上次討論的是影響固態硬盤速度的主控方面,今天來看閃存芯片,同樣地,我們只關心與速度相關的部分。
閃存核心用晶元光刻加工而成,制程指的就是光刻的工藝,即布線的寬度,上次舉例的SM2246所支持的制程為:1x / 1y / 2x /2 y / 3x 單位是nm,大約是15nm-40nm的這個范圍,也是目前的主流制程。容易理解的,制程越小,工藝越先進,單個閃存模組的速度就越快。這是決定速度的第三個主要因素。[速度基礎原則]
閃存芯片以封裝來區分,大體只有兩種:TSOP 和 BGA:
TSOP,全稱Thin Small Outline Package,意思是薄型小尺寸封裝,見下圖:
Agrade SATA SSD ST40 采用 TSOP封裝 東芝 TC58TFG7DDLTA0D 16GB MLC 閃存
簡單地區分,TSOP封裝兩側有金屬引腳,從外觀上來看,與BGA封裝區別很大。
TSOP封裝的閃存芯片僅包括一個模組,只支持一個通道。另外,TSOP封裝的閃存芯片可能包括1-4個閃存核心(管芯),也就是1-4個CE。
BGA,全稱Ball Grid Array,中文解釋是焊球陣列封裝:
Agrade SATA SSD ST50 采用 BGA封裝 Intel 29F01T08OCMFP 128GB MLC 閃存
BGA封裝閃存,金屬引腳全部在芯片下方,以錫球的方式呈現。
BGA閃存都包括兩個模組,支持兩個通道;同樣地,它的每一個模組可能包括1-4閃存核心,總共2-8個閃存核心(管芯),也就是2-8個CE。事實上,我們完全可以看成一個BGA閃存等于2個TSOP閃存封裝在了一起。
閃存結構上(每一模組,即每一通道)通過8條 命令 / 地址 / 數據 復用總線與主控連接,當然,絕大多數時間內,這8條數據總線用于傳輸數據。如上圖中的縱向。
每一核心(管芯),即每一個CE通過一條 CE 命令線與主控連接,主控的每個通道中,只有一個激活的CE命令,即只有一個閃存核心處于工作狀態。如上圖中的橫向。
固態硬盤總容量 = 單個閃存芯片的容量 x 芯片個數
總通道數=單個閃存芯片通道數 x 芯片個數//如超過主控最多支持的通道數,剛平均分配到每個通道,通道數以主控支持的最大通道為準
CE數量=單個閃存芯片CE數 x 芯片個數 //超過主控最多支持CE數的那部分,則不被識別,即無法使用
通過以上討論,我們總結一下,
首先是,制程決定了閃存模組本身的速度,這是固態硬盤速度的基礎。[速度基礎原則]
其次是,閃存模組與主控的連接通道,多通道可以達成速度倍增。[通道倍增原則]
最后是,接口速度的限制,無論固態硬盤內部的速度有多快,其與電腦交換的數據必然會低于接口的實際最高傳輸速度。[接口限制原則]
固態硬盤的速度 = 閃存基礎速度 x 通道數量 < 接口實際上限
后面,我們將通過實例來做出驗證。
1、閃存核心,正式名稱是管芯,閃存核心=閃存管芯。第一核心/管芯,只有也必須有一個CE,二者數量絕對相等,所以很多時候我們把核心/管芯和CE混合使用。
2、每一閃存模組,有且必須有一個通道,二者數量絕對相等,所以TSOP閃存支持1通道,BGA閃存可以視為2片TSOP封裝在一起,所以支持2通道。