NAND闪存还能走多远？

过去三年中，咨询公司等机构一直对NAND闪存是否能够在一段时间内持续处理大量写入操作而抱怀疑态度，这也就是我们通常所说的NAND写入限制问题。这些疑问引发了人们对倍受企业系统青睐的闪存以及固态盘技术的可靠性、成本以及耐用性的关注。

那么写入问题的确是NAND在企业计算中的一个限制吗？目前，在作为闪存最大的市场——手机和数字音乐播放器等消费市场方面这并不是一个主要问题。但是随着NAND闪存被越来越多应用到企业级存储产品中，这些问题的重要性就逐渐凸显出来。

网络存储行业协会（SNIA）主席、同时也是EMC高管的Wayne Adams表示：“NAND的写入限制对终端用户来说并不是真正意义上的软肋。当你购买一部汽车的时候，理想选择是燃油混合型系统，但是你并不了解让汽车行驶起来的所有机械设计。这与NAND技术遇到的情形有些类似。工程算法被用于增强NAND性能，同样的技术以相同方式被用于硬盘驱动器中来解决迁移数据时越到的局限性。存储介质中总会有一部分组件的工作效率较低，我们的工程师正在试图解决这些瓶颈。”

据目前考虑来看，SLC NAND本身支持100000次写入操作，MLC NAND支持的写入操作大约是前者的1/10。

通过使用将损耗平均分布在NAND设备中的损耗均衡（wear-leveling）算法，制造商在他们的产品设计解决方案中采用NAND来解决写入低效率的问题，将NAND使用期限延长到和硬盘驱动器一样的三至五年，IT决策者之所以选择它因为能够满足他们三至五年的资产折旧周期。

这些可以延长声明周期的算法会根据厂商和应用的不同而不同，但是损耗均衡的总原则就是在损耗最小的前提下直接写入NAND块中来确保NAND设备的均衡使用。

最近美光公司展示了一个NAND设备样本，这样本总共有4064个块，允许2.5%的坏块率，每隔10分钟对三个50个块的文件进行更新，同时NAND主机采用相同的200个物理块进行更新。

如果没有损耗均衡，那么10000个周期×200个更新块/每个文件50个块×每个小时6个文件×24个小时大约等于278天，或者不到一年的NAND设备使用期限。

有了损耗均衡的话，10000个周期×4096个平均使用的块/每个文件50个块×每个小时6个文件×24个小时大约等于5689天，或者超过10年的NAND设备使用期限。

SNIA委员会主席、同时也是IBM高管的Phil Mills表示：“这确实是NAND闪存技术的一个特点，我们需要利用损耗均衡来提高性能和延长使用期限。损耗均衡算法是针对解决NAND在写入/擦除周期问题而设计的，目的是让NAND在耐用性方面追赶上硬盘驱动器技术。”

Mills认为，NAND的写入特性与其他技术一直存在的局限性没有什么不同。他说：“如果你有一个使用期限在3～5年之间的硬盘驱动器，那么驱动器的机械构造通常是导致磁头损坏的根源，因为磁头与介质挨得太近而接触到介质并损坏数据。这种故障的发生往往是不可预期的。而对于NAND SSD来说，根源就是整个电子元件和半导体。两者表现出不同类型的故障机制，当你开始过多写入操作就会出现故障，而且NAND块的故障率在不断增长，这让你不得不在发生严重故障之前采取措施。”