深入浅出SSD

本书是靠前SSD领域的里程碑著作，由靠前靠前的SSD技术社区SSDFans的核心团队撰写。团队成员都是SSD领域的技术专家，来自SSD、NANDFlash和存储行业的各大公司，精通固件开发、驱动开发、硬件逻辑开发和SSD测试等技术。它从产品、技术和应用3个维度全面、详细地讲解了SSD的发展历史、产品形态、工作原理、整体架构，以及各个功能模块的原理和使用，从SSD的前端接口协议到FTL算法，再到后端的闪存和纠错，本书都有涉及。

SSDFansSSDFans。是由几个固态存储行业的技术精英于2014年创立的，他们都是博士、硕士研究生。SSDFans创立的初衷是普及固态存储相关知识，为祖国的固态存储事业添砖加瓦。    SSDFans核心团队，都是SSD行业技术专家，精通固件开发、驱动开发、硬件逻辑开发和SSD测试等技术。    SSDFans作者团队，20多位作者都是技术专家，来自SSD、NAND Flash和存储行业各大公司。    SSDFans是目前中国乃至世界华人圈都颇具影响力的SSD（固态硬盘）技术社区，通过微信互动等方式，建立了中国SSD产业界完善的社交网络。    SSDFans目前拥有：    1.微信公众号：ssdfans，订阅人数一万多人，并且继续快速增长。微信公众号特点是传播速度快、精准、用户忠诚度高，技术文章阅读率在10%以上。    2.网站：www.ssdfans.com，是SSD和闪存业界专业和全面的网站。    3.几十个微信群，覆盖了SSD全产业链：    ?产品包括手机/平板/物联网等移动设备固态存储、消费级SSD、企业级SSD?人群包括SSD相关行业工程师、销售、管理层、采购、用户等?厂商有NAND Flash制造商、SSD控制器厂商、SSD制造商、各种代理商、SSD和芯片测试设备厂商、SSD外壳/电路板等配件厂商、SSD控制器芯片IP厂商、投资人、猎头、存储设备制造商、云计算厂商、互联网公司、研究所和高校存储相关部门。    在机械硬盘时代，权掌握在国外大公司手里，我国的核心数据存储在国外的设备中。在固态硬盘时代，幸运的是，很多中国公司站在了技术和产业前沿，SSDFans的目标是整合SSD产业链资源，推动中国固态存储产业大发展，为振兴民族存储产业努力奋斗！

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前言
第1章SSD综述1
1.1引子1
1.2SSDvsHDD3
1.3固态存储及SSD技术发展史6
1.4SSD基本工作原理11
1.5SSD产品核心参数13
1.5.1基本信息剖析15
1.5.2性能剖析18
1.5.3寿命剖析21
1.5.4数据可靠性剖析23
1.5.5功耗和其他剖析26
1.5.6SSD系统兼容性29
1.6接口形态30
1.6.12.5寸32
1.6.2M.232
1.6.3BGASSD35
1.6.4SDP37
1.6.5U.238
1.7固态存储市场38
1.7.1SSD正在取代HDD38
1.7.2SSD、HDD应用场合39
1.7.3SSD市场情况39
第2章SSD主控和全闪存阵列41
2.1SSD系统架构41
2.1.1前端42
2.1.2主控CPU45
2.1.3后端45
2.2SSD主控厂商47
2.2.1Marvell主控47
2.2.2三星主控49
2.2.3国产主控，谁主沉浮50
2.3案例：硅格（SiliconGo）SG9081主控55
2.4案例：企业级和消费级主控需求的归一化设计56
2.5案例：DERA（得瑞领新）NVMe控制器TAI和NVMeSSD产品58
2.6全闪存阵列AFA60
2.6.1整体解剖60
2.6.2硬件架构64
2.6.3软件架构66
2.6.4工作流程69
2.6.5应用场景74
2.7带计算功能的固态硬盘75
第3章SSD存储介质：闪存77
3.1闪存物理结构77
3.1.1闪存器件原理77
3.1.2SLC、MLC和TLC78
3.1.3闪存芯片架构80
3.1.4读、写、擦原理83
3.1.5三维闪存84
3.1.6ChargeTrap型闪存89
3.1.73DXPoint91
3.2闪存实战指南95
3.2.1异步时序95
3.2.2同步时序97
3.2.3闪存命令集100
3.2.4闪存寻址101
3.2.5读、写、擦时序102
3.2.6ONFI与Toggle协议之争103
3.3闪存特性105
3.3.1闪存存在的问题105
3.3.2寿命107
3.3.3闪存测试109
3.3.4MLC使用特性110
3.3.5读干扰111
3.3.6闪存数据保存期112
3.4闪存数据完整性115
3.4.1读错误来源115
3.4.2重读117
3.4.3ECC纠错码118
3.4.4RAID119
3.4.5数据随机化120
第4章SSD核心技术：FTL122
4.1FTL综述122
4.2映射管理124
4.2.1映射种类124
4.2.2映射基本原理126
4.2.3HMB128
4.2.4映射表刷新130
4.3垃圾回收131
4.3.1垃圾回收原理131
4.3.2写放大137
4.3.3垃圾回收实现140
4.3.4垃圾回收时机147
4.4Trim148
4.5磨损平衡150
4.6掉电恢复152
4.7坏块管理155
4.7.1坏块来源155
4.7.2坏块鉴别155
4.7.3坏块管理策略157
4.8SLCcache158
4.9RD&DR160
4.10HostBasedFTL161
4.10.1DeviceBasedFTL的不足162
4.10.2HostBasedFTL架构163
4.10.3百度的软件定义闪存163
第5章PCIe介绍166
5.1从PCIe的速度说起166
5.2PCIe拓扑结构169
5.3PCIe分层结构172
5.4PCIeTLP类型175
5.5PCIeTLP结构179
5.6PCIe配置和地址空间184
5.7TLP的路由189
5.8数据链路层197
5.9物理层202
5.10PCIeReset205
5.11PCIeMaxPayloadSize和MaxReadRequestSize210
5.12PCIeSSD热插拔211
5.13SSDPCIe链路性能损耗分析213
第6章NVMe介绍216
6.1AHCI到NVMe216
6.2NVMe综述218
6.3吉祥三宝：SQ、CQ和DB223
6.4寻址双雄：PRP和SGL229
6.5Trace分析236
6.6端到端数据保护241
6.7Namespace245
6.8NVMeoverFabrics250
第7章SSD测试258
7.1主流SSD测试软件介绍258
7.1.1SSD性能测试第一利器——FIO258
7.1.2ASSSDBenchmark263
7.1.3ATTODiskBenchmark264
7.1.4CrystalDiskMark264
7.1.5PCMarkVantage266
7.1.6IOMeter266
7.2验证与确认267
7.3测试仪器268
7.3.1Emulator268
7.3.2协议分析仪269
7.3.3Jammer272
7.4回归测试274
7.5DevSlp测试275
7.6PCIeInterOp278
7.7WA测试280
7.8耐久度测试281
7.9认证Certification288
7.10SSDPerformance测试290
第8章SSD电源管理294
8.1SATA省电模式Partial和Slumber294
8.2SATA超级省电模式DevSlp295
8.3SATA终极省电模式RTD3299
8.4PCIe省电模式ASPM301
8.5PCIe其他省电模式305
8.6NVMe动态电源管理306
8.7PowerDomain310
第9章ECC原理312
9.1信号和噪声312
9.2通信系统模型313
9.3纠错编码的基本思想315
9.3.1编码距离315
9.3.2线性纠错码的基石——奇偶校验（Parity-Check）315
9.3.3校验矩阵H和生成矩阵G316
9.4LDPC码原理简介317
9.4.1LDPC是什么317
9.4.2Tanner图319
9.5LDPC解码319
9.5.1Bit-flipping算法319
9.5.2和积信息传播算法322
9.6LDPC编码327
……