固态硬盘纠错算法的历史

在2D NAND Flash时代，SSD控制器一般采用BCH编码保护数据正确性，BCH的几个特性

1. 对于固定的码长和码率，有一组固定的生成多项式和校验多项式，不需要单独设计;

2. 有相对固定的编码和译码算法;

3. 当错误数据个数小于一个指定值时，可以100%恢复数据;当数据错误个数大于这个指定值时，100%不能恢复数据;

4. BCH编码只能接收硬信息，即一个有效数据只能用1 bit表示;

但是随着3D NAND Flash技术的逐步成熟，3D NAND Flash表现出了更好的可靠性。因此，原本采用2D MLC的产品纷纷转投3D TLC(可靠性对比： 2D MLC > 3D TLC > 2D TLC)，对SSD主控的ECC编码提出了更高的要求，因此，具备更强纠错能力的低密度奇偶校验编码(Low Density Parity Check, LDPC)越来越多的被采用。

相对于BCH，LDPC具备以下特性：

1. 对于固定的码长和码率，需要单独设计编译码使用的矩阵(通常指校验矩阵);

2. 有多种解码算法，但是***的纠错算法计算复杂度太高，无法硬件化，需要权衡算法特点和译码精度，简化算法;

3. 可以接收软信息(即一个有效数据可以用多个 bit表示)，这是LDPC取代BCH的主要原因;

4. 译码成功或失败没有绝对的界线，即可能在只错几个bit的情况下无法成功纠错，但可以成功完成200 bit错误的数据译码;

5. 相同码率情况下，码长越长，纠错能力越强;

详细解释一下以上5个特性：

1. 低密度奇偶校验码的低密度是指其校验矩阵的稀疏性(在一个只有“0”元素和“1”元素的矩阵中，“1”元素的比例很低)。LDPC编码和译码都可以利用校验矩阵，矩阵的低密度意味着编译码算法的低复杂度、低运算量。对于固定码长和码率的LDPC码，校验矩阵有很多种，但是设计一个运算量小，复杂度低且纠错能力强的校验矩阵成为LDPC编码应用的一个难点。

（编辑：应用网_丽江站长网）

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