如何选购质量好的SSD固态硬盘? 首先要了解SSD的组成. SSD产品由外到内分为:外壳、闪存芯片、控制芯片,分析好这三大组件就可以掌握SSD的品质层次。
一、 外壳占据SSD较大的成本,也是影响SSD成品的重要材料
SSD 2.5英寸规格的成品主要有塑料、铝+塑料混合、铝合金、锌合金等几种外壳材质,成本和品质也均各不相同,其中塑料外壳成本大约0.5美金,铝合金外壳成本在1.5美金左右,锌合金外壳为2.5美金。外壳对SSD工作环境、抗摔、散热等起着重要的作用。
三种材质的SSD外壳:
锌合金外壳
铝合金外壳
塑料外壳
二、 NAND Flash是SSD核心组件,也是决定品质的关键
完整NAND Flash WaferDowngrade ink Wafer
Downgrade ink Wafer 实物图
NAND Flash Wafer晶圆:
NAND Flash(闪存芯片)主要由三星(Samsung)、英特尔(Intel)、东芝(Toshiba)/闪迪(SanDisk)、美光(Micron)、SK海力士(SK Hynix)几家大厂供应。
在2015年之前,Flash原厂高品质NAND Flash 颗粒是先从Wafer晶圆中选Good Die,然后叠*4/*8进行封装,再进行FT测试,测试达标的用于SSD产品以及苹果(Apple)手机中。若测试达不到高品质要求的NAND Flash颗粒,比如:性能不达标、高温测试不通过等,Flash原厂SK海力士(通过子公司ESSENCORE处理SK hynix低品质的存储产品)、闪迪、东芝、英特尔、Speteck(美光旗下子公司)会定期清理给市场贸易商,很多都是16GB-128GB大容量,都各有渠道流向大容量应用市场,主要是USB3.0市场,也有一些厂商将这些大容量闪存芯片用于生产SSD,甚至部分厂商为了避嫌Speteck、ESSENCORE(Downgrade品牌),重新印上非原厂logo,更有不良厂商印上原厂logo,以高售价获取暴利。
SpecTek业务模式是将美光Ink Die和低品质颗粒回收并测试分类销售到市场,但客户不是按照物尽其用来使用SpecTek颗粒,而是低品高用在SSD上,导致出现很多不良的SSD。
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SK海力士也在效仿美光次品质SpecTek模式,成立一家名为ESSENCORE的公司,处理销售SK海力士次品质的存储产品(比如:Ink Die、OEM不良品等)。
2015年以后,Flash原厂Wafer晶圆级别测试成本降低和测试能力提高,苹果手机的供应商如SK海力士就不需要先封装成品后再测试,而是在wafer的Good Die上通过测试挑选达到苹果或英特尔高品质NAND Flash Die要求后再封装,封装不良率在千分之三以内。这样就会剩下Partial Wafer(即:Ink Die很多的Wafer),一般正常NAND Flash Wafer是85% Good Die、15% Ink Die,Partial Wafer会出现35% B Grade Good Die,65% Ink Die。很多市场贸易商通过重新测试,将坏块少的B Grade Good Die封装成BGA用于生产SSD,坏块较多的则用于生产U盘产品,所以一些闪存芯片已不能用单一的目测方式判断其优劣,尤其是B Grade Good Die,SSD品质自然也很难分辨。
NAND Flash Die 封装流程:
来源:中国闪存市场网
三、TLC时代,控制芯片在一定程度上提高了SSD的使用寿命
随着TLC闪存芯片容量和品质提升以及成本的下降,TLC与MLC的差异从之前寿命、读写速度及温度特性上改善到只有工作温度的差异,现在SSD品牌厂选择闪存芯片以TLC为主,同时需要控制芯片厂的ECC纠错技术由BCH向低密度奇偶校验码LDPC过渡来提高TLC SSD的耐用性。
NAND Flash工艺演变所需的ECC纠错能力变化:
LDPC的ECC纠错能力是BCH的3倍以上,也就是在NAND Flash每个Page中纠正更多的错误,让闪存芯片使用时间更长,稳定性更高,用户数据存储更加可靠。从美光的产品规格显示,使用LDPC纠错技术后P/E cycle(可擦写次数)可以到1500次,而使用BCH纠错技术P/E cycle只能达到500次,所以对于TLC 闪存芯片的SSD必须采用LDPC纠错技术的控制芯片来改善寿命。
美光产品规格:
对于那些达不到高品质要求的NAND Flash颗粒,同样也需要依靠控制芯片改善寿命和提高读写稳定性。若控制芯片采用的是BCH 纠错技术,SSD寿命会相对比较短,LDPC纠错技术也许会延长一些寿命,但闪存芯片已从根本上决定了SSD品质的优劣。简单来讲,从劣质的闪存芯片中挑好的依然是劣质产品,只有采用优质的闪存芯片才是真正意义上的高品质,更是企业品牌SSD长远发展的重要指标。
SSD控制芯片产品规格:
来源:中国闪存市场网
四、如何分辨SSD是否采用了劣质的闪存芯片
第一步:从闪存芯片表面信息初步判断
一般三星、东芝、美光等Flash原厂会将测试合格的NAND Flash颗粒印上原厂logo,或者把Flash Wafer材料卖给原厂OEM客户自行封装成自有品牌,这类是品质最好的NAND Flash颗粒,所以可以从闪存芯片表面信息初步判断SSD的品质。
NAND Flash芯片类型:闪存芯片品质是 原装片 > 自封品牌 > 白片 > 黑片
黑片和白片没有品牌logo
原装片与自封品牌
第二步:从型号获悉闪存芯片相关信息进一步判断
闪存芯片型号包含品牌、制造工艺、NAND Flash颗粒类型、容量、封装方式等信息。若闪存芯片采用TLC Flash颗粒,控制芯片则需要LDPC纠错技术改善SSD的使用寿命。
第三步:从SSD测试数据准确判断
虽然可以从上述步骤初步判断SSD的品质,但对于那些不良厂商采用达不到高品质要求的NAND Flash颗粒,尤其是B Grade Good Die生产的SSD,不能单一从闪存芯片表面信息判断其优劣,那又当如何分辨SSD的品质呢?
好品质的SSD因为外壳、NAND Flash颗粒选用的是好材料,所以可以经受耐高温测试,如果用材质差的外壳、劣质NAND Flash颗粒生产的SSD,在60摄氏度的高温下就会原形毕露,所以SSD测试才是最有效的方法。