Nand flash kako radi. Brza memorija. SSD disk. Vrste flash memorije. Memorijska kartica. Upravljanje lošim blokovima

65 nanometara sljedeći je cilj elektrane Zelenograd Angstrem-T koja će stajati 300-350 milijuna eura. Poduzeće je već podnijelo Vnesheconombank (VEB) zahtjev za povoljni kredit za modernizaciju proizvodnih tehnologija, izvijestile su Vedomosti ovog tjedna, pozivajući se na Leonida Reimana, predsjednika Upravnog odbora tvornice. Sada se Angstrem-T priprema za pokretanje linije za proizvodnju čipova s 90nm topologijom. Isplate prethodnog kredita VEB-a, za koji je kupljen, počet će sredinom 2017.

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 repriza krize iz 2008. godine.

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

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

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

PJSC "Mobile TeleSystems" i Ericsson potpisali su sporazume o suradnji u razvoju i implementaciji 5G tehnologije u Rusiji. U pilot projekti, uključujući i tijekom Svjetskog prvenstva 2018., MTS namjerava testirati razvoj švedskog dobavljača. Operater će početkom sljedeće godine započeti dijalog s Ministarstvom telekomunikacija i masovnih komunikacija o osnivanju tehnički zahtjevi do pete generacije mobilne komunikacije.

Sergey Chemezov: Rostec je već jedna od deset najvećih inženjerskih korporacija na svijetu

U intervjuu za RBC, šef Rosteca, Sergey Chemezov, odgovorio je na goruća pitanja: o sustavu Platon, problemima i izgledima AVTOVAZ-a, interesima Državne korporacije u farmaceutskom poslovanju, govorio je o međunarodnoj suradnji pod pritiskom sankcija, uvozu supstitucija, reorganizacija, strategije razvoja 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 povećanje udjela visokotehnoloških civilnih proizvoda i sustizanje General Electrica i Samsunga u ključnim financijskim pokazateljima.

Jednostavan način da ubrzate svoje računalo je da na njega instalirate SSD pogon. O tome smo već govorili u jednom od prethodnih članaka. Ovi pogoni dolaze u nekoliko vrsta, a ja bih želio posvetiti današnji članak upravo njima. Prvi je SATA solid state disk, obično u faktoru forme 2,5" i svestrano je rješenje s vrlo dobrom brzinom i prilično razumnom cijenom.

Pogodan je za bilo koje računalo, gotovo svako prijenosno računalo (postoje iznimke, poput modela SONY, koji koriste disk formata 1.8 "). Sljedeći na popisu je PCI, posebno obratite pozornost na PCI 3.0 SSD - oni su jednostavno lude brzine i mogli biste se iznenaditi performansama koje dobivate s ovim pogonima.

Ali, kao i sve dobre stvari, imaju jedan nedostatak - prilično visoku cijenu, koja je često 2 ili čak 3 puta viša od konvencionalnih SATA 2.5 SSD diskova. Tu su i mSATA (na slici ispod), što je skraćenica za "mini SATA", najčešće se koriste u prijenosnim računalima, međutim, u pogledu brzine, takvi diskovi se ne razlikuju od konvencionalnih SATA 2, tj. isti, ali u manjem formatu.

Pogledajte koliko je mSATA SSD manji (zeleno isprintana matična ploča gore) u usporedbi s konvencionalnim 2,5" HDD-om

Zanimljivo je da postoje SSD-ovi isključivo za Apple (i ovdje su ostali zasebne “osobnosti”), a još su skuplji, iako se u 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 verzija, a tu je već pitanje cijene. Ako provodite puno vremena za računalom, svakako isprobajte PCI verziju pogona. Budući da sam ide u RAID polje (to je kada su 2 hard diska spojena u jedan, grubo rečeno), u ovom slučaju se informacije čitaju s dva uređaja odjednom, što ubrzava sustav točno 2 puta.

PCI SSD - instaliran unutar sistemske jedinice računala

To jest, na primjer, isti Windows se instalira odmah na 2 flash pogona (2 različita čipa) i čita s njih u isto vrijeme, što je uistinu odlično rješenje za povećanje performansi računala, svakako preporučujem kupnju.

Ako samo želite nekako ubrzati svoje staro računalo, koje uskoro planirate promijeniti u nešto produktivnije, ili samo želite prvi put isprobati solid state disk, svakako preporučujem da uzmete svima poznati i provjereni SATA 2 .5 SSD.

MLC ili TLC - što je bolje odabrati za svoje računalo? Svi korisnici koji su ikada koristili solid state disk (SSD memoriju) govore pozitivno o njemu. Zahvaljujući njemu, vaše omiljene aplikacije učitavaju se brže, a ukupna učinkovitost sustava se povećava. Osim toga, ovi su pogoni 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 unutarnja organizacija pogone ove vrste.

SSD ploča se može podijeliti u 3 glavna bloka:

3D NAND memorija (ne brkati s NOR Flash). Ovaj dio se koristi za pohranjivanje podataka u trajnim jedinicama koje ne zahtijevaju stalno napajanje iz mreže.
DDR. Mala količina hlapljive memorije kojoj je potrebno napajanje za pohranu podataka. Koristi se za spremanje informacija u predmemoriju za budući pristup. Ova opcija nije dostupna na svim pogonima.
Kontrolor. Djeluje kao posrednik, povezujući 3D NAND memoriju i računalo. Kontroler također sadrži firmware koji pomaže u upravljanju SSD-om.

NAND memorija, za razliku od NOR, izgrađena je od mnogo ćelija koje sadrže bitove koji se uključuju ili isključuju električnim nabojem. Organizacija ovih promjenjivih ćelija predstavlja podatke pohranjene na SSD-u. Broj bitova u tim ćelijama također je određen vrstom memorije. Na primjer, u ćeliji s jednom razinom (SLC), ćelija sadrži 1 bit. NOR pogoni se obično koriste u mrežnim uređajima.

Razlog zašto SLC stick ima malu količinu memorije je njegova mala fizička veličina u usporedbi s drugim komponentama tiskanih ploča (PCB). Ne zaboravite da PCB uključuje kontroler, DDR memoriju i 3D NAND memoriju, koji se moraju nekako smjestiti unutar sistemske jedinice osobnog računala. MLC NAND memorija udvostručuje broj bitova po ćeliji, dok se TLC utrostručuje. To pozitivno utječe na količinu memorije. NOR diskovi omogućuju pristup nasumičnim informacijama, zbog čega se ne koriste kao tvrdi disk.

Postoje određeni razlozi zašto proizvođači nastavljaju izdavati flash memoriju s 1 bitom po ćeliji. SLC diskovi smatraju se najbržim i najpouzdanijim, ali su relativno skupi i imaju ograničen kapacitet pohrane. Zato je takav uređaj najpoželjniji za računala koja su izložena velikim opterećenjima.

Što je SLC

U sukobu između SLC-a i MLC-a ili TLC 3D-a, prva vrsta memorije uvijek pobjeđuje, ali i košta mnogo više. Također ima više memorije, ali je sporiji i skloniji kvaru. MLC i TLC su vrste memorije koje se preporučuju za normalnu svakodnevnu upotrebu računala. NOR se obično koristi u Mobiteli i tablete. Poznavanje vlastitih potreba pomoći će korisniku da od svih SSD diskova odabere najprikladniji.

Single Level Cell je dobila ime po jednom bitu koji se uključuje ili isključuje ovisno o napajanju. Prednost SLC-a je što je najprecizniji pri čitanju i pisanju podataka, a njegov kontinuirani radni ciklus može biti duži. Broj dopuštenih prepisivanja je 90000-100000.

Ova vrsta memorije dobro se ukorijenila na tržištu zbog svog dugog životnog vijeka, točnosti i ukupne izvedbe. Takav pogon se rijetko instalira u kućna računala zbog visoke cijene i male količine memorije. Pogodniji je za industrijska uporaba te velika opterećenja povezana s kontinuiranim čitanjem i pisanjem informacija.

Prednosti SLC-a:

dug radni vijek i velika količina ciklusi punjenja u usporedbi s bilo kojom drugom vrstom flash memorije;
manje grešaka pri čitanju i pisanju;
može raditi u širem temperaturnom rasponu.

Nedostaci SLC-a:

visoka cijena u usporedbi s drugim SSD diskovima;
relativno mala količina memorije.

Vrsta memorije eMLC

eMLC je flash memorija optimizirana za poslovni sektor. Može se pohvaliti poboljšanim performansama i izdržljivošću. Broj prepisivanja varira od 20 000 do 30 000. eMLC se može smatrati jeftinijom alternativom SLC-u koja posuđuje neke od prednosti svog konkurenta.

Prednosti eMLC-a:

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

Nedostaci eMLC-a:

gubi od SLC-a u smislu izvedbe;
nije pogodan za kućnu upotrebu.

MLC Flash memorija za SSD pogon

Višerazinska ćelijska memorija dobila je ime po svojoj sposobnosti pohranjivanja 2 bita podataka u jednu ćeliju. Velika prednost je više niska cijena u usporedbi sa SLC-om. Niža cijena, u pravilu, postaje ključ popularnosti proizvoda. Problem je što je broj mogućih prepisivanja jedne ćelije puno manji u usporedbi sa SLC-om.

Prednosti MLC NAND:

relativno niska cijena, namijenjena masovnom potrošaču;
veća pouzdanost u odnosu na TLC.

Nedostaci MLC NAND:

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

TLC memorija

Triple Level Cell je najjeftiniji oblik flash memorije. Njegov najveći nedostatak je što je prikladan samo za kućnu upotrebu i kontraindiciran je za korištenje 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 usporedbi s drugim vrstama;
nije pogodan za komercijalnu upotrebu.

SSD dugovječnost

Kao i sve dobre stvari na ovom svijetu, SSD ne može trajati vječno. Kao što je gore navedeno, životni ciklus solid state disk izravno ovisi o vrsti 3D NAND-a koji koristi. Mnogi su korisnici zabrinuti koliko dugo mogu trajati jeftinije vrste pogona. U usporedbi s MLC i TLC, SLC memorija je trajnija, ali košta više. Neovisni timovi entuzijasta testirali su pristupačne SSD-ove potrošačke klase, od kojih je većina bila MLC, a samo je jedan koristio 3D NAND TLC. Rezultati su bili obećavajući. Prije kvara, većina ovih uređaja uspjela je kroz sebe provući 700 TB informacija, a 2 od njih - čak 1 PB. Ovo je uistinu ogromna količina podataka.

Sa sigurnošću možemo odbaciti sve strahove da će SSD zakazati kratko vrijeme. Ako koristite MLC ili TLC 3D V-NAND za svakodnevnu upotrebu kao što je pohranjivanje glazbe, fotografija, softver, osobnih dokumenata i video igrica, možete biti sigurni da će uspomena trajati nekoliko godina. Kod kuće je nemoguće učitati računalo na način na koji to rade s korporativnim poslužiteljima. Za one koji su zabrinuti za životni vijek svoje memorije, značajke kao što su analiza samonadzora i tehnologija izvješćivanja (S.M.A.R.T.) mogu pomoći u praćenju zdravlja vašeg SSD-a.

Odabir pravog SSD-a

Zapravo, razlika između komercijalnih i potrošačkih pogona je toliko velika da ju je teško shvatiti. Razvojni timovi počeli su proizvoditi skupe SSD-ove kako bi zadovoljili veće zahtjeve visokotehnoloških aktivnosti, znanosti i vojnih razvoja koji zahtijevaju stalnu obradu informacija.

Poslužitelji u velikim poduzećima dobar su primjer korištenja skupih flash diskova jer rade 24 sata dnevno, 5-7 dana u tjednu. Zato im je potrebno dugo, brzo vrijeme čitanja/pisanja i povećana pouzdanost. Potrošački pogoni su ogoljene verzije komercijalnih pogona. Nedostaju im određene značajke, 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 pohrane odabrati? SLC ili MLC i TLC? Možemo zaključiti da SLC ili eMLC memorija jednostavno nije potrebna za normalnu svakodnevnu upotrebu, pa nema smisla trošiti okruglu svotu novca na nju. Ako odaberete vrstu NAND memorije iz TLC ili MLC, tada će sve ovisiti o vašim financijskim mogućnostima.

TLC NAND je najjeftinija memorija koja može zadovoljiti potrebe većine potrošača. MLC memorija se može smatrati naprednijom verzijom NAND memorije za ljude koji su spremni uložiti velika sredstva u svoje osobno računalo. Također je prikladan za one koji planiraju pohranjivati svoje podatke dugi niz godina. Ako se na monitoru pojavi poruka "NAND Flash nije otkriven", tada je memorija najvjerojatnije iscrpila svoj resurs i nije uspjela.

Podrijetlo NAND memorije temeljilo se na flash memoriji koja se pojavila puno ranije, korištena u solid state pogonima s jasno manjom brzinom, izdržljivošću i većom površinom čipa od NAND memorije. Flash memoriju izumio je Fujio Masuoka 1984. dok je radio za Toshibu. Nakon predstavljanja dizajna Fujia Masuoke na IEEE 1984 (International Electron Devices Meeting) u San Franciscu, Kalifornija, Intel je 1988. izdao prvi komercijalni flash čip tipa NOR. Toshiba je 1989. godine na Međunarodnoj konferenciji o sklopovima u čvrstom stanju najavila pojavu flash memorije tipa NAND.

Flash memorija, vrste NAND memorije

Temeljna razlika flash memorije je u tome što pohranjuje jedan bit informacije u nizu tranzistora s pokretnim vratima koji se nazivaju ćelije. Postoje dvije vrste NAND memorije koje se koriste u SSD pogonima - SLC i MLC. Koja je razlika između SLC i MLC vrsta memorije? SLC uređaji imaju ćelije s jednom razinom koje pohranjuju samo jedan bit u svakom tranzistoru, dok MLC s više razina mogu pohraniti nekoliko bitova informacija u svaku ćeliju. To je posljedica korištenja različitih razina električnog naboja na pokretnim vratima tranzistora. Princip kodiranja (logička 0 ili 1) informacija je isti u svim slučajevima, opisat ćemo ga u nastavku. Samo se struktura stanice razlikuje. Dubina MLC razina može doseći i do 4, odnosno pohraniti do 4 bita informacija, dok je SLC jednostavnija jedinica i pohranjuje 1 bit.

MLC tehnologija omogućuje značajno povećanje volumena diska povećanjem razina, ostavljajući njegove fizičke dimenzije nepromijenjenima, što smanjuje cijenu svakog gigabajta. Na ovo pozitivne osobine ova tehnologija se bliži kraju. Sa svakom dodatnom razinom, zadatak prepoznavanja razine signala postaje kompliciraniji, a da ne spominjemo smanjenje resursa SSD-diska, vrijeme traženja adrese ćelije se povećava, a povećava se i vjerojatnost pogrešaka. Kontrola pogrešaka provodi se u hardveru, što u slučaju MLC tehnologije dovodi do povećanja troškova upravljačke elektronike i, sukladno tome, povećava konačnu cijenu SSD-a. Masovni SSD diskovi na svjetskom tržištu koriste MLC tehnologiju sa snimanjem od četiri razine. U ovom slučaju, podaci su kodirani kao (11), (10), (01), (00). Za SLC, ćelija s jednom razinom može poprimiti samo vrijednosti 0 ili 1.

Rješenja sa SLC ćelijama iste veličine i cijene jasno gube u odnosu na MLC u pogledu količine informacija pohranjenih na njima, ali su istovremeno brža i dugotrajnija. Stoga proizvođači moraju koristiti više čipova s manjim ukupnim kapacitetom diska, što u konačnici povećava cijenu SLC pogona više od dva puta u usporedbi s MLC pogonom iste veličine.

Mehanizmi za pisanje i čitanje NAND memorije jedinične ćelije

Pokušajmo detaljnije opisati rad tranzistora za NAND memoriju, koji je tranzistor s efektom polja s izoliranim vratima ili MOSFET.

Glavna značajka tranzistora s efektom polja, koja je omogućila njegovu upotrebu za pohranu informacija, bila je sposobnost držanja električnog naboja na "plutajućim" vratima do 10 godina. Sama "plutajuća" vrata izrađena su od polikristalnog silicija i potpuno su okružena dielektričnim slojem, što mu osigurava potpunu odsutnost električnog kontakta s elementima tranzistora. Nalazi se između kontrolnih vrata i supstrata p-n spoja. Upravljačka elektroda tranzistora s efektom polja naziva se gate. U ovom slučaju, vodljivost p-n spoj, zbog električnog otpora, kontrolira razlika potencijala, koja stvara električno polje, utječući p-n stanje prijelazi.

Važni elementi tranzistora su i odvod i sors. Da bi se promijenio dio informacije koja se upisuje u ćeliju, napon na kontrolnim vratima stvara električno polje i javlja se tunelski efekt. To omogućuje nekim elektronima da prođu kroz dielektrični sloj do plutajućih vrata, dajući im naboj, a time i punjenje jedinične ćelije malom količinom informacija.

Akumulirani naboj na plutajućim vratima utječe na vodljivost kanala odvod-izvor, koji se koristi za očitavanje.

Takva razlika u mehanizmu pisanja i čitanja jasno utječe na različitu potrošnju energije ovih načina rada. NAND-memorija troši prilično veliku struju prilikom pisanja, a kod čitanja, naprotiv, potrošnja energije je mala. Za brisanje informacija, visoki negativni napon se primjenjuje na kontrolna vrata, a elektroni iz lebdećih vrata idu prema izvoru. Od takvih elementarnih ćelija spojenih u stranice, blokove i nizove sastoji se moderni solid-state disk.

Životni vijek NAND memorije

Glavna značajka NAND-memorije, koja omogućuje njezinu upotrebu u SSD-ovima, bila je njezina 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 postupnog uništavanja dielektričnog sloja. Ovaj učinak događa se mnogo brže za MLC ćelije zbog njihove male rezerve za promjenu naboja plutajućih vrata zbog značajke dizajna. Čitanje ćelije također utječe na njen životni vijek, ali je taj utjecaj puno manje značajan nego kod pisanja/brisanja, što nam omogućuje da cikluse čitanja smatramo neograničenim, a životni vijek 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 trošenja ćelija, po analogiji s HDD magnetskim pogonima, koji imaju rezervu za zamjenu loših blokova. Dodatna rezerva stanica koristi se dinamički, a kako se primarne stanice fizički troše, osigurava se zamjenska stanica.

Ovdje je približna usporedna tablica glavnih karakteristika koje razlikuju rad SSD pogona sa SLC tehnologijom i pogona s MLC ćelijama.

Tablica jasno prikazuje sve prednosti i nedostatke ovih tehnologija. Prikazuje superiornost SLC rješenja u odnosu na MLC, ali ne ukazuje na glavni kriterij popularnosti SSD-ova – njihovu cijenu. Nema smisla to navoditi s obzirom na brzo smanjenje troškova takvih rješenja. Recimo samo da, iako su MLC diskovi inferiorni u svemu u odnosu na SLC, pobjeđuju više nego dvostruko u cijeni i mogu biti kompaktniji s istom količinom pohranjenih podataka.

Struktura SSD diska: ćelija, stranica, veličina NAND bloka

Za više učinkovitu upotrebu elementarne memorijske ćelije, kombinirane su u nizove sa strukturom od nekoliko razina. Jedna ćelija koja pohranjuje jedan (za SLC) ili, u pravilu, dva (za trenutnu generaciju MLC) bita podataka, spojena je u grupu koja se naziva stranica i sadrži 4 KB podataka.

Posebni algoritmi za rad sa SSD diskovima

Zbog ograničenih ciklusa pisanja / brisanja stanica flash memorije, programeri su morali stvoriti ispravan algoritam za rad SSD pogona, koji mu omogućuje da ravnomjerno "istroši" sav svoj prostor za pohranu. Kao što smo već primijetili, cijeli volumen diska podijeljen je na blokove od 512 KB, a oni pak na stranice od 4 KB, na kojima se izvode operacije čitanja i pisanja. Ali kada jednom napišete informacije na stranicu, one se ne mogu prebrisati dok se ne izbrišu. Problem je što minimalna veličina snimljenih informacija ne može biti manja od 4 KB, a podaci se mogu brisati najmanje u blokovima od 512 KB. Da bi to učinio, kontroler grupira i prenosi podatke (opisat ćemo ovaj algoritam u nastavku) kako bi oslobodio cijeli blok. Ova operacija dovodi do povećanja vremena odziva i smanjenja životnog vijeka SSD-a, ali nešto se mora žrtvovati.

Razgovarajmo o algoritmu pisanja/brisanja.

Nakon zahtjeva za pisanje od strane operativnog sustava, medijski kontroler određuje veličinu i strukturu informacija. Ako postoji dovoljan broj praznih blokova, dodjeljuje se novi blok na koji se podaci koje prenosi OS kopiraju za upisivanje. Međutim, kako se disk puni i dovoljan broj praznih blokova smanjuje, ova operacija postaje znatno kompliciranija. Kontroler sve više traži najprikladniji (po broju slobodnih stranica), djelomično zauzet blok i prepisuje ga u prazan blok, kombinirajući ga s podacima koji su došli iz OS-a za upisivanje, čime ga u potpunosti ispunjava. stari blok zatim očišćeno. Ovim algoritmom dobivamo jedan potpuno popunjen blok i jedan prazan blok koji se dodaje grupi praznih blokova dostupnih za pisanje. Kada se napravi zahtjev za pisanjem, kontroler koristi samo blokove iz ove grupe.

U svojoj opremi kontroler obično ima 10 kanala, posebno Intel SSD kontroleri imaju takav broj kanala. Cijeli skup čipova ravnomjerno je dodijeljen svakom kanalu razmjene podataka. U ovoj fazi razvoja SSD tehnologija, memorijski čipovi koji su u interakciji s prvim kanalom ne mogu se presijecati u operacijama s drugim, trećim i sljedećim kanalima, ali ovaj bi problem 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 sačuvana, jer ovaj podatak je jedna logična cjelina.

Operacija brisanja podataka također izravno ovisi o volumenu i lokaciji izbrisanih podataka. Ako su sve informacije zapisane u jednom bloku ili u grupi blokova, potpuno ih zauzimajući, tada se blok/blokovi jednostavno brišu i označavaju kao prazne i spremne za naknadno snimanje najvećom mogućom brzinom. Ali ovaj idealni slučaj ne događa se uvijek.

Ako je potrebno izbrisati ne cijeli blok, već nekoliko stranica koje se nalaze u njemu, tada kontroler briše podatke logički bez brisanja, već jednostavno označava podatke o stranici kao izbrisane. Ubuduće će se preostale informacije kombinirati s novima koji su došli na snimanje i zapisati u prazan blok, a izvorni blok, kao što je već opisano u algoritmu za snimanje, biti će u potpunosti izbrisan i označen kao prazan.

Zašto vam je potrebno podrezivanje?

Ovo je još jedna važna tehnologija koja omogućuje ravnomjernije trošenje SSD-diska i brži rad s podacima zahvaljujući naredbi TRIM. Omogućuje vam da izgradite lanac i odredite prioritet otpuštenih blokova. Prethodno je ova operacija bila dodijeljena OS-u, ali moderni SSD kontroleri već podržavaju ovu funkciju hardver u firmveru pogona. Vrijeme potrebno za brisanje blokova eksponencijalno je povezano sa slobodnim prostorom na disku. Što je manje informacija, a više slobodnog prostora, to je "podrezivanje" na SSD-u brže. Kako se disk puni do 75%, funkcija čišćenja još uvijek nije jako izražena u odnosu na mirovanje. No, čim ostane manje od 15% slobodnog prostora, "podrezivanje" postaje otežano. Naravno, dio ovisnosti u potpunosti je određen vrstom informacije (statična, tj. rijetko pomicana i uglavnom samo čitljiva, ili dinamična). Prema istraživanju IBM-a idealni uvjeti Rad SSD-a kada je popunjen manje od 75%, a omjer statičkog i dinamičkog dijela informacija je 3 prema 1.

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

Ne zaboravite da je standardno operacijski sustav je konfiguriran za rad s običnim HDD diskom, što znači da korisnik mora svakako onemogućiti "stare" mehanizme za povećanje brzine magnetskog diska, kao i algoritme za defragmentaciju. Osim toga, važno je voditi računa o nepotpunom iskorištenju cijelog prostora vašeg SSD diska.

Za što se koristi međuspremnik na SSD pogonima?

Međuspremnik na SSD pogonima ne koristi se za ubrzavanje postupka pisanja/čitanja, kao što je uobičajeno za HDD pogone. Njegov volumen nije čak ni naznačen u Tehničke specifikacije Glavni proizvođači SSD-ova. Ne može se smatrati običnom cache memorijom, kako smo je navikli shvaćati. Predmemorija na SSD pogonima koristi se dinamički za pohranjivanje tablica dodjele i zauzetosti diskovnih ćelija. Paralelno, može pohraniti privremene informacije iz izbrisanih ćelija, ako nema dovoljno praznog prostora na disku. Tablice su trodimenzionalna matrica i glavni su pomagač SSD kontroleru. Na temelju tih podataka disk donosi odluke o brisanju dodatnih ćelija. Također pohranjuje informacije o učestalosti i intenzitetu korištenja svakog dostupnog bloka na disku. Osim toga, ovdje se bilježe adrese “mjesta” gdje je zbog fizičke istrošenosti nemoguće evidentirati.

Kontroler SSD diska

Vrlo važan i stalno poboljšavan element SSD pogona je njegov kontroler. Glavna zadaća kontrolera je osigurati operacije čitanja i pisanja, ali s obzirom na masu fizičkih značajki SSD pogona, kontroler je također odgovoran za upravljanje strukturom rasporeda podataka. Na temelju matrice postavljanja blokova, u koje su ćelije upisane, au koje još nisu upisane, kontroler optimizira brzinu pisanja i maksimizira životni vijek vašeg SSD-a. Zbog prirode konstrukcije NAND-memorije nemoguće je raditi sa svakom ćelijom zasebno. Kao što smo rekli gore, one su objedinjene u stranice od po 4 KB, a informacije možete pisati samo kada je stranica potpuno zauzeta. Podatke možete brisati 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 trajnost SSD pogona.

Rezultati

Trenutno je još prerano govoriti o potpunoj pobjedi SSD-ova nad magnetskim diskovima. Kada se uzme u obzir veličina i brzina SSD-a u usporedbi s tradicionalnim HDD-ovima, glavna prepreka prelasku na SSD još uvijek je njihova cijena. Višestruka analiza zadnjih godina pokazao je nevoljkost proizvođača da smanje cijenu NAND-memorije. Tek u posljednjih šest mjeseci može se primijetiti blagi trend pada cijena SSD-ova, a to je najvjerojatnije posljedica pada potrošačke potražnje uzrokovane globalnom krizom. Solid-state diskovi već su nekoliko godina zastupljeni u širokoj ponudi na svjetskom tržištu, no čak ni ovako značajno razdoblje za digitalne tehnologije nije moglo utjecati na njihovu konkurentnost u smislu "cijene po GB pohranjenih informacija" u odnosu na magnetske diskove. Gustoća snimanja po magnetskom disku stalno raste, što pridonosi izdavanju sve više i više kapaciteta modela (trenutno su HDD-ovi od 2 TB široko dostupni). Ovakva raspodjela tržišta može natjerati kupca da preferira SSD disk samo u slučaju hitne potrebe za brzinom čitanja ili otpornosti na vibracije/udarce, no glavnina informacija ipak će biti pohranjena na klasičnim tvrdim diskovima.

Prednosti i nedostaci SSD-a u usporedbi s HDD magnetskim diskovima:

Prednosti:

puno veća brzina čitanja;
potpuna odsutnost buke;
pouzdanost zbog odsutnosti pokretnih dijelova;
niska potrošnja energije;
visoka otpornost na vibracije.

Mane:

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

Članak pročitan 11417 puta

Pretplatite se na naše kanale

Performanse i životni vijek SSD-a prvenstveno ovise o NAND flashu i kontroleru s firmwareom. One su glavne sastavnice cijene pogona, te je logično obratiti pozornost na te komponente pri kupnji. Danas ćemo govoriti o NAND-u.

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

Podignite veo s nejasnih specifikacija objavljenih na web stranicama proizvođača i trgovina SSD-ova.
Uklonite pitanja koja biste mogli imati tijekom učenja tehnički podaci sjećanje na različite pogone i čitanje recenzija napisanih za "željezne" geekove.

Prvo ću ilustrirati problem slikama.

Što je naznačeno u karakteristikama SSD-a

NAND specifikacije objavljene na službenim stranicama proizvođača iu lancima trgovina ne sadrže uvijek detaljne informacije. Štoviše, terminologija se dosta razlikuje, a ja sam za vas prikupio podatke o pet različitih pogona.

Govori li vam ova slika nešto?

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

Možda će tako biti jasnije?

I ako je tako?

Ili je ipak bolje?

U međuvremenu, svi ti pogoni imaju instaliranu istu memoriju! Teško je povjerovati, pogotovo gledajući posljednje dvije slike, zar ne? Pročitavši zapis do kraja, ne samo da ćete se u to uvjeriti, nego ćete pročitati i takve karakteristike kao otvorena knjiga.

Proizvođači NAND memorije

Puno je manje proizvođača flash memorije nego tvrtki koje prodaju SSD-ove pod vlastitim markama. Većina pogona sada ima memoriju od:

Intel/Micron
Hynix
Samsung
Toshiba/SanDisk

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

U vodećoj tvornici u američkoj državi Utah proizvodi se ista memorija pod brendovima ove dvije tvrtke u gotovo jednakom omjeru. Iz tvornice u Singapuru, koju sada kontrolira Micron, memorija također može izaći pod robnom markom svoje podružnice SpecTek.

Svi proizvođači SSD-ova kupuju NAND od gore navedenih tvrtki, tako da različiti pogoni mogu imati gotovo istu memoriju, čak i ako im je marka drugačija.

Čini se da bi u ovoj situaciji s pamćenjem sve trebalo biti jednostavno. Međutim, postoji nekoliko vrsta NAND-a, koji se pak dijele prema različitim parametrima, što dovodi do zabune.

Vrste NAND memorije: SLC, MLC i TLC

Tri su različiti tipovi NAND, čija je glavna tehnološka razlika broj bitova pohranjenih u memorijskoj ćeliji.

SLC je najstarija od tri tehnologije i teško da ćete naći moderan SSD s 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 flash pogonima, gdje nema izdržljivosti memorije praktična vrijednost. Novi tehnološki procesi omogućuju smanjenje troškova 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 određenu vrstu memorije u SSD-u

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

Nijedan program ne prikazuje vrstu memorije. Te se informacije mogu pronaći u recenzijama pogona, ali postoji kraći put, pogotovo kada trebate usporediti nekoliko kandidata za kupnju.

Na specijaliziranim stranicama možete pronaći SSD baze podataka, a evo primjera.

Tamo sam bez problema našao specifikacije memorije svojih diskova, osim SanDisk P4 (mSATA) instaliranog na tabletu.

Koji SSD ima najbolju memoriju

Prvo prođimo kroz glavne točke članka:

Proizvođači NAND-a mogu se nabrojati na prste jedne ruke
moderni solid state diskovi koriste dvije vrste NAND-a: MLC i TLC, koji tek uzima maha
MLC NAND razlikuje se po sučeljima: ONFi (Intel, Micron) i Toggle Mode (Samsung, Toshiba)
ONFi MLC NAND se dijeli na asinkroni (jeftiniji i sporiji) i sinkroni (skuplji i brži)
Proizvođači SSD-ova koriste memoriju različitih sučelja i vrsta, stvarajući različite postava za bilo koji novčanik
službene specifikacije rijetko sadrže specifične informacije, ali SSD baze podataka omogućuju vam da točno odredite vrstu NAND-a

Naravno, u takvom zoološkom vrtu ne može postojati jednoznačan odgovor na pitanje postavljeno u podnaslovu. Bez obzira na marku pogona, NAND je u skladu s deklariranim specifikacijama, inače nema smisla da ga OEM-i kupuju (oni daju svoje jamstvo na SSD-ove).

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

Sve je sočno i slatko, ali jednostavno ne možete pojesti toliko, pa odlučite prodati dio bobica koje ste ubrali.

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

Može se pretpostaviti da NAND proizvođači ugrađuju najbolju memoriju u svoje pogone. S obzirom na ograničen broj NAND tvrtki, popis proizvođača SSD-ova još je kraći:

Krucijal (odjel Microna)
Intel
Samsung

Opet, ovo je samo pretpostavka, koja nije potkrijepljena pouzdanim činjenicama. No, biste li na mjestu tih tvrtki postupili drugačije?