探访SSD数据归属地之NAND闪存

SSD主控主要有三大部分组成：与Host对接的界面(Host interface), 闪存转换层FTL以及闪存对接界面(Flash interface)。

再把SSD主控的架构图请上来展示一下：

先插播个预告哈，下一篇文章分享主控的核心部分闪存转换层FTL。
由于闪存转换层FTL是NAND闪存总管，负责NAND闪存的衣食住行，所以请出大总管之前，先来欣赏一下NAND闪存的内在气质。
目前主流NAND闪存都是采用浮栅技术（Floating Gate, 简称FG）。
学过数电，模电，半导体物理的你，是否还记得大明湖畔的MOS管吗？NAND闪存的基本单元就是多出一个浮栅的MOS管。

也许还有与MOS管素未谋面的你，没关系，你只要了解NAND闪存的浮栅FG就是存放我们写入的数据就足够了。

浮栅FG类似于一个“陷阱”，电子在控制栅（Controll Gate，简称CG）的召唤下从沟道欢快地奔向控制栅CG，不幸的是，半道杀出个程咬金-浮栅FG，电子就这样被困在浮栅了。

NAND闪存利用这个有点“残忍”的手段实现了领导-主控交给的任务-【数据写入】。

NAND闪存性本善，电子被困浮栅FG之后, 输送给基板（Subsrtate）20V左右的能量，让基板奋不顾身的把电子都浮栅中解救出来。

NAND闪存通过把电子从浮栅FG解救出来的过程也实现了领导-主控交给的另一个任务-【数据擦除】。

其实上面看到的浮栅FG结构只是NAND闪存中的最小单元（Cell)，成千上万个这样的单元(Cell)组成的阵列（Array）是才是NAND闪存的真正模样。

了解NAND闪存阵列之前，先NAND闪存阵列的两个坐标轴：字线（Word Line,简称WL），位线（Bit Line, 简称BL)。

WL方向，连接着控制栅CG，
BL方向，连接着MOS管的漏（Drain），

明白WL和BL的含义之后，让我们检阅一下NAND闪存中Cell方阵-Array。

1. Cell沿着BL方向手拉手，排排站，构成了一个串（String），

上图中左边有一个String，由64个Cell组成，

2. 共享一组WLs的所有String称为是一个块（Block）。

上图中右边有两个Block，Block0由WL Group 0<63:0>组成，Block1由WL Group 2<63:0>组成，

3. 共享一根WL的Cell称为是一个页（Page）。

上图中右边有两个Page, Page0是由WL0与偶数BL交叉的Cell构成，Page1是由WL0与奇数BL交叉的Cell构成，

面对庞大的Cell阵营，管理起来实在伤脑筋，于是NAND闪存引入了逻辑页（Logical page）的管理概念。
有了逻辑页的概念，就需要把单纯的cell根据存储级别划分为SLC/MLC/TLC,
SLC Cell存储1个bit，SLC很单纯，很靠谱，很少犯错，所以SLC Page又被称为Strong Page；
MLC Cell存储2个bit，MLC包含有Lower page和Upper page;
TLC Cell存储3个bit, TLC包含有Lower page, Middle page和Upper page;

本文很简单的描述了一些NAND闪存相关的概念，后续会针对NAND闪存的读，写，擦除作详细介绍，敬请期待！

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