nand的raid功能 RAID是什么?NANDXtend如何应用RAID打造独家纠错技术

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发布于:2025年05月05日

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RAID是什么?NANDXtend如何应用RAID打造独家纠错技术

在早期,使用单块硬盘进行数据存储和读取时,由于寻址和读写的时间较长,导致硬盘整体I/O性能不理想。加上当时单块硬盘的存储容量有限,且单块硬盘在出现物理故障时会导致数据丢失。

RAID,全称为Redundant Arrays of Independent Disks,独立硬盘冗余阵列。通过虚拟化技术连接多个独立的硬盘,形成一个硬盘阵列,以实现比单块硬盘更好的性能和更高的可靠性。并可根据不同硬盘阵列的形式、层级,以实现不同的应用目标。

RAID技术发展至今,已经包含了数十个等级,常见的等级有0、1、5、10等。并且RAID已经脱离了以硬盘作为基础的形式,在以NAND Flash为存储介质的SSD中,也引入了RAID的技术原理和概念,将其冗余备份的特性进一步发挥。

RAID在硬盘阵列上的应用

RAID 0,将两个以上的硬盘并联起来,成为一个更大容量的硬盘。在存放数据时,RAID 0以位或字节为单位分割数据,在多个硬盘上并行读写,因此RAID 0拥有最快的传输速度。但也因此失去了冗余功能,也不具备容错能力。

RAID 1则与RAID 0完全不同,将两个以上的硬盘互为镜像,数据在主硬盘写入时,同时也写入到其他镜像硬盘中,任何一块硬盘损坏,都可以基于另一块硬盘去恢复数据,使得整个硬盘阵列的安全可靠性非常强。但由于需要同时在两个硬盘中进行写入操作,其写入速度也会有所降低。

RAID 5需要使用3块或3块以上硬盘,兼顾了存储性能、数据安全和成本,是目前使用最多的RAID方案。RAID 5不是对存储的数据进行备份,而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID 5的各个硬盘上,并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的硬盘上。当RAID 5的一个硬盘数据发生损坏后,可以利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。

RAID 10也被称为RAID 1+0,是RAID 1和RAID 0标准结合的产物。在连续地以位或字节为单位分割数据并且并行读/写多个磁盘的同时,为每一块磁盘作磁盘镜像进行冗余,将传输速度和数据可靠性完美结合。但RAID 10需要4块硬盘以上,其中两个为数据分布,提供了RAID 0的读写性能,而另外两个则为前面两个硬盘的镜像,保证了数据的完整备份。因此RAID 10的硬盘空间利用率也仅有50%,性价比方面略有欠缺。

RAID在SSD中的应用

除了将多块硬盘组建RAID之外,在SSD的内部也应用到了RAID技术。RAID在SSD中的用法会根据NAND的需求来做定制,通常而言,RAID的冗余占比越大,其所能提供的数据保护能力也就越强。但这种方式会占用较大硬盘容量,也会对SSD的性能有一定影响。

早期的SSD中采用XOR(奇偶校验) RAID技术,在所有硬盘上的NAND同一位置的页组建RAID,将RAID奇偶校验信息写在最后一页上。如此,任何RAID中的数据有损失,都可以借助其他页的数据以及奇偶校验信息进行恢复。

但是这种方式在颗粒数量较少的小容量SSD中会占用较大硬盘容量,因此,后续也发展出许多不同的RAID方式和用法,根据NAND的属性提供保护与容量占比兼顾的平衡方案。

慧荣科技作为业界领先者,与各家NAND Flash厂商深入合作,在主控芯片中保留弹性,根据不同情况采用定制的RAID,让SSD的数据保护更加高效且低成本。与此同时,慧荣科技也基于RAID的数据保护能力,结合LDPC(低密度奇偶校验码)与机器学习算法,开发了独家的NANDXtend纠错技术——在不影响SSD性能的前提下,确保数据完整性、提高SSD寿命,尤其在3D TLC/QLC NAND广泛应用的市场中,强大的数据纠错能力尤为重要。

NANDXtend纠错技术在数据写入时制定了LDPC硬解码、软解码,以及RAID等三重纠错,根据纠错难易度进行多层错误修复。相比起BCH解码单层错误纠正,NANDXtend的三重纠错更能提升数据纠错能力和数据可靠度。

性能、成本之间的比例,已经成为消费者选择SSD产品的重要判断标准,将LDPC、RAID与机器学习相结合NANDXtend纠错技术,不仅解决了NAND Flash的数据纠错,更是让存放在SSD中的数据更加安全可靠。让消费者从容选择更具性能、耐用度及可靠度的SSD产品,确保数据无忧。

3D-NAND原来这么快 威刚SU800 SSD评测

产品:SU800(256GB)威刚固态硬盘

1外观解析:无螺丝一体化设计

随着intel即将推出X-POINT闪存、东芝着手开发64层3D-NAND颗粒,以及此前早已发布了3D-NAND闪存的三星,占据全球闪存市场大半江山的半导体厂商毫无例外的都在研发3D-NAND技术,尤其是基于TLC颗粒的3D-NAND技术。

可以说,在闪存颗粒行业,2016年绝对是革命的一年。TLC颗粒的技术成熟,3D-NAND技术的不断完善,随之而来的是MLC的绝迹以及基于3D-NAND的TLC颗粒强势崛起。

作为全球闪存颗粒市场另一大原厂,镁光科技也于不久前声明,基于3D-NAND技术的各类闪存颗粒(主要以TLC/MLC为主)已经量产,即将推向市场。

今天,笔者为大家评测的威刚SU800便是采用镁光最新的3D-NAND TLC颗粒,那么此款威刚SU800的性能到底如何?镁光最新的3D-NAND闪存颗粒究竟有何优势?下面,我们就一起来看看吧。

外观解析:无螺丝一体化设计

今天评测的威刚SU800固态硬盘,采用的是标准的SATA接口,而不是当下流行的M.2或是PCIe接口,笔者猜想,此举理应是为了控制成本和提高普及率,毕竟SATA接口的市场需求量依旧很高。

正面整体照

这款威刚SU800 SSD在设计上,依旧采用了SATA接口比较主流的无螺丝的卡扣固定设计,整体上没有一颗螺丝用于固定和粘合,全部采用内外壳壁的卡扣进行锁定。

无螺丝设计

纯黑设计

在整体配色上,采用经典的纯黑色系,以搭配各种型号和风格的主板配件。

产品:SU800(256GB)威刚固态硬盘

2PCB解析:镁光3D-NAND+慧荣2258

PCB解析:镁光3D-NAND+慧荣2258

接下来,我们就来看看此款威刚SU800的内部结构。

在主控上,采用不久前在台北国际电脑展上已经曝光过的慧荣2258定制版主控,此款主控支持NANDXtend ECC技术,全面支持2D/3D TLC闪存的成品解决方案,根据测算,最大持续读写速率分别可以达到560MB/s和520MB/s,4K随机读写分别可以达到90000IOPS和80000IOPS。

慧荣2258主控

需要强调的是,基于NANDXtend ECC技术,它能够提供RAID数据恢复、软件解码和硬件解码,三级的错误校正可以将NAND闪存的寿命延长3倍,另外还可以显著提升解码效率,提速达40%,也显著的降低的产品的能耗。

镁光神秘的3D-NAND TLC颗粒

在闪存颗粒上,采用镁光科技编号为6LB22NW838的、基于3D技术的TLC闪存颗粒,最为镁光科技2016年最新研发的3D-NAND TLC颗粒,此款颇为神秘的颗粒至今为止,尚未曝光相关技术参数,我们仅能从闪存颗粒的logo以及编号特征“NW838”中,推测出此款颗粒的大体属性。

至于颗粒的性能到底如何,待会通过软件实测,就可以得出大致结果了。

南亚256MB缓存

除了闪存颗粒和主控外,此款威刚SU800还搭载了一颗256MB的编号为NT5CC128M16IP的缓存芯片,辅助主控工作。

产品:SU800(256GB)威刚固态硬盘

3性能测试:最大读写速度超560mb/s

性能测试:最大读写速度超过560mb/s

最后,我们通过几款软件进行性能实测。

CrystalDiskMark是一款简单易用的硬盘性能测试软件,但测试项目非常全面,涵盖连续读写、512K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。队列深度描述的是硬盘能够同时激活的最大IO值,队列深度越大,实际性能也会越高。

CrystalDiskMark测试

在CrystalDiskMark测试中,最大读取速度为562MB/S,写入速度为506MB/S。

TxBENCH是一款能够全面评估固态硬盘读写性能的测试软件,除了常规的持续读写和4kb随机读写外,它还支持定制化读写测试,可以根据测试需要,自由定制队列深度,随机读写文件大小,持续读写文件大小以及负载压力,是否全盘等,功能强大。

TxBENCH测试

在TxBENCH测试中,最大读取速度为561MB/S,写入速度为518MB/S。

产品:SU800(256GB)威刚固态硬盘

4性能测试:AS SSD/ATTO

性能测试:AS SSD/ATTO

AS SSD Benchmark是一个专门为SSD测试而设计的标准检测程序,它涵盖了持续性读写、单线程4KB随机读写、64线程4KB随机读写以及磁盘寻道时间等关键数据的测试,最后还会根据公式将成绩标准化,能比较科学的反映固态硬盘的真实性能。

AS SSD测试

在AS SSD测试中,威刚SU800的4K成绩为读取64649iops,写入81568iops。

ATTO Disk Benchmark是一款简单易用的磁盘传输速率检测软件,可以用来检测硬盘, U盘, 存储卡及其它可移动磁盘的读取及写入速率。由于该软件使用了不同大小的数据测试包, 数据包按0.5K, 1.0K, 2.0K直到到8192.0KB进行分别读写测试, 能够真实模拟固态硬盘等存储工具在日常生活中的工作模式,因而能够客观真实的反应固态硬盘的在实际生活中的性能,对于普通用户有一定的参考价值和意义。

此款软件还有个创新之处在于,每一项数据测试完成后系统会用柱状图的形式表达出来,简洁明了展现出大小比例不同的文件对于磁盘读写速度的影响。

ATTO测试

在ATTO测试中,最大读取速度为560mb/s左右,而最大写入速度为500MB/S左右。

产品:SU800(256GB)威刚固态硬盘

5综合性能测试:pcmark8及小结

综合性能测试:pcmark8及小结

固态硬盘的性能如何,进行实际的模拟操作更能反映真实性能。接下来,笔者通过PC mark8,进行模拟实际操作的综合性能测试。

PCMark8内置了多个测试项目,其中Storage测试项目针对硬盘性能做出评定,包括两款游戏以及各种办公应用测试。分别为《魔兽世界》和《战地3》的游戏载入测试,Photoshop,Adobe InDesign,Adobe After Effects,Adobelllustrator,微软OfficeWord、OfficeExcel以及OfficePowerPoint等十项测试。

这些应用和软件能够很好的模拟用户实际的使用情况,从而综合分析出此款固态硬盘的最终成绩。

PCMark8测试

在综合性能测试中,此款威刚SU800得到了4963分,平均硬盘带宽为246.38MB/S。

小结:

在SATA接口固态硬盘式微的情况下,3D-NAND TLC闪存颗粒的出现,让性能孱弱、成本不低,近乎一无是处的SATA接口固态硬盘从淘汰的边缘拉了回来,造价低廉的3D TLC颗粒,加上不俗的读写性能,对于固态硬盘没有极致速度和外观追求的普通用户而言,SATA口加3D TLC绝对是最具性价比的首选。

今天测试的威刚SU800,无论是在理论性能测试上,还是综合实力上,都有着相当不错的性能表现,只是尚且不知道售价如何,倘若有着合理的价格设定,可以预计此款威刚SU800绝对是一款好的选择。

6威刚SU800详细参数

威刚SU800(256GB)

基本参数 产品定位消费类存储容量256GB接口类型SATA3(6Gbps)硬盘尺寸2.5英寸 闪存架构MLC多层单元主控芯片SMI 性能参数 读取速度560MB/s 写入速度520MB/s 电源功耗工作:0.9W空闲:0.5W平均寻道时间0.5ms 平均无故障时间200万小时 写入数据传输率传输速度会依SSD容量、测试平台的硬体、测试软体及作业系统的不同而有所差异 其它参数 防震能力1500G/0.5ms 外形尺寸100.45×69.85×7mm 产品重量47.5g 工作温度0-70℃ 存储温度-40-85℃ 其它性能最新3D NAND快闪记忆体,搭载智慧型SLC Caching与DRAM Cache Buffer技术,高TBW(总写入位元组数)、DEVSLP(待机休眠省电)与LDPC ECC除错机制,威刚独家加值软体「SSD Toolbox」与「Migration Utility」 质保期限3年

*本信息来源于ZOL产品库

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