该视频提供了有关SSD中闪存存储单元（Flash Memory Cells）的详细说明，尤其是3D NAND架构及其工作原理。 希望直接观看视频的朋友可以访问底部视频，欢迎观看和转发，我们将有动力提供更多高品质高清视频讲述SSD，NAND, DDR, CPU, GPU的底层工作原理。 1. 闪存单元基础原理 闪存单元的组成：一个基本的电荷闪存单元由栅极、电荷陷阱和通道三个主要部分组成。这些部分被介电材料分隔，防止电子在其间流动。 信息存储方式：电荷陷阱中存储着电子，如果陷阱中有电子，代表存储的是“0”，如果没有电子，则表示“1”。 信息读取机制：栅极上施加的电压决定通道是否导通。若栅极电压超过阈值电压，通道打开，电子流过，从而读取信息。 阈值电压：这是控制通道开启的最小电压。阈值电压的改变由电荷陷阱中的电子数量决定，这种变化可用于存储不同的二进制信息。 2. 3D NAND架构 3D NAND的构造：在智能手机、电脑和平板电脑等设备中，闪存单元排列成数亿个柱状结构，这些存储单元堆叠在一起，形成了三维结构，称为3D NAND。 柱状结构：每个存储单元通过垂直柱状方式制造，其内部有电荷陷阱和介电材料，通过控制栅极电压，可以使通道导通或关闭。 3. 提高存储容量 从存储一位到三位：传统的电荷陷阱单元一次只能存储一位信息，但通过改变电荷陷阱中的电子数量，研究人员可以将每个单元存储的位数从1位提升到3位（即从存储“0”或“1”增加到存储“0”到“7”的值）。这种技术被称为三级单元（TLC，Triple-Level Cell），它允许单元存储多个电荷水平，从而存储更多信息。 电子数量与阈值电压的关系：每个电荷陷阱的电子数量决定了其对应的阈值电压。通过施加不同的电压，系统可以读取出每个存储单元的具体值，从而实现多位信息的存储。 4. 信息读取与写入 读取过程：存储单元的读取过程是通过逐渐增加施加在栅极上的电压，检测通道是否导通来完成的。每个存储单元的阈值电压不同，通过对比通道导通时的电压，可以读取存储的二进制值。 写入过程：写入信息的过程涉及量子力学，通过改变材料的电子分布，将电子注入或移除电荷陷阱，从而改变存储的信息。 5. Kioxia固态硬盘的优势 Kioxia的贡献：Kioxia公司是NAND闪存技术的发明者，其企业级SSD使用了自主设计的控制器、固件和TLC 3D NAND技术。这些SSD具有高容量（如30TB）和极高的读写性能与可靠性。 TLC技术：三级单元（TLC）允许每个存储单元存储三个比特，从而提高了存储容量。通过精确控制每个单元内的电压水平，SSD可以快速存储和读取大量数据。 6. 未来挑战与发展 如何提升效率：虽然当前技术已经能通过控制电压在单个闪存单元中存储更多的信息，但如何进一步提升存储密度和提高读写速度仍然是工程领域的重大挑战。 量子力学应用：存储单元的写入依赖于量子隧穿效应，这涉及到亚原子层面的物理现象。在未来，可能会有更多的量子力学原理应用到存储设备中。 总的来说，该高清视频探讨了电荷陷阱闪存单元的基本原理及其在现代存储设备中的应用，尤其是3D NAND技术如何提升存储容量与性能。通过技术的不断创新和优化，如Kioxia的三级单元闪存技术，现代存储设备的存储密度和性能得到了极大提升，但未来仍面临着进一步提升效率和减少功耗的挑战。 如果你有其他任何关于PCIe5&6.0, CXL, NVMe, NVMe over Fabric, NAND, DDR5/LPDDR5以及UFS测试方面的问题想咨询，请添加saniffer公众号留言，或致电021-50807071 / 13127856862，sales@saniffer.com。      

随附的高清视频介绍了固态硬盘（SSD）的工作原理及其在数据存储和读取方面的核心技术细节，需要直接观看视频的朋友可以直接跳到本文最后的部分。 1. 固态硬盘的存储与读取原理 固态硬盘能够快速读取和写入数据，其工作原理类似于在一个巨大的硬币铺满的平面上，快速准确地找到特定的硬币位置并对其进行读写。具体来说，SSD的存储器件可以容纳多个TB的数据信息，并且能够以极高的速度访问这些数据。数据的存取是通过NAND闪存芯片来实现的，这种芯片内部包含了大量的存储单元，每个单元可以存储多个比特的信息。 2. SSD的组成 SSD主要由以下几个部分组成： NAND闪存芯片：用于存储数据。每个NAND闪存芯片内部包含多个平面、块和页，通过特定的命令，SSD控制器可以对这些块进行数据的读写操作。 SSD控制器：控制器是整个SSD的“大脑”，负责协调各个NAND芯片的数据读写操作，并与外部设备（如计算机、服务器）进行通信。 DRAM芯片：主要用于缓存翻译表（也称为查找表），该表用于记录逻辑数据与物理位置之间的映射关系。   3. NAND闪存的工作方式 NAND闪存芯片是3D结构的，其内部堆叠了大量的存储单元，这些单元通过电子电荷来表示存储的数据。每个单元可以存储3位数据（也称为三级存储单元），并且这些存储单元被组织成页和块。闪存的基本操作包括对这些块的读取和写入操作。 4. 数据存储与查找 SSD的存储原理是将数据存储在不同的扇区中，而每个扇区的大小通常为512字节。当计算机向SSD存储数据时，SSD控制器会将这些数据分配到可用的扇区，并通过查找表来记录这些扇区与实际NAND闪存位置的映射关系。查找表用于将逻辑地址（例如文件存储在SSD的哪个扇区）转换为物理地址（即这些扇区在NAND芯片中的具体存储位置）。 5. 多通道存储加速 SSD利用多通道的方式提高数据传输速率。每个NAND闪存芯片通过16条通道与SSD控制器相连，控制器可以同时向多个NAND芯片发送读写命令，从而实现并行的数据传输。这种多通道的数据传输方式大幅提高了SSD的读写速度。 6. 超级页面和超级块 SSD可以通过超级页面和超级块的概念来进一步优化数据读写。超级页面是指所有NAND芯片中相同位置的页联合组成的一个大页面，当SSD读写大量数据（如视频文件）时，可以同时访问多个芯片中的超级页面，从而实现更快的速度。超级块则是同样的概念，只不过它是由多个块组成。 7. SSD的维护机制 为了确保SSD的长期稳定运行，控制器还执行一些后台操作，如： 磨损均衡：为了防止某些NAND块被过度使用，控制器会均匀分布写入负载，从而延长SSD的使用寿命。 垃圾收集：当某些块不再存储有效数据时，SSD会将这些无效数据清除，以释放存储空间。 错误纠正代码（ECC）：用于检测并修复存储过程中可能出现的数据错误，确保数据的完整性和可靠性。   8. 数据中心级SSD和企业级SSD的区别 Kioxia提供的SSD分为数据中心级和企业级SSD。数据中心级SSD主要关注在超大规模应用中的一致性能和低延迟，而企业级SSD则在读写性能和可靠性方面表现突出，适用于关键任务和高要求的存储场景。 9. 总结 固态硬盘的核心技术在于其利用NAND闪存芯片的架构实现高效的数据存储与读取，并通过控制器的智能管理来提升速度和耐用性。SSD的高速存取性能使其成为现代计算机和服务器系统中的重要组成部分。 如果你有其他任何关于PCIe5&6.0, CXL, NVMe, NVMe over Fabric, NAND, DDR5/LPDDR5以及UFS测试方面的题想咨询，请添加saniffer公众号留言，或致电021-50807071 / 13127856862，sales@saniffer.com。  

我们下面将分几期通过高清视频的方式讲述SSD, NAND，DRAM，CPU，GPU，计算机硬件的工作原理，这些视频将非常通俗易懂地向你展示了这些底层基础。感兴趣的朋友也可以留言希望制作哪些方面的视频。直接观看视频请到底部。 本期视频以Kioxia CM系列企业级SSD为例，通过主要探讨了固态硬盘（SSD）内部结构与工作原理，尤其是基于NAND闪存技术的存储和访问机制。 SSD的容量和存储密度 视频开篇讨论了SSD的惊人存储能力，例如一个8TB的SSD可以存储多达64万亿个比特，强调了这种技术的高效存储能力。通过将比特比作硬币，视频形象地展示了SSD存储的巨大规模。SSD能快速、准确地在这些比特的“海洋”中找到特定位置，体现了其强大的数据读写能力。 NAND闪存的结构与工作原理 SSD的核心是NAND闪存芯片，每个SSD可能包含多个NAND芯片。在这款SSD中，有18个NAND芯片，每个芯片又分为多个平面和块。每个块被分成数百页，每页包含数万个存储单元。视频详细介绍了NAND闪存中的电荷陷阱闪存单元（Charge Trap Flash Cells），每个单元可以存储3位数据，即3个比特。 视频还解释了NAND闪存芯片的内部结构是如何垂直堆叠的，并展示了芯片内部的微观图像，帮助观众了解SSD的复杂性。 数据的存储与读取 SSD的工作原理基于控制器的运作，控制器负责管理和调度SSD中的数据读写操作。控制器通过与18个NAND闪存芯片的通信，确保数据能够快速准确地在芯片中存取。视频介绍了存储单元是如何被组织和管理的，以及控制器如何通过内存通道与闪存芯片进行数据交换。 控制器在工作时需要使用DRAM芯片来存储查找表（Look-Up Table），即一个大规模的翻译表，帮助确定每一段数据的存储物理位置。该查找表不断更新，以确保SSD的高效运行。 数据传输与超级页面 视频深入讨论了数据在SSD中的传输机制。当读取或写入数据时，SSD控制器会同时在多个NAND芯片中进行操作，以提高速度。例如，在存储大文件时，控制器会将文件分散到所有芯片上，形成“超级页面”（Super Pages），从而加快数据访问速度。 其他关键功能 除了基本的读写操作，SSD控制器还承担了一些关键功能，如磨损均衡（Wear Leveling）和垃圾回收（Garbage Collection），这些功能有助于延长SSD的使用寿命并提高其稳定性。此外，SSD还具备错误纠正代码（ECC）功能，用于确保数据的完整性。 最后，视频强调了SSD在现代计算系统中的重要性，并通过详细的技术分析让观众对其工作原理有了深入了解。这种科普视频对于学习存储技术及其复杂运作机制的观众来说非常有帮助，尤其是对硬件工程师和技术爱好者。 总结 总的来说，该视频详尽描述了SSD的工作原理，包括其内部的存储架构、数据管理机制以及控制器的关键角色。通过形象化的比喻和深入的技术分析，视频帮助观众理解了SSD技术的复杂性及其在现代数据存储中的重要地位。 对于NAND进行测试是了解NAND特性的非常重要的方法，Saniffer公司销售的NplusT产品是业内顶尖的NAND测试和分析专家，国际和国内的众多大学、研究院所、SSD controller公司和SSD模组公司都在使用该产品进行测试。感兴趣的朋友可以添加saniffer公众号，查询关键词：PCIe5&6.0, CXL, NVMeNVMoF, SSD, NAND, DDR5, 800GE测试技术和工具白皮书_ver11.1，下载后查看章节7.1~7.2章节。 如果你有其他任何关于PCIe5&6.0, CXL, NVMe, NAND, DDR5/LPDDR5以及UFS测试方面的问题想咨询，请添加saniffer公众号留言，或致电021-50807071 / 13127856862，sales@saniffer.com。 说明： 由于时间仓促，中文字幕添加可能有些翻译错误，例如NAND术语“Cell”翻译成“细胞”，其实这个是存储的基本单元，所以希望大家重点参看英文字幕。  

我们在2024/4月初测试了当时购买的Kioxia CD8P Gen5 x4 Data Center SSD，通过通过SanBlaze设备的Certified by SanBlaze测试用例进行测试，由于时间关系一直没有拍摄一个视频说道说道。现在有同学想了解一下是如何测试的，以及测试了哪些内容，测试结果怎么样等等。所以我们下面的视频大概花了20多分钟依次解答上述问题。 我们本次使用SanBlaze的DT5 (Desk Top PCIe Gen5)研发测试设备，该设备在SSD业界获得广泛使用。简单介绍如下： UNH IOL实验室 业内知名的SSD controller公司 Marvell, Microchip, SMI, Phison, etc 业内知名的SSD 模组公司 Samsung, SK Hynix, Kioxia, Solidigm(Intel), WDC, Micron, etc Memblaze, Dapu, Longsys, Ramaxel/Union Memory, etc 业内知名的第三方评测实验室 业内知名的服务器、笔记本等设备厂商 新产品导入测试, 典型代表Dell/EMC，微软XBOX 业内知名的Cloud服务提供商 SR-IOV, SMBUS, VDM, ZNS, FDP等功能功能指定提供商 我们8月份新发布了《PCIe5&6.0, CXL, NVMe, NAND, DDR5, 800GE测试技术和工具白皮书Ver 11.0》pdf文件，总计总1431页，文件大小~150MB，可以添加公众号"Saniffer"查询关键词"白皮书 11.0”文章里面有多种下载方式，或者添加下面的微信联系我们，我们可以直接转发给你。 如果你有其他任何关于PCIe5&6.0, CXL, NVMe, NAND, DDR5/LPDDR5以及UFS测试方面的问题想咨询，请添加saniffer公众号留言，或致电021-50807071 / 13127856862，sales@saniffer.com。  

我们本篇文章和下面的视频将阐述一下如何通过SerialCables公司的PCIe Gen5 switch卡，以及1米长度的MCIO to U.2 延长线，以及Gen5 U2M2 adapter实现将PCIe Gen5 M.2 SSD放入温箱进行测试。 设置步骤操作如下： 准备测试环境： PCIe Gen5 Switch卡：首先，确保您拥有一块兼容PCIe Gen5的switch卡。这张卡允许您通过4个PCIe通道连接多种设备，从而实现复杂的测试环境设置。 连接MCIO to U.2 延长线： 使用1米长度的MCIO to U.2 延长线连接PCIe Gen5 switch卡的MCIO接口和Gen5 U2M2 adapter。这个延长线允许将数据从switch卡传输到温箱外部，同时保持高速的PCIe Gen5数据传输。 安装Gen5 U2M2 Adapter和M.2 SSD： 将M.2 SSD安装到Gen5 U2M2 Adapter上。这个适配器允许您将M.2格式的SSD转换为U.2接口，以便与延长线和switch卡配合使用。 放置SSD到温箱内： 通过延长线，将安装了M.2 SSD的Gen5 U2M2 Adapter放置到温箱内。温箱内的环境可以模拟不同的温度条件，以测试SSD在各种环境下的性能和稳定性。 连接和配置测试系统： 将延长线的另一端连接回到PCIe Gen5 switch卡上。确保所有连接牢固，然后通过系统BIOS或操作系统识别和配置SSD。 在测试系统中配置好温度监控和记录设备，确保可以在测试过程中记录下SSD的温度变化和性能指标。 执行测试： 启动测试程序，对SSD进行读写性能、温度耐受性等多项测试。在温箱中调节温度，记录SSD在不同温度下的表现，并分析数据以评估SSD的稳定性和可靠性。 通过这种方法，您可以有效地利用serialcables的硬件工具进行PCIe Gen5 M.2 SSD的温箱测试，获取在不同温度环境下的性能数据。 上述视频演示中使用的所有产品都可以查询《PCIe5&6.0, CXL, NVMe, NAND, DDR5, 800GE测试技术和工具白皮书Ver 11.0》,可以在公众号"Saniffer"查询关键词"白皮书 11.0”文章里面有多种下载方式。我们近期会主办一些线下和线上讲座，会通过Saniffer公众号或者邮件地址发布通知，方便的话也可以“阅读原文”留言留一下email地址给我们。 如果你有其他任何关于PCIe5&6.0, CXL, NVMe, NAND, DDR5/LPDDR5以及UFS测试方面的问题想咨询，请添加saniffer公众号留言，或致电021-50807071 / 13127856862，sales@saniffer.com。  

‍ 本期视频分步演示一下如何校准你的Quarch HD模块，希望能对持有该设备的客户或是想了解相关内容的你有所帮助，如需采购或体验Quarch产品，请通过公众号联系我们。 连接电源和USB/LAN(LAN只限在QTL1995使用) 接入HD Output Cable(QTL1983) 将线的另一端接入Calibration Switchbox(QTL2294)，并将Switchbox接入网络 在Switchbox的正面，通过一对香蕉线接入Keithley高精度万用表 确认香蕉线接入了“FORCE”槽位，确认Keithley接入了网络 现在开始操作软件 安装适用于你的Windows版本的python3 运行我们的calibration脚本python -m quarchpy.run calibration_tool 选中当前局域网中需要校准的设备 确认设备和执行的操作后选中Keithley设备和Calibration Switchbox 接下来的过程是自动的 python -m quarchpy.run calibration_tool -h可以得到一些该脚本可选参数的指引 每一步完成都会得到相应的提示，最终结果会输出到一个文件中，你可以将其发送给我们当然也可以自己检查。 如果你有其他任何关于PCIe5&6.0, CXL, NVMe, NAND, DDR5/LPDDR5以及UFS测试方面的问题想咨询，请添加saniffer公众号留言，或致电021-50807071 / 13127856862，sales@saniffer.com。      

Quarch多通道功率分析模块通过多通道夹具以及USB和LAN控制：模块通过USB和LAN进行控制，并通过前置USB-C电缆连接至各种测量夹具。 模拟与数字数据同步捕获：新款多通道夹具无需探头或电流钳，便可同时捕获模拟和数字数据。 共有3个版本： 2通道版本：适用于低电流测量，可测量到100uA； 4通道版本；适用于标准范围测量，可测量到20mA； 外部分流版本：通过连接嵌入式分流电阻的两侧，捕获四个模拟轨道，适合内部电压轨和开发板，但需用户指定分流值。 通过USB或LAN供电，并使用USB-C电缆连接夹具，连接简单便捷。 视频中实际展示了： AC功率分析设备：实时捕获PC的功率使用情况。 GPU功率测量：通过2通道PAM捕获GPU的ATX连接器功率使用情况。 我们还展示了一个开发板的应用，通过连接嵌入式分流电阻测量电流。 通过昨天视频里的Quarch PowerStudio (QPS)软件，为功率分析模块提供了强大的数据捕获和分析功能。 可以进行高分辨率长时间数据捕获：轻松应对各种复杂测量需求。数据细节查看：支持放大查看，捕捉每个细节。 同时，我们还提供了更多工具介绍和简单的Python自动化，助您充分利用我们的功率分析模块。 Quarch的多通道功率分析模块，致力于为您提供最精确、便捷的功率测量体验。关注我们的微信公众号，了解更多产品信息和应用案例！ 如果你有其他任何关于PCIe5&6.0, CXL, NVMe, NAND, DDR5/LPDDR5以及UFS测试方面的问题想咨询，请添加saniffer公众号留言，或致电021-50807071 / 13127856862，sales@saniffer.com。