针对倍福工业 PC 的工业级闪存设备

倍福的工业级固态硬盘能够在极其严苛的工作环境中最大限度地提升数据存储的可靠性。在工业应用领域，3D TLC NAND 技术已成为确保数据安全存储的标准。为了进一步提升固态硬盘的可靠性和性能，倍福通过固件设置，在 pSLC 模式下采用了 3D TLC 闪存。

pSLC 模式使得固态硬盘和 CFast 卡具有较长的使用寿命，其写入循环次数超过 50,000 次。这意味着，在数据保留时间降至一年之前，固态硬盘的全部容量可以被完全写入和擦除多达 50,000 次。此外，写入速度经过优化，因此数据的处理速度也更快。通过 PCIe 接口集成的 NVMe 能够高效地利用这一速度优势，因为相较于传统的 SATA 接口，PCIe 接口的传输速率显著更高。SATA 接口的数据传输速率最高可达 500 MB/s，而连接至第 4 代 PCIe 的 NVMe SSD 则能够实现最高最高达 6000 MB/s 的读写速度。

与 pSLC 模式下的固态硬盘相比，传统的 3D TLC NAND 在数据保留时间降至一年之前，其存储单元仅能实现 3000 次的写入循环。写入周期描述的是将位状态写入闪存单元并擦除的过程。在使用初期，存储单元的数据保留时间最长可达 10 年，但随着后续写入周期的增加，数据保留时间会不断缩短。在倍福工业 PC 中使用 pSLC 模式可以使存储单元的使用寿命延长 17 倍，并确保数据的可靠和长期保留。

工业级存储设备的优势

可长期保留数据，确保可靠且持久的数据存储
显著降低了因电荷损失或内存单元间相互干扰而引发的数据错误率
得益于先进的 pSLC 存储架构，可对位状态进行可靠检测
采用高效的纠错算法，确保数据的完整性

单比特内存架构极大地提升了数据处理速度
NVMe 软件协议：SSD 与 CPU 之间直接通信，显著提升性能
降低延迟时间：缩短响应时间，提升系统性能
3D 内存架构：最优内存密度，实现节省空间的设计

超过 50,000 次 P/E 循环，确保在高写入性能下具有较长的使用寿命
高性能闪存控制器借助智能的磨损均衡技术，有效确保存储单元的功能一致性。
无旋转部件意味着无机械故障或数据丢失
最大限度地减少停机时间：提高系统利用率和生产效率

采用 pSLC 内存架构的存储设备无疑是满足应用对系统高性能和长久使用寿命需求的最佳解决方案。
非常适合用于图像处理、设备控制和数据采集等数据传输速率较高的应用
一款专为恶劣工业环境设计的坚固耐用的解决方案：具备出色的宽温工作适应性，以及很强的抗冲击和振动能力
当应用的确切写入负载未知时，就可以使用 pSLC 内存架构实现‘无压力的闪存’。

倍福的工业 SSD 具有无与伦比的可靠性、卓越性能以及超长使用寿命。它们是要求极高数据可用性和系统性能的苛刻工业环境和应用的理想选择。

常见问题解答

在 pSLC 模式下，通过固件可将 TLC 单元配置为 SLC 单元。通过使用两个电荷水平，即满电荷 = 0 和空电荷 = 1，每个存储单元仅存储一个比特位。由于微小的电荷变化不会影响存储单元的位状态，因此使用寿命得以延长。与每个单元存储 8 个电荷水平的 TLC 相比，在 pSLC 模式下，两个电荷状态 0 和 1 的读取更容易，也更为可靠。

通过定义电荷俘获层的不同电荷水平，可以在单个闪存单元中存储多个比特的数据。单个闪存单元可以存储高达四个比特的数据。根据每个存储单元存储的比特数，可以分为以下 NAND 类型：

1 个比特的 SLC
2 个比特的 MLC
3 个比特的 TLC
4 个比特的 QLC

闪存单元实际上是基于 MOSFET 晶体管，但添加了一个额外的层。在氧化层的绝缘作用下，电荷俘获层可以非易失性地存储电荷，并在此过程中保持位状态。若要对一个存储单元进行编程，需向控制栅施加高压，从而将通道层中的单个电子注入到电荷俘获层中。在控制栅上施加一个参考电压，以读取位状态。如果电荷俘获层带电，电荷会抵消流经晶体管的电流，这对应于位状态 0。如果电荷俘获层不带电，电流可以流经晶体管，此时位状态为 1。

与 pSLC 模式下的单比特数据存储相比，TLC 具有存储密度更高的优点，可以在更紧凑的空间内实现更大的存储容量。然而，每个单元存储多个比特需要更精确的电压梯度，这增加了比特状态检测不准确的风险。因此，在每个存储单元中存储的位状态越多，固态硬盘的使用寿命就越短。因此，TLC 固态硬盘适用于向内存写入较少数据的应用场合。另一方面，对于使用寿命或写入速度要求较高的应用场景，以及数据负载难以预估的情况，pSLC 模式无疑是更优的选择。

在写入和擦除操作过程中使用高电压会逐渐磨损存储单元的氧化层。经过大量写入周期之后，这种磨损会导致电子从电荷俘获层流出，从而影响存储电压状态。这些变化会影响存储单元中的安全数据保留时间；在 pSLC 模式下，即使经过 50,000 次写入循环，安全数据保留时间仍然可以达到一年

集成 NVMe 能够凭借固态硬盘与 CPU 之间直接且高效的通信机制，提高 pSLC 模式下存储介质的传输速度。与基于较早的 AHCI 协议的 SATA 接口固态硬盘不同，NVMe 是专为固态硬盘开发的，并采用高速 PCIe 总线以实现更快的数据传输。

借助 PCIe 4.0 技术，读写速度可以提升至 6000 MB/s，相较于 SATA（约 500 MB/s），数据传输速率显著提高。NVMe 的另一个优点是，它可以更加高效地处理并行请求。因此，系统负载分布更加均匀，这对于数据处理要求较高的应用尤为有利。这将使整体性能更加稳定，确保在工业环境中更高效地运行。NVMe 的低延迟性也有助于确保数据处理的可靠性。