天碩G55 Pro M.2 NVMe工業(yè)級SSD以自研PCIe Gen3x4主控+100%純國產(chǎn)元器件實現(xiàn)了3600MB/s高速讀取，-55℃~85℃的超寬溫域穩(wěn)定運行；以硬件級PLP掉電與固件協(xié)同保護全盤，支持智能軟銷毀功能。天碩(TOPSSD)工業(yè)級固態(tài)硬盤滿足工業(yè)級抗振耐沖擊標(biāo)準(zhǔn)，擁有200萬小時+ MTBF高可靠認證及GJB2017體系背書，精準(zhǔn)契合國產(chǎn)化存儲對高性能、高可靠、高耐用的嚴(yán)苛需求。產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于智能制造、軌道交通、公共事業(yè)等領(lǐng)域。
GC垃圾回收是什么？
垃圾回收（Garbage Collection, GC）是針對固態(tài)硬盤（SSD）核心組件NAND閃存存儲器的一種空間管理機制。它的核心任務(wù)是將NAND閃存中有效數(shù)據(jù)移動到新的位置，并擦除無效數(shù)據(jù)（不再使用的數(shù)據(jù)，或稱“垃圾”）及其所在的整個存儲塊。GC機制設(shè)計的優(yōu)劣對 SSD 的耐用性和性能至關(guān)重要。
為什么需要GC垃圾回收？
閃存單元本質(zhì)上是一個金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。由于NAND閃存的物理結(jié)構(gòu)限制，浮柵被絕緣層包圍，電子無法直接“覆蓋”。因此，想要在NAND中寫入新數(shù)據(jù)，必須先擦除數(shù)據(jù)。
整個過程的本質(zhì)就是在釋放電子，通過在P型襯底上施加高壓，從而吸出電子。并且由于整個塊都共用一個P型襯底，閃存都是以“塊”為單位進行擦除數(shù)據(jù)的。于是就造成了Flash最小寫入單位為頁（Page）但最小的擦除單位為塊（Block）的寫入放大（Write Amplification）現(xiàn)象。
因此，當(dāng)需要更新或刪除頁中的部分數(shù)據(jù)時，SSD 無法原地改寫或擦除單頁數(shù)據(jù)，只能將更新后的數(shù)據(jù)（有效數(shù)據(jù)）寫入新的空白頁，并將原頁標(biāo)記為“無效”。長此以往，存儲塊中會積累大量無效數(shù)據(jù)頁。當(dāng)空白頁不足時，就必須啟動GC來回收這些散布著無效數(shù)據(jù)的塊空間。
GC垃圾回收的運行原理
天碩工業(yè)級SSD垃圾回收過程的具體步驟如下：
識別目標(biāo)塊： 天碩自研主控會先識別出包含大量無效數(shù)據(jù)的存儲塊。
遷移有效數(shù)據(jù)： 將該塊中剩余的有效數(shù)據(jù)頁讀取出來。
寫入新位置： 將這些有效數(shù)據(jù)復(fù)制并寫入到新的空白頁或具有空白頁的新塊。
擦除原塊： 待有效數(shù)據(jù)安全遷移后，對該原存儲塊執(zhí)行整塊擦除操作，將其空間徹底釋放為空塊，可供后續(xù)寫入新數(shù)據(jù)。
更新映射表： 天碩的自研主控會實時更新內(nèi)部的數(shù)據(jù)映射表，將指向原有效數(shù)據(jù)位置的邏輯地址更新到新的物理位置。
垃圾回收是SSD和HDD之間的顯著區(qū)別。當(dāng)新數(shù)據(jù)被編程到包含無效數(shù)據(jù)的頁面時，SSD 不會覆蓋現(xiàn)有數(shù)據(jù)，而是執(zhí)行GC，但它會導(dǎo)致NAND額外磨損。此問題的解決方案之一是 Trim 命令。它可以幫助 SSD 預(yù)測來自用戶或操作系統(tǒng)的“文件刪除”任務(wù)。這會降低寫入放大、提高吞吐量并提高 SSD 耐用性。
關(guān)于天碩(TOPSSD)
天碩秉承“中國芯，存未來”的品牌理念，以構(gòu)筑自主可控、安全可靠的存儲基石為己任，致力于充分滿足高性能工業(yè)級算力引擎的嚴(yán)苛需求。其提供豐富的產(chǎn)品形態(tài)組合，包括2.5”SATA、mSATA、M.2 SATA 2280、M.2 NVMe 2242、M.2 NVMe 2280、U.2、XMC、BGA SSD及各類加固型工業(yè)固態(tài)硬盤。產(chǎn)品采用長江存儲閃存顆粒、長鑫DDR等國產(chǎn)核心元器件，全面適配飛騰、龍芯等國產(chǎn)自主芯片平臺。更多信息，詳見TOPSSD官方網(wǎng)站。
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