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SSD固态硬盘的功耗是由什么决定的?

时间: 2021-06-13   来源: 本站

在设计存储系统时,每个组件使用的电源是一个重要的考虑因素。由于现代芯片中数据传输速率的提高和晶体管尺寸的减小,半导体器件的功耗增加。在这里,我们将研究基于NAND闪存的存储(如SSD)的含义。

电源管理很重要,原因因市场和应用不同而不同。在手持消费产品和电池供电的物联网设备中,电池寿命可能是最重要的因素。对于拥有数千台服务器的数据中心,每台服务器都配备了SSD,电力供应是安装和运行成本的重要组成部分。降低每个组件的功率有助于降低成本和减少环境足迹。电源管理很重要,原因因市场和应用不同而不同。在手持消费产品和电池供电的物联网设备中,电池寿命可能是最重要的因素。对于拥有数千台服务器的数据中心,每台服务器都配备了SSD,电力供应是安装和运行成本的重要组成部分。降低每个组件的功率有助于降低成本和减少环境的破坏。

最终,温度升高会影响基于NAND闪存的解决方案的性能和寿命。这对于在高环境温度下运行的工业系统尤其重要,例如高可靠性至关重要的汽车解决方案。

哪些因素会影响SSD的功耗?

动态功率与时钟速度和设备的活跃程度成正比。泄漏与设备的功能无关,并且随着工艺几何尺寸的缩小,泄漏在总功耗中所占的比例越来越大。泄漏电流随着温度的升高而急剧增加。

SSD2

由于管理数据事务和实现纠错码(ECC)所需的处理能力,闪存控制器是功耗的重要贡献者。NAND闪存本身也会造成功耗,这包括两部分:在控制器和闪存之间传输数据所需的电源,以及闪存运行所需的电源。第一个主要取决于接口速度;更快的接口消耗更多的能量。一些SSD还包括DRAM作为数据和地址映射信息的缓存。DRAM的高速接口和DRAM本身一样消耗能量。因此,带有DRAM的SSD将使用更多的功率。由于重要数据保存在易失性存储器中,因此它对突然断电的坚固性也可能较低。

如何将功耗降到最低?

有几种方法可以管理NAND闪存的功耗。

低功耗

如果散热是主要考虑因素,那么散热片和风扇等冷却系统可能是解决方案的一部分。然而,由于规模或成本限制,这些方法并不总是合适的。

选择低功耗设备很重要,在NAND闪存存储系统中,功耗和性能的最关键决定是选择正确的闪存控制器。

有几种电路设计技巧可以用来最小化像闪存控制器这样的复杂设备的功耗。一种常见的技术是时钟选通:当电路不工作时,它会关闭时钟,从而降低动态功率。这并不能减少泄漏电流,因此与此结合使用的技术是功率选通:关闭非活动电路的电源电压。与其完全关闭时钟和电源,还可以动态调整时钟速度和电源电压。这样可以平衡性能和功耗,以满足系统要求。


到底是什么增加了闪存存储产品的功耗呢?

大多数NAND闪存存储设备没有给出其功耗数字的明确定义,比较两种产品的数据表可能并不总是对您的特定案例有用。Agrade通过大量试验发现了闪存存储产品功耗的元凶——闪存控制器,一个低功耗的闪存控制器,能使NAND闪存有效利用,确保更低的运营成本,更高的性能,更长的使用寿命和更高的可靠性,并且减少对环境的影响。

M.2 MS35 PE50

Agrade MS35&PE50都采用最新制程超低功耗的闪存控制器

以上,我们可以看出:在SSD固态硬盘产品中,决定产品性能和功耗的最关键因素是闪存控制器。控制器本身的架构和制程,以及合适的固件决定了闪存存储产品的性能和功耗。

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