瞭解 Kingston 工業級記憶卡的功能

故障區塊管理

故障區塊是指一個或多個失去可靠性的位元。「Early Bad Blocks」是指在製造過程中產生的故障區塊，「Later Bad Blocks」是指使用後在整個產品生命週期中產生的故障區塊。這兩種類型的故障區塊是無可避免的，所以故障區塊管理是 NAND 快閃記憶體裝置中管理故障的必備功能。故障區塊管理會識別並標記區塊，然後以事先預留備用區塊替換故障區塊。故障區塊管理會防止資料寫入到故障區塊中，從而強化產品的可靠性。如果故障區塊中已存有資料，故障區塊管理會將資料移動到可用區塊中，以避免資料遺失。

ECC 引擎

當透過快閃記憶體控制器將資料從電腦主機傳送至 NAND 儲存裝置時，NAND 快閃記憶體必須維持資料完整性。從主機傳輸至記憶卡的資料，在實際寫入至 NAND 快閃儲存裝置前，通常被稱為「data in flight」或「data in transit」。快閃控制器採用「錯誤修正」技術 (稱為「錯誤修正代碼 (ECC)」)，以偵測及修正可能影響資料傳輸的大多數錯誤。快閃記憶體晶片會在每個區塊被寫入資料時一起記下錯誤修正資訊。此資訊可以讓快閃控制器在讀取資料區塊時，同時修正錯誤。NAND 快閃記憶體（如硬碟機）會在正常作業期間發生位元錯誤，但可即時透過ECC 資料修正該類錯誤。如果 NAND 裝置在資料區域中存在過多錯誤，則會將該區塊標記為「故障區塊」後被汰換掉，然後使用其中一個備用區塊加以替換，就能繼續執行並使用。在此過程期間，如有需要仍會使用 ECC 修正資料。使用「備用區塊」可延長 SSD 固態硬碟的使用壽命和耐用度。

電源中斷保護功能

斷電是在所難免的事情，如果沒有使用合適的硬體，斷電可能會對工作環境造成嚴重損害。電源中斷保護功能是防止資料遺失的必備工具。當檢測到任何電壓下降的情形發生時，支援電源中斷保護功能的主機會傳送指令給記憶卡並使之停止所有操作。如此一來，記憶卡在斷電時有緩衝時間儲存當下正在寫入的任何資料。

自動更新讀取分佈保護

自動更新功能可讀取快閃記憶體上的資料（包含很少被讀取的資料），並根據需求自動修正錯誤，防止因讀取干擾錯誤、資料保存錯誤和其他錯誤而導致的資料遺失自動更新功能是在後台執行，因此即便在修正過程中也幾乎不會造成使用上的延遲。

動態資料更新

在唯讀操作期間，動態資料更新可確保移除具有大量錯誤的區塊，並更新以供下次使用。在每個讀取指令期間，控制器會針對目標區塊執行三階段檢查：

• 第一階段是檢查「需要更新」的標記
• 第二階段是檢查當下存在的錯誤位元數
• 第三階段是檢查當下存在的重試次數

垃圾資料回收

垃圾資料回收是 NAND 快閃記憶體維持耐用度和速度的關鍵。NAND 快閃記憶體裝置無法覆寫已存在的資料。已使用的資料區塊必須經過程式化/抹除循環後，才能寫入新資料。首先，NAND 快閃記憶體控制器會複製所有仍在使用中的有效資料，然後寫入不同資料區塊中的空白處。然後再抹除當下區塊上的所有單元（包含無效和有效資料），接著開始將新資料寫入到已抹除過的全新區塊。此流程稱為「垃圾資料回收」。

平均耗損技術

金士頓快閃儲存裝置採用具備平均抹寫技術的先進控制器，可將 P/E 循環（程式化/抹除）次數平均分配在快閃記憶體的所有區塊上。當系統需要一個儲存資料的區塊時，則會選擇使用具有最低抹除次數的空白區塊。因此，平均耗損技術能延長快閃記憶卡的使用壽命。