Nand flash kako radi. Fleš memorija. Solid State Drive. Vrste fleš memorije. Memorijske kartice. Loše upravljanje blokovima

65 nanometara je sledeći cilj fabrike Angstrem-T Zelenograd, koja će koštati 300-350 miliona evra. Preduzeće je već podnijelo zahtjev za povoljni kredit za modernizaciju proizvodnih tehnologija Vnešekonombanci (VEB), objavile su ove sedmice Vedomosti, citirajući Leonida Reimana, predsjednika odbora direktora fabrike. Sada se Angstrem-T priprema za pokretanje linije za proizvodnju čipova sa 90nm topologijom. Otplata po prethodnom VEB-ovom kreditu, za koji je kupljen, počeće sredinom 2017. godine.

Peking je srušio Wall Street

Ključni američki indeksi obilježili su prve dane Nove godine rekordnim padom, milijarder George Soros već je upozorio da svijet čeka ponavljanje krize iz 2008. godine.

Prvi ruski potrošački procesor Baikal-T1 po cijeni od 60 dolara pušten je u masovnu proizvodnju

Kompanija Baikal Electronics početkom 2016. obećava pokretanje industrijska proizvodnja Ruski procesor Baikal-T1 košta oko 60 dolara. Uređaji će biti traženi ako tu potražnju kreira država, kažu učesnici na tržištu.

MTS i Ericsson će zajedno razvijati i implementirati 5G u Rusiji

PJSC "Mobile TeleSystems" i Ericsson potpisali su sporazume o saradnji u razvoju i implementaciji 5G tehnologije u Rusiji. IN pilot projekti, uključujući i Svetsko prvenstvo 2018. godine, MTS namerava da testira razvoj švedskog dobavljača. Operater će početkom sljedeće godine započeti dijalog sa Ministarstvom telekomunikacija i masovnih komunikacija o formiranju tehnički zahtjevi do pete generacije mobilnih komunikacija.

Sergej Čemezov: Rostec je već jedna od deset najvećih inženjerskih korporacija na svetu

U intervjuu za RBC, šef Rosteca Sergej Čemezov odgovarao je na goruća pitanja: o sistemu Platon, problemima i perspektivama AVTOVAZ-a, interesima Državne korporacije u farmaceutskom biznisu, govorio je o međunarodnoj saradnji pod pritiskom sankcija, uvozu zamjena, reorganizacija, razvojne strategije i nove mogućnosti u teškim vremenima.

Rostec je "zaštićen" i zadire u lovorike Samsunga i General Electrica

Nadzorni odbor Rosteca odobrio je „Strategiju razvoja do 2025. godine“. Glavni zadaci su povećati udio visokotehnoloških civilnih proizvoda i sustići General Electric i Samsung po ključnim finansijskim pokazateljima.

Jednostavan način da ubrzate svoj računar je da na njega instalirate SSD disk. O tome smo već govorili u jednom od prethodnih članaka. Ovi pogoni dolaze u nekoliko tipova, a današnji članak bih želio posvetiti upravo tome. Prvi je SATA SSD uređaj, obično u 2,5" formatu, i svestrano je rješenje sa vrlo dobrom brzinom i prilično razumnom cijenom.

Pogodan je za bilo koji računar, skoro svaki laptop (postoje izuzeci, kao što su modeli SONY, koji koriste 1.8" form factor disk). Sledeći na listi imamo PCI, posebno obratite pažnju na PCI 3.0 SSD-ove - oni jednostavno lude brzine i možda ćete biti iznenađeni performansama koje dobijate sa ovim drajvovima.

Ali, kao i sve dobre stvari, imaju jedan nedostatak - prilično visoku cijenu, koja je često 2 ili čak 3 puta veća od konvencionalnih SATA 2.5 SSD diskova. Tu su i mSATA (na slici ispod), što je skraćenica od "mini SATA", najčešće se koriste u laptopima, međutim, po brzini se takvi drajdovi ne razlikuju od konvencionalnih SATA 2, tj. isto, ali u manjem obliku.

Pogledajte koliko je manji mSATA SSD (zeleno štampana ploča vrh) u poređenju sa konvencionalnim 2,5" HDD-om

Važno je napomenuti da postoje SSD-ovi isključivo za Apple (i ovdje su ostali zasebne “ličnosti”), a još su skuplji, iako se po performansama ne razlikuju od istih PCI SSD-ova. Brzina pisanja ovdje može biti 700 Mb/s - što je šik pokazatelj.

Ako želite kupiti SSD za sebe, onda ćete u svakom slučaju morati birati između SATA i PCI verzije, a tu je već i pitanje cijene. Ako provodite mnogo vremena za računarom, svakako isprobajte PCI verziju diska. Budući da sam ide u RAID niz (to je kada su 2 hard diska povezana u jedan, grubo rečeno), u ovom slučaju se informacije čitaju sa dva uređaja odjednom, što ubrzava sistem za tačno 2 puta.

PCI SSD - instaliran unutar sistemske jedinice računara

Odnosno, na primjer, isti Windows se instalira odmah na 2 fleš diska (2 različita čipa) i čita sa njih istovremeno, što je zaista odlično rješenje za povećanje performansi računala, svakako preporučujem kupovinu.

Ako samo želite nekako ubrzati svoj stari računar, koji ćete uskoro možda planirati promijeniti u nešto produktivnije, ili jednostavno želite prvi put isprobati SSD uređaj, svakako preporučujem svima poznati i vremenski testirani SATA 2 .5 SSD.

MLC ili TLC - što je bolje odabrati za svoj računar? Svi korisnici koji su ikada koristili SSD uređaj (SSD memoriju) pozitivno govore o njemu. Zahvaljujući njemu, vaše omiljene aplikacije se brže učitavaju, a ukupna efikasnost sistema se povećava. Osim toga, ovi diskovi su mnogo izdržljiviji i izdržljiviji od tradicionalnih tvrdih diskova. Ali zašto su neke vrste memorije skuplje od drugih? Da biste odgovorili na ovo pitanje, morate razumjeti unutrašnja organizacija pogoni ovog tipa.

SSD ploča se može podijeliti u 3 glavna bloka:

3D NAND memorija (ne treba je brkati sa NOR Flash). Ovaj dio se koristi za pohranjivanje podataka u trajne jedinice koje ne zahtijevaju konstantno napajanje iz mreže.
DDR. Mala količina nestabilne memorije kojoj je potrebna energija za pohranjivanje podataka. Koristi se za keširanje informacija za budući pristup. Ova opcija nije dostupna na svim diskovima.
Kontroler. Deluje kao posrednik, povezujući 3D NAND memoriju i računar. Kontroler također sadrži firmver koji pomaže u upravljanju SSD-om.

NAND memorija, za razliku od NOR-a, izgrađena je od mnogih ćelija koje sadrže bitove koji se uključuju ili isključuju električnim nabojem. Organizacija ovih promjenjivih ćelija predstavlja podatke pohranjene na SSD-u. Broj bitova u ovim ćelijama je također određen tipom memorije. Na primjer, u ćeliji jednog nivoa (SLC), ćelija sadrži 1 bit. NOR diskovi se obično koriste u mrežnim uređajima.

Razlog zašto SLC stick ima malu količinu memorije je njegova mala fizička veličina u poređenju sa drugim komponentama štampanih ploča (PCB). Ne zaboravite da PCB uključuje kontroler, DDR memoriju i 3D NAND memoriju, koja se nekako mora smjestiti unutar PC sistemske jedinice. MLC NAND memorija udvostručuje broj bitova po ćeliji, dok TLC utrostručuje. Ovo ima pozitivan učinak na količinu memorije. NOR diskovi pružaju pristup nasumičnim informacijama, zbog čega se ne koriste kao čvrsti disk.

Postoje određeni razlozi zašto proizvođači nastavljaju da izdaju fleš memoriju sa 1 bitom po ćeliji. SLC diskovi se smatraju najbržim i najpouzdanijim, ali su relativno skupi i imaju ograničen kapacitet pohrane. Zbog toga je takav uređaj najpoželjniji za računare koji su izloženi velikim opterećenjima.

Šta je SLC?

U sukobu SLC protiv MLC ili TLC 3D uvijek pobjeđuje prva vrsta memorije, ali i košta mnogo više. Takođe ima više memorije, ali je sporiji i skloniji lomljenju. MLC i TLC su tipovi memorije koji se preporučuju za normalnu svakodnevnu upotrebu računara. NOR se obično koristi u mobilni telefoni i tablete. Poznavanje vlastitih potreba pomoći će korisniku da odabere najprikladniji od svih SSD diskova.

Jednorazinska ćelija je dobila ime po jednom bitu koji se uključuje ili isključuje ovisno o napajanju. Prednost SLC-a je što je najprecizniji prilikom čitanja i pisanja podataka, a njegov kontinuirani ciklus rada može biti duži. Broj dozvoljenih prepisivanja je 90000-100000.

Ova vrsta memorije se dobro ukorijenila na tržištu zbog svog dugog vijeka trajanja, tačnosti i ukupnih performansi. Takav disk se rijetko instalira u kućne računare zbog visoke cijene i male količine memorije. Pogodnije je za industrijska upotreba te velika opterećenja povezana s kontinuiranim čitanjem i pisanjem informacija.

Prednosti SLC-a:

dug radni vek i velika količina ciklusi punjenja u poređenju sa bilo kojom drugom vrstom fleš memorije;
manje grešaka u čitanju i pisanju;
može raditi u širem temperaturnom rasponu.

SLC nedostaci:

visoka cijena u odnosu na druge SSD-ove;
relativno mala količina memorije.

Tip memorije eMLC

eMLC je fleš memorija optimizovana za poslovni sektor. Može se pohvaliti poboljšanim performansama i izdržljivošću. Broj prepisivanja varira od 20 000 do 30 000. eMLC se može posmatrati kao jeftinija alternativa SLC-u koja neke od prednosti pozajmljuje od svog konkurenta.

eMLC prednosti:

mnogo jeftiniji od SLC-a;
veće performanse i izdržljivost od običnog MLC NAND-a.

Nedostaci eMLC-a:

gubi od SLC-a u pogledu performansi;
nije prikladno za kućnu upotrebu.

MLC Flash memorija za Solid State Drive

Multi Level Cell memorija je dobila ime po svojoj sposobnosti da pohrani 2 bita podataka u jednu ćeliju. Velika prednost je više niska cijena u poređenju sa SLC-om. Niža cijena, u pravilu, postaje ključ popularnosti proizvoda. Problem je što je broj mogućih prepisivanja jedne ćelije mnogo manji u odnosu na SLC.

Prednosti MLC NAND-a:

relativno niska cijena, dizajnirana za masovnog potrošača;
veća pouzdanost u odnosu na TLC.

Nedostaci MLC NAND-a:

manje pouzdan i izdržljiv od SLC-a ili eMLC-a;
nije pogodno za komercijalnu upotrebu.

TLC memorija

Triple Level Cell je najjeftiniji oblik fleš memorije. Najveći nedostatak mu je što je pogodan samo za kućnu upotrebu i kontraindiciran je za upotrebu u poslovnim ili industrijskim aktivnostima. Životni ciklus ćelije je 3000-5000 prepisivanja.

Prednosti TLC 3D:

najjeftiniji SSD dostupan na tržištu;
može zadovoljiti potrebe većine korisnika.

Nedostaci TLC 3D:

najkraći životni vijek u odnosu na druge tipove;
nije pogodno za komercijalnu upotrebu.

SSD dugovečnost

Kao i sve dobre stvari na ovom svijetu, SSD ne može trajati vječno. Kao što je gore navedeno, životni ciklus SSD uređaj direktno zavisi od toga koju vrstu 3D NAND-a koristi. Mnogi korisnici su zabrinuti koliko dugo jeftinije vrste diskova mogu trajati. U poređenju sa MLC i TLC, SLC memorija je izdržljivija, ali košta više. Nezavisni timovi entuzijasta testirali su pristupačne SSD-ove potrošačkog razreda, od kojih su većina bili MLC-ovi, dok je samo 1 koristio 3D NAND TLC. Rezultati su bili obećavajući. Prije kvara, većina ovih uređaja uspjela je proći 700 TB informacija kroz sebe, a 2 od njih - čak 1 PB. Ovo je zaista ogromna količina podataka.

Možemo sa sigurnošću odbaciti sve strahove da će SSD otkazati kratko vrijeme. Ako koristite MLC ili TLC 3D V-NAND za svakodnevnu upotrebu kao što je pohranjivanje muzike, fotografija, softver, lične dokumente i video igrice, možete biti sigurni da će memorija trajati nekoliko godina. Kod kuće je nemoguće učitati računar na način na koji to rade sa korporativnim serverima. Za one koji su zabrinuti za životni vijek svoje memorije, funkcije poput analize samokontrole i tehnologije izvještavanja (S.M.A.R.T.) mogu vam pomoći da pratite zdravlje vašeg SSD-a.

Odabir pravog SSD-a

Zapravo, razlika između komercijalnih i potrošačkih pogona je toliko ogromna da je teško shvatiti. Razvojni timovi su počeli da prave skupe SSD diskove kako bi zadovoljili veće zahteve visokotehnoloških aktivnosti, nauke i vojnog razvoja koji zahtevaju stalnu obradu informacija.

Serveri u velikim preduzećima su dobar primer korišćenja skupih fleš diskova jer rade 24 sata dnevno, 5-7 dana u nedelji. Zato im je potrebno dugo, brzo vrijeme čitanja/pisanja i povećana pouzdanost. Korisnički pogoni su smanjene verzije komercijalnih pogona. Nedostaju im određene karakteristike, ali nude više prostora za pohranu. Osim toga, u svijetu postoji ugodan trend prema povećanju performansi jeftinih NAND-ova i smanjenju njihove cijene.

Koju vrstu skladišta odabrati? SLC ili MLC i TLC? Možemo zaključiti da SLC ili eMLC memorija jednostavno nije potrebna za normalnu svakodnevnu upotrebu, pa nema smisla trošiti na nju veliku svotu novca. Ako odaberete tip NAND memorije od TLC ili MLC, onda će sve ovisiti o vašim financijskim mogućnostima.

TLC NAND je najpovoljnija memorija koja može zadovoljiti potrebe većine potrošača. MLC memorija se može smatrati naprednijom verzijom NAND memorije za ljude koji su spremni da ulože velika sredstva u svoj lični računar. Pogodan je i za one koji planiraju čuvati svoje podatke dugi niz godina. Ako se na monitoru pojavi poruka "NAND Flash nije otkriven", onda je memorija najvjerovatnije iscrpila svoj resurs i otkazala.

Poreklo NAND memorije bilo je zasnovano na fleš memoriji koja se pojavila mnogo ranije, korišćena u solid state drajvovima sa jasno nižom brzinom, izdržljivošću i većom površinom čipa od NAND memorije. Flash memoriju je izumio Fujio Masuoka 1984. dok je radio za Toshibu. Nakon predstavljanja dizajna Fujia Masuoke na IEEE 1984. (International Electron Devices Meeting) u San Francisku, Kalifornija, Intel je 1988. objavio prvi komercijalni flash čip tipa NOR. Pojavu fleš memorije tipa NAND objavila je Toshiba 1989. godine na Međunarodnoj konferenciji čvrstih kola.

Flash memorija, vrste NAND memorije

Osnovna razlika fleš memorije je u tome što ona pohranjuje jedan bit informacija u niz tranzistora s plutajućim vratima koji se nazivaju ćelije. Postoje dvije vrste NAND memorije koje se koriste u SSD diskovima - SLC i MLC. Koja je razlika između SLC i MLC tipova memorije? SLC uređaji imaju ćelije na jednom nivou koje pohranjuju samo jedan bit u svakom tranzistoru, dok MLC na više nivoa mogu pohraniti nekoliko bitova informacija u svakoj ćeliji. Ovo je posljedica korištenja različitih nivoa električnog naboja na plivajućim vratima tranzistora. Princip kodiranja (logička 0 ili 1) informacija je isti u svim slučajevima, opisati ćemo ga u nastavku. Razlikuje se samo struktura ćelije. Dubina MLC nivoa može doseći do 4, odnosno pohraniti do 4 bita informacija, dok je SLC jednostavnija jedinica i pohranjuje 1 bit.

MLC tehnologija omogućava značajno povećanje volumena diska povećanjem nivoa, ostavljajući njegove fizičke dimenzije nepromijenjene, što smanjuje cijenu svakog gigabajta. Na ovom pozitivne osobine ovoj tehnologiji se bliži kraj. Sa svakim dodatnim nivoom, zadatak prepoznavanja nivoa signala postaje sve složeniji, a da ne spominjemo smanjenje resursa SSD-diska, povećava se vrijeme pretraživanja adrese ćelije i povećava se vjerojatnost grešaka. Kontrola grešaka se vrši u hardveru, što u slučaju MLC tehnologije dovodi do povećanja cijene upravljačke elektronike i, shodno tome, povećava konačnu cijenu SSD-a. Masivni SSD diskovi na svjetskom tržištu koriste MLC tehnologiju sa četiri nivoa snimanja. U ovom slučaju, podaci su kodirani kao (11), (10), (01), (00). Za SLC, ćelija na jednom nivou može poprimiti samo vrijednosti 0 ili 1.

Rješenja sa SLC ćelijama iste veličine i cijene jasno gube od MLC-a u pogledu količine informacija pohranjenih na njima, ali su u isto vrijeme brža i izdržljivija. Stoga proizvođači moraju koristiti više čipova sa manjim ukupnim kapacitetom diska, što u konačnici povećava cijenu SLC drajva više od dva puta u odnosu na MLC drajv iste veličine.

Mehanizmi za pisanje i čitanje NAND memorije jedinične ćelije

Pokušajmo detaljnije opisati rad tranzistora za NAND memoriju, koja je izolovani tranzistor sa efektom polja ili MOSFET.

Glavna karakteristika tranzistora s efektom polja, koja je omogućila njegovu upotrebu za pohranjivanje informacija, bila je sposobnost zadržavanja električnog naboja na "plutajućoj" kapiji do 10 godina. Sama "plutajuća" kapija izrađena je od polikristalnog silicija i potpuno je okružena dielektričnim slojem, što joj osigurava potpuni odsutnost električnog kontakta s elementima tranzistora. Nalazi se između kontrolne kapije i supstrata p-n spoja. Kontrolna elektroda tranzistora s efektom polja naziva se kapija. U ovom slučaju, provodljivost p-n spoj, zbog električnog otpora, kontrolira razlika potencijala, koja stvara električno polje, utiče p-n stanje tranzicije.

Važni elementi tranzistora su također odvod i izvor. Da bi se promijenio bit informacije koja se upisuje u ćeliju, naponom na kontrolnoj kapiji stvara se električno polje i dolazi do tunelskog efekta. Ovo omogućava nekim elektronima da prođu kroz dielektrični sloj do plivajućeg gejta, dajući mu naelektrisanje, a time i punjenje jedinične ćelije sa malo informacija.

Akumulirani naboj na plivajućoj kapiji utiče na provodljivost kanala drejn-izvor, koji se koristi za očitavanje.

Takva razlika u mehanizmu pisanja i čitanja jasno utječe na različitu potrošnju energije ovih načina. NAND memorija troši prilično veliku struju prilikom pisanja, a pri čitanju, naprotiv, potrošnja energije je mala. Za brisanje informacija, visoki negativni napon se primjenjuje na kontrolnu kapiju, a elektroni iz plutajuće kapije idu do izvora. Od takvih elementarnih ćelija kombinovanih u stranice, blokove i nizove sastoji se moderni SSD uređaj.

Životni vijek NAND memorije

Glavna karakteristika NAND-memorije, koja omogućava njenu upotrebu u SSD-ovima, bila je njena sposobnost pohranjivanja podataka bez vanjskog izvora napajanja. Međutim, ova tehnologija nameće ograničenja na broj promjena u logičkom stanju ćelije, što dovodi do konačnog broja ciklusa ponovnog pisanja ove ćelije. To je zbog postepenog uništavanja dielektričnog sloja. Ovaj efekat se dešava mnogo brže za MLC ćelije zbog njihove male rezerve za promjenu naboja floating gate zbog karakteristike dizajna. Čitanje ćelije također utiče na njen životni vijek, ali je taj utjecaj mnogo manje značajan nego kod pisanja/brisanja, što nam omogućava da cikluse čitanja smatramo neograničenim, a vijek trajanja SSD-a mjeri se brojem mogućih ciklusa ponovnog pisanja.

Svi SSD diskovi imaju dio koji je nedostupan za standardne operacije pisanja/čitanja. Potreban je kao rezerva u slučaju habanja ćelija, po analogiji sa HDD magnetnim pogonima, koji imaju rezervu za zamjenu loših blokova. Dodatna stanična rezerva se koristi dinamički, a kako se primarne ćelije fizički troše, obezbjeđuje se zamjenska ćelija.

Evo približne uporedne tabele glavnih karakteristika koje razlikuju rad SSD diskova sa SLC tehnologijom i diskova sa MLC ćelijama.

Tabela jasno pokazuje sve prednosti i nedostatke ovih tehnologija. To pokazuje superiornost SLC rješenja u odnosu na MLC, ali ne ukazuje na glavni kriterij popularnosti SSD-a - njihovu cijenu. Nema smisla to naznačiti s obzirom na brzo smanjenje cijene takvih rješenja. Recimo samo da iako su MLC diskovi inferiorni u svemu u odnosu na SLC, oni dobijaju više nego dvostruko u cijeni i mogu biti kompaktniji sa istom količinom pohranjenih podataka.

Struktura SSD diska: ćelija, stranica, veličina NAND bloka

Za više efektivna upotreba elementarne memorijske ćelije, one su kombinovane u nizove sa strukturom na više nivoa. Jedna ćelija u kojoj se čuvaju jedan (za SLC) ili, po pravilu, dva (za trenutnu generaciju MLC) bita podataka, kombinuje se u grupu koja se zove stranica i sadrži 4 KB podataka.

Posebni algoritmi za rad sa SSD diskovima

Zbog ograničenih ciklusa pisanja/brisanja ćelija fleš memorije, programeri su morali kreirati ispravan algoritam za rad SSD diska, koji mu omogućava da ravnomjerno „istroši“ sav svoj prostor za pohranu. Kao što smo već napomenuli, cijeli volumen diska podijeljen je na blokove od 512 KB, a oni, zauzvrat, na stranice od 4 KB, na kojima se izvode operacije čitanja i pisanja. Ali kada jednom upišete informaciju na stranicu, ona se ne može prepisati dok se ne obriše. Problem je u tome što minimalna veličina snimljene informacije ne može biti manja od 4 KB, a podaci se mogu izbrisati najmanje u blokovima od 512 KB. Da bi to učinio, kontroler grupiše i prenosi podatke (opisaćemo ovaj algoritam u nastavku) kako bi oslobodio cijeli blok. Ova operacija dovodi do povećanja vremena odziva i smanjenja vijeka trajanja SSD-a, ali nešto se mora žrtvovati.

Hajde da pričamo o algoritmu za pisanje/brisanje.

Nakon zahtjeva za pisanje od operativnog sistema, kontroler medija određuje veličinu i strukturu informacija. Ako postoji dovoljan broj praznih blokova, dodjeljuje se novi blok na koji se kopiraju podaci koje OS prenosi radi upisivanja. Međutim, kako se disk puni i dovoljan broj praznih blokova smanjuje, ova operacija postaje mnogo složenija. Kontroler sve više traži najprikladniji (po broju slobodnih stranica), djelomično zauzeti blok i prepisuje ga u prazan blok, kombinujući ga sa podacima koji su došli iz OS-a na upisivanje, čime ga u potpunosti popunjava. stari blok zatim obrisan. Ovim algoritmom dobijamo jedan potpuno popunjen blok i jedan prazan blok, koji se dodaje grupi praznih blokova dostupnih za pisanje. Kada se napravi zahtjev za pisanje, kontroler koristi samo blokove iz ove grupe.

U svojoj opremi, kontroler obično ima 10 kanala, posebno Intel SSD kontroleri imaju toliki broj kanala. Cijeli skup čipova je ravnomjerno dodijeljen svakom kanalu za razmjenu podataka. U ovoj fazi razvoja SSD tehnologija, memorijski čipovi koji stupaju u interakciju s prvim kanalom ne mogu se ukrštati u operacijama sa drugim, trećim i sljedećim kanalima, ali ovaj problem bi mogao biti riješen u bliskoj budućnosti. Bilo bi sasvim logično koristiti "plutajuće" veze za svu memoriju koja se nalazi na disku. Često postoji potreba za pisanjem reda malih podataka, tada kontroler automatski distribuira cijeli blok po svim kanalima, ali je veza između ćelija očuvana, jer ovaj podatak je jedna logička jedinica.

Operacija brisanja podataka također direktno ovisi o količini i lokaciji izbrisanih podataka. Ako su sve informacije upisane u jedan blok ili u grupu blokova, potpuno ih zauzimaju, tada se blok/blokovi jednostavno brišu i označavaju kao prazni i spremni za naknadno snimanje najvećom mogućom brzinom. Ali ovaj idealan slučaj se ne dešava uvek.

Ako je potrebno izbrisati ne cijeli blok, već nekoliko stranica sadržanih u njemu, tada kontroler briše podatke logički bez brisanja, već jednostavno označava podatke stranice kao izbrisane. Ubuduće će se preostale informacije kombinovati sa novom koja je došla na snimanje i upisana u prazan blok, a originalni blok, kako je već opisano u algoritmu snimanja, biće potpuno obrisan i označen kao prazan.

Zašto vam treba Trimming?

Ovo je još jedna važna tehnologija koja omogućava ravnomjernije trošenje SSD-diska i brži rad s podacima zahvaljujući komandi TRIM. Omogućava vam da izgradite lanac i odredite prioritet oslobođenih blokova. Ranije je ova operacija bila dodijeljena OS-u, ali moderni SSD kontroleri već podržavaju ovu funkciju hardver u firmveru disk jedinice. Vrijeme potrebno za brisanje blokova eksponencijalno je povezano sa slobodnim prostorom na disku. Što je manje informacija i više slobodnog prostora, to je brže „podrezivanje“ na SSD-u. Kako se disk puni do 75%, funkcija čišćenja još uvijek nije jako izražena u odnosu na stanje mirovanja. Ali, čim ima manje od 15% slobodnog prostora, "podrezivanje" postaje teško. Naravno, dio ovisnosti u potpunosti je određen vrstom informacije (statična, tj. rijetko se pomiče i uglavnom samo čitljiva ili dinamička). Prema istraživanju IBM-a idealnim uslovima SSD radi kada je napunjen manje od 75%, a omjer statičkog i dinamičkog dijela informacija je 3 prema 1.

TRIM je sastavni dio modernih SSD-ova. Pruža povećanje performansi kada su diskovi više od 2/3 ispunjeni podacima, zbog pravilnog sortiranja blokova i njihove pripreme za snimanje. To vam omogućava da smanjite razliku u brzini novog i već 75% punog diska na 2-3%.

Ne zaboravite to po defaultu operativni sistem je konfigurisan za rad sa običnim HDD diskom, što znači da korisnik obavezno mora onemogućiti "stare" mehanizme za povećanje brzine magnetnog diska, kao i algoritme za defragmentaciju. Osim toga, važno je voditi računa o nepotpunom korištenju cijelog prostora vašeg SSD diska.

Za šta se koristi keš bafera na SSD diskovima?

Bafer keš memorije na SSD diskovima se ne koristi za ubrzavanje procedure pisanja/čitanja, kao što je uobičajeno za HDD diskove. Njegova zapremina nije ni naznačena tehničke specifikacije SSD glavni proizvođači. Ne može se smatrati običnom keš memorijom, kako smo je ranije shvaćali. Keš memorija na SSD diskovima se koristi dinamički za pohranjivanje tabela alokacije i zauzetosti ćelija diska. Paralelno, može pohraniti privremene informacije iz izbrisanih ćelija, ako nema dovoljno praznog prostora na disku. Tabele su trodimenzionalna matrica i glavni su pomoćnik za SSD kontroler. Na osnovu ovih podataka, disk donosi odluke o brisanju dodatnih ćelija. Također pohranjuje informacije o učestalosti i intenzitetu korištenja svakog dostupnog bloka na disku. Osim toga, ovdje su zabilježene adrese “mjesta” na kojima je zbog fizičkog istrošenosti nemoguće snimiti.

SSD kontroler diska

Vrlo važan i stalno unapređivan element SSD diska je njegov kontroler. Glavni zadatak kontrolera je da obezbedi operacije čitanja i pisanja, ali s obzirom na masu fizičkih karakteristika SSD diska, kontroler je takođe odgovoran za upravljanje strukturom rasporeda podataka. Na osnovu matrice za postavljanje blokova, u koje su ćelije upisane, a u koje još nije upisano, kontroler optimizira brzinu pisanja i maksimizira vijek trajanja vašeg SSD-a. Zbog prirode konstrukcije NAND-memorije, nemoguće je raditi sa svakom ćelijom posebno. Kao što smo već rekli, objedinjeni su u stranice od po 4 KB, a informacije možete pisati samo kada je stranica potpuno zauzeta. Možete izbrisati podatke u blokovima koji su jednaki 512 KB. Sva ova ograničenja nameću određene odgovornosti ispravnom inteligentnom algoritmu kontrolera. Stoga, pravilno konfiguriran i optimiziran kontroler može značajno promijeniti i performanse brzine i izdržljivost SSD diska.

Rezultati

Trenutno je još prerano govoriti o potpunoj pobjedi SSD-a nad magnetnim diskovima. Kada se uzme u obzir veličina i brzina SSD-a u poređenju sa tradicionalnim HDD-ovima, glavna prepreka za prelazak na SSD-ove je i dalje njihova cijena. Višestruka analiza posljednjih godina pokazao nevoljkost proizvođača da smanje cijenu NAND memorije. Tek u posljednjih šest mjeseci primjećuje se blagi trend pada cijena SSD-ova, a najvjerovatnije je to zbog pada potražnje potrošača, što je uzrokovano globalnom krizom. Solid-state diskovi su već nekoliko godina predstavljeni u širokom spektru na svjetskom tržištu, ali čak ni tako značajan period za digitalne tehnologije nije mogao utjecati na njihovu konkurentnost u smislu "cijene po GB pohranjenih informacija" u odnosu na magnetne diskove. Gustoća snimanja po magnetnom disku stalno raste, što doprinosi izdavanju sve više i više kapaciteta (trenutno su široko dostupni HDD-ovi od 2 TB). Ovakva distribucija tržišta može natjerati kupca da preferira SSD disk samo u slučaju hitne potrebe za brzinom čitanja ili otpornošću na vibracije/udare, ali će većina informacija i dalje biti pohranjena na klasičnim tvrdim diskovima.

Prednosti i nedostaci SSD-a u odnosu na HDD magnetne diskove:

Prednosti:

mnogo veća brzina čitanja;
potpuno odsustvo buke;
pouzdanost zbog odsustva pokretnih dijelova;
niska potrošnja energije;
visoka otpornost na vibracije.

Nedostaci:

visoka cijena po GB pohranjenih informacija;
ograničen broj ciklusa upisivanja i brisanja podataka.

Članak pročitan 11417 puta

Pretplatite se na naše kanale

Performanse i životni vijek SSD-a prvenstveno zavise od NAND flash memorije i kontrolera sa firmverom. One su glavne komponente cijene pogona i logično je obratiti pažnju na ove komponente prilikom kupovine. Danas ćemo pričati o NAND-u.

Ako želite, možete pronaći suptilnosti tehnološkog procesa za proizvodnju flash memorije na stranicama specijaliziranim za SSD recenzije. Moj članak je namijenjen široj čitalačkoj publici i ima dva cilja:

Podignite veo nad nejasnim specifikacijama objavljenim na web stranicama proizvođača i trgovina SSD diskova.
Eliminišite pitanja koja imate tokom učenja specifikacije pamćenje različitih pogona i čitanje recenzija napisanih za "gvozdene" štreberke.

Prvo ću ilustrovati problem slikama.

Ono što je naznačeno u karakteristikama SSD-a

NAND specifikacije objavljene na službenim web stranicama proizvođača iu lancima trgovina ne sadrže uvijek detaljne informacije. Štaviše, terminologija se dosta razlikuje, a ja sam sakupio podatke za vas na pet različitih diskova.

Da li vam ova slika nešto govori?

Ok, recimo Yandex.Market nije najpouzdaniji izvor informacija. Okrenimo se web stranicama proizvođača - je li postalo lakše?

Možda će to biti jasnije?

I ako jeste?

Ili je ipak bolje?

U međuvremenu, svi ovi diskovi imaju instaliranu istu memoriju! Teško je povjerovati, posebno gledajući posljednje dvije slike, zar ne? Pročitavši unos do kraja, ne samo da ćete se uvjeriti u to, već ćete pročitati i takve karakteristike kao što je otvorena knjiga.

Proizvođači NAND memorije

Mnogo je manje proizvođača fleš memorije nego kompanija koje prodaju SSD-ove pod svojim brendovima. Većina diskova sada ima memoriju iz:

Intel/Micron
Hynix
Samsung
Toshiba/SanDisk

Intel i Micron dijele isto mjesto na listi s razlogom. Oni proizvode NAND na istim tehnologijama kao dio zajedničkog ulaganja IMFT.

U vodećoj fabrici u američkoj državi Utah, ista memorija se proizvodi pod brendovima ove dvije kompanije u gotovo jednakim omjerima. Iz fabrike u Singapuru, koju sada kontroliše Micron, memorija takođe može da izađe pod brendom njegove podružnice SpecTek.

Svi proizvođači SSD-a kupuju NAND od gore navedenih kompanija, tako da različiti diskovi mogu imati gotovo istu memoriju, čak i ako je njihov brend različit.

Čini se da bi u ovoj situaciji s pamćenjem sve trebalo biti jednostavno. Međutim, postoji nekoliko tipova NAND-a, koji su zauzvrat podijeljeni prema različitim parametrima, unoseći zabunu.

Tipovi NAND memorije: SLC, MLC i TLC

Tri je različite vrste NAND, glavna tehnološka razlika između kojih je broj bitova pohranjenih u memorijskoj ćeliji.

SLC je najstarija od tri tehnologije i teško da ćete naći moderan SSD sa ovim NAND-om. Većina diskova sada ima ugrađen MLC, a TLC je nova riječ na tržištu SSD memorije.

Općenito, TLC se dugo koristi u USB fleš diskovima, gdje nema izdržljivosti memorije praktična vrijednost. Novo tehnološkim procesima omogućavaju smanjenje cijene gigabajta TLC NAND za SSD, pružajući prihvatljive performanse i vijek trajanja, što je logično zainteresirano za sve proizvođače.

Zanimljivo, dok je šira javnost zabrinuta zbog ograničenog broja ciklusa pisanja na SSD, kako se NAND tehnologije razvijaju, ovaj parametar se samo smanjuje!

Kako odrediti specifičnu vrstu memorije u SSD-u

Bilo da ste upravo kupili SSD uređaj ili planirate da ga kupite, nakon čitanja ovog posta možda ćete imati pitanje postavljeno u podnaslovu.

Nijedan program ne pokazuje tip memorije. Ove informacije se mogu pronaći u recenziji diskova, ali postoji kraći put, posebno kada trebate uporediti nekoliko kandidata za kupovinu.

Na specijalizovanim sajtovima možete pronaći SSD baze podataka, a evo primera.

Tamo sam bez problema pronašao memorijske specifikacije mojih diskova, s izuzetkom SanDisk P4 (mSATA) instaliranog u tabletu.

Koji SSD ima najbolju memoriju

Idemo prvo kroz glavne točke članka:

Proizvođači NAND-a mogu se nabrojati na prste jedne ruke
moderni SSD uređaji koriste dva tipa NAND-a: MLC i TLC, koji tek uzima maha
MLC NAND se razlikuje po interfejsima: ONFi (Intel, Micron) i Toggle Mode (Samsung, Toshiba)
ONFi MLC NAND je podijeljen na asinhroni (jeftiniji i sporiji) i sinhroni (skuplji i brži)
Proizvođači SSD-a koriste memoriju različitih interfejsa i tipova, stvarajući razne sastav za bilo koji novčanik
zvanične specifikacije rijetko sadrže specifične informacije, ali SSD baze podataka vam omogućavaju da precizno odredite tip NAND-a

Naravno, u takvom zoološkom vrtu ne može biti nedvosmislenog odgovora na pitanje postavljeno u podnaslovu. Bez obzira na marku drajva, NAND je u skladu sa deklarisanim specifikacijama, inače nema smisla da ga OEM-ovi kupuju (daju svoju garanciju na SSD).

Međutim ... zamislite da vas je ljeto obradovalo neviđenom žetvom jagoda u zemlji!

Sve je sočno i slatko, ali jednostavno ne možete da jedete toliko, pa odlučite da prodate bobice koje ste ubrali.

Hoćete li najbolje jagode zadržati za sebe ili ih staviti na prodaju? :)

Može se pretpostaviti da proizvođači NAND-a ugrađuju najbolju memoriju u svoje pogone. S obzirom na ograničen broj NAND kompanija, lista proizvođača SSD-a je još kraća:

Crucial (podjela Microna)
Intel
Samsung

Opet, ovo je samo pretpostavka, nije potkrijepljena pouzdanim činjenicama. Ali da li biste na mjestu ovih kompanija postupili drugačije?