Preface 前言

为什么要出第2版

《深入浅出SSD》第1版是在2018年出版的。这是一本写给SSD领域的研究者、设计者、生产者和应用者的专业技术书，可帮助读者全面、深入理解SSD的市场、技术和原理。第1版自上市以来，得到读者的广泛认可，被从事SSD固件开发和测试、主控设计、NAND设计、SSD产品生产、SSD产品销售、存储系统和软件开发、存储学术研究等工作的人员作为案头必备书，并获得了“SSD入门好书”“SSD工具书”“SSD宝典”等称号。

时光荏苒，一晃快5年时间过去了，在2023年，虽然SSD还是那个SSD，但出现了多项新的技术和标准，无论是介质、接口协议，还是各种技术、功能，都在不断向前发展。这几年SSD技术的快速发展主要体现在如下几个方面。

❑ NVMe版本从1.4升级到2.0；

❑ 最新一代NAND堆叠到了230多层，并且每吉字节的成本更低；

❑ NAND I/O接口规范发展到JEDEC 230E版本，该版本可提供2400MT/s（百万次每秒）的传输速度；

❑ 长江存储首次量产了基于Xtacking®架构的NAND，2022年又将该架构升级到了Xtacking®3.0版本；

❑ ZNS标准更加完善，生态更加成熟，这给SSD带来更高的性能和更好的延时效应，同时降低了写放大系数，提升了闪存寿命；

❑ 可计算存储形态的SSD诞生，这为CPU缓解了部分计算压力；

❑ 人们开始讨论基于PCIe 5.0的企业级和消费级SSD。

因为SSD领域出现了上述变化，所以我们有了更新《深入浅出SSD》第1版内容的想法。有了该想法之后，我们开始积极规划内容。我们希望本书除了增加对上述内容的介绍外，还增加对SSD厂商、市场及行业形势、原厂动态、闪存文件系统、UFS协议等内容的介绍。相对于第1版，本书要做到内容更全、更新，覆盖面更广。

读者对象

❑ SSD研发人员：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。

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

❑ SSD销售和采购人员：通过阅读本书，可以全面了解SSD产业的现状、各家产品优劣势，为企业销售和采购决策提供参考；掌握基本的技术术语，以便更好地与客户或供应商沟通。

❑ 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，能够更好地将所学理论知识与业界实践结合，对相关知识有更加深刻的理解，为未来加入心仪的企业打好坚实的基础。

❑ 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，以便用更小的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感兴趣的人。

本书特色

❑ 所有内容均来自一线知名企业技术专家：本书的作者都在业内知名公司任职，具备丰富的理论和实践知识，本书是作者多年工作经验和知识的凝练。

❑ 内容贴合读者实践需求：作者在日常维护公众号期间，跟读者互动频繁，会刻意收集并积累读者需要或者感兴趣的内容，这些内容都以不同的形式体现在了本书中。

❑ 内容深入浅出，结合一线场景进行解读：在撰写本书的过程中，对于技术和原理的解读，作者尽最大努力做到深入浅出，对于重点和难点，会结合自身工作经验以读者最容易理解的方式进行剖析。

本书主要内容

本书几乎覆盖了SSD相关的所有内容，包括产品与市场、核心技术、协议、测试以及其他相关内容，所以本书既可以作为一本入门书，也可以作为案头手册，供读者在工作中遇到问题时进行查阅。

❑ 产品与市场篇：介绍了SSD与HDD的异同、SSD的发展历史及产品形态、固态存储市场、NAND原厂的动态、闪存发展趋势、SSD存储产品的应用场景（包括可计算存储和航天存储产品）。

❑ 核心技术篇：深度解读SSD主控内部模块构成和工作原理，NAND闪存的器件原理、实际应用、特性及数据完整性，FTL的映射管理、垃圾回收、磨损均衡、坏块管理，LDPC的编解码原理、在NAND上的应用等内容。

❑ 协议篇：深度剖析PCIe的总线拓扑结构、分层结构、TLP类型与路由、配置和地址空间，NVMe的基础架构、寻址方式、数据安全和NVMe over Fabrics，UFS存储协议栈、UPIU、RPMB、UFS低功耗原理等。

❑ 测试篇：详述常用的测试软件、测试流程、测试设备与仪器、业界认证及专业的测试标准等。

❑ 扩展篇：从原理层面对传统文件系统、EXT4文件系统和对闪存更友好的F2FS文件系统进行解读。

相较于第1版，本书扩充了近40%的新内容，并对30%左右的内容进行了大幅改写，对20%左右的过时内容进行了删减，具体变化如下。

❑ 产品与市场篇：新增了近5年固态存储市场和闪存市场的变化，并重点介绍了一些特殊的SSD存储知识，如可计算存储、航天存储。

❑ 核心技术篇：对SSD主控、NAND、FTL相关内容进行了全篇扩充改写。

❑ 协议篇：在原有基础上对PCIe、NVMe扩展了近30%的新内容，同时新增了对UFS协议、ZNS、CMB、HMB和Key Value命令集的介绍与解读。

❑ 测试篇：对第1版中部分不适用的内容进行了删减，并新增了对SSD基本测试流程、性能测试、SNIA测试、写放大测试、垃圾回收测试、磨损平衡测试、掉电测试、完整性测试及主要测试工具的介绍。

❑ 扩展篇：本篇均为新增内容。

勘误和支持

为了高质量完成本书，我们逐字逐句对书中的内容进行校正，目的就是不负读者所望，希望本书能像第1版一样，继续为SSD技术和生态的发展作出贡献。但是，我们的水平毕竟有限，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。你可通过我们的网站（http://www.ssdfans.com）、微信公众号或微博（SSDFans），或者斯托瑞吉的微信号（bobhu002）、邮箱（bob@ssdfans.com）与我们交流。

致谢

借此机会特别感谢一直以来支持本书撰写工作的各位朋友和公司（排名不分先后）。

❑ 感谢谭华、罗小波、黄亮、吕熠娜、罗龙飞、俞丁翠、张祎为本书提供的宝贵材料和建议。

❑ 感谢长江存储、英韧科技、铠侠、大普微、得瑞领新、芯盛智能、江波龙、佰维、艾可萨、益思芯、鸾起科技、Scaleflux、忆恒创源、联芸科技、闪存市场等公司提供的支持。