在设计基于NAND的存储系统时选中所有框

有人会认为设计一个基于NAND的存储系统是相当简单的。然而，这是一个极其复杂的过程，在此过程中需要进行一系列组件和权衡。没有一种适合所有解决方案的解决方案，尤其是在设计工业解决方案时。

为了帮助您导航雷区并评估各种权衡，我们将为您提供一系列提示。请记住，可靠性和稳健性是此类子系统的关键，也是始终存在的成本效益的关键。

除了这七个技巧之外，您还需要考虑哪种闪存控制器最适合您的应用。控制器显然是任何基于NAND闪存的系统的关键组件，无论是USB闪存驱动器，SSD和SD卡，还是eMMC模块。除其他事项外，其职责包括调节系统行为和可靠性。

了解您的要求

一个良好的基础永远是最好的起点。要获得此基础，请了解您的特定用例;对您的系统提出的要求;以及必须遵守哪些行业要求。一旦你有了这些事实，你就可以开始设计过程了。

不同的用例会对系统的性能和生命周期产生不同的影响。同样，不同的行业往往有不同的要求。例如，一些应用程序比其他应用程序对价格更敏感，而其他应用程序则需要最高的可靠性，无论成本如何。

了解如何衡量绩效

最佳性能通常是任何存储系统的目标。但这并不总是苹果对苹果的比较。设计人员必须记住，性能不可避免地会随着时间的推移而下降，因为NAND闪存的编程/擦除（P/E）周期有限。此外，存储的数据量也会（对性能产生负面影响）。因此，很难预测一段时间内的性能。

为电源故障做好准备

电源故障是不可避免的：因此，您必须设计一个为它们做好准备的系统，否则您可能会面临灾难性的后果，包括数据损坏、代价高昂的停机时间、声誉受损等。因此，您必须考虑系统对此类意外电源故障的敏感性。在停电后果可能成本更高的工业环境中，应采取适当的步骤来确保设备是电源故障安全的。

同样，正确的闪光灯控制器是关键。例如，如果发生电源故障，某些控制器将根据最近的闪存事务日志恢复最后一个有效条目，而其他控制器则不会。一些控制器可以监控电源电压。如果发生电源故障，控制器可以提前停止闪存访问，防止潜在问题。

以容量换取更高的性能和可靠性

可靠性和峰值性能通常是存储系统设计中的首要要求。请注意，实际上可以通过放弃存储容量来提高性能和可靠性。例如，工业自动化、网络和机器人技术都需要顶级的可靠性、耐用性和速度。出于这个原因，工业设计团队经常转向单级单元（SLC）闪存，它提供比三级单元（TLC）闪存更快的写入性能和更高的可靠性。这部分是因为SLC闪存每个单元存储1位，而TLC每个单元存储3位。这里的权衡是SLC闪存的成本更高。

使用伪 SLC （pSLC） 模式，可以设计出性能和可靠性接近 SLC 的存储子系统，但成本更低。同样，可以使用一种称为预留空间 （OP） 的技术。使用 OP，为控制器管理数据保留特定的闪存存储区域，从而减少了存储用户数据的可用空间。

使用智能监控工具

无论您听到什么，所有存储系统的生存期都是有限的。影响该生命周期的因素包括 P/E 周期、特定用例和环境条件。虽然某些症状可以通过适当的维护来缓解，但系统永远不会永远存在。这就是运行状况监视在管理和维护存储系统中扮演如此重要角色的原因。运行状况监视工具还有助于确保可靠运行并防止意外的系统故障。特别是，健康监测对于成本高昂且任务关键型应用程序是常态的工业环境至关重要。

自我监控、分析和报告技术 （SMART） 工具将存储系统管理的功能和精度提升到新的水平。使用智能工具，闪存控制器可以收集和提供有关NAND闪存状态的数据。如果威胁到设备的迫在眉睫的故障，控制器可以通过重要统计数据报告提醒您。

考虑您的总体拥有成本

虽然存储系统的初始购买价格通常会受到很多关注，但设计团队应该真正关注总拥有成本 （TCO），这不仅仅包括购买价格。它包括系统在其生命周期内的所有运行费用，例如电源、维护、维修和更换。此外，TCO 还包括由于性能和可靠性降低、安全漏洞以及备份和恢复而产生的费用。在大多数工业环境中，购买价格只是总拥有成本的一小部分。

虽然较低的购买价格可能看起来很有吸引力，但它通常会导致以后更高的 TCO。例如，廉价控制器的功能和硬件支持较少，这使得它们更容易出现非最佳磨损均衡和错误处理不良等问题，这可能会缩短系统的使用寿命。在某些情况下，一个系统故障的成本很容易超过购买价格。最终，如果您削减系统设计成本，则数据丢失、停机和 TCO 的可能性更大。

确定合适的合作伙伴

设计存储系统时的首要任务是找到合适的合作伙伴。在性能要求、运行状况监视工具、电源故障准备和 TCO 之间，需要做出许多决策、注意事项和权衡。如果存储系统对您的应用程序至关重要，如果它包含敏感数据，或者如果系统故障可能导致代价高昂的停机，那么确定具有能力和经验的合作伙伴在整个设计过程中为您提供支持是系统最终效率的关键。

目前有多种闪存控制器可供选择，每种控制器都有不同的接口选项和质量级别。但由于NAND闪存的

审核编辑：郭婷