新時代以來，“算力”已成為驅動文明進步與國家競爭的核心引擎，是衡量一國科技實力與未來發(fā)展?jié)摿Φ年P鍵標尺。數(shù)據(jù)作為新時代的戰(zhàn)略性資源，其安全存儲與高效流轉至關重要，而存儲設備的可靠與穩(wěn)固，更是守護這座數(shù)字基石的根本。

尤其在關乎國家戰(zhàn)略安全與科技前沿探索的航空航天、國防軍工、尖端科研、精密制造等領域，應用場景極端復雜，技術要求極為嚴苛。唯有堅韌無比、高度可靠的存儲解決方案，才能確保重大任務萬無一失，牢牢守護國家在關鍵領域的核心優(yōu)勢與戰(zhàn)略主動。

基于對極致可靠性的追求，湖南天碩與中國散裂中子源、北京大學重離子研究所攜手，開展了針對存儲設備的中子及低能質子輻照試驗。這些嚴苛測試旨在驗證天碩（TOPSSD）U.2 NVMe SSD在極端復雜環(huán)境下的卓越穩(wěn)定性和持續(xù)運行能力。

*中國散裂中子源靶站

中子與低能質子試驗的價值

選擇中子與低能質子試驗，具有深刻的現(xiàn)實意義。在航空航天、軍事裝備、核能設施、粒子物理研究等前沿領域，存儲設備常常需要長期暴露在高強度輻射和高能粒子環(huán)境中。

在這些嚴苛環(huán)境中，設備極易出現(xiàn)軟錯誤或硬件損傷，直接威脅關鍵數(shù)據(jù)的完整性與整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運作。其中，中子輻射會對晶體管、電容、電感等元件產生不可逆的物理損傷或瞬態(tài)軟錯誤。低能質子輻射同樣會對器件的晶體管產生單粒子翻轉（SEU）或單粒子損傷（SED）等，從而嚴重影響設備可靠性。因此，由權威機構主導的輻照測試，是檢驗固態(tài)硬盤能否在惡劣條件下持續(xù)“生存”并“正常工作”的關鍵準繩。

測試環(huán)境與工具說明

試驗人員搭建了符合國際標準的測試平臺。試驗基于 CentOS的存儲服務器（中子），Xavier開發(fā)板（低能質子），系統(tǒng)包含待測固態(tài)硬盤、散裂中子源裝置、質子加速器，狀態(tài)監(jiān)控PC機等設備。全過程采取嚴密防護措施，確保電測量系統(tǒng)絕緣充分、接地良好且噪聲處于極低水平。測試中，服務器通過以太網(wǎng)外接，與測試PC處于同一網(wǎng)段。NVMe SSD數(shù)據(jù)讀寫測試使用fio工具進行測試，并借助iostat工具確定在輻照條件下發(fā)生掉盤的時間節(jié)點。

測試環(huán)境與測試現(xiàn)場照片如下圖所示：

本次中子測試束流強度通過調節(jié)準直器孔徑大小控制束流強度，其中 1.1E7 量級輻照使用直徑為50mm的束斑，輻照中心點均精確對準SSD模組的幾何中心，以覆蓋盡可能多的內部器件。低能質子試驗由于輻照面積受限，僅能針對特定器件進行輻照，選用NAND Flash作為試驗對象。

天碩 U.2 NVMe SSD 白光中子輻照實驗結果

針對天碩 U.2 NVMe SSD 的中子實驗表明，三款受測器件均能斷電后恢復正常，并可完整導出Coredump 數(shù)據(jù)。

天碩 U.2 NVMe SSD 低能質子輻照NAND Flash實驗結果

試驗數(shù)據(jù)分析：

結合上述 SSD 的測試結果，與之前針對 SATA SSD 的測試結果對比，可得出以下分析：

1. 中子輻照實驗結果分析：

歷史數(shù)據(jù)顯示，SATA硬盤在同等強度（107 neutron/cm2·s量級）中子輻照下，有效工作時間極短，通常在束流開啟后數(shù)秒至十幾秒內即發(fā)生功能中斷。該次實驗證實，即使是天碩（TOPSSD）U.2 NVMe SSD中耐受性最弱的樣品，其表現(xiàn)依然優(yōu)于其他SATA SSD樣品。

2. 低能質子輻照實驗結果分析：

實驗表明，3MeV質子穿透NAND Flash正面金屬布線層后能量衰減、LET值升高，會引發(fā)讀寫速率波動及IO延遲顯著增加，最終導致功能中斷。這證明NAND Flash內部存在LET閾值極低（<0.6MeV·cm2/mg）的敏感結構。盡管如此，性能對比數(shù)據(jù)清晰顯示， 湖南天碩SSD在耐久性與穩(wěn)定性方面顯著優(yōu)于傳統(tǒng)SATA SSD。這表明其在NAND閃存顆粒選型、控制器架構及固件算法層面均實施了行之有效的防護設計，從而顯著提升了設備在高輻射環(huán)境中的可靠性。

總結

綜上所述，通過權威機構的中子和低能質子雙重嚴苛測試，天碩（TOPSSD） U.2 NVMe SSD 再次全面證明了其堅實的硬件設計、完善的固件防護策略及對高能粒子輻照的優(yōu)異抗擾度。

在數(shù)據(jù)存儲可靠性被視為國家數(shù)字基礎設施生命線的今天，本次試驗的成功不僅彰顯了湖南天碩在存儲技術領域的深厚積淀與持續(xù)突破，更體現(xiàn)了其立足技術前沿、服務國家戰(zhàn)略的使命擔當。

天碩（TOPSSD）致力于提供覆蓋地面至太空、從常規(guī)環(huán)境到極端工況的全方位安全存儲解決方案，為我國在大數(shù)據(jù)時代夯實算力基石、保障數(shù)據(jù)主權安全提供了強有力的支撐，必將助力國家在前沿科技領域不斷取得突破，持續(xù)增強綜合國力。