企业和消费级SSD Firmware的区别

企业和消费级SSD的几点区别：

侧重点。
接口。消费级基本都用SATA，而企业级使用PCIe、NVMe、SAS。
企业级容许更多的冗余数据。可以用来备份和容灾。

企业级需要持久稳定的性能，更长的寿命，额外的空间，能够与具体应用相适应。

消费级一般只有1到2个SSD组装，企业级需要把几个SSD组装在一起。
消费级：成本>容量>性能>数据完整性

企业级：数据完整性>性能>容量>成本
JEDEC组织对数据稳定性的要求，在不通电的情况下：

JESD 218A规定企业级硬盘数据要在55摄氏度下每天保持24小时，40摄氏度保持3个月；

消费级在40摄氏度每天保持8小时，30摄氏度下保持一年。
9. 企业级数据的不同类型：

WORM型：写少读得多（write once read many）

不稳定的数据：例如Swap数据。

备份数据。

Swap的用法：Swap空间的作用可简单描述为：当系统的物理内存不够用的时候，就需要将物理内存中的一部分空间释放出来，以供当前运行的程序使用。这些被释放的空间被临时保存到Swap空间中，等到那些程序要运行时，再从Swap中恢复保存的数据到内存中。这样，系统总是在物理内存不够时，才进行Swap交换。

SSD内各种数据保护技术
RAID

如下图，HDD使用RAID 5来保护磁盘阵列数据，每个磁盘都分布有校验数据。

SSD也可以类似操作。RAID的作用是基于NAND的特殊属性，NAND中某个Page（Word Line）有可能会全部丢失，这样ECC数据也没了，只能通过别的Die上校验数据恢复。

分析一下OCZ的这种方案：

为了保证大家的磨损程度一致，Block A系列都要同时写入，但是校验数据肯定最后写，所以ABCD内Die写的次序是不一样的。从写的角度来看，校验数据分散到不同die的意义不大，但是从读的角度来讲，可以把读均匀分到不同Die上，可以增加读的带宽。

数据纠错

随着NAND工艺越来越微小，氧化层也越来越薄，数据翻转的可能性增大。工艺越先进，纠错码要求越来越强，寿命（P/E次数）不断缩短。

Flash制造商在Flash Page里面会留有一定Spare Area来存放纠错码，工艺尺寸越小，Spare Area越大。

25nm MLC有450Byte Spare Area，每1K能纠错24 bit；

20nm MLC有750Byte Spare Area，每1K能纠错40 bit。

消费级使用BCH编码来纠错。

企业级开始使用LDPC编码：

能够延长使用寿命，保存更长时间数据。
与信噪比和UBER有关，并不是简单的固定bit数纠错。
软信息编码；

用户数据与校验数据比例会不同以往；

端到端数据保护

OS到HBA和存储阵列到NAND都要做有效性检查，因为操作系统驱动问题，SSD控制器软硬件故障都会导致数据出错。

企业级FTL

普通消费级SATA FTL架构如下图，Host命令由HIL执行，NAND命令由FIL执行。FTL的作用是把Host地址映射到NAND物理地址（使用映射表Map Table），同时还要做坏块管理BBM和损耗平衡。

企业级SSD要求更短的读写延迟，但是更新SSD控制器DRAM