天碩（TOPSSD） G40  U.2  NVMe 工業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤(pán)采用自研主控及全鏈路國(guó)產(chǎn)化替代方案，可在 -40℃~85℃ 寬溫范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，更能勝任嚴(yán)苛環(huán)境下的長(zhǎng)時(shí)任務(wù)。系列產(chǎn)品長(zhǎng)期服務(wù)軍用嵌入式計(jì)算機(jī)、指揮控制系統(tǒng)、雷達(dá)、電子對(duì)抗、軌道交通與高端工業(yè)自動(dòng)化等關(guān)鍵應(yīng)用，是艦載、機(jī)載、裝甲車輛等裝備的核心存儲(chǔ)部件。

本文將帶你了解：什么是 SSD 的 P/E周期，以及高品質(zhì)固態(tài)硬盤(pán)怎樣基于P/E周期延長(zhǎng)真實(shí)壽命。

什么是 SSD 的 P/E周期？

SSD 的 P/E 周期（Program/Erase Cycle），指的是閃存單元經(jīng)歷一次“寫(xiě)入—擦除”操作的完整循環(huán)次數(shù)。它是衡量 NAND Flash 可寫(xiě)壽命的核心指標(biāo)之一。

P/E 周期的本質(zhì)是閃存結(jié)構(gòu)在經(jīng)歷反復(fù)電壓調(diào)節(jié)后的結(jié)構(gòu)衰退規(guī)律。在 NAND Flash 中，每一次“寫(xiě)入-擦除”的循環(huán)都會(huì)不可逆地改變浮柵結(jié)構(gòu)，使隧穿氧化層發(fā)生微觀損傷，阱陷電荷逐漸積累，閾值電壓分布區(qū)間也緩慢收窄。

這些退化現(xiàn)象在 SLC 中較輕，但在多比特存儲(chǔ)的 TLC/QLC 中會(huì)指數(shù)級(jí)放大。SLC 因?yàn)閮H存儲(chǔ)一位數(shù)據(jù)，閾值電壓窗口充裕，能承受數(shù)萬(wàn)次擦寫(xiě)；而 QLC 在同一物理單元中存儲(chǔ)四位信息，閾值電壓分割更密集，使得同樣的損傷放大為更快的誤碼率攀升，已天然不適用于工業(yè)環(huán)境。

P/E 周期之外：真正決定壽命的是控制器對(duì)衰退的管理能力

單純的 P/E 指標(biāo)只告訴我們閃存的“耐受上限”，但決定 SSD 實(shí)際壽命的卻是控制器與固件如何對(duì)待這些不可逆損傷。因此，盡管目前主流的工業(yè)級(jí)SSD普遍都采用兼具經(jīng)濟(jì)和壽命的TLC模式，但高品質(zhì)工業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤(pán)為了確保長(zhǎng)期壽命可用，都會(huì)在控制器、固件和顆粒篩選方面做大量工程優(yōu)化。

以 天碩 G40  U.2  NVMe 工業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤(pán) 為例，它采用自研主控與固件。專研動(dòng)靜態(tài)結(jié)合均衡策略把寫(xiě)入均勻分散到整個(gè)盤(pán)上，不讓單個(gè)塊被迅速寫(xiě)爆，從而讓設(shè)備實(shí)際壽命遠(yuǎn)高于裸 P/E 指標(biāo)。獨(dú)家自適應(yīng)刷新算法讓在寬溫環(huán)境下泄露的電荷，仍能被及時(shí)捕捉。自研高強(qiáng)度 4K LDPC 與多級(jí) ECC 架構(gòu)讓閃存即使后期發(fā)生退化，系統(tǒng)也能維持穩(wěn)定存儲(chǔ)。同時(shí)，天碩G40系列工業(yè)級(jí)SSD 針對(duì)工業(yè)環(huán)境采用更嚴(yán)格的閃存篩選流程，通過(guò)寬溫老化、寫(xiě)入應(yīng)力等測(cè)試，讓出廠壽命曲線更穩(wěn)定、更可預(yù)測(cè)。

沒(méi)有這些機(jī)制，一個(gè)標(biāo)稱 3000 P/E 的 TLC 可能在實(shí)際部署中 1000 P/E 就進(jìn)入高錯(cuò)碼區(qū)間；而像天碩G40系列這類有成熟固件架構(gòu)的工業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤(pán)，卻能將有效壽命延展至遠(yuǎn)高于物理標(biāo)稱值的范圍。

具備更強(qiáng)P/E周期管理能力的天碩工業(yè)級(jí)SSD

在工業(yè)、軍用與航天場(chǎng)景中，P/E 周期決定的是系統(tǒng)級(jí)可靠性而非簡(jiǎn)單壽命。對(duì)于消費(fèi)級(jí) SSD，P/E 生命周期的耗盡通常意味著性能衰退或報(bào)錯(cuò)幾率上升，但對(duì)工業(yè)系統(tǒng)而言，它往往意味著更嚴(yán)重的后果。軌道交通中日志寫(xiě)入的中斷、軍工圖像緩存的隨機(jī)錯(cuò)誤、工控系統(tǒng) 7×24 小時(shí)寫(xiě)入中的延遲波動(dòng)，每一種情況背后都有可能是 NAND 在溫度、振動(dòng)、電磁干擾影響下的加速老化。

從嚴(yán)格意義上說(shuō)，P/E 周期不是一個(gè)“壽命數(shù)字”，而是一個(gè)“衰退模型”。而 天碩G40系列工業(yè)級(jí)SSD 的設(shè)計(jì)理念正是將這個(gè)模型在控制器層、固件層、散熱結(jié)構(gòu)、電源保護(hù)和 NAND 選擇上系統(tǒng)化優(yōu)化，讓用戶不再需要關(guān)注 P/E 的復(fù)雜物理細(xì)節(jié)，而只需相信在真實(shí)工業(yè)環(huán)境下，它能維持長(zhǎng)期、穩(wěn)定、可預(yù)測(cè)的運(yùn)行。

對(duì)于任何不能容忍系統(tǒng)中斷、數(shù)據(jù)損壞或溫度沖擊的應(yīng)用場(chǎng)景而言，一款能夠把 P/E 周期“管理”得足夠好的工業(yè)級(jí) SSD，本身就是最核心的基礎(chǔ)設(shè)施。 

關(guān)于天碩（TOPSSD）

湖南天碩創(chuàng)新科技有限公司（TOPSSD）成立于2016年，是國(guó)家認(rèn)定的高新技術(shù)企業(yè)，長(zhǎng)期專注于高可靠、高性能存儲(chǔ)技術(shù)的自主創(chuàng)新。公司立足國(guó)家戰(zhàn)略需求，面向航空、航天、國(guó)防和高端工業(yè)等關(guān)鍵領(lǐng)域，提供完全自主可控的核心存儲(chǔ)解決方案，切實(shí)保障國(guó)家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)安全與運(yùn)行穩(wěn)定，為實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)提供堅(jiān)實(shí)支撐。

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