選擇正確的嵌入式存儲變得更加復雜。在評估存儲解決方案時，簡單地使用每 GB 美元指標的日子已經(jīng)一去不復返了。為了找到最有效的存儲，開發(fā)人員已經(jīng)開始意識到他們必須查看與其數(shù)據(jù)類型使用模型相關的給定應用程序。更復雜的是，SSD 制造商繼續(xù)尋求通過技術差異化和特定應用品牌推廣來競爭定位其產(chǎn)品的方法。這導致創(chuàng)建了多個應用程序類別，稱為客戶端、企業(yè)、數(shù)據(jù)中心和嵌入式工業(yè)“基礎設施”SSD。

SSD 本質上是用相同的組件構建的：ASIC 或 FPGA 控制器、NAND 閃存和可能的 DRAM。制造商將這些組件集成到焊接多芯片封裝中，或者將它們與其他無源器件結合起來，并將它們安裝到某種類型的印刷電路板上。如果 SSD 基本上由相同的組件組成，那么為特定應用程序類構建的組件有何不同？

SSD 公司最常見的回答是解釋產(chǎn)品是如何構建的，而不是告訴設計師產(chǎn)品的功能。解釋通常涉及 MLC 與 SLC 與 TLC（現(xiàn)在與 3D）、寫入放大優(yōu)化、讀取干擾緩解、電壓閾值偏移和無數(shù)其他專有技術。坦率地說，這些參數(shù)對嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員來說很少重要。他們真正需要的是滿足其應用程序使用模型目標（包括系統(tǒng)規(guī)格和預算）的正確存儲解決方案。因此，更好地利用設計人員的寶貴時間是了解客戶端、企業(yè)、數(shù)據(jù)中心和嵌入式工業(yè) SSD 的關鍵外部指標，而不是過度關注底層技術以及這些指標是如何實現(xiàn)的。

SSD應用類

對不同 SSD 應用程序類別的概述有助于充分了解每個應用程序類別的開發(fā)原因。

客戶

有許多眾所周知的用例和指標與客戶端桌面、筆記本/超極本、平板電腦和智能手機應用程序相關聯(lián)。SSD 用于存儲操作系統(tǒng)和用戶數(shù)據(jù)，性能根據(jù)個人需求而定。最需要的功能是即時啟動和應用程序響應時間，因此 SSD 針對讀取速度進行了優(yōu)化。與客戶端應用程序相關的停機時間相當長，足以使 SSD 可以處理任何閃存管理任務，以幫助其實現(xiàn)更高的性能、更高的可靠性或更長的耐用性。

企業(yè)

企業(yè)級 SSD 最初是為了取代短行程企業(yè)級硬盤驅動器的機架而開發(fā)的。最近，SAS 已成為存儲任務關鍵型企業(yè)數(shù)據(jù)的首選接口，這要求企業(yè)級 SSD 使用相同的接口。SAS 提供比 SATA 更??高的可靠性，但 SSD 的性能能力顯示出傳統(tǒng)硬盤驅動器接口的瓶頸，導致更高的企業(yè)性能需求。PCIe 滿足了這一需求。作為參考，企業(yè)級 SSD 通常分為以下三類：SAS、PCIe 和閃存存儲陣列。

數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心 SSD 是通常支持 Internet 搜索和社交媒體網(wǎng)站的特定應用服務器和設備的主要存儲構建塊。數(shù)據(jù)中心的 SSD 通常是 6 Gbps SATA SSD，容量為 120 GB 或更高。通常選擇 SATA 是因為它眾所周知并且與 SAS 和 PCIe 相比具有高度的兼容性和成本效益。在此分析中，數(shù)據(jù)中心 SSD 的定位是每 GB 成本更低，同時保持足夠的 IOPS 和低延遲，并且通常具有大約 500 MBps 的讀/寫速度和 60K+ 范圍內(nèi)的 IOPS。

基礎設施

用于嵌入式工業(yè)系統(tǒng)的 SSD 主要部署在支持基礎設施的設備中。基礎設施應用包括網(wǎng)絡/通信路由器、交換機和基站；企業(yè)網(wǎng)絡安全和監(jiān)控設備；醫(yī)療和游戲設備；工廠自動化系統(tǒng)和數(shù)字標牌。

與眾所周知的客戶端和企業(yè) SSD 使用模型不同，基礎設施 SSD 應用程序高度分散，因此很難將它們劃分為特定的應用程序類別。這是因為基礎架構 SSD 需要支持廣泛的混合功能工作負載。兩個相反的例子：賭場游戲 SSD 可能會被寫入一次然后寫保護，但在玩游戲時會被多次讀取，而基站 SSD 會持續(xù)寫入手機流量日志信息?；A設施數(shù)據(jù)模式的范圍從 99% 的讀取/1% 的寫入到正好相反，并且可以涵蓋介于兩者之間的所有場景。

基礎設施應用程序通常是關鍵任務，并且專為 24/7 運行而設計；在 -40 °C 至 85 °C 或更高的惡劣、擴展溫度環(huán)境中多次使用。基于基礎設施的 SSD 的特點是體積更小、功耗更低、容量更低，例如 Slim SATA、mSATA、CompactFlash 或 10 針 eUSB。它們支持需要低于 100 GB 容量的應用程序。例如，基于 Linux 和 RTOS 的系統(tǒng)需要不到 4 GB。

一個普遍的觀點是，基礎設施 SSD 需要基于 SLC NAND，這使得它們比客戶端 SSD 成本高得多。這不一定是真的。雖然 SLC 按每 GB 美元計算更貴，但在某些應用中，最低成本的 120 GB 客戶端 SSD 仍然比優(yōu)化的 8 GB SLC 基礎設施 SSD 更貴（按每單位美元計算）。許多任務關鍵型系統(tǒng)絕對需要基于 SLC 的 SSD，從而提高耐用性、可靠性和更長的產(chǎn)品生命周期所需的費用。

另一個令人擔憂的問題是重新認證的高成本，因為每個 SLC 都需要進行多達 3 次 MLC 迭代，因此每次迭代都需要重新驗證。對于高容量應用來說，SLC 可能成本太高，但在容量較低的情況下，從總擁有成本 （TCO） 和性能角度來看，SLC 非常引人注目。

基礎設施 SSD 沒有固定規(guī)則

考慮到應用程序的多樣性，很明顯，SSD 應用程序類別需要根據(jù)使用模型及其相關的工作負載需求而不是技術來定義。雖然有幫助，但并非所有 SSD 供應商都遵循這些準則，也不是必須這樣做。目前，JEDEC JC-64.8 SSD 委員會在文檔 JESD218 中僅為客戶端和企業(yè) SSD 定義了應用類別。JESD219 中解釋了與這些應用程序類相關的工作負載。

如果一個給定的 SSD 規(guī)范不是基于一組通用規(guī)則，那么它就沒有用或沒有意義。因此，OEM 有責任仔細查看數(shù)據(jù)表以評估給定 SSD 的開發(fā)方式。

為基礎設施應用驗證 SSD 耐用性的過程是一項出色的練習，設計人員可以在其中檢查要求，包括有效使用（開機）時間和溫度、保留使用（關機）時間和溫度以及功能故障，以及不可糾正的誤碼率。困難在于，當涉及到耐力時，以下指標都是相互關聯(lián)的，一個參數(shù)假設的變化通常會導致另一個參數(shù)的變化。

工作負載——包括數(shù)據(jù)類型、文件大小、數(shù)據(jù)是順序的還是隨機的，以及應用程序的讀寫要求。

主動使用 -識別主機系統(tǒng)內(nèi)部假設的外殼溫度，通常在 SSD 外殼上，SSD 被寫入和讀取。它還定義了 SSD 的使用頻率。

保留使用——定義存儲溫度和 SSD 可以關閉電源的時間長度，同時在 SSD 達到其耐用規(guī)范后仍保持數(shù)據(jù)完整。

數(shù)據(jù)保留時間——工業(yè) SSD 的一個重要指標點，表明如果 SSD 幾乎沒有被寫入，保留時間明顯長于長期使用的 SSD。

功能故障要求——概述了在特定條件下給定樣本量的“可接受”故障的數(shù)量。

UBER –根據(jù)已讀取的位數(shù)測量返回不可糾正位錯誤的扇區(qū)數(shù)。

此耐力練習說明了為什么了解指定 SSD 的用例的適用性和有效性至關重要。因此，如果 SSD 規(guī)范不提供用例數(shù)據(jù)，則它們提供的設計適用性有限，需要受到質疑。

SSD 與嵌入式基礎架構保持一致

嵌入式工業(yè)基礎設施應用存儲需求的多樣化和分散性促使 OEM 評估多種選項以匹配其各自的系統(tǒng)需求。為使 SSD 符合嵌入式基礎設施應用程序開發(fā)人員的獨特要求，它應該提供廣泛的集成增值功能。為了充分支持基礎設施設備，優(yōu)化的 SSD 必須提供斷電保護、24/7 可用性、在寬溫度范圍內(nèi)可靠運行、低功耗/低熱量、高耐用性、長產(chǎn)品生命周期等。

當嵌入式系統(tǒng) OEM 完全了解 SSD 應用類別時，可以實現(xiàn)降低總擁有成本和提高存儲效率的重要指標。在具有豐富經(jīng)驗和產(chǎn)品組合的存儲供應商的幫助下，可以為特定設計選擇最佳 SSD 以滿足預算和應用規(guī)范，從而在滿足多樣化嵌入式基礎設施市場的需求方面發(fā)揮更大作用。

審核編輯：郭婷