【忆芯技术分享】1+1不等于2？SSD ECC纠错能力如何换算

3个小孩吃3个苹果用了3分钟，问10个小孩吃10个苹果要用几分钟？

在辅导孩子功课时遇到的一个小学一年级问题，对于这个问题，有些人会脱口而出“10分钟！”。由此想到了一个SSD ECC纠错领域的一个常见问题。

每1KB数据可纠错120 Bit  VS. 每2KB数据可纠错240 Bit

两种纠错算法的能力是一样的吗？

为了弄清这个问题，我们用更简单的纠错能力做对比。

每8 Bit数据可纠错2 Bit  VS. 每16 Bit数据可纠错4 Bit，二者纠错能力相等吗？

下面的错误场景：

· 对于每8 Bit数据可纠错2 Bit算法，16 Bit的数据会被分为2个ECC码字，各8 Bit，2个码字都各包含2个错误的Bit，在算法的纠错能力范围内，因此纠错成功；

· 对于每16 Bit数据可纠错4 Bit算法，16 Bit数据是1个ECC码字，这个码字包含4个错误的Bit，在算法的纠错能力范围内，因此纠错成功；

可以看出两种算法都能成功的完成纠错。

但是我们再来看看下面的场景：

· 对于每8 Bit数据可纠错2 Bit算法，第一个码字包含1个错误的Bit，在算法的纠错能力范围内，因此纠错成功；而第二个码字包含3个错误的Bit，超出了算法的纠错能力范围，因此纠错失败；

· 对于每16 Bit数据可纠错4 Bit算法，16 Bit数据是1个ECC码字，这个码字包含4个错误的Bit，在算法的纠错能力范围内，因此纠错成功；

可以看出后者纠错能力比前者更强。

同理，可以确认

每1KB数据可纠错120 Bit  < 每2KB数据可纠错240 Bit

但是，下面这个等式中的???是多少呢？

每1KB数据可纠错120 Bit  = 每2KB数据可纠错 ??? Bit

这个问题，对于不同的错误概率结论并不一样。

通过计算，对比以下三种纠错算法：

1. 每1KB数据可纠错120 Bit

2. 每2KB数据可纠错200 Bit

3. 每4KB数据可纠错345Bit

从下图可以看出，当闪存颗粒的每个Cell的错误率为6.1‰时，三种纠错算法的不能纠错的概率均在1E-13~1E-14之间，纠错能力基本相等。

虽然每个Cell的错误率超过6.1‰时，算法1优于算法2，算法2优于算法3。但是，三种纠错算法不能纠错的概率都高于1E-13，超过了JDEC对于SSD不能纠错概率的要求，因此参考意义不大。

忆芯科技作为国内较早致力于高性能SSD主控芯片研发的公司，始终坚持初心，不断推出能与国际一线品牌竞争的SSD主控芯片与方案，实现高端国产化芯片及产品的不断突破。

近期，忆芯科技流片了新一代高性能企业级PCIe4.0 SSD主控芯片STAR2000，采用忆芯科技最新一代自主研发的数据纠错IP，支持4KB码长的LDPC纠错编码，仅依赖硬判决译码，便可以实现接近部分3D TLC闪存颗粒需要的120b/1KB的需求，可以保证SSD寿命中后期仍然具备很好的读性能和数据一致性。

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北京忆芯科技有限公司成立于2015年底，作为国内较早从事高性能固态硬盘主控芯片研发的企业，致力于成为赋能大数据应用的芯片全球领导者。经过7年的发展，公司已成长为国内领先的高端PCIe SSD主控芯片和成品盘供应商，为各行业的信息化发展提供高质量芯片级底层保障，业务方向覆盖消费级、工业级和企业级，主控芯片及解决方案。

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