唐进岭
【摘 要】固态硬盘（Solid State Disk，简称：SSD），作为新一代存储技术，与传统的磁记录硬盘相比，具有数据传输率高、能耗低、抗震性好等优点，在高端存储应用中市场潜力巨大。SSD的快速存储技术对于提高存储设备的读写性能，提升其在市场上的渗透率起着至关重要的作用。本文通过分析SSD快速存储技术历年申请趋势、发展脉络、优缺点等，针对其所采用的结构设计技术进行分类，并从分类所得的技术分支对涉及基于SSD的快速存储的专利技术进行了综述。
【关键词】SSD 快速存储 混合分级 多通道
1 前言
固态硬盘（Solid State Disk，简称：SSD），也称为电子硬盘或者固态电子盘，是由控制单元和固态存储单元（DRAM或FLASH芯片）组成的硬盘；基于存储介质的不同可分为两种：采用闪存（Flash芯片）作为存储介质的固态硬盘，和采用DRAM作为存储介质的固定硬盘。
2 SSD快速存储专利技术专利实证分析
专利信息实证分析是从专利文献中采集专利信息，对其主要指标进行加工、整理和分析，这些主要指标包括如专利类型分析、技术发展趋势分析、年度趋势分析、地域性分析、申请人（发明人）分析、技术分支分析等等。
2.1 申请时间和数量
通过对检索的118件国内外专利申请进行分析，得出国内外基于SSD快速存储技术专利申请随时间的申请量的变化的分析结果如图1所示。分析图1显示的结果，可以看出近几年来，随着SSD快速存储技术的发展，SSD快速存储技术领域的创新活动也越来越活跃，其专利技术年度申请量快速增加。
2.2 主要技术分析和数量
通过对检索的118件国内外专利申请进行分析，得出国内外基于SSD快速存储技术专利申请的主要技术分支的分析结果如图2所示。
基于SSD快速存储技术专利申请的研究，可主要分为两个技术分支：基于SSD内部结构的设计和基于SSD外部结构的设计。由下图2可知，前者的申请量为43件，所占比重为36%；后者的申请量为75件，所占比重为64%；从上述申请量的数据可知，在对SSD的快速存储技术研究方面，针对其内部结构的改进要相对困难。
3 SSD快速存储专利技术发展趋势
基于SSD结构特性，对于其研究方向可主要分为两个技术分支：针对SSD的内部结构和外部结构的改进。前者主要集中在对控制器及存储介质的改良，而后者主要采用一些在计算机存储设备中常用的技术手段来提高其存储性能。
3.1 SSD的内部结构设计
由于控制器在SSD进行数据读写时起到控制作用，因此，控制器的优劣将直接影响到SSD的整体性能。在这方面取得研究成果的专利申请的代表为：CN200810032053。从以上针对SSD的控制器进行改进的技术分析可知，通过对SSD控制器的改进能实现大容量SATA接口固态硬盘SSD，使其具有结构紧凑、抗震、低功耗，易于提高硬盘的容量、读写速度以及稳定性的特性。
通过使用系统内存作为固态硬盘的缓存，减少固态硬盘的读写次数，并以闪存页方式管理固态硬盘缓存，在一定程度上合并小块数据读写，以减少固态硬盘的读写次数。其代表性专利为：CN201210
504735。通过对缓冲器的改进，减少了缓存写满后的替换操作，不仅解决了传统缓存管理方法快速损耗固态硬盘缓存使用寿命的问题，而且还大大提高了SSD随机写入速度，充分发挥固态硬盘高带宽以及高速随机读的优势、避免其低速随机写的劣势，大幅提高系统的响应性能。
3.2 SSD外部结构的设计
在当今的IT管理中，大量历史数据严重影响系统性能，且占用了部分存储空间，存储设备利用率低；针对数据本身的特性，在其不同的活动周期，为适应读取频率的改变，数据的存储位置也应该随之变化，以提高存储设备的使用率，降低存储成本。此种方法就是数据的分级存储。例如：企业在存储其关键业务数据时，采用昂贵的存储设备、存储技术和存储方式，而对历史数据或者低价值数据，采用相对便宜的设备。其代表性专利为：US20080090959。
固态硬盘存储系统由多个闪存芯片构成闪存阵列存储数据，可以采用RAID0的技术，将闪存阵列构建为多个通道，在存储数据时由数据并行存储控制器（硬件或软件）将数据分块后同时写入阵列中各个通道的闪存芯片。在读取时，从闪存阵列各个通道中读取后再由数据并行存储控制器进行组合。数据分块后分布在多个闪存通道上，并行交叉地写入和读取，能够大幅提高存储系统的性能。
4 结语
本文通过对基于SSD快速存储技术的分析可以看出，针对固态硬盘内部结构的改进的手段比较多样化，但是在数量却相对较少；而相比于内部结构的改进，针对固态硬盘外部结构的改进却相对集中，主要采用现已比较成熟的混合分级技术及多通道技术。因此，在以后的研究方向上，针对固态硬盘内部结构的改良可能具体更多的提升空间，相信这也会成为未来研究的重点。
