前言

为什么要写这本书

这是一个真正的数据大爆炸时代，看得见，摸得着。

我们每天都在生产数据：发朋友圈、发微博、上传图片和视频到社交网站、备份数据到网盘等。我们的这些数据，不是存储在虚无缥缈的云端，而是存储在云服务器上。云服务器的核心就是存储介质。无论是云端存储，还是本地存储，有数据的地方就有存储介质。

传统数据存储介质有磁带、光盘等，但更多的是硬盘（HDD）。随着数据呈爆炸式增长，对数据存储介质在速度上、容量上有更高的要求。时势造英雄，固态硬盘（Solid State Disk, SSD）横空出世。SSD使用电子芯片存储数据，没有HDD的机械式部件，因此在速度、时延、功耗、抗震等方面，与HDD相比有碾压式优势。无论是个人存储，还是企业存储，都在逐渐用SSD取代HDD。大数据时代，SSD必将是主角。

HDD时代我们错过了；SSD时代，我们迎来了弯道超车的好机会。国内很多企业都希望抓住这个机遇，所以他们研发、制造SSD，并且取得了不错的成绩，已经有了能自主研发SSD及SSD控制器的公司。国家层面也在大力研发半导体。长江存储的成立昭示了国家对固态存储这块的态度和决心。

国内SSD领域的从业人员，以及日常使用SSD的人越来越多，但是市面上专门介绍SSD技术的中文书籍少之又少。作为国内领先的SSD技术社区——SSDFans有责任、有义务，也有动力推出一本中文版SSD技术书籍。

我们几位作者，都工作在SSD的最前线，是工程师出身，虽文笔一般但是热情十足，愿意分享对技术的理解。希望这块砖头能够帮助您敲开SSD的大门，如果能够解决您的一些实际问题，或者引发您的一些思考，我们更是不胜荣幸。

最后，欢迎您通过网站（http://www.ssdfans.com）、微信公众号（SSDFans）来进一步了解我们，与我们做进一步的交流。

读者对象

❏ 计算机、电子相关专业的在校本科生，存储方向的研究生：通过阅读本书，能够更好地将所学的理论与业界实践结合，对相关知识有更加深刻的理解，为未来加入企业打好坚实的基础。

❏ SSD研发企业的员工：通过阅读本书，可以全面学习与SSD相关的硬件、协议、固件以及测试等各方面的基础知识，提升整体认知，具备完整、系统的理论知识。

❏ 企业IT运维人员：通过阅读本书，可以充分了解SSD的优劣之处及其适用的工作场景，为公司的IT部署过程提供技术支持，实现整体运营成本的最优配置。

❏ 广大的DIY、游戏爱好者：通过阅读本书，可以学会如何选择最适合自己的SSD，以合理投入获得更好的娱乐体验。

❏ 对SSD产业感兴趣的投资人：通过阅读本书，可以全面了解SSD产业的现状，掌握基本的技术术语，以便更好地与企业沟通。

❏ 其他对SSD知识感兴趣的人。

本书特色

本书的作者团队都在业内知名公司任职，具备丰富的理论和实践知识。同时，日常维护公众号期间，跟读者的频繁互动也保证了知识的更新速度。

在撰写本书的过程中，作者们能够对技术原理做深入浅出的阐述，并结合自身工作经验给出意见。

本书主要内容

本书的内容几乎覆盖了SSD各个模块，既可以作为一本入门书籍进行通读，也可以在需要的时候作为工具书进行查阅。

本书内容涵盖：SSD基础知识、SSD各模块介绍及SSD测试相关内容。

SSD基础知识包括：SSD与HDD的比较、SSD的发展历史、产品形态、整体架构和基本工作原理。

模块介绍包括：

❏ FTL闪存转换层：作为SSD固件的核心部分，FTL实现了例如映射管理、磨损均衡、垃圾回收、坏块管理等诸多功能，本书将一一介绍。

❏ NAND Flash:NAND Flash作为SSD的存储介质，具有很多与传统磁介质不同的特性，本书将从器件原理、实战指南、闪存特性及数据完整性等方面展开。

❏ NVMe存储协议：作为专门为SSD开发的软件存储协议，NVMe正在迅速占领SSD市场。本书将从其优势、基础架构、寻址方式、数据安全等方面展开。为了让读者对NVMe命令处理有更加直观的认识，本书结合实际的PCIe trace进行阐述。同时，本书也介绍了NVMe Over Fabric的相关知识，让读者能够对未来网络与存储的发展趋势有所了解。

❏ PCIe协议：PCIe作为目前主流的SSD前端总线，与之前的SATA接口相比有着极大的性能优势。本书将从PCIe总线拓扑结构、分层结构、TLP类型与路由、配置和地址空间等方面进行介绍。

❏ 电源管理：本书详述了SSD前端总线（包括SATA和PCIe）的各种节能模式、NVMe协议的电源管理方案及在SSD里常用的整体电源管理架构——Power Domain。

❏ ECC：本书介绍了ECC的基本概念，重点介绍了LDPC的解码和编码原理，以及在NAND上的应用。

SSD测试的内容包括：本书详述了常用的测试软件、测试流程、仪器设备、业界认证及专业的测试标准等。

勘误和支持

由于作者的水平有限，再加上时间仓促，书中难免会出现一些错误或者不准确的地方，恳请读者批评指正。您可通过我们的网站（http://www.ssdfans.com）、微信公众号（或微博）SSDFans、阿呆的微信号（nanoarchplus）或阿呆的邮箱（adam@ssdfas.com）随时与我们进行交流。

致谢

借此机会特别感谢一直以来支持SSDFans的各位朋友（排名不分先后）——冬瓜哥、唐杰、路向峰、廖莎、兵哥、邰总、古猫先生、袁戎、顾沧海、山哥（Brown）等。

感谢机械工业出版社华章公司的编辑杨福川和孙海亮，在这一年多的时间中他们始终支持我们这几个门外汉，他们的鼓励和帮助引导我们顺利完成全部书稿。

谨以此书献给亲爱的家人，以及众多支持SSDFans的朋友们！