TOSHIBA HK4R 960GB SSD評測

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2017-4-4 20:07 上傳

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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：THNSN8960PCSE

生產日期：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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2017-4-4 20:06 上傳

下面我將對產品進行一個拆解。

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，進行隔離的同時也有被動散熱效果。

正面PCB正面主要包含:

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

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

1顆主控，型號：TC58NC9K16GSB

1顆日本村田制作所的DMT超級電容，額定電壓4.2V，標稱電容394mF 。

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PCB背面

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閃存：TH58TFT0EFLBA8H

關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含義圖，紅色的方框為重點關注參數，這樣大家就很簡單可以認識到TH58TFT0EFLBA8H是東芝15NM制成128GB單顆的eMLC（企業(yè)級MLC）顆粒，內部4Die/4CE，8顆組成1024GB容量，32Die/32CE規(guī)格的組合，OP了64GB容量之后實際可用容量960GB。從HK4R 960GB和1920GB持續(xù)和4K隨機讀寫的性能一致性方面猜測，32Die/32CE應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，但是基本編號還是可以識別的，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，這顆主控應該最大容許32Die/CE的閃存顆粒接駁，關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超級電容，額定電壓4.2V，標稱電容394mF,超級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1000倍以上。村田制作所 （Murata）的超級電容在小而薄的封裝內集合了各種優(yōu)異性能，包括電極結構在內的電化學系統(tǒng)的優(yōu)化，可在一定溫度范圍內進行靈活的充電和放電。 DMT系列的設計針對SSD優(yōu)化,與鋁電容器或鉭電容器相比，村田超級電容能存儲更多能量且每單位體積的靜電容量值更高。此外供電時間更長，更節(jié)省設 計空間。與常見的超級電容相比，如紐扣式、筒狀超級電容，村田超級電容的ESR 要低很多。支持的輸出功率的范圍更廣。應用范圍更廣。超級電容左邊的TPS61030是具有 20μA Iq、可調節(jié)4A 開關的 96% 高效升壓轉換器，配合DMT超級電容使用來保證異常掉電情況下的數據安全

下面簡單說下東芝SSD的ECC機制:

一級ECC采用的是東芝獨創(chuàng)的QSBC(Quadruple Swing-By Code)，翻譯過來四聯(lián)擺動ECC，其本質可以理解成多層ECC。多層ECC的好處就是保護機制健全，糾錯能力強，破了一層還有一層，缺點就是延遲隨著層數的提升而不斷增大。
二級ECC東芝多采用Hamming ecc

ECC就是“Error Correcting Code”的簡寫，數據檢測與誤差修正編碼，因為閃存中會有出錯的可能，如果沒有使用ECC模塊，讀出的數據和寫入的數據會有不匹配的可能，也許一個文件中只有一兩個bit不匹配，這也是不能容忍的。相對來說SLC中出錯概率比較低，所以使用一個糾錯能力不強的Hanming碼就可以了，在MLC中Hanming碼就顯得力不從心了，需要糾錯能力更強的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）等。
1、Hamming漢明碼是經常使用在早代SLC閃存。漢明碼的計算通過軟件實現簡單，占用資源比BCH小，但是效果也比BCH弱。
2、BCH碼具有嵌段長度和誤差的靈活性校正能力。和功率消耗小相對于糾錯能力。BCH擅長處理隨機錯誤，由于NAND Flash自身的特點，出現隨機錯誤的概率更大一些，所以在MLC中目前應用最多的還是BCH方式。
3、LDPC碼的糾錯能力是非常高的。但對于功耗和處理問題所需的時間要求很高。

為了解決這個權衡，東芝開發(fā)自己的錯誤檢測和校正技術QSBC?(Quadruple Swing-By Code)。這種所謂的專利技術，我覺得有夸大的成分在里面，號稱達到LDPC碼的8倍，加上是個保護專利，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錯誤，如奇偶校驗或者CRC校驗都需要在原始信息數據的基礎上增加一些額外的數據。能夠糾正錯誤的ECC需要額外的數據空間保存糾錯碼生成的校驗數據。所以在NAND Flash中Page的1K數據并不是1024Byte，大多數是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能力越強的ECC，因為對于同一ECC算法糾錯能力越強需要的額外空間越大。

為了提高數據存儲在閃存中的可靠性，東芝企業(yè)級主控至少提供1級和2級的ECC糾錯功能，當檢測到錯誤時，數據首先通過閃存控制器提供的一級ECC（QSBC）。如果錯誤無法被一級ECC校正，數據會下傳到閃存控制器外部二級ECC（Hamming ECC）。