نان فلش کنید که چگونه کار می کند. فلش مموری. درایو حالت جامد. انواع فلش مموری. کارت حافظه. مدیریت بلاک بد

65 نانومتر هدف بعدی کارخانه Angstrem-T Zelenograd است که 300 تا 350 میلیون یورو هزینه خواهد داشت. ودوموستی این هفته به نقل از لئونید ریمان، رئیس هیئت مدیره کارخانه گزارش داد، این شرکت قبلاً درخواستی برای وام نرم برای نوسازی فناوری های تولید به Vnesheconombank (VEB) ارائه کرده است. اکنون Angstrem-T در حال آماده شدن برای راه اندازی خطی برای تولید تراشه با توپولوژی 90 نانومتری است. پرداخت وام قبلی VEB، که برای آن خریداری شده بود، از اواسط سال 2017 آغاز می شود.

پکن وال استریت را فرو ریخت

شاخص های کلیدی ایالات متحده اولین روزهای سال جدید میلادی را با سقوط رکوردی رقم زدند، جورج سوروس میلیاردر قبلاً هشدار داده بود که جهان در انتظار تکرار بحران 2008 است.

اولین پردازنده مصرفی روسی Baikal-T1 با قیمت 60 دلار وارد تولید انبوه شد

شرکت Baikal Electronics در ابتدای سال 2016 وعده راه اندازی می دهد تولید صنعتیپردازنده روسی Baikal-T1 حدود 60 دلار قیمت دارد. فعالان بازار می گویند اگر این تقاضا توسط دولت ایجاد شود، دستگاه ها مورد تقاضا خواهند بود.

MTS و اریکسون به طور مشترک 5G را در روسیه توسعه و پیاده سازی خواهند کرد

PJSC "Mobile TeleSystems" و Ericsson توافق نامه هایی را در مورد همکاری در توسعه و اجرای فناوری 5G در روسیه امضا کردند. که در پروژه های آزمایشی، از جمله در طول جام جهانی 2018، MTS قصد دارد توسعه فروشنده سوئدی را آزمایش کند. در آغاز سال آینده، اپراتور گفت و گو با وزارت مخابرات و ارتباطات جمعی را در مورد شکل گیری آغاز خواهد کرد. الزامات فنیبه نسل پنجم ارتباطات سیار.

سرگئی چمزوف: Rostec در حال حاضر یکی از ده شرکت بزرگ مهندسی در جهان است

در مصاحبه با RBC، سرگئی چمزوف، رئیس Rostec، به سوالات داغ پاسخ داد: در مورد سیستم پلاتون، مشکلات و چشم اندازهای AVTOVAZ، منافع شرکت دولتی در تجارت داروسازی، در مورد همکاری بین المللی تحت فشار تحریم ها، واردات صحبت کرد. جایگزینی، سازماندهی مجدد، استراتژی های توسعه و فرصت های جدید در زمان های دشوار.

Rostec "محافظت" است و به افتخارات سامسونگ و جنرال الکتریک دست درازی می کند

هیئت نظارت Rostec "استراتژی توسعه تا سال 2025" را تصویب کرد. وظایف اصلی افزایش سهم محصولات غیرنظامی با فناوری پیشرفته و عقب افتادن جنرال الکتریک و سامسونگ در شاخص های کلیدی مالی است.

یک راه آسان برای افزایش سرعت کامپیوتر، نصب یک درایو SSD بر روی آن است. قبلاً در یکی از مقالات قبلی در مورد آن صحبت کرده ایم. این درایوها انواع مختلفی دارند و من می خواهم مقاله امروز را به همین موضوع اختصاص دهم. اولی یک درایو حالت جامد SATA است که معمولاً در فرم فاکتور 2.5 اینچی است و یک راه حل همه کاره با سرعت بسیار خوب و قیمت نسبتاً مناسب است.

این برای هر رایانه ای، تقریباً هر لپ تاپی مناسب است (استثناهایی وجود دارد، مانند مدل های SONY، که از دیسک فاکتور فرم 1.8 اینچی استفاده می کنند). بعدی در لیست ما PCI داریم، به خصوص به SSD های PCI 3.0 توجه کنید - آنها به سادگی سرعت دیوانه کننده ای دارند. و ممکن است از عملکردی که با این درایوها دریافت می کنید شگفت زده شوید.

اما، مانند همه چیزهای خوب، آنها یک اشکال دارند - قیمت نسبتاً بالایی که اغلب 2 یا حتی 3 برابر بیشتر از درایوهای SSD SATA 2.5 معمولی است. mSATA نیز وجود دارد (در تصویر زیر) که مخفف "mini SATA" است ، بیشتر در لپ تاپ ها استفاده می شود ، اما از نظر سرعت ، چنین درایوهایی با SATA 2 معمولی تفاوتی ندارند ، یعنی همان، اما در شکل کوچکتر - عامل.

ببینید mSATA SSD چقدر کوچکتر است (سبز تخته مدار چاپیبالا) در مقایسه با هارد 2.5 اینچی معمولی

قابل توجه است که SSD ها به طور انحصاری برای اپل وجود دارد (در اینجا نیز "شخصیت های" جداگانه ای باقی مانده اند) و حتی گران تر هستند ، اگرچه از نظر عملکرد با همان SSD های PCI تفاوتی ندارند. سرعت نوشتن در اینجا می تواند 700 مگابایت بر ثانیه باشد - که یک نشانگر شیک است.

اگر می خواهید یک SSD برای خود بخرید، در هر صورت باید بین نسخه های SATA و PCI یکی را انتخاب کنید و در حال حاضر بحث قیمت وجود دارد. اگر زمان زیادی را در رایانه خود می گذرانید، حتماً نسخه PCI درایو را امتحان کنید. از آنجایی که خودش وارد یک آرایه RAID می شود (این زمانی است که 2 هارد دیسک به یک دیسک متصل می شوند)، در این حالت، اطلاعات از دو دستگاه به طور همزمان خوانده می شود که سرعت سیستم را دقیقاً 2 برابر افزایش می دهد.

PCI SSD - در داخل واحد سیستم کامپیوتر نصب شده است

یعنی مثلا همین ویندوز بلافاصله روی 2 فلش (2 چیپ مختلف) نصب میشه و همزمان از روی اونها میخونه که واقعا راه حل عالی برای افزایش کارایی کامپیوتره، خریدش رو حتما توصیه میکنم.

اگر فقط می خواهید به نحوی سرعت رایانه قدیمی خود را افزایش دهید، که ممکن است به زودی برنامه ریزی کنید که آن را به چیزی سازنده تر تغییر دهید، یا فقط می خواهید برای اولین بار یک درایو حالت جامد را امتحان کنید، قطعا توصیه می کنم همه آشنایان و تست شده SATA را امتحان کنید. 2.5 SSD.

MLC یا TLC - کدام یک را برای رایانه خود انتخاب کنید بهتر است؟ همه کاربرانی که تا به حال از یک درایو حالت جامد (حافظه SSD) استفاده کرده اند در مورد آن مثبت صحبت می کنند. به لطف او، برنامه های مورد علاقه شما سریعتر بارگذاری می شوند و کارایی کلی سیستم افزایش می یابد. علاوه بر این، این درایوها نسبت به هارد دیسک های سنتی بسیار بادوام تر و بادوام تر هستند. اما چرا برخی از انواع حافظه گرانتر از انواع دیگر هستند؟ برای پاسخ به این سوال، باید درک کنید سازمان داخلیدرایوهای این نوع

برد SSD را می توان به 3 بلوک اصلی تقسیم کرد:

1. حافظه NAND 3D (با NOR Flash اشتباه نشود). این قطعه برای ذخیره داده ها در واحدهای غیر فرار که نیازی به برق ثابت از شبکه برق ندارند استفاده می شود.
2. DDR مقدار کمی حافظه فرار که برای ذخیره داده ها به انرژی نیاز دارد. برای ذخیره اطلاعات برای دسترسی در آینده استفاده می شود. این گزینه در همه درایوها موجود نیست.
3. کنترل کننده. به عنوان یک واسطه عمل می کند، حافظه 3D NAND و یک کامپیوتر را متصل می کند. این کنترلر همچنین حاوی سیستم عامل است که به مدیریت SSD کمک می کند.

حافظه NAND، بر خلاف NOR، از سلول‌های زیادی که حاوی بیت‌هایی هستند ساخته می‌شود که با بار الکتریکی روشن یا خاموش می‌شوند. سازماندهی این سلول های قابل تعویض نشان دهنده داده های ذخیره شده در SSD است. تعداد بیت های این سلول ها نیز با توجه به نوع حافظه تعیین می شود. به عنوان مثال، در یک سلول تک سطحی (SLC)، یک سلول حاوی 1 بیت است. درایوهای NOR معمولاً در دستگاه های شبکه استفاده می شوند.

دلیل اینکه SLC دارای مقدار کمی حافظه است به دلیل اندازه فیزیکی کوچک آن در مقایسه با سایر قطعات مدار چاپی (PCB) است. فراموش نکنید که PCB شامل یک کنترلر، حافظه DDR و حافظه 3D NAND است که باید به نحوی در داخل واحد سیستم PC قرار گیرد. حافظه MLC NAND تعداد بیت ها را در هر سلول دو برابر می کند، در حالی که TLC سه برابر می شود. این تاثیر مثبتی بر میزان حافظه دارد. درایوهای NOR دسترسی به اطلاعات تصادفی را فراهم می کنند، به همین دلیل است که از آنها مانند هارد دیسک استفاده نمی شود.

دلایل خاصی وجود دارد که چرا تولیدکنندگان به انتشار فلش مموری با 1 بیت در هر سلول ادامه می دهند. درایوهای SLC سریعترین و قابل اعتمادترین در نظر گرفته می شوند، اما نسبتاً گران هستند و ظرفیت ذخیره سازی محدودی دارند. به همین دلیل است که چنین دستگاهی برای رایانه هایی که در معرض بارهای سنگین هستند، بیشتر ترجیح داده می شود.

SLC چیست؟

در تقابل بین SLC در مقابل MLC یا TLC 3D، نوع اول حافظه همیشه برنده است، اما هزینه آن نیز بسیار بیشتر است. همچنین حافظه بیشتری دارد، اما کندتر و مستعد شکستگی است. MLC و TLC انواع حافظه هایی هستند که برای استفاده معمولی روزانه از رایانه توصیه می شوند. NOR معمولاً در تلفن های همراهو تبلت ها دانستن نیازهای خود به کاربر کمک می کند تا مناسب ترین درایو SSD را انتخاب کند.

سلول تک سطحی نام خود را از یک بیت گرفته شده است که بسته به منبع تغذیه روشن یا خاموش می شود. مزیت SLC این است که هنگام خواندن و نوشتن داده ها دقیق ترین است و چرخه عملیات مداوم آن می تواند طولانی تر باشد. تعداد بازنویسی های مجاز 90000-100000 است.

این نوع حافظه به دلیل طول عمر بالا، دقت و عملکرد کلی، به خوبی در بازار جا افتاده است. چنین درایوی به ندرت در رایانه های خانگی به دلیل هزینه بالا و مقدار کمی حافظه نصب می شود. مناسب تر است برای استفاده صنعتیو بارهای سنگین مرتبط با خواندن و نوشتن مداوم اطلاعات.

مزایای SLC:

• عمر طولانی و مقدار زیادچرخه شارژ در مقایسه با هر نوع حافظه فلش دیگری؛
• خطاهای خواندن و نوشتن کمتر؛
• می تواند در محدوده دمایی وسیع تری کار کند.

معایب SLC:

• قیمت بالا در مقایسه با سایر SSD ها؛
• حافظه نسبتا کم

نوع حافظه eMLC

eMLC یک حافظه فلش است که برای بخش سازمانی بهینه شده است. عملکرد و دوام بهتری دارد. تعداد بازنویسی‌ها از 20000 تا 30000 متغیر است.

مزایای eMLC:

• بسیار ارزان تر از SLC؛
• عملکرد و استقامت بالاتر از MLC NAND معمولی.

معایب eMLC:

• از نظر عملکرد به SLC می بازد.
• برای مصارف خانگی مناسب نیست

حافظه فلش MLC برای درایو حالت جامد

حافظه چند سطحی سلولی نام خود را از توانایی ذخیره 2 بیت داده در یک سلول گرفته است. مزیت بزرگ بیشتر است قیمت پاییندر مقایسه با SLC هزینه کمتر، به عنوان یک قاعده، کلید محبوبیت محصول می شود. مشکل این است که تعداد بازنویسی های احتمالی یک سلول در مقایسه با SLC بسیار کمتر است.

مزایای MLC NAND:

قیمت نسبتا پایین، طراحی شده برای مصرف کننده انبوه؛
قابلیت اطمینان بیشتر در مقایسه با TLC.

معایب MLC NAND:

• کمتر قابل اعتماد و بادوام از SLC یا eMLC.
• برای استفاده تجاری مناسب نیست

حافظه TLC

Triple Level Cell ارزان ترین نوع فلش مموری است. بزرگترین عیب آن این است که فقط برای مصارف خانگی مناسب است و برای استفاده در فعالیت های تجاری یا صنعتی منع مصرف دارد. چرخه زندگی یک سلول 3000-5000 بازنویسی است.

مزایای TLC 3D:

• ارزان ترین SSD موجود در بازار؛
• قادر به پاسخگویی به نیازهای اکثر کاربران است.

معایب TLC 3D:

• کوتاه ترین امید به زندگی در مقایسه با انواع دیگر؛
• برای استفاده تجاری مناسب نیست

طول عمر SSD

مانند همه چیزهای خوب در این دنیا، SSD نمی تواند برای همیشه دوام بیاورد. همانطور که در بالا اشاره شد، چرخه زندگیدرایو حالت جامد مستقیماً به نوع NAND سه بعدی که استفاده می کند بستگی دارد. بسیاری از کاربران نگران این هستند که انواع ارزان‌تر درایوها چقدر می‌توانند دوام بیاورند. در مقایسه با MLC و TLC، حافظه SLC بادوام تر است اما هزینه بیشتری دارد. تیم‌های مستقل از مشتاقان SSD‌های مقرون‌به‌صرفه درجه مصرف‌کننده را آزمایش کردند که بیشتر آنها MLC بودند و تنها 1 مورد از NAND TLC سه بعدی استفاده کردند. نتایج امیدوارکننده بود. قبل از شکست، اکثر این دستگاه‌ها موفق می‌شدند 700 ترابایت اطلاعات را از طریق خود عبور دهند و 2 مورد از آنها - حتی 1 PB. این واقعا حجم عظیمی از داده است.

ما می‌توانیم با خیال راحت هر گونه ترس از خرابی SSD را رد کنیم زمان کوتاه. اگر از MLC یا TLC 3D V-NAND برای استفاده روزمره مانند ذخیره موسیقی، عکس، نرم افزار، اسناد شخصی و بازی های ویدیویی، می توانید مطمئن باشید که این حافظه چندین سال باقی می ماند. در خانه، بارگذاری رایانه به روشی که با سرورهای شرکت انجام می دهند غیرممکن است. برای کسانی که نگران طول عمر حافظه خود هستند، ویژگی هایی مانند فناوری تحلیل و گزارش خود نظارتی (S.M.A.R.T.) می توانند به شما در پیگیری سلامت SSD خود کمک کنند.

انتخاب SSD مناسب

در واقع، تفاوت بین درایوهای تجاری و مصرفی آنقدر زیاد است که درک آن دشوار است. تیم‌های توسعه شروع به ساخت SSD‌های گران‌قیمت کرده‌اند تا نیازهای بالاتر فعالیت‌های فناوری پیشرفته، پیشرفت‌های علمی و نظامی را که نیاز به پردازش مداوم اطلاعات دارند، برآورده کنند.

سرورها در شرکت های بزرگ نمونه خوبی برای استفاده از درایوهای فلش گران قیمت هستند زیرا 24 ساعت شبانه روز و 5 تا 7 روز در هفته کار می کنند. به همین دلیل است که آنها به زمان خواندن/نوشتن طولانی و سریع و افزایش قابلیت اطمینان نیاز دارند. درایوهای مصرف کننده نسخه های درایوهای تجاری حذف شده اند. آنها فاقد ویژگی های خاصی هستند اما فضای ذخیره سازی بیشتری را ارائه می دهند. علاوه بر این، روند خوشایندی در جهان به سمت افزایش عملکرد NANDهای ارزان قیمت و کاهش هزینه آنها وجود دارد.

چه نوع ذخیره سازی را باید انتخاب کنید؟ SLC یا MLC و TLC؟ می‌توان نتیجه گرفت که حافظه SLC یا eMLC برای استفاده معمولی روزمره به سادگی مورد نیاز نیست، بنابراین صرف مبلغی دور برای آن فایده‌ای ندارد. اگر نوع حافظه NAND را از TLC یا MLC انتخاب کنید، همه چیز به توانایی های مالی شما بستگی دارد.

TLC NAND مقرون به صرفه ترین حافظه ای است که می تواند نیازهای اکثر مصرف کنندگان را برآورده کند. حافظه MLC را می توان نسخه پیشرفته تری از حافظه NAND برای افرادی در نظر گرفت که آماده سرمایه گذاری هنگفت بر روی رایانه شخصی خود هستند. همچنین برای کسانی که قصد دارند اطلاعات خود را برای چندین سال ذخیره کنند مناسب است. اگر پیام NAND Flash was not detected بر روی مانیتور ظاهر شد، به احتمال زیاد حافظه منبع خود را تمام کرده و از کار افتاده است.

منشا حافظه NAND مبتنی بر حافظه فلش بود که خیلی زودتر ظاهر شد و در درایوهای حالت جامد با سرعت، دوام و مساحت تراشه به وضوح کمتر از حافظه NAND استفاده می شد. فلش مموری توسط فوجیو ماسوکا در سال 1984 زمانی که برای توشیبا کار می کرد اختراع شد. پس از ارائه طرح فوجیو ماسوکا در IEEE 1984 (جلسه بین المللی دستگاه های الکترونیکی) در سانفرانسیسکو، کالیفرنیا، اینتل اولین تراشه فلش تجاری نوع NOR را در سال 1988 منتشر کرد. ظهور حافظه فلش نوع NAND توسط توشیبا در سال 1989 در کنفرانس بین المللی مدارهای حالت جامد اعلام شد.

فلش مموری، انواع حافظه NAND

تفاوت اساسی فلش مموری در این است که یک بیت اطلاعات را در آرایه ای از ترانزیستورهای دروازه شناور به نام سلول ذخیره می کند. دو نوع حافظه NAND در درایوهای SSD استفاده می شود - SLC و MLC. تفاوت بین انواع حافظه SLC و MLC چیست؟ دستگاه های SLC دارای سلول های تک سطحی هستند که تنها یک بیت را در هر ترانزیستور ذخیره می کنند، در حالی که MLC های چند سطحی می توانند چندین بیت اطلاعات را در هر سلول ذخیره کنند. این نتیجه استفاده از سطوح مختلف بار الکتریکی در دروازه شناور ترانزیستور است. اصل رمزگذاری (0 یا 1 منطقی) اطلاعات در همه موارد یکسان است که در زیر توسط ما توضیح داده خواهد شد. فقط ساختار سلول متفاوت است. عمق سطوح MLC می تواند تا 4 برسد، یعنی تا 4 بیت اطلاعات را ذخیره کند، در حالی که SLC واحد ساده تری است و 1 بیت را ذخیره می کند.

فناوری MLC این امکان را به وجود می‌آورد که با افزایش سطوح، حجم دیسک را به میزان قابل توجهی افزایش داده و ابعاد فیزیکی آن را بدون تغییر باقی بگذارد که هزینه هر گیگابایت را کاهش می‌دهد. روی این صفات مثبتاین فناوری رو به پایان است. با هر سطح اضافی، کار تشخیص سطح سیگنال پیچیده تر می شود، به جز کاهش منبع دیسک SSD، زمان جستجو برای آدرس سلول افزایش می یابد و احتمال خطا افزایش می یابد. کنترل خطا در سخت افزار انجام می شود که در مورد فناوری MLC منجر به افزایش هزینه الکترونیک کنترل می شود و بر این اساس هزینه نهایی SSD را افزایش می دهد. درایوهای SSD عظیم در بازار جهانی از فناوری MLC با ضبط چهار سطح استفاده می کنند. در این حالت، داده ها به صورت (11)، (10)، (01)، (00) کدگذاری می شوند. برای SLC، یک سلول تک سطحی فقط می تواند مقادیر 0 یا 1 را بگیرد.

محلول‌های دارای سلول‌های SLC با اندازه و قیمت یکسان به وضوح از نظر مقدار اطلاعات ذخیره شده بر روی آن‌ها نسبت به MLC ضرر می‌کنند، اما در عین حال سریع‌تر و بادوام‌تر هستند. بنابراین، سازندگان باید از تراشه‌های بیشتری با ظرفیت کل دیسک کمتر استفاده کنند، که در نهایت قیمت یک درایو SLC را بیش از دو برابر در مقایسه با درایو MLC هم اندازه افزایش می‌دهد.

مکانیسم هایی برای نوشتن و خواندن حافظه NAND سلول واحد

بیایید سعی کنیم عملکرد ترانزیستور را برای حافظه NAND که یک ترانزیستور اثر میدان گیت عایق یا ماسفت است با جزئیات بیشتری شرح دهیم.

ویژگی اصلی ترانزیستور اثر میدانی، که امکان استفاده از آن را برای ذخیره اطلاعات فراهم می کرد، توانایی نگه داشتن بار الکتریکی روی یک دروازه "شناور" تا 10 سال بود. دروازه "شناور" خود از سیلیکون پلی کریستال ساخته شده است و کاملاً توسط یک لایه دی الکتریک احاطه شده است که عدم تماس کامل الکتریکی با عناصر ترانزیستور را فراهم می کند. بین گیت کنترل و بستر اتصال p-n قرار دارد. الکترود کنترل ترانزیستور اثر میدان را گیت می نامند. در این مورد، رسانایی اتصال p-n، به دلیل مقاومت الکتریکی، با اختلاف پتانسیل کنترل می شود که ایجاد می کند میدان الکتریکی، موثر بر حالت p-nانتقال ها

عناصر مهم ترانزیستور نیز تخلیه و منبع هستند. برای تغییر بیت اطلاعاتی که در سلول نوشته می شود، یک میدان الکتریکی توسط ولتاژ روی دروازه کنترل ایجاد می شود و یک اثر تونل رخ می دهد. این به برخی از الکترون‌ها اجازه می‌دهد تا از لایه دی الکتریک به دروازه شناور عبور کنند و باری برای آن فراهم کنند و از این رو سلول واحد را با کمی اطلاعات پر کنند.

بار انباشته شده روی دروازه شناور بر رسانایی کانال منبع تخلیه که در خواندن استفاده می شود تأثیر می گذارد.

چنین تفاوتی در مکانیسم نوشتن و خواندن به وضوح بر مصرف برق متفاوت این حالت ها تأثیر می گذارد. حافظه NAND هنگام نوشتن جریان نسبتاً زیادی را مصرف می کند و در هنگام خواندن، برعکس، مصرف انرژی کم است. برای پاک کردن اطلاعات، یک ولتاژ منفی بالا به گیت کنترل اعمال می شود و الکترون های دروازه شناور به سمت منبع می روند. یک درایو حالت جامد مدرن از چنین سلول های ابتدایی ترکیب شده در صفحات، بلوک ها و آرایه ها است.

طول عمر حافظه NAND

ویژگی اصلی حافظه NAND، که امکان استفاده از آن در SSD ها را فراهم می کند، توانایی آن در ذخیره داده ها بدون منبع تغذیه خارجی بود. با این حال، این فناوری محدودیت هایی را بر تعداد تغییرات در وضعیت منطقی سلول اعمال می کند که منجر به تعداد محدودی از چرخه های بازنویسی این سلول می شود. این به دلیل تخریب تدریجی لایه دی الکتریک است. این اثربرای سلول های MLC به دلیل ذخیره اندک آنها برای تغییر بار دروازه شناور به دلیل ذخیره بسیار سریعتر رخ می دهد ویژگی های طراحی. خواندن یک سلول نیز بر طول عمر آن تأثیر می گذارد، اما این تأثیر بسیار کمتر از هنگام نوشتن / پاک کردن است، که به ما امکان می دهد چرخه های خواندن را نامحدود در نظر بگیریم، و عمر یک SSD با تعداد چرخه های احتمالی بازنویسی اندازه گیری می شود.

همه درایوهای SSD دارای بخشی هستند که برای عملیات استاندارد نوشتن/خواندن غیرقابل دسترسی است. در قیاس با درایوهای مغناطیسی HDD که دارای ذخیره ای برای جایگزینی بلوک های بد هستند، در صورت سایش سلول به عنوان ذخیره مورد نیاز است. ذخیره سلول اضافی به صورت پویا مورد استفاده قرار می گیرد و با فرسودگی فیزیکی سلول های اولیه، یک سلول جایگزین ارائه می شود.

در اینجا یک جدول مقایسه تقریبی از ویژگی های اصلی است که عملکرد درایوهای SSD با فناوری SLC و درایوهای با سلول های MLC را متمایز می کند.

جدول به وضوح تمام مزایا و معایب این فناوری ها را نشان می دهد. این نشان دهنده برتری راه حل های SLC نسبت به MLC است، اما معیار اصلی محبوبیت SSD ها - قیمت آنها را نشان نمی دهد. با توجه به کاهش سریع هزینه چنین راه حل هایی، بیان آن معنا ندارد. بیایید بگوییم که اگرچه درایوهای MLC در همه چیز نسبت به SLC پایین تر هستند، اما بیش از دو برابر قیمت برنده می شوند و می توانند با همان مقدار داده ذخیره شده فشرده تر باشند.

ساختار دیسک SSD: سلول، صفحه، اندازه بلوک NAND

برای بیشتر استفاده موثرسلول های حافظه ابتدایی، آنها به آرایه هایی با ساختار چند سطحی ترکیب شدند. یک سلول که یک (برای SLC) یا، به عنوان یک قاعده، دو (برای نسل فعلی MLC) بیت داده را ذخیره می کند، در گروهی به نام صفحه ترکیب می شود و حاوی 4 کیلوبایت داده است.

الگوریتم های ویژه برای کار با درایوهای SSD

با توجه به محدودیت چرخه نوشتن / پاک کردن سلول های حافظه فلش، توسعه دهندگان مجبور شدند الگوریتم صحیحی را برای عملکرد یک درایو SSD ایجاد کنند که به آن اجازه می دهد تا به طور مساوی تمام فضای ذخیره سازی خود را "فرسوده" کند. همانطور که قبلاً اشاره کردیم ، کل حجم دیسک به بلوک های 512 کیلوبایتی تقسیم می شود و آنها به نوبه خود به صفحات 4 کیلوبایتی تقسیم می شوند که بر روی آنها عملیات خواندن و نوشتن انجام می شود. اما هنگامی که اطلاعاتی را در یک صفحه نوشتید، تا زمانی که پاک نشود نمی توان آن را بازنویسی کرد. مشکل این است که حداقل حجم اطلاعات ثبت شده نمی تواند کمتر از 4 کیلوبایت باشد و داده ها را می توان حداقل در بلوک های 512 کیلوبایتی پاک کرد. برای انجام این کار، کنترلر داده ها را گروه بندی و انتقال می دهد (این الگوریتم را در زیر توضیح خواهیم داد) تا کل بلوک آزاد شود. این عملیات منجر به افزایش زمان پاسخ و کاهش عمر SSD می شود، اما باید چیزی را فدا کرد.

بیایید در مورد الگوریتم نوشتن/حذف صحبت کنیم.

پس از درخواست نوشتن از سیستم عامل، کنترلر رسانه اندازه و ساختار اطلاعات را تعیین می کند. اگر تعداد کافی بلوک خالی وجود داشته باشد، یک بلوک جدید اختصاص داده می شود که داده های ارسال شده توسط سیستم عامل برای نوشتن روی آن کپی می شود. با این حال، با پر شدن دیسک و کاهش تعداد کافی بلوک های خالی، این عملیات بسیار پیچیده تر می شود. کنترلر به طور فزاینده ای به دنبال مناسب ترین بلوک (با تعداد صفحات آزاد)، نیمه اشغال شده است و آن را در یک بلوک خالی بازنویسی می کند و آن را با داده هایی که از سیستم عامل برای نوشتن آمده است ترکیب می کند که کاملاً آن را پر می کند. بلوک قدیمیسپس پاک شد. با این الگوریتم یک بلوک کاملا پر و یک بلوک خالی بدست می آوریم که به گروه بلوک های خالی موجود برای نوشتن اضافه می شود. هنگامی که یک درخواست نوشتن ارسال می شود، کنترل کننده فقط از بلوک های این گروه استفاده می کند.

در تجهیزات خود ، کنترلر معمولاً 10 کانال دارد ، به ویژه کنترلرهای SSD اینتل دارای چنین تعداد کانال هستند. کل مجموعه تراشه ها به طور مساوی به هر کانال تبادل داده اختصاص داده می شود. در این مرحله از توسعه فناوری های SSD، تراشه های حافظه در تعامل با کانال اول نمی توانند در عملیات با کانال های دوم، سوم و بعدی تلاقی پیدا کنند، اما ممکن است این مشکل در آینده نزدیک حل شود. استفاده از پیوندهای "شناور" برای تمام حافظه موجود بر روی دیسک کاملاً منطقی است. اغلب نیاز به نوشتن یک صف از داده های کوچک وجود دارد، سپس کنترل کننده به طور خودکار کل بلوک را در تمام کانال ها توزیع می کند، اما ارتباط بین سلول ها حفظ می شود، زیرا این قطعه داده یک واحد منطقی است.

عملیات حذف داده ها نیز مستقیماً به حجم و مکان داده های حذف شده بستگی دارد. اگر تمام اطلاعات در یک بلوک یا در گروهی از بلوک ها نوشته شده باشد و کاملاً آنها را اشغال کند، بلوک / بلوک ها به سادگی پاک می شوند و به عنوان خالی و آماده برای ضبط بعدی با بالاترین سرعت ممکن علامت گذاری می شوند. اما این حالت ایده آل همیشه اتفاق نمی افتد.

اگر لازم باشد نه کل بلوک، بلکه چندین صفحه موجود در آن را حذف کنید، کنترل کننده داده ها را به طور منطقی بدون پاک کردن آنها حذف می کند، بلکه به سادگی داده های صفحه را به عنوان حذف شده علامت گذاری می کند. در آینده، اطلاعات باقیمانده با اطلاعات جدیدی که برای ضبط آمده ترکیب می شود و در یک بلوک خالی نوشته می شود و بلوک اصلی همانطور که قبلاً در الگوریتم ضبط توضیح داده شده است، به طور کامل حذف و به عنوان خالی علامت گذاری می شود.

چرا به پیرایش نیاز دارید؟

این یکی دیگر از فناوری های مهم است که به دلیل فرمان TRIM، سایش یکنواخت تر دیسک SSD و کار سریعتر با داده ها را فراهم می کند. این به شما امکان می دهد یک زنجیره بسازید و اولویت بلوک های آزاد شده را تعیین کنید. قبلاً این عملیات به سیستم عامل اختصاص داده شده بود ، اما کنترلرهای SSD مدرن قبلاً پشتیبانی می کنند این تابعسخت افزار در سیستم عامل درایو مدت زمانی که طول می کشد تا بلوک ها پاک شوند به طور تصاعدی با فضای آزاد دیسک مرتبط است. هرچه اطلاعات کمتر و فضای خالی بیشتر باشد، "پیش بندی" روی SSD سریعتر می شود. از آنجایی که دیسک تا 75٪ پر می شود، عملکرد پاکسازی نسبت به حالت بیکار هنوز خیلی واضح نیست. اما، به محض اینکه کمتر از 15٪ فضای آزاد وجود داشته باشد، "پیش بندی" دشوار می شود. به طور طبیعی، بخشی از وابستگی به طور کامل توسط نوع اطلاعات تعیین می شود (ایستا، یعنی به ندرت جابجا شده و عمدتاً فقط قابل خواندن یا پویا). طبق تحقیقات IBM شرایط ایده آلعملکرد SSD زمانی که کمتر از 75 درصد پر باشد و نسبت قسمت استاتیک و دینامیک اطلاعات 3 به 1 باشد.

TRIM بخشی جدایی ناپذیر از SSD های مدرن است. هنگامی که دیسک ها بیش از 2/3 از داده ها پر شده باشند، به دلیل مرتب سازی صحیح بلوک ها و آماده سازی آنها برای ضبط، عملکرد را افزایش می دهد. این به شما امکان می دهد تفاوت سرعت یک دیسک جدید و در حال حاضر 75٪ کامل را به 2-3٪ کاهش دهید.

فراموش نکنید که به طور پیش فرض سیستم عاملبرای کار با یک دیسک HDD معمولی پیکربندی شده است، به این معنی که کاربر باید قطعا مکانیسم های "قدیمی" را برای افزایش سرعت دیسک مغناطیسی و همچنین الگوریتم های یکپارچه سازی غیرفعال کند. علاوه بر این، مهم است که از استفاده ناقص از کل فضای درایو SSD خود مراقبت کنید.

کش بافر در درایوهای SSD برای چه مواردی استفاده می شود؟

بافر کش در درایوهای SSD برای سرعت بخشیدن به روند نوشتن / خواندن، همانطور که برای درایوهای HDD معمول است، استفاده نمی شود. حجم آن حتی در نشان داده نشده است مشخصات فنیسازندگان اصلی SSD همانطور که قبلاً آن را درک می کردیم، نمی توان آن را یک حافظه کش معمولی در نظر گرفت. حافظه کش در درایوهای SSD به صورت پویا برای ذخیره جداول تخصیص و اشغال سلول های دیسک استفاده می شود. به طور موازی، اگر فضای خالی دیسک کافی وجود نداشته باشد، می تواند اطلاعات موقتی از سلول های پاک شده را ذخیره کند. جداول یک ماتریس سه بعدی هستند و کمک کننده اصلی برای کنترلر SSD هستند. بر اساس این داده ها، دیسک در مورد پاک کردن سلول های اضافی تصمیم گیری می کند. همچنین اطلاعات مربوط به فرکانس و شدت استفاده از هر بلوک موجود را روی دیسک ذخیره می کند. علاوه بر این، آدرس "مکان ها" در اینجا ثبت می شود که به دلیل فرسودگی فیزیکی امکان ضبط وجود ندارد.

کنترل کننده دیسک SSD

یک عنصر بسیار مهم و دائماً بهبود یافته درایو SSD، کنترلر آن است. وظیفه اصلی کنترلر ارائه عملیات خواندن و نوشتن است، اما با توجه به انبوه ویژگی های فیزیکی درایو SSD، کنترل کننده وظیفه مدیریت ساختار طرح داده ها را نیز بر عهده دارد. بر اساس ماتریس قرارگیری بلوک، که سلول‌ها روی آن نوشته شده‌اند و هنوز روی آن نوشته نشده‌اند، کنترل‌کننده سرعت نوشتن را بهینه می‌کند و عمر SSD شما را به حداکثر می‌رساند. با توجه به ماهیت ساخت حافظه NAND، کار با هر سلول به طور جداگانه غیرممکن است. همانطور که در بالا گفتیم، آنها در صفحاتی با حجم 4 کیلوبایت ترکیب می شوند و فقط زمانی می توانید اطلاعات را بنویسید که صفحه کاملا اشغال شده باشد. شما می توانید داده ها را در بلوک هایی که برابر با 512 کیلوبایت هستند پاک کنید. همه این محدودیت ها مسئولیت های خاصی را بر الگوریتم هوشمند صحیح کنترل کننده تحمیل می کند. بنابراین، یک کنترلر با پیکربندی و بهینه سازی مناسب می تواند عملکرد سرعت و دوام یک درایو SSD را به طور قابل توجهی تغییر دهد.

نتایج

در حال حاضر، هنوز خیلی زود است که در مورد پیروزی کامل SSD ها بر دیسک های مغناطیسی صحبت کنیم. با در نظر گرفتن اندازه و سرعت یک SSD در مقایسه با هارد دیسک های سنتی، بازدارنده اصلی تغییر به SSD ها همچنان قیمت آنهاست. تحلیل چندگانه سالهای اخیرعدم تمایل تولیدکنندگان به کاهش قیمت حافظه NAND را نشان داد. تنها در شش ماه گذشته روند کاهشی اندکی در قیمت هاردهای SSD مشاهده می شود و این به احتمال زیاد به دلیل کاهش تقاضای مصرف کننده است که ناشی از بحران جهانی است. درایوهای حالت جامد چندین سال است که در طیف گسترده ای در بازار جهانی ارائه شده اند، اما حتی چنین دوره قابل توجهی برای فناوری های دیجیتال نمی تواند بر رقابت آنها از نظر "قیمت هر گیگابایت اطلاعات ذخیره شده" در رابطه با دیسک های مغناطیسی تأثیر بگذارد. تراکم ضبط در هر دیسک مغناطیسی به طور مداوم در حال افزایش است، که به انتشار مدل های بیشتر و بزرگتر کمک می کند (در حال حاضر، هارد دیسک های 2 ترابایتی به طور گسترده در دسترس هستند). این توزیع بازار ممکن است خریدار را مجبور کند که درایو SSD را تنها در صورت نیاز فوری به سرعت خواندن یا مقاومت در برابر لرزش / شوک ترجیح دهد، اما بخش عمده ای از اطلاعات همچنان در هارد دیسک های کلاسیک ذخیره می شود.

مزایا و معایب SSD در مقایسه با دیسک های مغناطیسی HDD:

مزایای:

• سرعت خواندن بسیار بیشتر؛
• عدم وجود کامل سر و صدا؛
• قابلیت اطمینان به دلیل عدم وجود قطعات متحرک؛
• مصرف برق کم؛
• مقاومت در برابر لرزش بالا

ایرادات:

• هزینه بالا به ازای هر گیگابایت اطلاعات ذخیره شده؛
• تعداد محدودی از چرخه های نوشتن و حذف داده ها.

مقاله 11417 بار خوانده شده است

در کانال های ما مشترک شوید

عملکرد و طول عمر یک SSD در درجه اول به فلش NAND و کنترلر با سیستم عامل بستگی دارد. اجزای اصلی قیمت درایو هستند و منطقی است که در هنگام خرید به این قطعات توجه شود. امروز در مورد NAND صحبت خواهیم کرد.

در صورت تمایل، می توانید ظرافت های فرآیند تکنولوژیکی تولید فلش مموری را در سایت های متخصص در بررسی SSD بیابید. مقاله من مخاطبان بیشتری را هدف قرار می دهد و دو هدف دارد:

1. پرده را بر روی مشخصات مبهم منتشر شده در وب سایت های تولید کنندگان و فروشگاه های SSD بردارید.
2. سوالاتی که ممکن است در حین مطالعه داشته باشید را حذف کنید مشخصات فنیحافظه درایوهای مختلف و خواندن نظرات نوشته شده برای گیک های "آهنی".

ابتدا مشکل را با تصاویر توضیح می دهم.

آنچه در ویژگی های SSD نشان داده شده است

مشخصات NAND منتشر شده در وب سایت های رسمی تولید کنندگان و در فروشگاه های زنجیره ای همیشه حاوی اطلاعات دقیق نیست. علاوه بر این، اصطلاحات بسیار متفاوت است، و من داده ها را برای شما در پنج درایو مختلف جمع آوری کرده ام.

آیا این عکس چیزی به شما می گوید؟

خوب، فرض کنید Yandex.Market قابل اعتمادترین منبع اطلاعات نیست. بیایید به وب سایت های تولید کنندگان رجوع کنیم - آیا آسان تر شده است؟

شاید این موضوع روشن تر شود؟

و اگر چنین است؟

یا هنوز بهتر است؟

در ضمن همه این درایوها یک حافظه نصب شده دارند! باورش سخت است، به خصوص با نگاه کردن به دو عکس آخر، اینطور نیست؟ پس از خواندن مدخل تا انتها، نه تنها به این موضوع متقاعد خواهید شد، بلکه چنین ویژگی هایی را به عنوان یک کتاب باز خواهید خواند.

تولید کنندگان حافظه NAND

تعداد تولیدکنندگان حافظه فلش بسیار کمتر از شرکت هایی است که SSD را با مارک های خود می فروشند. اکثر درایوها اکنون حافظه دارند از:

• اینتل/میکرون
• هاینیکس
• سامسونگ
• توشیبا/سن دیسک

اینتل و میکرون به دلایلی در این لیست جایگاه مشابهی دارند. آنها NAND را بر اساس فناوری های مشابه بخشی از سرمایه گذاری مشترک IMFT تولید می کنند.

در کارخانه پیشرو در ایالت یوتا آمریکا، همان حافظه با برندهای این دو شرکت به نسبت تقریبا مساوی تولید می شود. از کارخانه در سنگاپور، که اکنون توسط Micron کنترل می شود، حافظه می تواند با نام تجاری زیرمجموعه آن SpecTek نیز خارج شود.

همه سازندگان SSD NAND را از شرکت های ذکر شده در بالا خریداری می کنند، بنابراین درایوهای مختلف می توانند تقریباً حافظه یکسانی داشته باشند، حتی اگر نام تجاری آن متفاوت باشد.

به نظر می رسد که در این وضعیت با حافظه، همه چیز باید ساده باشد. با این حال، انواع مختلفی از NAND وجود دارد که به نوبه خود بر اساس پارامترهای مختلف تقسیم می شوند و باعث سردرگمی می شوند.

انواع حافظه NAND: SLC، MLC و TLC

سه است انواع متفاوت NAND، تفاوت تکنولوژیکی اصلی بین آن تعداد بیت های ذخیره شده در یک سلول حافظه است.

SLC قدیمی ترین فناوری از سه فناوری است و به سختی می توانید یک SSD مدرن با این NAND پیدا کنید. اکنون اکثر درایوها دارای MLC هستند و TLC کلمه جدید در بازار حافظه های SSD است.

به طور کلی، TLC برای مدت طولانی در درایوهای فلش USB استفاده می شود، جایی که استقامت حافظه وجود ندارد ارزش عملی. جدید فرآیندهای تکنولوژیکیاجازه می دهد تا هزینه یک گیگابایت TLC NAND را برای SSD کاهش دهید، عملکرد و عمر مفید قابل قبولی را ارائه می دهد، که منطقی مورد علاقه همه تولید کنندگان است.

جالب توجه است، در حالی که عموم مردم نگران تعداد محدود چرخه های نوشتن SSD هستند، با توسعه فناوری های NAND، این پارامتر فقط در حال کاهش است!

نحوه تعیین نوع خاص حافظه در SSD

این که آیا شما به تازگی یک درایو حالت جامد خریداری کرده اید یا قصد خرید آن را دارید، پس از خواندن این پست، ممکن است سوالی در عنوان فرعی برای شما ایجاد شود.

هیچ برنامه ای نوع حافظه را نشان نمی دهد. این اطلاعات را می‌توان در بررسی‌های درایوها یافت، اما راه کوتاه‌تری وجود دارد، به‌ویژه زمانی که نیاز به مقایسه چندین نامزد خرید دارید.

در سایت های تخصصی می توانید پایگاه داده های SSD را پیدا کنید و در اینجا یک مثال آورده شده است.

من مشخصات حافظه درایوهایم را بدون هیچ مشکلی در آنجا پیدا کردم، به استثنای SanDisk P4 (mSATA) که در تبلت نصب شده است.

کدام SSD بهترین حافظه را دارد

ابتدا نکات اصلی مقاله را مرور می کنیم:

• تولید کنندگان NAND را می توان روی انگشتان یک دست شمارش کرد
• درایوهای حالت جامد مدرن از دو نوع NAND استفاده می‌کنند: MLC و TLC که به تازگی در حال افزایش است
• MLC NAND در رابط ها متفاوت است: ONFi (اینتل، میکرون) و حالت تعویض (سامسونگ، توشیبا)
• ONFi MLC NAND به ناهمزمان (ارزان تر و کندتر) و همزمان (گران تر و سریع تر) تقسیم می شود.
• سازندگان SSD از حافظه‌های رابط‌ها و انواع مختلف استفاده می‌کنند و انواع مختلفی را ایجاد می‌کنند ترکیببرای هر کیف پول
• مشخصات رسمی به ندرت حاوی اطلاعات خاصی است، اما پایگاه داده های SSD به شما اجازه می دهد تا نوع NAND را به دقت تعیین کنید

البته در چنین باغ وحشی نمی توان پاسخی صریح به سوال مطرح شده در زیرنویس داشت. صرف نظر از مارک درایو، NAND با مشخصات اعلام شده مطابقت دارد، در غیر این صورت خرید آن برای OEM ها منطقی نیست (ضمانت نامه خود را روی SSD ها می دهند).

با این حال ... تصور کنید که تابستان شما را با برداشت بی سابقه توت فرنگی در کشور خوشحال کرده است!

این همه آبدار و شیرین است، اما شما نمی توانید آنقدر بخورید، بنابراین تصمیم می گیرید تعدادی از توت هایی را که چیده اید بفروشید.

آیا بهترین توت فرنگی ها را برای خود نگه می دارید یا برای فروش قرار می دهید؟ :)

می توان فرض کرد که سازندگان NAND بهترین حافظه را در درایوهای خود نصب می کنند. با توجه به تعداد محدود شرکت های NAND، لیست تولید کنندگان SSD حتی کوتاه تر است:

• Crucial (تقسیمی از میکرون)
• اینتل
• سامسونگ

باز هم، این فقط یک فرض است که توسط حقایق قابل اعتماد پشتیبانی نمی شود. اما آیا شما به جای این شرکت ها متفاوت عمل می کردید؟