神奇的ECC，可将内存的成本进一步降低

高端消费产品、网络和工业系统等内存密集型应用程序正面临着成本压力，这促使工程师寻找在提高性能的同时降低系统成本的新方法。错误码校正(ECC)是NAND闪存中维护可靠性和延长内存寿命的关键技术。为了在市场上实现基于NAND闪存的系统有更好的效率，与集成ECC的架构相比，开发人员更加倾向于在主机MCU中实现ECC架构。

本文将探讨集成的和基于主机的ECC之间的差异，比较一下每种方法对系统性能、可靠性和最终成本的影响。

ECC

简单说一下什么叫ECC。ECC内存即纠错内存，简单的说，其具有发现错误，纠正错误的功能，一般多应用在高档台式电脑/服务器及图形工作站上，这将使整个电脑系统在工作时更趋于安全稳定。

内存在其工作过程中难免会出现错误，而对于稳定性要求高的用户来说，内存错误可能会引起致命性问题。内存错误根据其原因还可分为硬错误和软错误。硬件错误是由于硬件的损害或缺陷造成的，因此数据总是不正确，此类错误是无法纠正的；软错误是随机出现的，例如在内存附近突然出现电子干扰等因素都可能造成内存软错误的发生。

当为一个系统选择闪存时，开发人员可以在NAND和NOR技术之间进行选择。NAND单元比NOR单元小，所以NAND的每位成本比NOR内存低。这反过来导致NAND闪存比NOR闪存可用的密度更高。此外，与NAND相比，NOR单元背后的物理原理导致了更长的程序擦除(P/E)时间。由于这些优点，NAND正以越来越快的速度被采用。

传统上NAND闪存的缺点是耐久性和读取性能较慢。随着时间的推移，NAND单元磨损或失去保持程序值的能力，将影响内存位转换状态。当一个块（Block）开始磨损时，它的数据可以转移到另一个块。随着单元的退化，为了防止数据丢失，我们便采用ECC技术。

ECC使用冗余来验证存储的数据是否与写入到内存的数据相匹配。此外，当检测到错误时，为了确保更高的数据完整性，ECC可以对每个块的错误数量进行修正。当超过某个错误阈值时，数据被移动到一个新块上。废弃的块被标记为“bad”，再也不会使用。因此，NAND闪存与ECC结合就可以提供高可靠性应用程序所需的完整性水平。

然而，由于ECC生成和检查需要时间过程，因此它会影响吞吐量和系统成本，这取决于它是如何实现的。通常，ECC可以与内存本身集成或由主机处理器在外部管理。集成方法有两种配置:

一种是单模方法，其中ECC是内存die的一部分，另一种是双模方法，其中控制器IC(具有串行接口和ECC)与内存die合并。在基于主机的方式下，ECC支持MCU NAND flash控制器去访问NAND。内存制造商提供的这三个选项允许OEM为他们的应用程序选择最佳的折衷方案。

一种灵活的ECC方法

将ECC集成到NAND闪存，具备了直接由存储器芯片本身管理ECC的优势。然而，尽管这种方法在某种程度上简化了系统设计，但代价是较高的内存成本和较低的读取性能。与主机处理器中使用的更高的内部时钟频率相比，闪存中较慢的内部时钟导致了读取性能的降低。

集成了ECC之后就增加了NAND闪存设备的大小和复杂性，因此内存成本会更高。考虑到一个8位ECC的硬件实现有大约50K。这表示对一个简单内存控制器的门数（gate count）(3000K)有~1.7%的影响。然而，如果集成在NAND存储器上，影响会在10-15%之间，并且会使存储器的成本增加更多。对于使用多内存设备的大内存需求系统，将ECC与NAND内存集成意味着要多次支付额外成本，而不是基于主机MCU一次性支付ECC。

此外，读取性能也有所下降，因为集成ECC会增加延迟，每个内存读取的时钟率低于主机控制器可以处理ECC检查的时钟率。下图显示了NOR flash、集成ECC的NAND flash以及基于主机的ECC的NAND flash的读取吞吐量比较。可以看出，集成ECC的NAND闪存的性能不到NOR闪存的一半。然而，当ECC是基于主机的时候，NAND闪存的读取性能几乎翻倍，几乎与NOR闪存持平。

当检测到错误(并纠正错误)时，基于主机的ECC提供了更好的性能。下图显示了错误对读取第一数据时间(RFDT)的影响。通过集成ECC, RFDT从45微秒增加到70微秒。对于基于主机的ECC, RFDT要好得多，仅从35微秒增加到45微秒。

国产存储正当时，大华C900 PRO固态硬盘首测

近年来，存储国产化随着数据时代的来临，正逐渐成为上到国家下到厂商，一致的期盼和攻坚方向。尤其是在成功的将显示面板行业实现国产化后，其中积累的大量“从引进来到走出去”的实战和理论经验，使得存储国产化的步伐和速度，肉眼可见的在加快。

大华C900 PRO 固态硬盘

一大波国产存储品牌开始登上舞台，从原厂颗粒到主控芯片，从上游渠道再到下游品牌，国产存储化的进程几乎不可阻挡，近日，笔者收到了一款来自大华存储研发的全新C900 PRO 固态硬盘，说起大华存储大家可能不太熟悉，然而其母公司大华股份却大有来头。

■关于大华存储

大华股份，是一家以视频为核心的智慧物联解决方案提供商和运营服务商，全球视频监控市场占有率第二，其业务遍及全球180多个国家和地区，全球员工累计超过16000人；基于视频业务，该公司还延展了机器视觉、视频会议系统、专业无人机、智慧消防、电子车牌、RFID及机器人等新兴视频物联业务，时至今日，已经成为全球领先的智慧物联运营和方案提供商，连续13年荣获中国安防十大品牌，连续13年入选《a&s》“全球安防50强”，大华股份可以说是中国智慧城市建设推荐品牌和中国安防最具影响力的品牌之一。

有着多年安防监控和智慧物联等B端领域的技术积累，大华存储在稳定读写、安全存储乃至数据保护方面都有着先天的行业和技术优势，那么这款全新推出的C端消费级大华C900 PRO 固态硬盘性能表现究竟如何？在技术研发和实际体验上又会有哪些惊喜呢？下面，我们一起来看。

为了更好的更快的了解这款大华C900 PRO 固态硬盘，我们先来总结一下此款大华C900 PRO 固态硬盘主要特性：

1.创新性鲨鱼鳃散热马甲，极速散热稳定性能

2.3500MB/S的最大读取性能，行业顶级水准

3.超大容量的“Max.write”技术，稳定存储更安心

■产品解析：经典“马牌”主控搭配国产闪存

全新C900 PRO固态硬盘，从外观上看，依旧是主流的2280尺寸，单面pcb设计，在硬盘正面集成了主控芯片，闪存颗粒以及外置缓存芯片，三大主要元器件。

主流的2280尺寸

从缺口上看，支持NVMe传输协议，在性能方面应该会有着不错的表现。

关键的元器件方面，主控采用的是Marvell（俗称“马牌”）旗下编号为88SS1092主控芯片，这是一款定位于旗舰的主控芯片，支持PCI Express Gen 3 x 4 主机接口，8通道设计，支持Marvell第三代LDPC技术，具有更高的稳定性和可靠性，同时它还支持 15/16 nm技术的MLC/TLC 以及3D NAND闪存，采用先进的ECC方案，能够进一步提升固态存储产品的耐用性。

88SS1092主控

在主控内部集成了大华存储称之为“Max.write”技术，也就是我们常见的slc缓存技术，然而和普通的slc缓存技术不同的是，大华存储的“Max write”技术，能够智能的根据存储任务和工作负荷，进行slc缓存容量的分配，同时搭配1TB标配的340GB超大slc缓存区间，让用户能够体验到迅捷存储带来的畅爽体验。

3D TLC闪存颗粒

在闪存颗粒上，则是采用业界主流的3D TLC闪存颗粒，单片容量达到512GB，共两片。

外置缓存上，1TB版本上标配容量为1GB的缓存芯片。

除了固态硬盘本身，大华C900 PRO还随机附赠了具有特殊鲨鱼鳃设计的散热马甲，能够显著降低固态硬盘工作时的产品温度，为C900 PRO的稳定传输，提供保护。

鲨鱼鳃散热马甲

“马牌”主控（即Marvell主控），搭配国产3D TLC颗粒，以及鲨鱼鳃散热马甲，大华存储在产品设计和核心元器件采购上还是十分具有诚意的，接下来我们将通过连续性能、4k随机性能、以及全盘稳定性三个维度进行性能测试，一探大华C900 PRO的真实效能。

■性能测试：最大连续性能3400+MB/S

在连续性能测试方面，我们将采用CrystalDiskMark和Txbench两个软件进行对比验证测试，用以展现C900 PRO的真实连续性能。

连续性能测试

CrystalDiskMark是一款来自日本的老牌硬盘性能测试软件，它能够在保证了连续读写、512KB和4KB数据包随机读写性能，以及队列深度（Queue Depth）为32的情况下的4K随机性能等常规测试外，还在队列设置，性能描述，以及测试数据块选择上都进行了优化，更符合当下硬盘的测试需求。

CrystalDiskMark测试

在CrystalDiskMark测试中，大华C900 PRO的最大连续读取速度达到3423.5MB/S，最大连续写入速度则是1918.3MB/S，在PCIE3.0时代，这样的性能已经接近行业天花板水准了，下面我们接着通过Txbench进行对比验证测试。

Txbench，同样也是一款经典的硬盘性能测试软件，该软件能够从不同队列，不同数据块进行存储性能的测试，进而更加真实的模拟日常存储应用场景，对于磁盘的真实性能具有一定参考意义。

Txbench测试

在Txbench测试中，大华C900 PRO的成绩依旧稳定在最大连续读取3408MB/S，最大连续写入1914MB/S，和此前CrystalDiskMark测试相差不到5%误差，由此可见大华存储C900 PRO的连续性能，应该稳定在最大连续读取3400MB/S，最大连续写入1920MB/S左右。

这样的连续性能，可以算得上是行业第一梯队的成绩，能够满足绝大部分用户，高负荷的存储需求，轻松应对电竞游戏，后期处理等多样的应用场景。

4K性能测试

4K随机性能决定了产品在日常复杂的应用场景中的实际体验，在一定程度上更能反映出产品的实际性能。

在4K随机性能测试中，我们将使用AS SSD Benchmark进行测试。

4K随机性能测试

在4K随机性能测试中，大华C900 PRO的表现也相当不错，270,000+iops最大随机读取，以及260,000+iops最大随机写入成绩，能够应对高负载用户对于随机性能的需求。

全盘稳定性测试

全盘稳定性方面，我们采用hd tune pro进行测试，所谓全盘稳定性其实指的是在将全盘空间完全写满过程中，固态硬盘的写入性能的变化波动，通过这个波动，我们可以朴素的评价一款固态硬盘在实际存储过程中，尤其是面对高负荷大容量数据量时的性能表现。

我们将基准写入量设定为1024GB，通过hd tune进行一次全盘数据写入,观察大华C900 PRO写入过程中的性能波动。

hd tune全盘稳定性测试

通过曲线波动，我们可以看到在整个全盘写入过程中，大华C900 PRO基本保持在一个相对稳定的区间中，没有发生较大范围的性能波动，从侧面说明，此款大华C900 PRO有着相当不错的稳定性，在面对高负载存储压力时，还是十分值得信赖的。

■总结：国产存储大势已来 大华存储破局之路

作为新入局的国产存储品牌，大华C900 PRO的综合表现还是让人十分满意和欣慰的，无论是在核心元器件的选择，还是具体的性能表现上，大华C900 PRO都展现了作为领先的安防监控和智慧物联企业，在技术和产品上的经验积累和先发优势。

国产存储大争之世

随着越来越多的中国企业开始进行国产化存储的探索之路，属于国产存储厂商的时代即将到来；笔者相信，大华C900 PRO的诞生只是大华存储的初步试探，唯有坚持创新，性能为王，大华存储方能在未来的国产存储角逐战中，占据高地，成就自我。

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