天硕工业级M.2 NVMe SSD固态硬盘LDPC纠错引擎升级

一次微不足道的数据错误，可能导致数十万的亏损风险。在严苛的工业环境中，数据的精准不是优选项，而是生死线。天硕 (TOPSSD) 凭借自研主控芯片和深厚的固件技术积累，结合自研4K LDPC ECC算法，将产品的UBER（不可纠正错误比特率）降至超低的 10^(-17)，为核心数据铸就坚不可摧的屏障。

天硕G55 Pro M.2 NVMe工业级固态硬盘以自研PCIe Gen3x4主控+100%纯国产元器件实现了3600MB/s高速读取，-55℃~85℃的超宽温域稳定运行；以硬件级PLP掉电与固件协同保护全盘，支持智能软销毁功能。产品设计满足工业级抗振耐冲击标准，拥有200万小时+ MTBF高可靠认证及GJB2017体系背书，精准契合国产化存储对高性能、高可靠、高耐用的严苛需求。该产品已广泛应用于智能制造、雷达系统、电力等领域。

坏块

要理解SSD为什么需要ECC (Error-Correcting Code;纠错码)，就需要先理解什么是坏块。坏块指含有一个或多个无效位的内存块，可能出厂即存在或在使用中产生，导致数据不可访问、容量降低、性能下降，直至设备故障。

NAND闪存性能下降和位错误

为了管理坏块，固态硬盘会通过编程实现 ECC 和 NAND 块映射。当检测到坏块时，坏 块中的数据将传输至空闲块，并执行特定的纠错码来检测和纠正位错误，以减少无效数据。随着单元尺寸缩小和每单元比特数增加，以下因素会加剧性能下降和误码率上升：

（P/E）周期：写入和擦除的恒定周期要求对NAND单元施加高压，从而在隧穿氧化层上造成应力并削弱隧穿氧化层。这会导致电子从浮栅泄漏，NAND闪存单元性能下降。

每单元更多位： 新的闪存技术为提高密度，每单元存储更多位会缩小电压阈值分布的间隙，引起电压偏移，并因单元间更紧凑而产生干扰，导致误码。

天硕NAND闪存设备中的错误检测和纠正

ECC是纠正NAND错误的关键技术。与其他采用简单纠错算法的产品不同，天硕G55 Pro M.2 NVMe SSD所使用是更高级的机制：天硕自研的4K LDPC ECC。

LDPC（低密度奇偶校验）

LDPC码，也称Gallagher码，它们具有解码软位数据和硬位数据的能力。在Gallagher的论文中，低密度奇偶校验码被定义为“一种校验矩阵中1的分布非常稀疏的线性二进制分组码”，这意味着1比0要少。其具有以下优势：

1.低解码复杂度

2.能够同时利用NAND中的硬位和软位信息进行解码

3.良好的短块性能

4.为长块提供“近容量”（接近香农极限）性能

LDPC码是目前最先进的纠错算法。而天硕自主研发的4K LDPC  ECC技术，则在原有技术基础上进一步强化，实现了更低的数据错误率，增强了产品可靠性：

纠错强度倍增：天硕的4K LDPC通过优化奇偶校验矩阵密度和解码算法，纠错能力较传统LDPC提升数倍，尤其在处理高误码率场景（如极端温度、辐照环境）时表现更稳定。

适配高密度闪存：针对长江存储等3D NAND的高密度架构，4K LDPC优化了电压阈值分布偏移的容错性，减少因单元干扰导致的数据错误。

天硕的先进错误检测和纠正技术，将数据出错的可能性降至极限，为工业存储产品带来了更强大的可靠性。