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壞區管理

鎖定
在NAND Flash的製造過程中所產生故障區塊,稱為Early Bad Block。在使用的過程中,也會隨着寫入、抹除的操作次數增加,而逐漸產生故障區塊,稱為Latter Bad Block。
中文名
壞區管理
領    域
計算機

壞區管理簡介

故障區塊管理,是由控制IC來達成故障區塊的管理機制,以偵測並標示NAND Flash中的故障區塊,提升資料存取的可靠度。控制IC的故障區塊管理機制,會在首次啓動NAND Flash時,建立故障區塊表(Bad Block Table),也會將使用的過程中所發現的抹寫錯誤記錄在故障區塊表,並將資料移植到新的有效區塊中,避免資料流失。 [1] 

壞區管理磨損均衡

磨損均衡是快閃存儲器(NAND flash)上的一種抹平技術。快閃存儲器的區塊有抺寫次數的限制,針對同一個單一區塊,進行重複抺除、寫入,將會造成讀取速度變慢,甚至損壞而無法使用。磨損均衡目的在於平均使用快閃存儲器中的每個儲存區塊,以避免某些“特定”儲存區塊因過度使用而形成壞區塊。
磨損均衡算法通過將寫入分配到閃存介質上的多個扇區,控制閃存介質扇區的不均勻“磨損”。磨損均衡算法集成在閃存盤控制器的固件內,通過建立閃存介質的邏輯扇區和物理扇區之間的文件分區表,使文件系統一目瞭然。原則上,磨損均衡算法能使閃存介質上的所有扇區幾乎同時達到其耐久限制,從而延長閃存介質的使用壽命。通過使用老化機制,可警告用户何時達到耐久限制,從而提前進行內容備份,防止數據丟失。
磨損均衡的性能及壽命依賴算法及控制器的優劣,性能常會在經常多次寫入及剩餘容量很少時下降,有時可以藉由犧牲壽命來增加性能、或以掉速為代價來確保可靠度。 [1] 

壞區管理閃存存儲器

快閃存儲器(英語:flash memory),是一種電子式可清除程序化只讀存儲器的形式,允許在操作中被多次擦或寫的存儲器。這種科技主要用於一般性數據存儲,以及在電腦與其他數字產品間交換傳輸數據,如儲存卡U盤。閃存是一種特殊的、以宏塊抹寫的EEPROM。早期的閃存進行一次抹除,就會清除掉整顆芯片上的數據。
閃存的成本遠較可以字節為單位寫入的EEPROM來的低,也因此成為非易失性固態存儲最重要也最廣為採納的技術。像是PDA、筆記本電腦、數字隨身聽、數碼相機與手機上均可見到閃存。此外,閃存在遊戲主機上的採用也日漸增加,藉以取代存儲遊戲數據用的EEPROM或帶有電池的SRAM
閃存是非易失性的存儲器。這表示單就保存數據而言,它是不需要消耗電力的。與硬盤相比,閃存也有更佳的動態抗震性。這些特性正是閃存被移動設備廣泛採用的原因。閃存還有一項特性:當它被製成儲存卡時非常可靠──即使浸在水中也足以抵抗高壓與極端的温度。閃存的寫入速度往往明顯慢於讀取速度。
雖然閃存在技術上屬於EEPROM,但是“EEPROM”這個字眼通常特指非快閃式、以小區塊為清除單位的EEPROM。它們典型的清除單位是字節。因為老式的EEPROM抹除循環相當緩慢,相較之下快閃記體較大的抹除區塊在寫入大量數據時帶給其顯著的速度優勢。
閃存又分為NOR與NAND兩型,閃存最常見的封裝方式是TSOP48和BGA,在邏輯接口上的標準則由於廠商陣營而區分為兩種:ONFI和Toggle。手機上的閃存常常以eMMC的方式存在。 [2] 
參考資料
  • 1.    "A Survey of Software Techniques for Using Non-Volatile Memories for Storage and Main Memory Systems", S. Mittal and J. Vetter, IEEE TPDS, 2015
  • 2.    Matsunobu, Yoshinori. "SSD Deployment Strategies for MySQL." Sun Microsystems, 15 April 2010.