征求意見稿-NAND型固態(tài)存儲主控芯片讀取技術(shù)要求

1T/UNPXXXX—XXXXNAND型固態(tài)存儲主控芯片讀取技術(shù)要求本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了NAND型固態(tài)存儲主控芯片讀取技術(shù)的相關(guān)要求，包括術(shù)語和定義、技術(shù)要求、測試方法、檢驗規(guī)則以及標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存等內(nèi)容。本標(biāo)準(zhǔn)適用于NAND型固態(tài)存儲主控芯片的設(shè)計、生產(chǎn)、檢驗和應(yīng)用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1NAND型固態(tài)存儲NAND-basedsolid-statestorage采用NAND型閃存芯片作為存儲介質(zhì)，通過集成電路技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)持久化存儲的固態(tài)存儲設(shè)備。leveling）、壞塊管理（badblockm3.2主控芯片controllerchip固態(tài)存儲設(shè)備中用于協(xié)調(diào)和管理存儲介質(zhì)操作的核心集成電路。注1：主控芯片通常包含處理器核心、閃存接口控制器、主機(jī)接口控制器（如SATA、PCIe、NVMe）、緩存管理單元注2：其性能直接影響存儲設(shè)備的吞吐量、延遲、耐用性及數(shù)據(jù)安全特性，需適配不同NAND閃存技術(shù)（如3.3順序讀取速率（sequentialreadspeed）存儲設(shè)備在連續(xù)數(shù)據(jù)塊順序讀取模式下，單位時間內(nèi)從存儲介質(zhì)中穩(wěn)定傳輸至主機(jī)的數(shù)據(jù)量。注：其數(shù)值以兆字節(jié)每秒（MB/s）或吉字節(jié)每秒（GB/s）表示。3.4隨機(jī)讀取速率（randomreadspeed）存儲設(shè)備在非連續(xù)地址隨機(jī)訪問模式下，單位時間內(nèi)從存儲介質(zhì)中讀取離散數(shù)據(jù)塊的能力。注：其數(shù)值通常以輸入/輸出操作次數(shù)每秒（IOPS）或兆字節(jié)每秒（MB/s）表示。4技術(shù)要求4.1外觀及結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的表面不應(yīng)有明顯的凹痕、毛刺、劃傷、裂縫、變形等現(xiàn)象;產(chǎn)品的表面鍍、涂層應(yīng)均勻,應(yīng)無凝結(jié)、脫落、色差、龜裂和磨損等現(xiàn)象;產(chǎn)品的緊固部分應(yīng)緊固無松動;活動部件應(yīng)靈活可靠;產(chǎn)品外殼表面應(yīng)有型號、容量標(biāo)志,其標(biāo)志應(yīng)簡潔、清晰、牢固。4.2功能要求2T/UNPXXXX—XXXX4.2.1核心處理單元核心處理單元要求包括：a)應(yīng)集成至少一個高性能處理器核心（如RISC-V、ARM架構(gòu)支持多線程任務(wù)調(diào)度及并行指令執(zhí)行；b)宜具備硬件加速能力，包括但不限于數(shù)據(jù)壓縮/解壓縮、加密/解密、糾錯碼（ECC）計算。4.2.2接口控制器接口控制器要求包括：a)應(yīng)兼容主流主機(jī)接口協(xié)議（如SATA、PCIe3.0/4.0/5.0、NVMe1.4及以上版本），支持接口帶寬動態(tài)適配；b)宜提供閃存通道（Channel）管理能力，支持ONFI/Toggle閃存接口協(xié)議，通道數(shù)不低于4條，支持多路并行訪問。4.2.3存儲管理算法存儲管理算法要求包括：a)應(yīng)實現(xiàn)損耗均衡（WearLeveling）、垃圾回收（GarbageCollection）、壞塊映射（BadBlockMapping）等核心算法，確保閃存壽命與可靠性；b)宜支持自適應(yīng)讀取電壓校準(zhǔn)（ReadRetry）、讀取干擾緩解（ReadDisturbMitigation）技術(shù)，提升數(shù)據(jù)完整性。4.3性能要求4.3.1讀寫速率讀寫速率要求包括：a)序讀取速率：消費(fèi)級NAND型固態(tài)存儲主控芯片，在標(biāo)準(zhǔn)測試環(huán)境下，順序讀取速率應(yīng)不低于7000MB/s，滿足日常大文件讀取，如高清視頻播放、大型游戲加載等場景需求。企業(yè)級NAND型固態(tài)存儲主控芯片，在標(biāo)準(zhǔn)測試環(huán)境下，順序讀取速率應(yīng)不低于14GB/s，適用于數(shù)據(jù)中心大規(guī)模數(shù)據(jù)調(diào)用、數(shù)據(jù)分析等業(yè)務(wù)場景。b)隨機(jī)讀取速率：消費(fèi)級NAND型固態(tài)存儲主控芯片，在標(biāo)準(zhǔn)測試環(huán)境下，針對4KB數(shù)據(jù)塊的隨機(jī)讀取速率應(yīng)不低于1000KIOPS，保證系統(tǒng)快速響應(yīng)日常小文件操作，如系統(tǒng)啟動、軟件打開等。。企業(yè)級NAND型固態(tài)存儲主控芯片，在標(biāo)準(zhǔn)測試環(huán)境下，針對4KB數(shù)據(jù)塊的隨機(jī)讀取速率應(yīng)不低于3000KIOPS，滿足企業(yè)數(shù)據(jù)庫頻繁小數(shù)據(jù)讀寫、文件索引查詢等業(yè)務(wù)。c)順序?qū)懭胨俾剩合M(fèi)級主控芯片順序?qū)懭胨俾什坏陀?000MB/s，企業(yè)級不低于10GB/s，滿足日常數(shù)據(jù)存儲和企業(yè)級海量數(shù)據(jù)寫入任務(wù)。。d)隨機(jī)寫入速率：消費(fèi)級主控芯片針對4KB數(shù)據(jù)塊隨機(jī)寫入速率不低于1000KIOPS；企業(yè)級不低于1500KIOPS，支持多任務(wù)并行時小文件的快速寫入。4.3.2延遲控制隨機(jī)讀取延遲（4KBQD1）應(yīng)≤100μs（企業(yè)級）或≤200μs（消費(fèi)級）。指令隊列深度支持≥64，支持多命名空間（Namespace）并行處理。4.3.3數(shù)據(jù)處理能力主控芯片應(yīng)具備高效的數(shù)據(jù)處理能力，能夠在短時間內(nèi)完成大量數(shù)據(jù)的編解碼、加密解密等操作。例如，在數(shù)據(jù)加密傳輸場景下，對于[具體數(shù)據(jù)量]的數(shù)據(jù)加密時間應(yīng)不超過[規(guī)定時長]。3T/UNPXXXX—XXXX控芯片應(yīng)具備高效的數(shù)據(jù)處理能力，能夠在短時間內(nèi)完成大量數(shù)據(jù)的編解碼、加密解密等操作。在數(shù)據(jù)加密傳輸場景下，對于1GB的數(shù)據(jù)，采用AES-256加密算法時，加密時間應(yīng)不超過100ms。在視頻編解碼場景中，主控芯片處理1080P60幀每秒的視頻數(shù)據(jù)，編碼轉(zhuǎn)換時間不超過5s，保證視頻處理的流暢性，以滿足實時監(jiān)控視頻處理、視頻剪輯等業(yè)務(wù)需求。在大數(shù)據(jù)分析場景下，對100萬條結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行快速排序和統(tǒng)計分析，處理時間應(yīng)不超過30s，為企業(yè)決策提供及時的數(shù)據(jù)支持。4.4兼容性要求4.4.1閃存顆粒兼容性主控芯片應(yīng)能兼容多種類型和規(guī)格的NAND閃存顆粒，包括不同代次、不同容量以及不同制程工藝的顆粒。確保在搭配不同閃存顆粒時，均能穩(wěn)定運(yùn)行并發(fā)揮出良好的性能。4.4.2接口兼容性支持多種主流的數(shù)據(jù)傳輸接口，如SATA、PCIe等，能夠與不同主機(jī)系統(tǒng)的接口實現(xiàn)無縫對接，滿足不同用戶對存儲設(shè)備接口的多樣化需求。4.4.3電磁兼容性電磁兼容性要求包括：a)無線電騷擾：產(chǎn)品的無線電騷擾限值應(yīng)符合GB9254—2008的規(guī)定。b)抗擾度：產(chǎn)品的抗擾度限值應(yīng)符合GB/T17618—1998的規(guī)定。4.5穩(wěn)定性要求4.5.1工作環(huán)境穩(wěn)定性在規(guī)定的工作溫度（如消費(fèi)級：0℃-70℃;企業(yè)級：-5℃-85℃)、濕度（如5%-95%RH，無冷凝）和電壓范圍（如±5%波動）內(nèi)，主控芯片應(yīng)能穩(wěn)定可靠地工作，連續(xù)無故障工作時間應(yīng)不低于[規(guī)定時長]小時。4.5.2抗干擾能力穩(wěn)定性具備較強(qiáng)的抗電磁干擾能力，在復(fù)雜電磁環(huán)境下，仍能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性，不出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、錯誤或讀寫異常等情況。4.6環(huán)境適應(yīng)性要求4.6.1.1環(huán)境適應(yīng)性應(yīng)符合表1要求。表1氣候環(huán)境適應(yīng)性貯存運(yùn)輸溫度10℃~35℃-40℃+55℃相對濕度35%RH～80%RH20%RH～93%RH(40℃)氣壓86kPa～106kPa4.6.1.2機(jī)械環(huán)境適應(yīng)性要求應(yīng)符合GB/T9813.1—2016中4.8.2的規(guī)定。其中：a)振動適應(yīng)性要求見表2。表2振動適應(yīng)性5～35掃描速度/(oct/min)4T/UNPXXXX—XXXX掃頻速度/(oct/min)1循環(huán)次數(shù)5表中驅(qū)動振幅為峰值。b)沖擊適應(yīng)性要求見表3。表3沖擊適應(yīng)性m/s脈沖持續(xù)時間沖擊波形半正弦波c)碰撞適應(yīng)性要求見表4。表4碰撞適應(yīng)性m/s脈沖持續(xù)時間碰撞次數(shù)1000d)跌落要求1)運(yùn)輸包裝件跌落要求見表5。表5運(yùn)輸包裝件跌落適應(yīng)性跌落高度mm10002)裸機(jī)跌落要求見表6。表6裸機(jī)跌落適應(yīng)性次數(shù)5跌落承載面為鋼板。5測試方法5.1試驗環(huán)境條件本標(biāo)準(zhǔn)中除氣候環(huán)境試驗、可靠性試驗以外,其他試驗在下述試驗用標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行。溫度:15℃~35℃;相對濕度:45%RH~75%RH;大氣壓:86kPa~106kPa。5.2外觀和結(jié)構(gòu)檢查用目測法和檢測工具進(jìn)行外觀和結(jié)構(gòu)檢查,應(yīng)符合4.1的要求。a)光照條件:40W日光燈40cm范圍內(nèi);b)外觀檢驗:目測,3s~5s,30cm~50cm,45°。5.3性能測試5.3.1順序讀取速率測試5T/UNPXXXX—XXXX使用專業(yè)的存儲性能測試工具（如CrystalDiskMark、ATTODiskBenchmark等），在標(biāo)準(zhǔn)測試環(huán)境下，對NAND型固態(tài)存儲設(shè)備進(jìn)行順序讀取測試，記錄測試結(jié)果。5.3.2隨機(jī)讀取速率測試同樣使用專業(yè)測試工具，設(shè)置測試數(shù)據(jù)塊大小為4KB，在標(biāo)準(zhǔn)測試環(huán)境下進(jìn)行隨機(jī)讀取測試，統(tǒng)計每秒完成的I/O請求數(shù)，得到隨機(jī)讀取速率。5.3.3數(shù)據(jù)糾錯能力測試通過人為注入一定數(shù)量的數(shù)據(jù)錯誤，然后使用主控芯片的數(shù)據(jù)糾錯功能進(jìn)行糾錯，統(tǒng)計糾錯成功的數(shù)據(jù)量，計算數(shù)據(jù)糾錯成功率。5.4兼容性測試5.4.1設(shè)備兼容性測試通過將主控芯片與不同類型的NAND閃存顆粒和主機(jī)接口進(jìn)行搭配組合，測試其在不同組合下的性能表現(xiàn)和穩(wěn)定性，驗證兼容性。5.4.2電磁兼容性試驗5.4.2.1無線電騷擾限值的測量方法:GB9254—2008規(guī)定的方法進(jìn)行。試驗過程中工作應(yīng)正常。5.4.2.2抗擾度試驗:抗擾度限值的測量方法按GB/T17618—1998規(guī)定的進(jìn)行。試驗過程中工作應(yīng)正5.5穩(wěn)定性測試5.5.1工作環(huán)境穩(wěn)定性試驗本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可靠性試驗的目的為確定產(chǎn)品在正常使用條件下的可靠性水平,試驗中受試樣品在應(yīng)在USB總線供電電壓5V±5%變化范圍內(nèi)工作(直流供電電壓),在試驗用標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行。試驗的產(chǎn)品應(yīng)從合格產(chǎn)品中進(jìn)行抽樣,試驗按GB/T5080.7—1986進(jìn)行,記錄產(chǎn)品無故障使用插拔次數(shù),并且產(chǎn)品機(jī)械結(jié)構(gòu)無損壞,USB接口無變形,產(chǎn)品可正常讀寫全部數(shù)據(jù)?？煽啃澡b定試驗和可靠性驗收試驗的方案由型號產(chǎn)品可靠性要求確定。5.5.2抗干擾穩(wěn)定性測試在模擬的電磁干擾環(huán)境中，對主控芯片進(jìn)行讀寫操作測試，檢查數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性，評估抗干擾能力。5.6環(huán)境適應(yīng)性試驗5.6.1溫度下限試驗5.6.1.1工作溫度下限試驗按GB/T2423.1—2008“試驗Ad”進(jìn)行。受試樣品須進(jìn)行初始檢測。嚴(yán)酷程度取表2規(guī)定的工作溫度下限值,加電運(yùn)行檢查程序2h,受試樣品工作應(yīng)正常?；謴?fù)時間為2h。5.6.1.2貯存運(yùn)輸溫度下限試驗按GB/T2423.1—2008“試驗Ab”進(jìn)行。嚴(yán)酷程度取表2規(guī)定的貯存運(yùn)輸溫度下限值。受試樣品在不工作條件下存放16h?；謴?fù)時間為2h,并進(jìn)行最后檢測。為防止試驗中受試樣品結(jié)霜和凝露。允許將受試樣品用聚乙烯薄膜密封后進(jìn)行試驗,必要時還可以在密封套內(nèi)裝吸潮劑。5.6.2溫度上限試驗5.6.2.1工作溫度上限試驗按GB/T2423.2—2008“試驗Bb”進(jìn)行。受試樣品須進(jìn)行初始檢測,嚴(yán)酷程度取表2規(guī)定的工作溫度上限值。加電運(yùn)行檢查程序2h,受試樣品工作應(yīng)正常?；謴?fù)時間為2h。6T/UNPXXXX—XXXX5.6.2.2貯存運(yùn)輸溫度上限試驗按GB/T2423.2—2008“試驗Ab”進(jìn)行。嚴(yán)酷程度取表2規(guī)定的貯存運(yùn)輸溫度上限值。受試樣品在不工作條件下存放16h?；謴?fù)時間為2h,并進(jìn)行最后檢測。5.6.3恒定濕熱試驗5.6.3.1工作條件下的恒定濕熱試驗按GB/T2423.3—2008“試驗Cab”進(jìn)行,嚴(yán)酷程度取表2規(guī)定的工作溫度、濕熱上限值(溫度取40℃)受試樣品須進(jìn)行初始檢測。試驗持續(xù)時間為2h。在此期間加電運(yùn)行檢查程序,工作應(yīng)正常。恢復(fù)時間為2h,并進(jìn)行最后檢測。5.6.3.2貯存運(yùn)輸條件下的恒定濕熱試驗按GB/T2423.3—2008“試驗Cab”進(jìn)行。受試樣品須進(jìn)行初始檢測。受試樣品在不工作條件下存放48h?；謴?fù)時間2h,并進(jìn)行最后檢測。5.6.4振動試驗按GB/T2423.10—2008“試驗Fc”進(jìn)行。受試樣品按工作位置固定在振動臺上,進(jìn)行初始檢測。受試樣品在不工作狀態(tài)下,按表3規(guī)定值,分別對3個互相垂直的軸線方向進(jìn)行振動。5.6.4.1初始振動響應(yīng)檢查試驗在給定頻率范圍內(nèi),在一個掃頻循環(huán)上完成。試驗過程中記錄危險頻率,包括機(jī)械共振頻率和導(dǎo)致故障及影響性能的頻率(后者僅在工作條件下產(chǎn)生)。5.6.4.2定頻耐久試驗用初始振動響應(yīng)檢查中記錄的危險頻率進(jìn)行定頻試驗,如果兩種危險頻率同時存在,則不能只選其中一種。在試驗規(guī)定頻率范圍內(nèi)如無明顯共振頻率或無影響性能的頻率,或危險頻率超過4個則不做定頻耐久試驗,僅做掃頻耐久試驗。5.6.4.3掃頻耐久試驗按表3給定頻率范圍由低到高,再由高到低,作為一次循環(huán)。按表3規(guī)定的循環(huán)次數(shù)進(jìn)行,已做過定頻耐久試驗的樣品不再做掃頻耐久試驗。5.6.4.4最后振動響應(yīng)檢查此項試驗在不工作條件下進(jìn)行,對于已做過定頻耐久試驗的受試樣品須做此項試驗。對于掃頻耐久試驗的樣品,可將最后一次掃頻試驗作為最后振動響應(yīng)檢查。本試驗須將記錄的共振頻率與初始振動響應(yīng)檢查記錄的共振頻率相比較,若有明顯變化,應(yīng)對受試樣品進(jìn)行修整,重新進(jìn)行該項試驗。試驗結(jié)束后,進(jìn)行最后檢測。5.6.5沖擊試驗按GB/T2423.5—1995“試驗Ea”進(jìn)行。受試樣品須進(jìn)行初始檢測,安裝時要注意重力影響,按表4規(guī)定值,在不工作條件下,分別對3個互相垂直軸線方向進(jìn)行沖擊,每個方向3次。試驗后進(jìn)行最后檢測。5.6.6碰撞試驗按GB/T2423.6—1995“試驗Eb”進(jìn)行。受試樣品須進(jìn)行初始檢測,安裝時要注意重力影響,按表5和表6規(guī)定值,在不工作條件下,分別對3個互相垂直軸線方向進(jìn)行碰撞。試驗后進(jìn)行最后檢測。5.6.7跌落試驗對受試樣品進(jìn)行初始檢測,將運(yùn)輸包裝件處于準(zhǔn)備運(yùn)輸狀態(tài),按GB/T2423.8—1995的規(guī)定進(jìn)行預(yù)處理4h。7T/UNPXXXX—XXXXa)將運(yùn)輸包裝件按GB/T2423.8—1995的要求和本標(biāo)準(zhǔn)表5的規(guī)定值進(jìn)行跌落,任選四面,每面跌落一次。試驗后按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定檢查包裝件的損壞情況,并