了解 Kingston 工业卡的特性

坏块管理

坏块包含一个或两个失去可靠性的位。坏块出现在制造过程 (Early Bad Block) 或闪存卡的整个生命周期 (Later Bad Block) 中。两类坏块都无法避免，使得坏块管理成为管理 NAND 闪存设备错误的必要条件。坏块管理会识别并标记坏块，并随后使用其他空闲容量替换无效块。这会阻止数据写入坏块，从而增强产品的可靠性。如果坏块包含数据，则会将数据移到有效块，防止数据丢失。

ECC 引擎

当数据通过闪存控制器从主机 PC 移动到 NAND 存储时，NAND 闪存必须保持数据的完整性。在数据实际写入 NAND 闪存之前，从主机到闪存卡的数据传输常常被称作“动态数据”或“传输中的数据”。闪存控制器采用错误修复技术（称作纠错代码，ECC），可以检测和修复会影响此路径中数据的多数错误。闪存芯片随每个写入的数据块加入额外的纠错信息。这种信息让闪存控制器可以在读取数据块的同时进行纠错。类似机械硬盘，NAND 闪存在正常操作过程中也会出现位错误，这可以利用它的 ECC 数据进行实时修复。如果 NAND 设备在数据块中存在过多错误，此块将被标记为坏块并被弃用，然后一个备用块将投入使用来替换坏块。在这个过程中，必要时会使用 ECC 对此数据进行修复。备用块的使用可以延长固态硬盘的使用寿命和耐久性。

电源故障保护

断电无法避免，如果未使用合适的硬件，工作环境中很可能出现巨大混乱。电源故障保护对于防止数据丢失必不可少。如果检测到任何电压下降的情况，受支持的主机设备可以向闪存卡发送一条命令，以停止闪存卡的一切操作。这让闪存卡可以保存在断电时正在写入的任何数据。

自动刷新读取分布保护

自动刷新功能读取闪存中的数据（包括很少读出的数据），并根据需要执行自动纠错，以避免读干扰错误、数据保留错误和其他错误造成数据丢失。自动刷新功能在后台运行，因此在响应命令时造成的延迟极小，即便在纠错过程中也是如此。

动态数据刷新

动态数据刷新用于确保：在只读操作中，包含较多错误数量的块可被移除并刷新，供下次使用。在每个读取命令中，控制器会对目标块执行三阶段检查：

• 第一阶段是检查“需要刷新”标记
• 第二阶段是检查当前出现的错误位数量
• 第三阶段是检查当前出现的重试次数

垃圾收集

垃圾回收是 NAND 闪存保持耐用性和维持速度的关键。NAND 闪存设备无法覆盖现有数据。这类设备必须通过编程/抹除循环才能写入已被使用的数据块。NAND 闪存控制器会首先复制所有（仍在使用中的）有效数据，并将其写入其他块的空页中。控制器随后会擦除当前块中的所有单元（包括有效数据和无效数据），然后开始将新数据写入刚擦除的块。此过程称为垃圾回收。

磨损均衡

金士顿闪存设备所使用的控制器采用先进磨损均衡技术，可将 P/E （编程/抹除）循环次数平均分配到整个闪存的所有块。当需要一个块来存储数据时，会使用包含较低擦除计数的空块。磨损均衡因此可以延长闪存卡的使用寿命。