Key Considerations in Choosing the Right Flash Storage
我们生活在一个数据爆炸的时代，每时每刻都在生成大量数据，各行业必须认真考虑访问和处理数据的最佳方法，以满足不断增长的全天候数据处理需求。尽管固态驱动器和其他形式的闪存在性能和容量方面正日益成为常见的选择，但它们并不完全相同。仅在表面进行决策可能不是最佳选择，特别是在工业应用中，数据完整性、保留和可用性对于执行关键任务至关重要。那应该如何选择合适的存储呢？
随着越来越多的SSD应用，行业正在从工业级转向客户端或消费者级SSD，以降低总体拥有成本（TCO）。工业和消费类SSD规格上似乎很相似，那消费级SSD是否适合工业用途？超越能力和外形因素，让我们仔细观察并发现一个与众不同的世界。
消费类SSD通常用于个人小工具或办公用途，例如台式PC，笔记本电脑，手持式和移动设备，相机或游戏机。购买取决于个人需求或喜好，并且技术支持有限。
工业SSD可用于数据完整性和可靠性至关重要的高性能应用中，例如数据中心、服务器场、航空航天和航空电子设备、军事应用、机器自动化、医疗解决方案和车载计算。
关键注意事项
在工业应用中，设备要经受严酷的环境，在各种恶劣温度下不间断运行，处理大量工作负载并不断应对可能危害安全功能的威胁。因此，存储设备的可靠性非常重要，因为设备故障可能导致数据丢失和长时间停机，会带来灾难性后果。
优化的性能和低延迟。消费级闪存产品是为单个或少数用户（通常用于个人使用）处理一定数量数据而设计的。工业SSD设计用于处理数百万个字节的数据，这些数据可被多个客户端同时访问。延迟，也称为响应时间或等待时间，是指指令发送到实际执行之间的延迟时间。工业闪存产品具有很低的延迟，可在很长一段时间内保持稳定的性能和很高的生产率。
宽工作温度范围。消费级闪存产品的额定温度仅为0°C至70°C，而工业级产品的制造温度范围为-40°C至85°C，即使在极冷或极热的工作环境中也能可靠地运行。ATP是提供 工业温度等级的M.2 NVMe SSD 的早期存储制造商之一 。
长使用寿命。工业应用需要繁重的工作负载，从而导致更高的编程/擦除（P / E）周期，这可能会影响存储驱动器的耐用性。基于TLC的消费类SSD的耐久性周期约为1,000个P / E周期，而ATP的产品则约为100,000个。较高的P / E周期意味着工业SSD需要更长的时间才能磨损。ATP的工业闪存产品还具有先进的耗损均衡功能， 以延长SSD的使用寿命，在所有块上平均分配写入数据，以避免在同一块上写入过多数据，并确保它们均匀磨损。高写入TB字节量（TBW）等级也反映了硬盘的耐用性。它显示了驱动器在整个使用寿命期间可以写入多少数据。例如ATP Velocity SII Pro 2.5“ SSD ，TBW额定值高达21,333 TB。
坚固耐用。平均故障间隔时间（MTBF）是指设备在故障之前起作用的平均时间。对于ATP的工业SSD，这可以从200万小时或114年延长到500万小时，相当于570多年。此外，ATP闪寸产品还具有额外的保护功能，可防止固体颗粒以及可能损坏组件的液体和气体腐蚀。系统级封装（SiP）技术封装了所有裸露的组件以提供保护和屏蔽，因此ATP存储卡具有防水，防尘和防震/防振的功能。
断电保护。消费类固态硬盘还可以抵抗电源中断，而工业级固态硬盘则通过使用其他技术和电路来降低电源意外中断的风险，将其提升到一个全新的水平。ATP的闪存产品具有先进的断电保护功能，可防止在断电期间丢失数据。 ATP PowerProtector 确保完成最后的读/写/擦除命令，并将数据安全地存储在非易失性闪存中。带有PowerProtector的ATP SSD使用钽电容器，该电容器对温度和湿度的敏感性最小，即使在恶劣的环境下也可确保高可靠性和持久性。
闪存类别
为您的应用程序和工作负载选择正确的闪存类型对于确保您从投资中获得最大收益也很重要。闪存有两大类。
原始NAND闪存。这种类型的NAND闪存需要外部硬件控制器来处理闪存管理功能，例如坏块管理，损耗均衡，纠错，逻辑到物理地址转换，垃圾回收和其他功能。You may refer to a comparison of typical raw NAND flash memory types here.
ATP提供了全系列的SSD模块以及不同尺寸和容量的原始NAND闪存。
图1. 具有原始NAND闪存的ATP SSD模块
托管NAND闪存。 这种类型的存储器在同一封装中结合了原始NAND和复杂的硬件控制器，从而允许在内部进行存储器管理。由于所有组件都集成在一个封装中，因此内部控制器可以处理所有NAND闪存管理，从而使主机无需进行损耗均衡，坏块管理，纠错和其他后台功能。托管NAND存储器旨在提供快速性能，同时消耗更低的功率。由于采用了集成设计，因此它们的尺寸非常小。托管NAND最流行的形式是闪存卡。
下表列出了托管NAND闪存的其他示例。
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托管NAND类型 |
描述 |
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嵌入式多媒体控制器（e.MMC） |
e.MMC在同一IC封装中集成了MultiMedia接口，闪存和闪存控制器。 它以行业标准的球栅阵列（BGA）封装提供。 e.MMC驱动器大约只有邮票的大小，因此使其成为移动和空间受限系统的出色解决方案。 |
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嵌入式USB（eUSB） |
嵌入式USB（eUSB）是符合USB标准的托管NAND闪存解决方案。 通过使用被广泛采用的接口，eUSB可以跨不同的操作系统使用，以提供低成本，高效的数据传输解决方案，eUSB驱动器通常用作操作系统引导设备或主存储设备，应将其识别为固定驱动器。 它通过10针（2x5）USB母连接器以及安装孔连接至系统板，以确保稳定连接。 |
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通用闪存储器（UFS） |
UFS具有多种BGA尺寸规格，旨在焊接到印刷电路板上。 它可通过提供SCSI（小型计算机系统接口）高速串行接口协议，在两个数据通道上以高带宽同时提供读/写操作，从而在当今的microSD卡上实现了显著的性能改进。 |
表1. ATP托管NAND类产品
下图显示了原始和完全托管的NAND架构的差异。Raw NAND需要外部硬件控制器来处理闪存管理功能，而完全托管的NAND解决方案在封装内具有嵌入式控制器，以处理损耗平衡，坏块管理和错误管理。
图2. 原始与托管NAND
结论
确定使用哪种闪存是可能影响运营和投资回报（ROI）的关键决策。专为单个消费者设计的存储将与针对坚固，苛刻和关键任务应用程序以及成千上万的用户设计的存储完全不同。从长远来看，看起来似乎不太昂贵的东西实际上可能会更昂贵，因此，重要的是要获得与您的工作负载以及预算相匹配的合适的SSD，以最大程度地利用投资。
ATP的各种工业SSD旨在在繁重的工作负载下，甚至在最苛刻和最苛刻的环境中提供长期，可靠的性能。作为一家真正的制造商，ATP管理着制造过程的各个阶段，并从晶圆/ IC级别到模块和产品级别进行全面测试，以确保仅从其工厂生产出最高质量的产品。更多信息，请访问ATP网站或联系ATP代表/经销商。