因。


快閃記憶體控制器是否應具有DRAM,很大程度上取決於您為哪一類行業所製造或購買。對於消費類應用,在快閃記憶體控制器中加入DRAM可提高性能、高效地緩存資料,最終並延長產品的使用壽命。工業領域則還有其他要求。雖然性能很重要,但產品認證成本很高,降低任何特定產品的物料清單是設計過程中的關鍵。DRAMless快閃記憶體控制器可降低問題風險,在設計基於NAND快閃記憶體的儲存解決方案時至關重要,可靠性和低功耗是必須的。


(本文作者Lena Harman為Hyperstone公司行銷協調師)


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