米客方德SD NAND磨损均衡技术

今天再和大家聊一聊SD NAND内部的另外一个核心技术SD NAND：磨损均衡（Wear Leveling）。

 

SD NAND内部主要由NAND Flash和Flash Controller组成，大多数人把NAND FLASH 叫做闪存，是一种长寿命的非易失性的存储器，即使在断电情况下仍能保持所存储的数据信息。此外，SD NAND还在其内部集成了主控，用于完成擦写均衡、坏块管理、ECC校验等功能。整体的架构如下所示。

 

图一：MK SD NAND整体框架

 

而磨损均衡 (Wear Leveling)，就是让SD NAND中的每个闪存块的擦除都保持均衡。每一个闪存都是有寿命的，Nand Flash在架构上可以分为SLC、pSLC 、MLC和TLC。它们的区别如下：

 

SLC 英文全称为Single-Level Cell ，即1bit/cell，每一个单位存储一位数据。速度快寿命长，价格贵（约MLC的3倍以上的价格），约10万次擦写寿命。

MLC 全称为 Multi-Level Cell，即2bit/cell，每一个单位存储二位数据。速度一般寿命一般，价格一般，约3000-10000次擦写寿命。MLC通过使用大量的电压等级，每个单元储存二位数据，数据密度比较大。因此，MLC架构可以有比较好的储存密度。

TLC 全称为 Trinary-Level Cell，即3bit/cell，也可以叫8LC，需要访问的时间更长，因此传输速度更慢。TLC价格便宜，但是速度慢寿命短，约1000次擦写寿命。

pSLC全称为 Pseudo-Single Level Cell（伪单层单元）是一种NAND闪存技术，它通过软件算法和管理策略在MLC或TLC闪存上模拟SLC（单层单元）的工作方式，使得每个存储单元仅存储一个数据位，从而提升写入性能、耐用性和可靠性，同时降低成本，是一种在性能和成本之间取得平衡的存储解决方案，约3万次擦写寿命。

 

 

产品类型	型号	容量	Flash类型	关键特征	工作温度	封装	尺寸
SD NAND (MKDV系列)	MKDV1GIL-AST	1Gbit	SLC	工业级宽温     P/E Cycles 10万次     数据保持力10年	-40℃~85℃	LGA-8	6.0x8.0mm
	MKDV2GIL-AST	2Gbit
	MKDV4GIL-AST	4Gbit
	MKDV8GIL-AST	8Gbit
	MKDV1GCL-ABA	1Gbit	SLC	C6, P/E Cycles 6万次	-25℃~85℃	LGA-8	6.0x8.0mm
	MKDV2GCL-ABB	2Gbit
	MKDV4GCL-ABB	4Gbit
	MKDV08GIL-STPA	8Gbit	pSLC	P/E Cycles 3万次，工业级     C10, U1, V10     支持1.8v/3.3v IO电压	-40℃~85℃	LGA-8	6.6x8.0mm
	MKDV16GIL-STPA	16Gbit
	MKDV16GCL-STP	16Gbit	MLC	C10, U1, V10, A2	-25℃~85℃	LGA-8	6.6x8.0mm
	MKDV32GCL-STP	32Gbit
	MKDV64GCL-STP	64Gbit
SD NAND (MKDN系列)	MKDN016GCL-AA	16Gbit	MLC	C10, U1, V10, A2     支持1.8v/3.3v IO电压	-25℃~85℃	LGA-16	9.0x12.5mm
	MKDN032GCL-AA	32Gbit
	MKDN064GCL-AA	64Gbit
	MKDN128GCL-ZA	128Gbit	TLC	LDPC纠错算法     C10, U3, V30, A2     支持1.8v/3.3v IO电压     支持 Smart 功能，动态监测 Flash 健康状况	-25℃~85℃	LGA-16	9.0x12.5mm
	MKDN256GCL-ZA	256Gbit
	MKDN512GCL-ZAA	512Gbit
	MKDN032GIL-AA	32Gbit	pSLC	P/E Cycles 3万次, 工业级     C10, U1, V10, A2     支持1.8v/3.3v IO电压	-40℃~85℃	LGA-16	9.0x12.5mm
	MKDN064GIL-ZA	64Gbit

 

 

如果用户数据在某些闪存块上频繁的被使用，达到一定的写入/擦除次数后，那么SD NAND就会英年早逝。相反，有了磨损平衡技术，每一个闪存块都能雨露均沾，这样就提高了产品的使用寿命。

 

业界的磨损均衡算法，主要有动态磨损均衡和静态磨损均衡。动态磨损平衡算法是把热数据写到年轻的块上,即在拿一个新的闪存块用来写的时候，挑选擦写次数小的；静态磨损平衡算法是把冷数据写到年老的块上，即把冷数据搬到擦写次数比较多的闪存块上。两者各有优缺点，MK SD NAND则是采用动态与静态磨损结合的磨损均衡管理算法，实现最佳的均衡效果。

 

MK-米客方德是一家专注于嵌入式存储的高新技术企业，研发中心设在合肥、新竹，在深圳和香港设有营运据点。MK的产品涵盖了各种主流的容量和接口，SD NAND、eMMC、存储卡广泛应用于工业、车载、医疗、电力、储能、智能穿戴、轨道交通等领域，并可提供客制化的存储解决方案。

 

 

MK米客方德不断钻研技术创新，推动工业进步，致力于为客户带来更优质的产品以及服务体验。

 

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