工业固态硬盘应用MRAM存储芯片的优势

对工业级固态硬盘了解的都清楚固态硬盘里面的超级电容，而对于工业级固态硬盘为什么会采用钽电容，主要的目的是为了保持数据，因为当固态硬盘遭遇突然断电的时候，钽电容就会用自身的电量将存储在RAM中的数据转移到ROM中，防止数据因为断电丢失，工业级固态硬盘钽电容的位置如图所示，占据了盘内不少的位置，并且工业级固态硬盘采用钽电容存在以下几个弊端

1. 电容本身故障率会导致数据丢失，工业级固态硬盘应用的环境相对比较苛刻，一般不是封闭高温就是各种复杂的室外环境，对电容的要求性比较好，也容易造成电容出现功能性的故障，同时电容本身也存在不良率的情况也会间接的影响数据的存储，
2. SSD掉电恢复设计最复杂，掉电后数据恢复本身就是一项非常复杂的事，在精密的设计里面一环紧扣一环，变量系数太大一旦不慎也是导致数据全盘丢失。
3. 缓存容量不能太大，这对工业级的固态硬盘来说是个硬伤，因为电容能够提供的电量有限，缓存过大而电容电量不足也是不够时间将数据写入闪存中，

目前来说大部分的工业级固态硬盘是采用闪存记忆体来存储数据，除了闪存之外还可以使用MRAM存储芯片作为缓存的设计这样子缓存数据掉电后还可以保持数据，而且进入3D TLC时代后，在One Shot编程模式下，也不用考虑Lower Page Corruption这种问题了。
 
所以，我们很快就会发现MRAM的一大用途——SSD的缓存芯片，这样缓存数据掉电后还在，而且进入3D TLC时代后，在One Shot编程模式下，也不用考虑Lower Page Corruption这种问题了。
 
使用MRAM存储芯片作为SSD固态硬盘的优势如下：
1. 掉电恢复变得简单：以前关于电容和各种变量、内部管理数据等的保存、恢复都不需要了；
2. 数据更安全：即使掉了电，缓存数据和关键管理数据还在MRAM里面，上电后继续用；
3. 掉电恢复时间更快：管理数据还在MRAM里面，上电后直接就用了，少了一个恢复的过程；
4. 随机性能更高：MRAM是可以按字节随机访问的，而且随机性能很高，所以作为写缓存，提升IOPS；
5. 应用场景更广泛：很多苛刻的大电容不适合的室外环境也可以有掉电保护；MRAM是芯片，符合工业级的宽温要求。
6. 降低成本。MRAM比电容还贵，怎么降低？设计简单了，测试也就简单了，成本自然就下架了 。
 
Everspin科技公司目前是全球第一家提供MRAM存储芯片产品，目前推出最新款的产品STT-MRAM产品，单颗芯片容量可达32MB，可以做SSD固态硬盘的缓存绰绰有余，如下图，MRAM的读写延迟只有10微秒左右，而且在命令很多的情况下，延迟QoS非常稳定，波动在2微秒之内。而SSD的延迟在100微秒，同时命令多了之后，延迟更长。
 
 
另外Everspin还推出了一款1GB容量的加速卡，可以达到150万IOPS，6.26微秒延迟，
可以用来做NV DIMM了，而且不需要电池。如果自己开发的话，Everspin还提供MRAM控制器的IP。


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