原创 《深入浅出SSD》+SSD行业的百宝书

清晨的第一缕阳光开启了打工人搬砖的又一天。

图一 《深入浅出SSD》+1.8寸SATA盘+江波龙SSD

自拿到这本书后，就被这本深深地吸引力，这里面几乎有我现在想知道的关于SSD的所有疑问。

这本书的内容几乎涵盖了有关SSD的所有相关知识，你想知道的有关SSD他几乎都有。  

图二 作者介绍和江波龙SSD

整本书的内容有5个大部分，分别是 1.产品与市场篇、2.核心技术篇（大部分内容是底层工作原理）、3.协议篇（多种协议介绍）、4.测试篇、5.扩展篇。我们在用到SSD经常遇到很多问题，这本书的指导真是雪中送炭。

图三 全书内容概况

全书目录如下，看看有没有你感兴趣的内容呢。

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目 录

赞誉

序1

序2

前言

产品与市场篇

第1章 SSD综述 2

1.1 引子 2

1.2 SSD与HDD 4

1.3 固态存储及SSD技术发展史 7

1.4 SSD基本工作原理 15

1.5 SSD产品核心指标 17

1.5.1 基本信息剖析 18

1.5.2 性能剖析 21

1.5.3 寿命剖析 24

1.5.4 数据可靠性剖析 26

1.5.5 功耗和其他剖析 29

1.5.6 SSD系统兼容性 32

1.6 接口形态 33

1.6.1 2.5in 35

1.6.2 M.2 35

1.6.3 BGA SSD 37

1.6.4 U.2 38

1.6.5 EDSFF 38

第2章 SSD及闪存市场 43

2.1 SSD市场 43

2.1.1 消费级SSD取代HDD 43

2.1.2 SSD和HDD应用场合 45

2.1.3 SSD市场情况 45

2.1.4 国产SSD厂商和产品 46

2.2 闪存市场 57

2.2.1 最新原厂动态 57

2.2.2 闪存发展趋势 72

第3章 专用SSD存储 76

3.1 可计算存储 76

3.1.1 可计算存储的诞生背景 76

3.1.2 可计算存储的应用探索 78

3.1.3 可计算存储的成功案例 84

3.1.4 可计算存储的前景展望 86

3.2 航天存储 87

3.2.1 背景 87

3.2.2 航天存储系统技术现状与

发展趋势 88

核心技术篇

第4章 SSD主控 94

4.1 解读控制器架构 94

4.2 SSD主控厂商 99

4.2.1 SSD主控国际大厂 100

4.2.2 SSD主控国内厂商 103

第5章 NAND闪存 122

5.1 闪存基本原理 122

5.1.1 存储单元及相关操作 122

5.1.2 闪存类型 125

5.1.3 闪存组织结构 128

5.1.4 擦、写、读操作 130

5.1.5 阈值电压分布图 133

5.2 闪存可靠性问题 136

5.2.1 磨损 136

5.2.2 读干扰 137

5.2.3 写干扰和抑制编程干扰 138

5.2.4 数据保持 140

5.2.5 存储单元之间的干扰 141

5.3 数据可靠性问题的解决方案 142

5.4 3个与性能相关的闪存特性 144

5.4.1 多Plane操作 144

5.4.2 缓存读写操作 146

5.4.3 异步Plane操作 147

5.5 3D闪存 148

5.5.1 使用3D技术提高闪存密度 148

5.5.2 3D闪存存储单元 150

5.5.3 3D闪存组织结构 152

5.5.4 3D闪存外围电路架构 154

第6章 FTL详解 156

6.1 FTL综述 156

6.2 映射管理 158

6.2.1 映射的种类 158

6.2.2 映射的基本原理 160

6.2.3 HMB 163

6.2.4 映射表写入 164

6.3 垃圾回收 165

6.3.1 垃圾回收原理 165

6.3.2 写放大 174

6.3.3 垃圾回收实现 176

6.3.4 垃圾回收时机 187

6.4 解除映射关系 187

6.5 磨损均衡 189

6.6 掉电恢复 191

6.7 坏块管理 193

6.7.1 坏块鉴别 194

6.7.2 坏块管理策略 195

6.8 SLC缓存 196

6.8.1 SLC缓存写入策略和分类 196

6.8.2 读写过程 197

6.8.3 数据迁移 198

6.9 读干扰和数据保持 199

第7章 ECC原理 202

7.1 信号和噪声 202

7.2 通信系统模型 203

7.3 纠错编码的基本思想 204

7.3.1 编码距离 205

7.3.2 线性纠错码的基石—奇偶

校验 205

7.3.3 校验矩阵H和生成矩阵G 206

7.4 LDPC原理简介 207

7.4.1 LDPC是什么 207

7.4.2 Tanner图 208

7.5 LDPC解码 209

7.5.1 Bit-f?lipping算法 209

7.5.2 和积信息传播算法 211

7.6 LDPC编码 216

7.7 LDPC纠错码编解码器在SSD

中的应用 217

协 议 篇

第8章 PCIe介绍 222

8.1 从PCIe的速度说起 222

8.2 PCIe拓扑结构 225

8.3 PCIe分层结构 228

8.4 PCIe TLP类型 231

8.5 PCIe TLP结构 234

8.6 PCIe配置和地址空间 239

8.7 TLP的路由 244

8.8 数据链路层 251

8.9 物理层 256

8.10 PCIe重置 259

8.11 PCIe最大有效载荷和最大读

请求 264

8.12 PCIe SSD热插拔 265

8.13 SSD PCIe链路性能损耗分析 266

8.14 PCIe省电模式ASPM 269

8.15 PCIe其他省电模式 272

8.16 PCIe 4.0和5.0介绍 273

8.17 SR-IOV 274

第9章 NVMe介绍 277

9.1 AHCI到NVMe 277

9.2 NVMe综述 279

9.3 吉祥三宝：SQ、CQ和DB 283

9.4 寻址双雄：PRP和SGL 289

9.5 Trace分析 295

9.6 端到端数据保护 299

9.7 Namespace 303

9.8 NVMe动态电源管理 308

9.9 NVMe over Fabrics 312

9.9.1 概述 314

9.9.2 NVMe over RDMA概述 318

9.9.3 NVMe over TCP概述 322

9.9.4 案例解读 325

9.9.5 全闪存阵列 334

9.10 ZNS简介 347

9.10.1 从Open-Channel说起 347

9.10.2 ZNS的核心概念 350

9.10.3 ZNS中的核心命令 354

9.10.4 ZNS的优势 356

9.10.5 ZNS SSD应用场景和软件

生态 356

9.11 CMB和HMB简介 358

9.11.1 CMB简介 358

9.11.2 HMB简介 358

9.12 Key Value命令集简介 359

9.12.1 Key Value存储架构 359

9.12.2 NVMe Key Value命令集 361

第10章 UFS介绍 363

10.1 UFS简介 363

10.2 UFS协议栈 368

10.2.1 应用层 369

10.2.2 传输层 371

10.2.3 互联层 371

10.3 UPIU 373

10.3.1 UPIU事务 374

10.3.2 UPIU格式 377

10.4 逻辑单元 379

10.5 RPMB 381

10.6 UFS低功耗简介 386

10.7 WriteBooster 388

10.8 HPB 390

测 试 篇

第11章 SSD测试 394

11.1 初始SSD测试 394

11.1.1 协议验证测试 394

11.1.2 系统应用测试 395

11.1.3 SSD的主要测试内容 395

11.2 SSD常规性能测试 398

11.2.1 消费级SSD性能测试 399

11.2.2 企业级SSD性能测试 400

11.2.3 SNIA测试 406

11.3 FTL功能模块测试 412

11.3.1 写放大测试 412

11.3.2 垃圾回收测试 413

11.3.3 磨损均衡测试 415

11.4 掉电恢复测试 416

11.4.1 SSD掉电恢复测试 416

11.4.2 整机掉电测试 417

11.5 数据完整性测试 418

11.6 回归测试 419

11.7 DevSlp测试 420

11.8 PCISIG测试 422

11.9 耐久度测试 424

11.10 验证与确认 429

11.11 测试设备与仪器 430

11.11.1 仿真器 430

11.11.2 PCIe协议分析仪 431

11.11.3 Jammer 438

11.11.4 测试平台eBird介绍 439

11.11.5 Gen 4&5 NVMe SSD研发

测试工具 442

11.11.6 NVMe SSD热插拔、掉电、

电压拉偏、功耗测试、

边带信号测试 443

11.11.7 NAND闪存测试工具 447

11.11.8 SSD存储开放实验室

介绍 447

扩 展 篇

第12章 闪存文件系统 452

12.1 EXT4文件系统 452

12.1.1 EXT4的发展历史 452

12.1.2 EXT4的物理结构 455

12.1.3 EXT4的内存结构 457

12.1.4 EXT4的容量扩展：范围

映射 462

12.1.5 EXT4的分配策略 464

12.1.6 EXT4的可靠性 465

12.1.7 EXT4的局限性 465

12.2 F2FS文件系统 466

12.2.1 F2FS磁盘布局 466

12.2.2 F2FS中的重要算法 470

12.2.3 F2FS特点总结 473

12.2.4 F2FS最新进展 474

 

随着科技的发展，SSD也日新月异，平头哥发布首颗PCle5.0 SSD主控芯片镇岳510！4μs超低时、误码率，江波龙、阿里、长存等国产厂商崛起是必然的趋势。可以包含的三种模式（io、cache和memory）的CXL（Compute Express Link）技术也对传统SSD和DDR产生了新的挑战。SD卡也融入了PCIE的技术。另外也希望作者能增加一些SSD硬件设计方面的介绍,传输速率越来越高，信号的完整性也是一个挑战，如何增加散热降低功耗也是一个难点，也期待作者将来的第三版发行。

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