選擇合適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一去不復返了。為了找到最有效的存儲，開發(fā)人員已經開始意識到他們必須查看與其數據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來競爭性地定位其產品的方法。這導致了幾個應用程序類的創(chuàng)建，稱為客戶端，企業(yè)，數據中心和嵌入式工業(yè)“基礎架構”SSD。

固態(tài)硬盤本質上是用相同的組件構建的：一個集成電路或FPGA控制器、NAND閃存和可能的DRAM。制造商將這些元件集成到焊接式多芯片封裝中，或將其與其他無源器件組合在一起，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 SSD 有何不同？

SSD公司最常見的答案是解釋產品是如何構建的，而不是告訴設計師產品的功能。解釋通常涉及MLC與SLC與TLC（現在與.3D），寫入放大優(yōu)化，讀取干擾緩解，電壓閾值偏移和無數其他專有技術。坦率地說，這些參數對嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員來說并不重要。他們真正需要的是滿足其應用程序的使用模型目標（包括系統(tǒng)的規(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)、數據中心和嵌入式工業(yè) SSD 的關鍵外部指標，而不是過分關注底層技術以及這些指標是如何實現的。

固態(tài)硬盤應用程序類

概述不同的 SSD 應用程序類有助于充分了解開發(fā)每個應用程序類的原因。

客戶

有許多眾所周知的用例和指標與客戶端臺式機、筆記本電腦/超極本、平板電腦和智能手機應用程序相關聯。SSD用于存儲操作系統(tǒng)和用戶數據，性能根據個人需求是主觀的。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?？蛻舳藨贸绦蛴写罅康耐C時間，足以使SSD可以處理任何閃存管理任務，以幫助其實現更高的性能，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)數據的首選接口，這決定了企業(yè)級 SSD 使用相同的接口。SAS提供比SATA更高的可靠性，但是，SSD的性能能力顯示了傳統(tǒng)硬盤驅動器接口的瓶頸，從而導致更高的企業(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。

數據中心

數據中心 SSD 是特定于應用程序的服務器和設備的主要存儲構建塊，這些服務器和設備通常支持 Internet 搜索和社交媒體站點。數據中心的固態(tài)硬盤通常是容量為 120 GB 及以上的 6 Gbps SATA 固態(tài)硬盤。之所以選擇 SATA，通常是因為它是眾所周知的，并且與 SAS 和 PCIe 相比具有高度兼容性和成本效益。在此分析中，數據中心 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絡/通信路由器、交換機和基站;企業(yè)網絡安全和監(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，基礎架構 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。這是因為基礎架構 SSD 需要支持各種混合功能工作負載。兩個相反的例子：賭場游戲SSD可能被寫入一次，然后寫保護，但隨著游戲的播放而被讀取多次，而基站SSD是連續(xù)寫入手機流量日志信息?；A結構數據模式的范圍從 99% 的讀取/1% 寫入到相反的讀取，并且可以涵蓋介于兩者之間的每個方案。

基礎設施應用程序通常是關鍵任務，專為24/7全天候運行而設計;多次在 -40 °C 至 85 °C 或更高的惡劣、擴展溫度環(huán)境中使用。基于基礎設施的固態(tài)硬盤具有更小、更低功耗、更低功耗、更低功耗的外形尺寸，如超薄 SATA、mSATA、緊湊型閃存或 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 和實時操作系統(tǒng)的系統(tǒng)需要小于 4 GB。

一個普遍的觀點是，基礎設施固態(tài)硬盤需要基于SLC NAND，這使得它們比客戶端固態(tài)硬盤的成本要高得多。這不一定是真的。雖然SLC以每GB美元為基礎更昂貴，但在某些應用程序中，成本最低的120 GB客戶端SSD仍然比優(yōu)化的8 GB SLC基礎設施SSD每單位成本更高。許多任務關鍵型系統(tǒng)絕對需要基于SLC的SSD，因此需要花費額外的費用來提高耐用性、可靠性和更長的產品生命周期。

另一個問題是重新認證的高成本，因為每個SLC都需要對每個SLC進行三次迭代，因此每次迭代都需要重新認證。對于高容量應用來說，SLC 可能成本太高，但在較低容量下，從總擁有成本 （TCO） 和性能的角度來看，SLC 非常引人注目。

基礎設施 SSD 沒有固定規(guī)則

考慮到應用程序的不同集合，很明顯，SSD應用程序類需要由使用模型及其相關的工作負載要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，并且不強制這樣做。目前，JEDEC JC-64.8 固態(tài)硬盤委員會僅在文檔 JESD218 中為客戶端和企業(yè)固態(tài)硬盤定義應用程序類。JESD219 中介紹了與這些應用程序類關聯的工作負載。

如果給定的SSD規(guī)范不基于一組通用規(guī)則，則它沒有用處或意義。因此，OEM 有責任仔細檢查數據表，以評估給定 SSD 的開發(fā)方式。

驗證基礎設施應用的 SSD 耐久性的過程是一項出色的練習，設計人員可以檢查要求，包括有效使用（開機）時間和溫度、保留使用（斷電）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，下面的指標都是相互關聯的，并且一個參數的假設變化通常會導致另一個參數的變化。

工作負載 – 由數據類型、文件大小、數據是順序數據還是隨機數據以及應用程序的讀取和寫入要求組成。

主動使用 – 標識主機系統(tǒng)內假定的機箱溫度，通常在 SSD 機箱上，SSD 在該溫度下寫入和讀取。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 達到其耐久性規(guī)范后仍保持數據完整。

數據保留時間 - 工業(yè)SSD的一個重要指標點，表明如果SSD幾乎沒有寫入，則保留時間比長時間使用的SSD長得多。

功能故障要求 – 根據特定定義的條件，概述給定樣本量的“可接受”故障數。

UBER – 根據已讀取的位數測量返回無法糾正的位錯誤的扇區(qū)數。

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)范不提供用例數據，則它們提供的設計適用性有限，需要受到質疑。

SSD 與嵌入式基礎設施協(xié)調

嵌入式工業(yè)基礎設施應用的存儲要求各不相同且分散，導致 OEM 評估多個選項以滿足其各自的系統(tǒng)需求。為了使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 必須提供掉電保護、全天候可用性、在寬溫度范圍內可靠運行、低功耗/低熱量、高耐用性、長產品生命周期等。

當嵌入式系統(tǒng) OEM 完全了解 SSD 應用程序類時，可以實現降低總擁有成本和提高存儲效率的重要指標。在具有豐富經驗和產品組合的存儲供應商的幫助下，可以選擇最佳SSD以滿足特定設計的預算和應用規(guī)格，從而在滿足各種嵌入式基礎設施市場的需求方面發(fā)揮更大的作用。

審核編輯：郭婷