从智能手机、笔记型电脑、以及与各种云端运用相关的服务器，快闪存储器贮存现已在咱们的实际国际中无处不在。快闪存储器技能现已如此遍及，咱们大多数人乃至都没有意识到快闪存储器技能本质上并不是一种牢靠的贮存前言。实际上，快闪存储器单元的运用寿命有限，快闪存储器的特性意味着需求强壮的磨损平衡(Wear-Leveling)技能以便使其有更好的功用体现。
业界的好消息是，现代快闪存储器控制器中的磨损平衡技能现已有显着前进，可以战胜快闪存储器贮存介质固有的缺点，并协助发挥出快闪存储器的优势。关于现代快闪存储器贮存器体系而言，控制器的挑选比快闪存储器贮存器自身愈加重要，借由挑选适宜的快闪存储器控制器进行运用，可以进步体系的耐用性和牢靠性。
这关于终端用户和设备制造商来说是项严重的裨益，因为只需选用适宜的高质量控制器，低本钱、高容量、多级单元的MLC快闪存储器贮存器就可以大幅运用在更要害的运用中。
因为当今接触到的一切电子设备简直都在运用快闪存储器贮存器，咱们很简略忘掉这项技能自身其实是一种苛求完美的前言，面对许多牢靠性的应战。
P/E次数有限为最大应战虽然快闪存储器贮存单元可读取挨近无限次数，可是它们被编程或擦除(P/E)的次数却很有限。快闪存储器被编程或擦除的耐久性取决于快闪存储器贮存器的类型，一般来说，关于SSD或eMMC等大多数选用NAND快闪存储器贮存设备而言，其间所运用的是商用MLC型快闪存储器贮存器，一般每个单元只需数千个编程或擦除周期。
虽然快闪存储器在读取时没有太多问题，但快闪存储器写入进程的涉入程度更高。快闪存储器可以在页面级写入，巨细以千位元为单位。数据在正确写入之前，页面必需求保持净空。不幸的是，快闪存储器贮存器每次只能擦除一个区块，其巨细为百万位元。因此，写入快闪存储器贮存器之前首要需求擦除包含页面在内的大区块存储器。因为更新快闪存储器某个单元就有必要更新区块中的一切单元，如此将缩短整体运用寿命。此进程一般被称为写入扩增(Write AmplificaTIon)。
为了削减快闪存储器贮存器单元的磨损，一切快闪存储器贮存设备有必要运用磨损平衡技能。这些技能旨在驱动器上均匀地涣散磨损，以最大起伏进步体系的耐久性。在DRAM、SRAM或未运用的快闪存储器单元中的暂时缓冲区都可用来盯梢驱动器下一步要写入的方位以及需求擦除的旧方位。
快闪存储器驱动器的另一个首要问题是电源毛病维护。暂时缓冲区包含驱动器下一步应该写入的数据以及有必要擦除的旧方位等消息，这些消息贮存在简略丢失的存储器中，在此情况下，忽然断电会导致缓冲区被擦除，使得传送数据失利形成灾难性的丢失。
跟着光刻制程尺度的下降以及快闪存储器贮存器密度和功用的进步，影响快闪存储器牢靠性的最终一个问题是不断添加的过错数量。开始的快闪存储器驱动器运用单级单元(SLC)快闪存储器，其间每个单元贮存一位元，但现代快闪存储器驱动器一般将一个快闪存储器单元分红多个位元，即MLC/TLC快闪存储器。每个物理单元支撑更多字节以增大贮存密度，可是会下降每个字节开/关状况之间的阈值。这不只会增大误码率，并且下降运用寿命。跟着光刻制程尺度的减小，快闪存储器密度会进一步进步，过错率也会增大。
高档控制器技能进步牢靠度虽然快闪存储器贮存牢靠性面对着上述应战，但咱们依然可以将其用于日常的消费类、商业类乃至要害使命性的运用，这方面首要得益于先进的快闪存储器控制器技能。这些控制器结合了在磨损平衡、电源毛病办理和纠错等方面的先进技能，使咱们可以安全牢靠地运用当今的高密度快闪存储器。
磨损平衡快闪存储器转化层(FTL)是快闪存储器控制器其间最重要的面向。透过将主机的逻辑位址转化为快闪存储器上的物理位址，可以使SSD磨损平衡。例如，假如主机体系在相同的位址更新数据，FTL会将该逻辑位址转化为新的物理位址，以便在快闪存储器驱动器上均匀地散布磨损，大起伏地进步耐用性。
FTL映射逻辑到物理位址的粒度对功用和耐久性都有很大的影响。消费类USB和SD卡等较简略的快闪存储器介质运用根据区块的映射，在区块层级(巨细为百万位元)履行映射。因为每个逻辑页面都直接映射到固定的物理页面，磨损平衡发生在区块层级，因此在页面层级无法发生优化。
因为区块的尺度便是擦除操作的最小尺度，所以这种映射施行起来十分简略且担负较低。可是，这种简略的办法会导致很多的写入扩增，并缩短了元件的运用寿命。
根据页面的映射一般用于现代SSD，它是将更细粒度的逻辑数据页面(以千位元为单位)映射到数据的物理页面。透过这种映射，逻辑页面可以映射到区块内的任何物理页面，一起完成区块级和页面级的磨损平衡。可是，关于其他形状因数，SSD根据页面的映射尚未被广泛运用。
页面映射等更细化的办法需求更强壮的核算才能，并且有必要贮存更大的映射表。可是，不断增大的粒度可以大起伏下降写入扩增。
特别是关于工业、嵌入式或物联网运用而言，较小的随机I/O操作是常态，粒度、页面映射可以大大下降写入扩增，并延伸设备的运用寿命。
断电维护因为SSD磨损平衡算法的映射消息一般贮存在易于丢失的DRAM中，因此电源毛病会导致灾难性的消息遗失和驱动器损坏。为避免这种或许性呈现，许多工业SSD会选用超级电容器来贮存备用电能，以防范电源毛病，使体系有时刻把DRAM内容转存到不易丢失的快闪存储器中。
这种办法虽然可行，但并不抱负。依托超级电容的备用电能，这些SSD不光添加本钱，并且还或许引进额定的毛病点，因此影响体系的牢靠性和运用寿命。微型SD(µSD)等更小形状的设备底子不允许包含DRAM和电容器。
具有Hyperstone hyMap技能快闪存储器控制器的贮存设备可以直接在非易失性存储器中存储映射消息，这不只消除了DRAM和电容器的本钱，并且在任何时刻、任何情况下都能保证数据的安全。
纠错纠错是快闪存储器贮存牢靠性难题中的最终一关。
曾经的快闪存储器可以运用简略的海明码(Hamming-Code)纠错码(ECC)，但新一代高密度MLC快闪存储器则需求更强的纠错才能。现代MLC ECC有必要可以校对每个扇区的多个位元。
消费类SSD或许会挑选运用质量和本钱较低的LDPC代码来履行这种类型的ECC，但工业级快闪存储器具有更严厉的要求，更倾向于选用BCH或其他更高牢靠性的办法。运用96位元的BCH ECC，可以供给多位元纠错功用，并且毋需给I/O操作添加任何担负。
遥控器为高牢靠/长寿命要害构建牢靠的快闪存储器充满了应战。虽然固态贮存没有可移动元件，物理上比硬盘更牢靠。但快闪存储器单元有限的运用寿命、电源毛病以及快闪存储器的纠错等问题给数据的牢靠性带来了应战，特别是关于嵌入式和工业驱动器等需求长寿命周期的运用领域。
曩昔，只需购买SLC型快闪存储器就足以保证一个相对牢靠的体系。但是，跟着制程几许尺度的缩小和快闪存储器密度的不断进步，现在不同快闪存储器介质之间牢靠性和过错率的差异现已没有之前那么显着，当今贮存体系牢靠性的最大决定因素反而是快闪存储器控制器的规划。
关于要求高牢靠性和运用寿命长的运用，重要的是要挑选嵌入式工业商场的控制器为方针，而不是那些以献身运用寿命或数据完整性为价值来完成高功用的产品。透过先进的磨损平衡技能、电源毛病防护规划和强壮的ECC，根据Hyperstone控制器的贮存设备可以保证完成高牢靠度的解决方案。
