Preface 前言

為什么要出第2版

《深入淺出SSD》第1版是在2018年出版的。這是一本寫給SSD領(lǐng)域的研究者、設(shè)計者、生產(chǎn)者和應(yīng)用者的專業(yè)技術(shù)書，可幫助讀者全面、深入理解SSD的市場、技術(shù)和原理。第1版自上市以來，得到讀者的廣泛認(rèn)可，被從事SSD固件開發(fā)和測試、主控設(shè)計、NAND設(shè)計、SSD產(chǎn)品生產(chǎn)、SSD產(chǎn)品銷售、存儲系統(tǒng)和軟件開發(fā)、存儲學(xué)術(shù)研究等工作的人員作為案頭必備書，并獲得了“SSD入門好書”“SSD工具書”“SSD寶典”等稱號。

時光荏苒，一晃快5年時間過去了，在2023年，雖然SSD還是那個SSD，但出現(xiàn)了多項新的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，無論是介質(zhì)、接口協(xié)議，還是各種技術(shù)、功能，都在不斷向前發(fā)展。這幾年SSD技術(shù)的快速發(fā)展主要體現(xiàn)在如下幾個方面。

? NVMe版本從1.4升級到2.0；

? 最新一代NAND堆疊到了230多層，并且每吉字節(jié)的成本更低；

? NAND I/O接口規(guī)范發(fā)展到JEDEC 230E版本，該版本可提供2400MT/s（百萬次每秒）的傳輸速度；

? 長江存儲首次量產(chǎn)了基于Xtacking?架構(gòu)的NAND，2022年又將該架構(gòu)升級到了Xtacking?3.0版本；

? ZNS標(biāo)準(zhǔn)更加完善，生態(tài)更加成熟，這給SSD帶來更高的性能和更好的延時效應(yīng)，同時降低了寫放大系數(shù)，提升了閃存壽命；

? 可計算存儲形態(tài)的SSD誕生，這為CPU緩解了部分計算壓力；

? 人們開始討論基于PCIe 5.0的企業(yè)級和消費級SSD。

因為SSD領(lǐng)域出現(xiàn)了上述變化，所以我們有了更新《深入淺出SSD》第1版內(nèi)容的想法。有了該想法之后，我們開始積極規(guī)劃內(nèi)容。我們希望本書除了增加對上述內(nèi)容的介紹外，還增加對SSD廠商、市場及行業(yè)形勢、原廠動態(tài)、閃存文件系統(tǒng)、UFS協(xié)議等內(nèi)容的介紹。相對于第1版，本書要做到內(nèi)容更全、更新，覆蓋面更廣。

讀者對象

? SSD研發(fā)人員：通過閱讀本書，可以全面學(xué)習(xí)與SSD相關(guān)的硬件、協(xié)議、固件以及測試等各方面的基礎(chǔ)知識，提升整體認(rèn)知，具備完整、系統(tǒng)的理論知識。

? IT運維人員：通過閱讀本書，可以充分了解SSD的優(yōu)劣及其適用的工作場景，為公司的IT部署提供技術(shù)支持，實現(xiàn)整體運營成本的最優(yōu)配置。

? SSD銷售和采購人員：通過閱讀本書，可以全面了解SSD產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀、各家產(chǎn)品優(yōu)劣勢，為企業(yè)銷售和采購決策提供參考；掌握基本的技術(shù)術(shù)語，以便更好地與客戶或供應(yīng)商溝通。

? 計算機、電子相關(guān)專業(yè)的在校本科生，存儲方向的研究生：通過閱讀本書，能夠更好地將所學(xué)理論知識與業(yè)界實踐結(jié)合，對相關(guān)知識有更加深刻的理解，為未來加入心儀的企業(yè)打好堅實的基礎(chǔ)。

? 廣大的DIY、游戲愛好者：通過閱讀本書，可以學(xué)會如何選擇最適合自己的SSD，以便用更小的投入獲得更好的娛樂體驗。

? 對SSD產(chǎn)業(yè)感興趣的投資人：通過閱讀本書，可以全面了解SSD產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，掌握基本的技術(shù)術(shù)語，以便更好地與企業(yè)溝通。

? 其他對SSD感興趣的人。

本書特色

? 所有內(nèi)容均來自一線知名企業(yè)技術(shù)專家：本書的作者都在業(yè)內(nèi)知名公司任職，具備豐富的理論和實踐知識，本書是作者多年工作經(jīng)驗和知識的凝練。

? 內(nèi)容貼合讀者實踐需求：作者在日常維護(hù)公眾號期間，跟讀者互動頻繁，會刻意收集并積累讀者需要或者感興趣的內(nèi)容，這些內(nèi)容都以不同的形式體現(xiàn)在了本書中。

? 內(nèi)容深入淺出，結(jié)合一線場景進(jìn)行解讀：在撰寫本書的過程中，對于技術(shù)和原理的解讀，作者盡最大努力做到深入淺出，對于重點和難點，會結(jié)合自身工作經(jīng)驗以讀者最容易理解的方式進(jìn)行剖析。

本書主要內(nèi)容

本書幾乎覆蓋了SSD相關(guān)的所有內(nèi)容，包括產(chǎn)品與市場、核心技術(shù)、協(xié)議、測試以及其他相關(guān)內(nèi)容，所以本書既可以作為一本入門書，也可以作為案頭手冊，供讀者在工作中遇到問題時進(jìn)行查閱。

? 產(chǎn)品與市場篇：介紹了SSD與HDD的異同、SSD的發(fā)展歷史及產(chǎn)品形態(tài)、固態(tài)存儲市場、NAND原廠的動態(tài)、閃存發(fā)展趨勢、SSD存儲產(chǎn)品的應(yīng)用場景（包括可計算存儲和航天存儲產(chǎn)品）。

? 核心技術(shù)篇：深度解讀SSD主控內(nèi)部模塊構(gòu)成和工作原理，NAND閃存的器件原理、實際應(yīng)用、特性及數(shù)據(jù)完整性，F(xiàn)TL的映射管理、垃圾回收、磨損均衡、壞塊管理，LDPC的編解碼原理、在NAND上的應(yīng)用等內(nèi)容。

? 協(xié)議篇：深度剖析PCIe的總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、分層結(jié)構(gòu)、TLP類型與路由、配置和地址空間，NVMe的基礎(chǔ)架構(gòu)、尋址方式、數(shù)據(jù)安全和NVMe over Fabrics，UFS存儲協(xié)議棧、UPIU、RPMB、UFS低功耗原理等。

? 測試篇：詳述常用的測試軟件、測試流程、測試設(shè)備與儀器、業(yè)界認(rèn)證及專業(yè)的測試標(biāo)準(zhǔn)等。

? 擴(kuò)展篇：從原理層面對傳統(tǒng)文件系統(tǒng)、EXT4文件系統(tǒng)和對閃存更友好的F2FS文件系統(tǒng)進(jìn)行解讀。

相較于第1版，本書擴(kuò)充了近40%的新內(nèi)容，并對30%左右的內(nèi)容進(jìn)行了大幅改寫，對20%左右的過時內(nèi)容進(jìn)行了刪減，具體變化如下。

? 產(chǎn)品與市場篇：新增了近5年固態(tài)存儲市場和閃存市場的變化，并重點介紹了一些特殊的SSD存儲知識，如可計算存儲、航天存儲。

? 核心技術(shù)篇：對SSD主控、NAND、FTL相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了全篇擴(kuò)充改寫。

? 協(xié)議篇：在原有基礎(chǔ)上對PCIe、NVMe擴(kuò)展了近30%的新內(nèi)容，同時新增了對UFS協(xié)議、ZNS、CMB、HMB和Key Value命令集的介紹與解讀。

? 測試篇：對第1版中部分不適用的內(nèi)容進(jìn)行了刪減，并新增了對SSD基本測試流程、性能測試、SNIA測試、寫放大測試、垃圾回收測試、磨損平衡測試、掉電測試、完整性測試及主要測試工具的介紹。

? 擴(kuò)展篇：本篇均為新增內(nèi)容。

勘誤和支持

為了高質(zhì)量完成本書，我們逐字逐句對書中的內(nèi)容進(jìn)行校正，目的就是不負(fù)讀者所望，希望本書能像第1版一樣，繼續(xù)為SSD技術(shù)和生態(tài)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。但是，我們的水平畢竟有限，書中難免會出現(xiàn)一些錯誤或者不準(zhǔn)確的地方，懇請讀者批評指正。你可通過我們的網(wǎng)站（http://www.ssdfans.com）、微信公眾號或微博（SSDFans），或者斯托瑞吉的微信號（bobhu002）、郵箱（bob@ssdfans.com）與我們交流。

致謝

借此機會特別感謝一直以來支持本書撰寫工作的各位朋友和公司（排名不分先后）。

? 感謝譚華、羅小波、黃亮、呂熠娜、羅龍飛、俞丁翠、張祎為本書提供的寶貴材料和建議。

? 感謝長江存儲、英韌科技、鎧俠、大普微、得瑞領(lǐng)新、芯盛智能、江波龍、佰維、艾可薩、益思芯、鸞起科技、Scaleflux、憶恒創(chuàng)源、聯(lián)蕓科技、閃存市場等公司提供的支持。