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| 編輯推薦： |
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经典畅销书全面升级，SSDFans核心成员+业界专家联合撰写，新增或改写近60%的内容，深度解读SSD的产品形态、整体架构、工作原理，以及各个功能模块。10余位产业界领导及领域专家高度评价并推荐。本书依然从产品、技术和应用3个维度展开，全面、详细讲解了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，以及测试，本书都有涉及。本书既可以作为一本入门书籍帮读者快速上手工作，也可以作为工具书在读者需要的时候进行查阅。
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| 內容簡介： |
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本书从基础认知、核心技术、协议、测试和闪存系统五个方面对SSD固态存储进行全面且深入解读。相较于第1版，本书新增了近40%的新内容，并对之前20%左右的过时内容进行了更新或删减。基础概念部分，新增了近3年固态存储市场和闪存市场的变化，并重点介绍了一些特殊的SSD存储的知识，包括可计算存储、工业存储、混合存储以及相关产品架构。核心技术部分，除原有的主控、存储介质、他、FTL、ECC的原理和实现外，还专门增加了SSD主控、3D NAND、QLC闪存、新型存储器与SCM、混合式FTL等重点和热点技术。协议部分在原有基础上对PCIe、NVMe进行了近30%的新内容扩展，同时新增了对UFS协议的介绍和解读。测试部分基本都是新内容，主要介绍了与SSD相关的测试基本概念、原理、落地方法和工具。扩展部分是全新的章节，主要对闪存文件系统进行深入解读，这是当前各大SSD厂商及相关从业者关心的内容。
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| 目錄：
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目 录
赞誉
序1
序2
前言
产品与市场篇
第1章 SSD综述 2
1.1 引子 2
1.2 SSD与HDD 4
1.3 固态存储及SSD技术发展史 7
1.4 SSD基本工作原理 15
1.5 SSD产品核心指标 17
1.5.1 基本信息剖析 18
1.5.2 性能剖析 21
1.5.3 寿命剖析 24
1.5.4 数据可靠性剖析 26
1.5.5 功耗和其他剖析 29
1.5.6 SSD系统兼容性 32
1.6 接口形态 33
1.6.1 2.5in 35
1.6.2 M.2 35
1.6.3 BGA SSD 37
1.6.4 U.2 38
1.6.5 EDSFF 38
第2章 SSD及闪存市场 43
2.1 SSD市场 43
2.1.1 消费级SSD取代HDD 43
2.1.2 SSD和HDD应用场合 45
2.1.3 SSD市场情况 45
2.1.4 国产SSD厂商和产品 46
2.2 闪存市场 57
2.2.1 最新原厂动态 57
2.2.2 闪存发展趋势 72
第3章 专用SSD存储 76
3.1 可计算存储 76
3.1.1 可计算存储的诞生背景 76
3.1.2 可计算存储的应用探索 78
3.1.3 可计算存储的成功案例 84
3.1.4 可计算存储的前景展望 86
3.2 航天存储 87
3.2.1 背景 87
3.2.2 航天存储系统技术现状与
发展趋势 88
核心技术篇
第4章 SSD主控 94
4.1 解读控制器架构 94
4.2 SSD主控厂商 99
4.2.1 SSD主控国际大厂 100
4.2.2 SSD主控国内厂商 103
第5章 NAND闪存 122
5.1 闪存基本原理 122
5.1.1 存储单元及相关操作 122
5.1.2 闪存类型 125
5.1.3 闪存组织结构 128
5.1.4 擦、写、读操作 130
5.1.5 阈值电压分布图 133
5.2 闪存可靠性问题 136
5.2.1 磨损 136
5.2.2 读干扰 137
5.2.3 写干扰和抑制编程干扰 138
5.2.4 数据保持 140
5.2.5 存储单元之间的干扰 141
5.3 数据可靠性问题的解决方案 142
5.4 3个与性能相关的闪存特性 144
5.4.1 多Plane操作 144
5.4.2 缓存读写操作 146
5.4.3 异步Plane操作 147
5.5 3D闪存 148
5.5.1 使用3D技术提高闪存密度 148
5.5.2 3D闪存存储单元 150
5.5.3 3D闪存组织结构 152
5.5.4 3D闪存外围电路架构 154
第6章 FTL详解 156
6.1 FTL综述 156
6.2 映射管理 158
6.2.1 映射的种类 158
6.2.2 映射的基本原理 160
6.2.3 HMB 163
6.2.4 映射表写入 164
6.3 垃圾回收 165
6.3.1 垃圾回收原理 165
6.3.2 写放大 174
6.3.3 垃圾回收实现 176
6.3.4 垃圾回收时机 187
6.4 解除映射关系 187
6.5 磨损均衡 189
6.6 掉电恢复 191
6.7 坏块管理 193
6.7.1 坏块鉴别 194
6.7.2 坏块管理策略 195
6.8 SLC缓存 196
6.8.1 SLC缓存写入策略和分类 196
6.8.2 读写过程 197
6.8.3 数据迁移 198
6.9 读干扰和数据保持 199
第7章 ECC原理 202
7.1 信号和噪声 202
7.2 通信系统模型 203
7.3 纠错编码的基本思想 204
7.3.1 编码距离 205
7.3.2 线性纠错码的基石—奇偶
校验 205
7.3.3 校验矩阵H和生成矩阵G 206
7.4 LDPC原理简介 207
7.4.1 LDPC是什么 207
7.4.2 Tanner图 208
7.5 LDPC解码 209
7.5.1 Bit-f?lipping算法 209
7.5.2 和积信息传播算法 211
7.6 LDPC编码 216
7.7 LDPC纠错码编解码器在SSD
中的应用 217
协 议 篇
第8章 PCIe介绍 222
8.1 从PCIe的速度说起 222
8.2 PCIe拓扑结构 225
8.3 PCIe分层结构 228
8.4 PCIe TLP类型 231
8.5 PCIe TLP结构 234
8.6 PCIe配置和地址空间 239
8.7 TLP的路由 244
8.8 数据链路层 251
8.9 物理层 256
8.10 PCIe重置 259
8.11 PCIe最大有效载荷和最大读
请求 264
8.12 PCIe SSD热插拔 265
8.13 SSD PCIe链路性能损耗分析 266
8.14 PCIe省电模式ASPM 269
8.15 PCIe其他省电模式 272
8.16 PCIe 4.0和5.0介绍 273
8.17 SR-IOV 274
第9章 NVMe介绍 277
9.1 AHCI到NVMe 277
9.2 NVMe综述 279
9.3 吉祥三宝：SQ、CQ和DB 283
9.4 寻址双雄：PRP和SGL 289
9.5 Trace分析 295
9.6 端到端数据保护 299
9.7 Namespace 303
9.8 NVMe动态电源管理 308
9.9 NVMe over Fabrics 312
9.9.1 概述 314
9.9.2 NVMe over RDMA概述 318
9.9.3 NVMe over TCP概述 322
9.9.4 案例解读 325
9.9.5 全闪存阵列 334
9.10 ZNS简介 347
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| 內容試閱：
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为什么要出第2版
《深入浅出SSD》第1版是在2018年出版的。这是一本写给SSD领域的研究者、设计者、生产者和应用者的专业技术书，可帮助读者全面、深入理解SSD的市场、技术和原理。第1版自上市以来，得到读者的广泛认可，被从事SSD固件开发和测试、主控设计、NAND设计、SSD产品生产、SSD产品销售、存储系统和软件开发、存储学术研究等工作的人员作为案头书，并获得了“SSD入门好书”“SSD工具书”“SSD宝典”等称号。
时光荏苒，一晃快5年时间过去了，在2023年，虽然SSD还是那个SSD，但出现了多项新的技术和标准，无论是介质、接口协议，还是各种技术、功能，都在不断向前发展。这几年SSD技术的快速发展主要体现在如下几个方面。
NVMe版本从1.4升级到2.0；
最新一代NAND堆叠到了230多层，并且每吉字节的成本更低；
NAND I/O接口规范发展到JEDEC 230E版本，该版本可提供2400MT/s（百万次每秒）的传输速度；
长江存储首次量产了基于Xtacking?架构的NAND，2022年又将该架构升级到了Xtacking? 3.0版本；
ZNS标准更加完善，生态更加成熟，这给SSD带来更高的性能和更好的延时效应，同时降低了写放大系数，提升了闪存寿命；
可计算存储形态的SSD诞生，这为CPU缓解了部分计算压力；
人们开始讨论基于PCIe 5.0的企业级和消费级SSD。
因为SSD领域出现了上述变化，所以我们有了更新《深入浅出SSD》第1版内容的想法。有了该想法之后，我们开始积极规划内容。我们希望本书除了增加对上述内容的介绍外，还增加对SSD厂商、市场及行业形势、原厂动态、闪存文件系统、UFS协议等内容的介绍。相对于第1版，本书要做到内容更全、更新，覆盖面更广。
读者对象
SSD研发人员：通过阅读本书，可以全面学习与SSD相关的硬件、协议、固件以及测试等各方面的基础知识，提升整体认知，具备完整、系统的理论知识。
IT运维人员：通过阅读本书，可以充分了解SSD的优劣及其适用的工作场景，为公司的IT部署提供技术支持，实现整体运营成本的最优配置。
SSD销售和采购人员：通过阅读本书，可以全面了解SSD产业的现状、各家产品优劣势，为企业销售和采购决策提供参考；掌握基本的技术术语，以便更好地与客户或供应商沟通。
计算机、电子相关专业的在校本科生，存储方向的研究生：通过阅读本书，能够更好地将所学理论知识与业界实践结合，对相关知识有更加深刻的理解，为未来加入心仪的企业打好坚实的基础。
广大的DIY、游戏爱好者：通过阅读本书，可以学会如何选择最适合自己的SSD，以便用更小的投入获得更好的娱乐体验。
对SSD产业感兴趣的投资人：通过阅读本书，可以全面了解SSD产业的现状，掌握基本的技术术语，以便更好地与企业沟通。
其他对SSD感兴趣的人。
本书特色
所有内容均来自一线知名企业技术专家：本书的作者都在业内知名公司任职，具备丰富的理论和实践知识，本书是作者多年工作经验和知识的凝练。
内容贴合读者实践需求：作者在日常维护公众号期间，跟读者互动频繁，会刻意收集并积累读者需要或者感兴趣的内容，这些内容都以不同的形式体现在了本书中。
内容深入浅出，结合一线场景进行解读：在撰写本书的过程中，对于技术和原理的解读，作者尽最大努力做到深入浅出，对于重点和难点，会结合自身工作经验以读者最容易理解的方式进行剖析。
本书主要内容
本书几乎覆盖了SSD相关的所有内容，包括产品与市场、核心技术、协议、测试以及其他相关内容，所以本书既可以作为一本入门书，也可以作为案头手册，供读者在工作中遇到问题时进行查阅。
产品与市场篇：介绍了SSD与HDD的异同、SSD的发展历史及产品形态、固态存储市场、NAND原厂的动态、闪存发展趋势、SSD存储产品的应用场景（包括可计算存储和航天存储产品）。
核心技术篇：深度解读SSD主控内部模块构成和工作原理，NAND闪存的器件原理、实际应用、特性及数据完整性，FTL的映射管理、垃圾回收、磨损均衡、坏块管理， LDPC的编解码原理、在NAND上的应用等内容。
协议篇：深度剖析PCIe的总线拓扑结构、分层结构、TLP类型与路由、配置和地址空间，NVMe的基础架构、寻址方式、数据安全和NVMe over Fabrics，UFS存储协议栈、UPIU、RPMB、UFS低功耗原理等。
测试篇：详述常用的测试软件、测试流程、测试设备与仪器、业界认证及专业的测试标准等。
扩展篇：从原理层面对传统文件系统、EXT4文件系统和对闪存更友好的F2FS文件系统进行解读。
相较于第1版，本书扩充了近40%的新内容，并对30%左右的内容进行了大幅改写，对20%左右的过时内容进行了删减，具体变化如下。
产品与市场篇：新增了近5年固态存储市场和闪存市场的变化，并重点介绍了一些特殊的SSD存储知识，如可计算存储、航天存储。
核心技术篇：对SSD主控、NAND、FTL相关内容进行了全篇扩充改写。
协议篇：在原有基础上对PCIe、NVMe扩展了近30%的新内容，同时新增了对UFS协议、ZNS、CMB、HMB和Key Value 命令集的介绍与解读。
测试篇：对第1版中部分不适用的内容进行了删减，并新增了对SSD基本测试流程、性能测试、SNIA测试、写放大测试、垃圾回收测试、磨损平衡测试、掉电测试、完整性测试及主要测试工具的介绍。
扩展篇：本篇均为新增内容。
勘误和支持
为了高质量完成本书，我们逐字逐句对书中的内容进行校正，目的就是不负读者所望，希望本书能像第1版一样，继续为SSD技术和生态的发展作出贡献。但是，我们的水平毕竟有限，书中难免会出现一些错误或者不准确的地方，恳请读者批评指正。你可通过我们的网站（http://www.ssdfans.com）、微信公众号或微博（SSDFans），或者斯托瑞吉的微信号（bobhu002）、邮箱（bob@ssdfans.com）与我们交流。
致谢
借此机会特别感谢一直以来支持本书撰写工作的各位朋友和公司 （排名不分先后）。
感谢谭华、罗小波、黄亮、吕熠娜、罗龙飞、俞丁翠、张祎为本书提供的宝贵材料和建议。
感谢长江存储、英韧科技、铠侠、大普微、得瑞领新、芯盛智能、江波龙、佰维、艾可萨、益思芯、鸾起科技、Scaleflux、忆恒创源、联芸科技、闪存市场等公司提供的支持。
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