TOSHIBA HK4R 960GB SSD評(píng)測(cè)

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第一章 外觀

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正面

背面

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銘牌顯示的信息：

型號(hào)：THNSN8960PCSE

生產(chǎn)日期：2016年1月19日

固件版本：8EET6101
硬件版本：A0
菲律賓制造

第二章 拆解

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下面我將對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行一個(gè)拆解。

下掉盤體正面的四顆螺絲，即可開蓋，首先暴露的是盤體的背面PCB，上蓋和PCB之間采用了10顆硅膠墊片，進(jìn)行隔離的同時(shí)也有被動(dòng)散熱效果。

正面PCB正面主要包含:

8顆閃存，型號(hào)：TH58TFT0EFLBA8K，東芝15NM eMLC顆粒；

1顆緩存，型號(hào)：5SA47D9STP，鎂光DDR3L 1600 1GB的DRAM顆粒；

1顆主控，型號(hào)：TC58NC9K16GSB

1顆日本村田制作所的DMT超級(jí)電容，額定電壓4.2V，標(biāo)稱電容394mF 。

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PCB背面

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閃存：TH58TFT0EFLBA8H

關(guān)于此顆閃存為了避免太多冗繁的信息量攝入，我制作了該閃存的編號(hào)含義圖，紅色的方框?yàn)橹攸c(diǎn)關(guān)注參數(shù)，這樣大家就很簡(jiǎn)單可以認(rèn)識(shí)到TH58TFT0EFLBA8H是東芝15NM制成128GB單顆的eMLC（企業(yè)級(jí)MLC）顆粒，內(nèi)部4Die/4CE，8顆組成1024GB容量，32Die/32CE規(guī)格的組合，OP了64GB容量之后實(shí)際可用容量960GB。從HK4R 960GB和1920GB持續(xù)和4K隨機(jī)讀寫的性能一致性方面猜測(cè)，32Die/32CE應(yīng)該是主控的最大效能容許值。

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5SA47 D9STP是鎂光的DDR3L 1600緩存芯片，容量1GB，電壓1.35V，CL11。

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TC58NC9K16GSB這顆主控很難拍的很清楚，但是基本編號(hào)還是可以識(shí)別的，這顆主控是東芝的定制版主控，按照前面的顆粒搭配的規(guī)則來猜測(cè)，這顆主控應(yīng)該最大容許32Die/CE的閃存顆粒接駁，關(guān)于這顆主控也沒有更多的資料可以參考到詳情。

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HK4R 960GB采用了一顆日本村田制作所的DMT超級(jí)電容，額定電壓4.2V，標(biāo)稱電容394mF,超級(jí)電容也被稱為電氣雙層電容器，它 是一種蓄電裝置，其功率密度特性是傳統(tǒng)電容器技術(shù)1000倍以上。村田制作所 （Murata）的超級(jí)電容在小而薄的封裝內(nèi)集合了各種優(yōu)異性能，包括電極結(jié)構(gòu)在內(nèi)的電化學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)化，可在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行靈活的充電和放電。 DMT系列的設(shè)計(jì)針對(duì)SSD優(yōu)化,與鋁電容器或鉭電容器相比，村田超級(jí)電容能存儲(chǔ)更多能量且每單位體積的靜電容量值更高。此外供電時(shí)間更長(zhǎng)，更節(jié)省設(shè) 計(jì)空間。與常見的超級(jí)電容相比，如紐扣式、筒狀超級(jí)電容，村田超級(jí)電容的ESR 要低很多。支持的輸出功率的范圍更廣。應(yīng)用范圍更廣。超級(jí)電容左邊的TPS61030是具有 20μA Iq、可調(diào)節(jié)4A 開關(guān)的 96% 高效升壓轉(zhuǎn)換器，配合DMT超級(jí)電容使用來保證異常掉電情況下的數(shù)據(jù)安全

下面簡(jiǎn)單說下東芝SSD的ECC機(jī)制:

一級(jí)ECC采用的是東芝獨(dú)創(chuàng)的QSBC(Quadruple Swing-By Code)，翻譯過來四聯(lián)擺動(dòng)ECC，其本質(zhì)可以理解成多層ECC。多層ECC的好處就是保護(hù)機(jī)制健全，糾錯(cuò)能力強(qiáng)，破了一層還有一層，缺點(diǎn)就是延遲隨著層數(shù)的提升而不斷增大。
二級(jí)ECC東芝多采用Hamming ecc

ECC就是“Error Correcting Code”的簡(jiǎn)寫，數(shù)據(jù)檢測(cè)與誤差修正編碼，因?yàn)殚W存中會(huì)有出錯(cuò)的可能，如果沒有使用ECC模塊，讀出的數(shù)據(jù)和寫入的數(shù)據(jù)會(huì)有不匹配的可能，也許一個(gè)文件中只有一兩個(gè)bit不匹配，這也是不能容忍的。相對(duì)來說SLC中出錯(cuò)概率比較低，所以使用一個(gè)糾錯(cuò)能力不強(qiáng)的Hanming碼就可以了，在MLC中Hanming碼就顯得力不從心了，需要糾錯(cuò)能力更強(qiáng)的BCH碼了。

NAND閃存的ECC比較多見的：Hamming漢明碼，BCH碼，LDPC（低密度奇偶校驗(yàn)）等。
1、Hamming漢明碼是經(jīng)常使用在早代SLC閃存。漢明碼的計(jì)算通過軟件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，占用資源比BCH小，但是效果也比BCH弱。
2、BCH碼具有嵌段長(zhǎng)度和誤差的靈活性校正能力。和功率消耗小相對(duì)于糾錯(cuò)能力。BCH擅長(zhǎng)處理隨機(jī)錯(cuò)誤，由于NAND Flash自身的特點(diǎn)，出現(xiàn)隨機(jī)錯(cuò)誤的概率更大一些，所以在MLC中目前應(yīng)用最多的還是BCH方式。
3、LDPC碼的糾錯(cuò)能力是非常高的。但對(duì)于功耗和處理問題所需的時(shí)間要求很高。

為了解決這個(gè)權(quán)衡，東芝開發(fā)自己的錯(cuò)誤檢測(cè)和校正技術(shù)QSBC?(Quadruple Swing-By Code)。這種所謂的專利技術(shù)，我覺得有夸大的成分在里面，號(hào)稱達(dá)到LDPC碼的8倍，加上是個(gè)保護(hù)專利，東芝還是宣傳效果的多，具體代碼談的少。

大家知道即使是校驗(yàn)錯(cuò)誤，如奇偶校驗(yàn)或者CRC校驗(yàn)都需要在原始信息數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上增加一些額外的數(shù)據(jù)。能夠糾正錯(cuò)誤的ECC需要額外的數(shù)據(jù)空間保存糾錯(cuò)碼生成的校驗(yàn)數(shù)據(jù)。所以在NAND Flash中Page的1K數(shù)據(jù)并不是1024Byte，大多數(shù)是1024＋32Byte, 有的是更多的額外空間；額外空間越多意味著可以使用糾錯(cuò)能力越強(qiáng)的ECC，因?yàn)閷?duì)于同一ECC算法糾錯(cuò)能力越強(qiáng)需要的額外空間越大。

為了提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在閃存中的可靠性，東芝企業(yè)級(jí)主控至少提供1級(jí)和2級(jí)的ECC糾錯(cuò)功能，當(dāng)檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)，數(shù)據(jù)首先通過閃存控制器提供的一級(jí)ECC（QSBC）。如果錯(cuò)誤無法被一級(jí)ECC校正，數(shù)據(jù)會(huì)下傳到閃存控制器外部二級(jí)ECC（Hamming ECC）。