影响NAND闪存耐久性的关键因素
程序/擦除周期，写入放大甚至垃圾收集有助于更快的NAND闪光磨损。但穿着水平和坏块可以提供帮助。
NAND闪存在失败之前只能支持有限数量的程序/擦除周期。这一数字,通常…
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被称为驱动器的耐力，直接与驱动器的预期寿命有关。为了使寿命最大化，供应商采用了几种技术来减少P/E周期和平衡P/E负载，帮助防止驱动器过早故障。
企业闪存驱动器通常由控制器，接口，动态RAM，多个NAND芯片和其他组件组成。NAND闪存存储实际数据。每个芯片包含模具，每个模具包含平面（通常是两个），每个平面都包含块。块由包括数据所在的小区的页面组成。
电池以电子的形式存储数据，电子的电压状态决定了表示数据的二进制值。大多数NAND闪存使用浮动盖茨为了将电子存储，每个单元使用一个浮栅。当浮动门包含电子时，它被认为是充电或编程的。否则，它被认为是没有收紧或删除的。
在基于单级细胞技术，当浮点门被编程时，驱动器将单元的位值登记为零，当浮点门被擦除时，位值登记为1。位值在多级单元(MLC)和三级小区（TLC）技术，但原则是一样的。
隧道氧化层将浮动栅与所述硅衬底携带电池的电压。当电压施加到基板时，氧化物层足够薄的电子以通过电压。在程序（写入）操作期间，电子进入浮栅。在擦除操作期间，电子从浮动栅极移出。
尽管这是一种对flash单元的高度简化的解释，但它指出了一个重要的概念:所有程序和擦除操作通过基板发送电压并使电子通过氧化物层。每次发生这种操作时，氧化物层略有损坏。P / E循环的数量越大，对细胞的损害越大。
随着氧化层的侵蚀，电子更有可能泄漏出浮动栅极，使其更难以检测栅极的实际状态。错误检测和纠正机制可以暂时缓解这些问题，但最终，单元格将变得不可读。当更多的比特被塞进细胞时，这些问题就会进一步恶化MLC和TLC NAND闪存。由于这种行为，闪存SSD在驱动器故障之前只能处理有限数量的P/E周期。
NAND闪存写放大
因为市盈率周期发挥着如此重要的作用在NAND闪存寿命中，最大化驱动器的寿命的逻辑方法是最小化P / E循环，并在所有驱动器的单元格上传播工作负载。但Flash SSD具有另一个重大挑战：写入放大。
当数据修改操作导致更多数据被写入闪存驱动器时，会发生写放大器而不是被修改的量。写闪光灯发生放大驱动器，因为数据是在页级读取和写入，但只能在块级擦除。更复杂的是，数据不能直接更新。它必须先被擦掉，然后再重写。结果是每个数据修改操作都有很多额外的市盈率周期。
例如，10 kB文本文件的更新可以启动多个操作。驱动器必须复制文件数据所在临时位置的块，擦除原始数据块，然后将修改的数据写入擦除块。一个简单的更新10 KB文件可以很容易地导致10 MB或更多的数据被擦除和重新编程，并用每个P / E循环侵蚀隧道氧化物层。对于涉及多个块的较大文件，该过程变得更加复杂。
企业NAND闪存必须每天都支持这样的操作，而不仅仅是一个用户。相对轻量和离散的数据修改可能会转化为巨大的工作量，缓慢地降低驱动器的耐久力。
平衡市盈率周期
厂商很清楚写放大和其他因素是如何影响NAND闪存的耐久和短传动寿命。出于这个原因，他们通常将不同的技术整合到他们的驱动器中，以帮助最小化这些问题并最大限度地延长驱动器的寿命。
其中一个技术是磨损练级，一种基于控制器的操作，可在整个磁盘上均匀地分配P / E周期。磨损水平可防止单个细胞接收负载不公平的份额，这可能导致它们在其他细胞之前长时间磨损，并使驱动器过早地失效，即使大多数其他细胞未使用。但磨损调平技术不仅仅是一个简单的负载平衡器。它是一种复杂的算法，它在后台连续擦除和重写数据块，同时尝试最小化过量写入放大。
flash使用的另一项技术是垃圾收集是一个后台进程，它移动、合并和擦除数据，以便释放数据块并提高程序性能。
不幸的是，垃圾收集还会增加写的放大。尽管供应商以不同的方式实现垃圾收集，但他们都试图在性能和编写放大之间取得正确的平衡，这需要复杂的算法和与损耗均衡技术的仔细协调。
为了支持诸如磨损平衡和垃圾收集等操作，NAND闪存还包括预留给后台进程的过度供应的空间。例如，磨损均衡可以在平衡P/E负载时使用空闲空间，而垃圾收集可以在合并和移动数据时使用空闲空间。如果没有足够的过度供应的空间，写入放大将继续增加，而随着驱动器充满数据，性能将下降。
NAND闪存耐力
闪存驱动器还利用其他技术来帮助延长驱动器的寿命。例如，驱动器可能会使用坏块将数据从包含坏单元格的块映射到包含所有好单元格的块。一些驱动器还集成了数据压缩算法，以帮助减少程序操作的数量。
ssd在存储产品和服务器中很常见。但它们可能很贵，而且会磨损。在本播客中，了解更多关于NAND闪存如何降级的技术方面，以及供应商如何提高SSD耐久性。
每个供应商以不同方式实现驱动器的技术，目标最小化P / E周期并最大化驱动器的寿命。供应商也在寻找新的方式来提高其驱动器，提高性能和密度，同时扩展预期的寿命。我们在几年内看到的SSD可能与今天的闪存驱动器很少。
