Kingston 运用下一代闪存技术扩展了其导入设计固态硬盘产品线

Kingston 的最新一代导入设计固态硬盘采用了 112 层和 176 层堆叠式 3D TLC和 QLC 闪存架构。这种最新的闪存技术可以实现容量更高的固态硬盘，比以前的 96 层技术拥有更高的性能，而不会牺牲可靠性或耐久性。Kingston 的导入设计固态硬盘使用的闪存是为了满足广泛的应用工作负载的寿命需求。由于专用系统的使用寿命较长，固态硬盘的耐久性是专用系统应用中的一个关键因素。高层数堆叠的闪存还具有成本优势，因为它可以在满足客户预期成本的情况下制造更大容量的固态硬盘。

（图片来源：Kingston）

在过去几年中，随着闪存时代的发展，人们有一种误解，认为 NAND 闪存芯片的缩小，用户必须放弃固态硬盘的耐久性和可靠性。这种看法亦对亦错。让我们回顾一下固态硬盘问世之初和我们一路走来的经验，希望能消除人们对在计算应用中使用当前一代固态硬盘的担忧。

当使用固态硬盘代替硬盘的想法首次提出时，用户最大的担心是，由于闪存在位元层级的编程方式，固态硬盘会随着时间的推移而发生损耗。人们担心的是，“如果我向固态硬盘写入太多东西，它就会失效，我就会失去所有数据”。这后来成为一种毫无根据的恐惧。在整个计算机行业中，早期也有报告称，固态硬盘往往会变成“砖头”，这意味着硬盘出现故障，就不再能够恢复。在其中某些情况下，“砖头化”的固态硬盘意味着数据丢失。然而，随着固态硬盘固件的改进，这个问题很快得到了解决。

Kingston 很早就认识到，教育客户了解固态硬盘的磨损和可靠性并保证他们的数据安全是很重要的。Kingston 发起了一个为期两年的教育活动，遍访世界并与他们的客户讨论固态硬盘。这一教育活动证明是非常成功的，因为在接下来的几年里，基于客户的系统对固态硬盘的采用进展很快。

第一批基于闪存的主流固态硬盘是使用 SLC（单层单元）和 MLC（多层单元）闪存技术制造的。当时，SLC 的编程/擦除周期等级为 10 万次，MLC 的编程/擦除周期等级为 5 千次。SLC 闪存由于其高耐久性而被指定主要用于企业服务器的固态硬盘，而 MLC 则主要被指定用于客户笔记本和台式电脑。

在固态硬盘制造商生产了数以百万计的固态硬盘并深入了解了用户的工作负荷后，人们对固态硬盘的磨损有了更深的了解，并确定使用 SLC 和 MLC 闪存的早期固态硬盘的耐久性远远超出了这两种应用的需要。例如，使用 MLC 闪存的客户端固态硬盘用于典型的办公应用和网络浏览，被认为可以可靠地运行 20 年以上，远远超过了固态硬盘所安装的计算机的使用寿命。对主流服务器中使用的企业固态硬盘也进行了同样的分析。虽然服务器的工作负载与客户的工作负载有很大的不同，但 SLC 闪存提供的额外耐久性创造了同样的长寿命，即企业级固态硬盘将远远超过服务器的使用寿命。这使得固态硬盘行业重新评估了客户和企业固态硬盘中使用的闪存类型。

成本与耐久性

固态硬盘上的闪存占了固态硬盘物料成本的 80%，而高耐久性的闪存比低耐久性的闪存成本更高。因此，像 Kingston 这样的固态硬盘制造商开始专注于为要使用硬盘的应用设计固态硬盘，而不是在没有必要的地方增加成本。这种设计策略对最终用户来说有很大的成本效益，因为用户不需要为他们永远不会使用的耐久性付费。

固态硬盘可靠性的另一个方面是固态硬盘控制器技术的进步。所有固态硬盘都配备了复杂的闪存控制器，负责管理对固态硬盘的读写、磨损平衡和错误纠正。闪存控制器使用专门为特定闪存类型创建的专有固件。这意味着固件代码专门针对特定的闪存类型进行了优化，提供了更多的闪存管理，并最终使固态硬盘更加可靠。

今天，SLC 和 MLC 固态硬盘只有少数针对特殊应用的固态硬盘供应商提供，而且这些固态硬盘的价格非常高。对于主流的笔记本电脑、台式机和服务器，像 Kingston 这样的固态硬盘制造商正在其最新一代的固态硬盘上使用 TLC（三层单元）和 QLC（四层单元）闪存。今天，基于 TLC 和 QLC 的固态硬盘为客户和企业应用带来了最佳的耐久性、可靠性和成本平衡。用户现在也获得了独特的能力，能够以固态硬盘历史上最低的价位，从各种固态硬盘中选择出满足他们所追求的性能和耐久性范围。

深入了解 TLC 和 QLC 闪存

TLC 闪存（三层单元闪存）是一种 NAND 闪存，每个单元存储三个比特的数据。TLC 闪存是目前在客户和企业应用中最广泛使用的固态硬盘闪存。TLC 固态硬盘非常适合各种工作负载，在这些工作负载中，对固态硬盘的读取和写入是相对同等的。这种类型的工作负载在消费者个人电脑、客户/办公个人电脑，甚至大多数主流服务器工作负载中都很常见。QLC 表示四层单元。用这种闪存，每个单元可以存储四个比特的数据。QLC 固态硬盘提供的耐久性通常比 TLC 固态硬盘低，但价格更低。QLC 固态硬盘非常适合用作大容量固态硬盘，适用于更多以读取为主的应用。这些固态硬盘不经常写入数据以及和经常或不经常读取的应用。使 QLC 固态硬盘具有吸引力的原因是其低价位。QLC 固态硬盘可以大大降低整体系统成本，因为 QLC 固态硬盘的成本通常比 TLC 固态硬盘低 10%。

固态硬盘容量变得越来越大

与其他硬盘行业一样，随着闪存技术的发展，固态硬盘的最低容量每隔几年就会变大。用户也需要更大容量的固态硬盘来获取并存储更多的应用数据。如今，基于 TLC 和 QLC 的固态硬盘一般都被认为是“廉价”的，人们只要有需要都会购买。对于某些专用计算机应用来说，系统的寿命非常重要，这种较高容量的固态硬盘限制可以带来耐久性的好处。用户可以对固态硬盘进行配置即可提高耐久性，只需在固态硬盘上划分一个大的备用区域。固态硬盘行业称之为“超额配置”。这样允许固态硬盘控制器将备用区域用于退役块和更有效的磨损平衡。

Kingston 固态硬盘内置的额外可靠性特性

• Kingston 导入设计固态硬盘包括了各种关键的可靠性特性，适合专用应用。
• 热节流 - Kingston 固态硬盘在固件中包含一个热节流机制，因为固态硬盘如果开始达到最大工作温度就会降低其性能。这样可防止硬盘故障，更重要的是保护了用户的数据不丢失。
• 耐久性 - Kingston 固态硬盘比机械硬盘更耐用，因为它们没有移动部件，不会过早磨损或损坏。这使得固态硬盘成为移动车辆应用和经常从一个地方运到另一个地方的系统的理想选择。固态硬盘是高冲击和振动环境的理想选择。
• 对突然断电的保护 - Kingston 导入设计固态硬盘加入固件功能，可防止意外断电。在某些环境中，突然断电有时是不可避免的情况，固态硬盘需要有内置的保护功能，以确保硬盘在下一个电源循环中能够正常恢复。Kingston 对其生产的所有固态硬盘都会进行鉴定，突然断电测试是这个程序的一个关键部分。
• 100% 的固态硬盘测试 - Kingston 对从生产线上下来的固态硬盘进行 100% 的测试。Kingston 已经在测试设备上投资了数十亿美元，以确保最高水平的质量和最低的故障率。