常见企业级SSD故障电源可靠性分析详解

　　SRAM和内部非易失性阵列之间的传输完全并行(单元对单元)，这就能在8ms乃至更少时间内完成STORE操作，用户根本毫无感觉。该IC系列的大多数版本还为用户提供可控的软件STORE和RECALL启动命令以及用户可控的硬件STORE启动命令。

　　nvSRAM是高度可靠的产品，采用业经验证的大容量CMOS + SONOS工艺。此外，它在军事、商业、存储、医疗和工业应用中也有着20多年的历史。

　　图3显示了nvSRAM的概念，它将快速SRAM元件和非易失性元件在单个单元中整合在一起。图4显示了nvSRAM的单元结构。

非易失性SRAM--用于企业级SSD的异步解决方案

　　图5显示了企业级SSD数据流和元数据断电需要备份时用作非易失性缓存的异步nvSRAM.图5所示的VCAP电容可为STORE循环(将数据从SRAM移动到非易失性单元)进行供电。VCAP是大约50 μF的标准电容(详见数据表)。

　　对于新设计而言，当前可用的异步nvSRAM器件密度在256-kbit到8-Mbit之间，2012年还推出了16-Mbit的器件。

非易失性SRAM--用于企业级SSD的同步解决方案

　　图6显示了用于企业级SSD的非易失性SRAM器件，其基于全新同步高带宽(最高12.8Gbps)NAND接口nvSRAM.这种器件密度将达16-Mbit,目前已经推出样片，预计于2013年第一季度投入量产。

　　如前所述，超级电容或分立钽电容组可用作为断电时从SDRAM向NAND闪存传输数据提供所需电力的二级电压供电源。断电时从快速易失性存储器向非易失性存储器传输的理念与20年前赛普拉斯发明的nvSRAM理念相同，差别在于赛普拉斯nvSRAM在统一的单片IC中包含了电源检测、数据传输管理、快速易失性存储器和非易失性存储器等。数据传输在所有存储器单元中完成，同时耗电极低，时间也只有几毫秒。而SDRAM到闪存的传输在系统级进行，采用高功率I/O连接，这会很快消耗掉大型电容中的电量，而且完成时间也长得多。

　　此外，企业级SSD架构中的SSD控制器也支持高速同步NAND到NAND闪存器件的接口(ONFI 3.0、Toggle DDR 2.0)。高速同步NAND接口目前得到久经考验的nvSRAM核心技术支持，采用业界标准的ONFI 3.0/Toggle 2.0接口，可为企业级SSD厂商提供高性能的同步非易失性存储器解决方案。全新nvSRAM可直接放在NAND闪存总线上，成为关键非易失性数据的有源存储器空间(见图6)。全新nvSRAM接口的设计支持开放式标准，将采用标准指令和标准信号时序。这种方法不再需要或者能尽可能少需要超级电容或钽电容组以及数据传输逻辑，从而大幅缩短企业级SSD系统的断电备份时间。此外，这也消除了电容备份解决方案相关的可靠性问题。

　　企业级SSD断电时需要快速可靠的关键数据流和元数据备份。当前的电容备份解决方案存在严重的可靠性问题。本文分析了异步nvSRAM解决方案，并介绍了放在NAND闪存总线上的同步nvSRAM.nvSRAM可提供快速可靠的关键企业级SSD数据备份功能，从而消除了超级电容和钽电容组在此过程中的可靠性问题。