天碩（TOPSSD） G40 M.2 NVMe 工業級固態硬盤采用自研主控及全鏈路國產化替代方案，可在 -40℃~85℃ 寬溫范圍內穩定運行；遵循國家軍用標準進行設計驗證，在抗沖擊、抗振動、防鹽霧腐蝕及強電磁兼容等關鍵性能上具備顯著優勢，更能勝任嚴苛環境下的長時任務。它內置天碩獨家 Plane RAID和Die RAID閃存級冗余技術，構建基于閃存內部的并行糾錯與容錯機制，顯著增強數據可靠性。系列產品長期服務軍用嵌入式計算機、指揮控制系統、雷達、電子對抗、軌道交通與高端工業自動化等關鍵應用，是艦載、機載、裝甲車輛等裝備的核心存儲部件。
本文將帶你了解天碩獨家Plane RAID和Die RAID閃存級冗余技術的工作原理與技術優勢。
閃存冗余對工業級SSD有什么意義？
在關鍵任務系統、工業控制設備與高端嵌入式平臺中，SSD 不僅是存儲組件，更是系統安全的底層支撐。傳統固態硬盤多依賴控制器級別的 ECC 與通道 RAID 來構建容錯體系，隨著 NAND 工藝向更高密度演進，單元易損性、寫放大、溫度漂移等問題正讓傳統機制面臨瓶頸。
在此背景下，具備閃存級冗余技術的 SSD 顯現出跨代意義的優勢。它通過在 NAND 內部建立多維度并行校驗結構，將數據保護下沉到介質層本身，實現更細顆粒度、更高容忍度的數據安全能力。而天碩（TOPSSD）融合Plane?RAID與Die?RAID雙重架構，構建了更進步的并行糾錯與容錯機制，顯著增強數據可靠性。
天碩獨家閃存級冗余技術的原理與優勢
天碩獨家Plane RAID和DIE RAID閃存級冗余技術 在 NAND 介質層構建了由 Plane 級并行冗余 與 Die 級校驗恢復 組成的雙層閃存級冗余架構。這一技術將傳統的控制器 RAID 向 NAND 內部延伸，通過條帶化的數據組織和物理空間校驗，實現對閃存物理單元的細粒度保護。該體系不僅能處理 Page、Block 級局部錯誤，也能在 Die 層面進行容錯與恢復，是一套跨越 NAND 結構層次的底層自愈機制。
1. NAND 結構原生支撐
以天碩 G40 M.2 NVMe 工業級固態硬盤 采用的 YMTC X2 NAND 為例，每個 Die 有 4 個 Plane；每個 Plane 有 495 個 Block；每個 Block 有 768 或 2304 個 Page（SLC/TLC 模式）；每 Page 有 16 KB 有效空間。
天碩獨家閃存級冗余技術以此為基礎，對所有 Plane、Block 和 Page 進行條帶化整合，并構建跨 Die 的冗余單元，使每一次寫入天然具備“跨 Plane + 跨 Die”分布特性。
2. 條帶化 Super Block 管理：冗余的結構基礎
在天碩自研固件中，多個 Die 會被組合成更大范圍的邏輯條帶，稱為 Super Block。這是天碩空間管理與冗余管理的基本單位。以 2TB 產品為例：主控通過 8 通道 × 每通道 4CE = 32 個 Die 并行管理；每個 Super Block 跨越所有 32 個 Die ；每個 Plane 的第一個 Block 被映射為同一 Super Block 的同一位置；全盤共有 495 個 Super Block（對應 495 個 Plane Block 位置）
這種架構為冗余校驗提供了“天然的一致性條帶”，使得恢復算法可在物理層精準定位數據單元。
3. Die 級 RAID：跨 Die 的校驗與恢復核心
天碩獨家閃存級冗余技術的核心由 Die RAID 實現：
（1）動態校驗 Die 選取
固件會從 32 個 Die 中動態選擇一個 Die 用于存放校驗數據（Parity Data）。選擇過程受磨損均衡與垃圾回收策略影響，校驗 Die 會在全壽命周期內處于最佳狀態。
（2）寫入時自動生成冗余校驗
在寫入條帶數據時，天碩工業級SSD固件會對用戶數據執行 XOR 等算法生成校驗值，并寫入校驗 Die。一旦某個 Die 出現異常數據或不可恢復 ECC 錯誤，就可根據校驗重構丟失數據。
（3）故障恢復流程
當出現不可糾正的讀錯誤（重讀失敗）時：主控會將讀失敗命令交給 RAID 模塊 → RAID 模塊分析出錯的物理地址（PDA）并確定所在條帶 → 讀取同一條帶內其他 Die 上的所有有效數據 → 對這些數據執行 XOR 運算，重構被損壞的數據塊 → 恢復成功后將該數據寫入新位置，原出錯地址標記為已修復。
這樣不僅實現數據恢復，也保證 Block、Die 層級的可靠性管理始終閉環。
4. Plane 級并行冗余：吞吐性能與局部容錯的提升
在 Die RAID 的基礎上，天碩同時利用 Plane 層的結構優勢，將同一 Die 下的多個 Plane 組成平面冗余組：
跨 Plane 寫入 → 提升并行度與多線程性能
Plane 局部退化或異常時 → 可利用同條帶其他 Plane 數據恢復
與 Die RAID 協同，使數據保護覆蓋全范圍
這讓天碩工業級SSD在高溫、震動、電噪聲等惡劣工況下仍保持穩定讀寫能力。
以更精細化設計實現高可靠的天碩工業級SSD
天碩獨家閃存級冗余技術帶來的價值不止于恢復本身，而是一套完整的高可靠性能力體系：更細顆粒度的數據自愈能力，實現傳統 ECC、LDPC 無法覆蓋的底層防護范圍。單個 Die 損壞仍可恢復數據的能力，直接通過跨 Die 校驗完成重構，大幅提升工業級應用的可靠性級別。極低性能損耗，保持高并行吞吐，Plane RAID 維持多平面并行寫入，避免傳統 RAID 帶來的性能降低，使 SSD 在高并發與長時間運行下保持穩定。
最終實現在高溫漂移、強振動和沖擊、高輻射場景、持續高負載運行等場景中，均不會像一般固態硬盤那樣快速累積 NAND 錯誤。
關于天碩（TOPSSD）
湖南天碩創新科技有限公司（TOPSSD）成立于2016年，是國家認定的高新技術企業，長期專注于高可靠、高性能存儲技術的自主創新。公司立足國家戰略需求，面向航空、航天、國防和高端工業等關鍵領域，提供完全自主可控的核心存儲解決方案，切實保障國家關鍵信息基礎設施的數據安全與運行穩定，為實現高水平科技自立自強提供堅實支撐。
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