Nand flash se si funksionon. Flash memorie. Drive në gjendje të ngurtë. Llojet e memories flash. Kartë memorie. Menaxhimi i keq i bllokut

65 nanometra është synimi i radhës i uzinës Zelenograd Angstrem-T, i cili do të kushtojë 300-350 milionë euro. Ndërmarrja tashmë ka paraqitur një kërkesë për një kredi të butë për modernizimin e teknologjive të prodhimit në Vnesheconombank (VEB), njoftoi Vedomosti këtë javë, duke cituar Leonid Reiman, Kryetar i Bordit të Drejtorëve të uzinës. Tani Angstrem-T po përgatitet të nisë një linjë për prodhimin e çipave me një topologji 90nm. Pagesat për kredinë e mëparshme VEB, për të cilën është blerë, do të fillojnë në mesin e vitit 2017.

Pekini u shemb Wall Street

Indekset kryesore të SHBA-së shënuan ditët e para të Vitit të Ri me një rënie rekord, miliarderi George Soros tashmë ka paralajmëruar se bota është në pritje të një përsëritjeje të krizës së 2008-ës.

Procesori i parë rus i konsumatorit Baikal-T1 me një çmim prej 60 dollarë është hedhur në prodhim masiv

Kompania Baikal Electronics në fillim të 2016 premton të nisë prodhimit industrial Procesori rus Baikal-T1 kushton rreth 60 dollarë. Pajisjet do të jenë të kërkuara nëse kjo kërkesë krijohet nga shteti, thonë pjesëmarrësit e tregut.

MTS dhe Ericsson së bashku do të zhvillojnë dhe zbatojnë 5G në Rusi

PJSC "Mobile TeleSystems" dhe Ericsson nënshkruan marrëveshje për bashkëpunim në zhvillimin dhe zbatimin e teknologjisë 5G në Rusi. NË projekte pilot, përfshirë edhe gjatë Kupës së Botës 2018, MTS synon të testojë zhvillimin e shitësit suedez. Në fillim të vitit të ardhshëm, operatori do të fillojë një dialog me Ministrinë e Telekomit dhe Komunikimeve Masive për formimin kërkesa teknike në gjeneratën e pestë të komunikimeve celulare.

Sergey Chemezov: Rostec është tashmë një nga dhjetë korporatat më të mëdha inxhinierike në botë

Në një intervistë me RBC, kreu i Rostec, Sergey Chemezov, iu përgjigj pyetjeve të ndezura: për sistemin Platon, problemet dhe perspektivat e AVTOVAZ, interesat e Korporatës Shtetërore në biznesin farmaceutik, foli për bashkëpunimin ndërkombëtar nën presionin e sanksioneve, zëvendësimin e importit, riorganizimin, strategjitë e zhvillimit dhe mundësitë e reja në periudha të vështira.

Rostec është "i mbrojtur" dhe shkel dafinat e Samsung dhe General Electric

Bordi Mbikëqyrës i Rostec miratoi "Strategjinë e Zhvillimit deri në vitin 2025". Detyrat kryesore janë rritja e pjesës së produkteve civile të teknologjisë së lartë dhe arritja e General Electric dhe Samsung në treguesit kryesorë financiarë.

Një mënyrë e thjeshtë për të shpejtuar kompjuterin tuaj është instalimi i një disku SSD në të. Ne kemi folur tashmë për të në një nga artikujt e mëparshëm. Këto disqe vijnë në disa lloje, dhe unë do të doja t'i kushtoja artikullin e sotëm pikërisht kësaj. E para është një disk SATA në gjendje të ngurtë, zakonisht në faktorin e formës 2.5" dhe është një zgjidhje e gjithanshme me shpejtësi shumë të mirë dhe një çmim mjaft të arsyeshëm.

Ai është i përshtatshëm për çdo kompjuter, pothuajse çdo laptop (ka përjashtime, të tilla si modelet SONY që përdorin një disk të faktorit të formës 1.8". Më pas në listë kemi PCI, veçanërisht kushtojini vëmendje SSD-ve PCI 3.0 - ata janë thjesht të çmendur dhe mund të habiteni me performancën që merrni me disqe të tillë.

Por, si të gjitha gjërat e mira, ata kanë një pengesë - një çmim mjaft të lartë, i cili shpesh është 2 ose edhe 3 herë më i lartë se disqet konvencionale SATA 2.5 SSD. Ekzistojnë gjithashtu mSATA (në foton më poshtë), e cila është shkurtesë për "mini SATA", ato përdoren më shpesh në laptopë, megjithatë, për sa i përket shpejtësisë, disqet e tillë nuk ndryshojnë nga SATA 2 konvencionale, domethënë është e njëjtë, por në një faktor më të vogël formë.

Shihni sa më i vogël është mSATA SSD (jeshile bordi i qarkut të printuar lartë) krahasuar me HDD konvencional 2.5"

Vlen të përmendet se ka SSD ekskluzivisht për Apple (ato kanë mbetur edhe këtu "personalitete" të veçanta), dhe ato janë edhe më të shtrenjta, megjithëse nuk ndryshojnë në performancë nga të njëjtat SSD PCI. Shpejtësia e shkrimit këtu mund të jetë 700 Mb / s - që është një tregues elegant.

Nëse dëshironi të blini një SSD për veten tuaj, atëherë në çdo rast do t'ju duhet të zgjidhni midis versioneve SATA dhe PCI, dhe tashmë ka një çështje çmimi. Nëse kaloni shumë kohë në kompjuterin tuaj, sigurohuni që të provoni versionin PCI të diskut. Për shkak se ai vetë futet në një grup RAID (kjo është kur 2 disqe të ngurtë lidhen në një, përafërsisht), në këtë rast, informacioni lexohet nga dy pajisje menjëherë, gjë që e shpejton sistemin saktësisht 2 herë.

PCI SSD - i instaluar brenda njësisë së sistemit kompjuterik

Kjo do të thotë, për shembull, i njëjti Windows instalohet menjëherë në 2 disqe flash (2 çipa të ndryshëm) dhe lexohet prej tyre në të njëjtën kohë, që është një zgjidhje vërtet e shkëlqyeshme për rritjen e performancës së kompjuterit, unë patjetër rekomandoj ta blini atë.

Nëse thjesht dëshironi të shpejtoni disi kompjuterin tuaj të vjetër, të cilin së shpejti mund të planifikoni ta ndryshoni në diçka më produktive, ose thjesht dëshironi të provoni për herë të parë një disk në gjendje të ngurtë, ju rekomandoj patjetër të merrni të gjithë të njohurit dhe të testuar me kohë SATA 2.5 SSD.

MLC ose TLC - cili është më mirë të zgjidhni për kompjuterin tuaj? Të gjithë përdoruesit që kanë përdorur ndonjëherë një disk të gjendjes së ngurtë (memorie SSD) flasin pozitivisht për të. Falë tij, aplikacionet tuaja të preferuara ngarkohen më shpejt dhe efikasiteti i përgjithshëm i sistemit rritet. Përveç kësaj, këto disqe janë shumë më të qëndrueshme dhe më të qëndrueshme se disqet tradicionale të ngurta. Por pse disa lloje memorie janë më të shtrenjta se të tjerët? Për t'iu përgjigjur kësaj pyetjeje, duhet të kuptoni organizimi i brendshëm disqet e këtij lloji.

Bordi SSD mund të ndahet në 3 blloqe kryesore:

Kujtesa 3D NAND (të mos ngatërrohet me NOR Flash). Kjo pjesë përdoret për të ruajtur të dhënat në njësi jo të paqëndrueshme që nuk kërkojnë energji konstante nga rrjeti.
DDR. Një sasi e vogël memorie e paqëndrueshme që ka nevojë për energji për të ruajtur të dhënat. Përdoret për të ruajtur informacionin për akses në të ardhmen. Ky opsion nuk është i disponueshëm në të gjitha disqet.
Kontrolluesi. Vepron si një ndërmjetës, duke lidhur memorien 3D NAND dhe një kompjuter. Kontrolluesi gjithashtu përmban firmware që ndihmon në menaxhimin e SSD-së.

Kujtesa NAND, ndryshe nga NOR, është ndërtuar nga shumë qeliza që përmbajnë pjesë që ndizen ose fiken nga ngarkesa elektrike. Organizimi i këtyre qelizave të ndërrueshme përfaqëson të dhënat e ruajtura në SSD. Numri i biteve në këto qeliza përcaktohet gjithashtu nga lloji i memories. Për shembull, në një qelizë me një nivel (SLC), një qelizë përmban 1 bit. NOR disqet përdoren zakonisht në pajisjet e rrjetit.

Arsyeja pse shkop SLC ka një sasi të vogël memorie është për shkak të madhësisë së tij të vogël fizike në krahasim me komponentët e tjerë të Pllakës së Qarkut të Shtypur (PCB). Mos harroni se PCB përfshin një kontrollues, memorie DDR dhe memorie 3D NAND, të cilat duhet të vendosen disi brenda njësisë së sistemit PC. Kujtesa MLC NAND dyfishon numrin e biteve për qelizë, ndërsa TLC trefishohet. Kjo ka një efekt pozitiv në sasinë e kujtesës. NOR disqet ofrojnë akses në informacione të rastësishme, kjo është arsyeja pse ato nuk përdoren si një hard disk.

Ka disa arsye pse prodhuesit vazhdojnë të lëshojnë memorie flash me 1 bit për qelizë. Disqet SLC konsiderohen më të shpejtë dhe më të besueshëm, por ato janë relativisht të shtrenjta dhe kanë kapacitet të kufizuar ruajtjeje. Kjo është arsyeja pse një pajisje e tillë është më e preferuar për kompjuterët që i nënshtrohen ngarkesave të rënda.

Çfarë është SLC

Në përballjen midis SLC kundër MLC ose TLC 3D, lloji i parë i memories fiton gjithmonë, por gjithashtu kushton shumë më tepër. Ai gjithashtu ka më shumë memorie, por është më i ngadalshëm dhe më i prirur për t'u thyer. MLC dhe TLC janë lloje të memories që rekomandohen për përdorim normal të përditshëm të kompjuterit. NOR përdoret zakonisht në Telefonat celular dhe tableta. Kuptimi i nevojave tuaja do ta ndihmojë përdoruesin të zgjedhë më të përshtatshmet nga të gjithë disqet SSD.

Celula Single Level e merr emrin nga një bit i vetëm që ndizet ose fiket në varësi të furnizimit me energji elektrike. Avantazhi i SLC është se është më i saktë kur lexoni dhe shkruani të dhëna, dhe cikli i tij i vazhdueshëm i funksionimit mund të jetë më i gjatë. Numri i mbishkrimeve të lejuara është 90000-100000.

Ky lloj memorie ka zënë rrënjë mirë në treg për shkak të jetëgjatësisë së lartë, saktësisë dhe performancës së përgjithshme. Një makinë e tillë instalohet rrallë në kompjuterët shtëpiak për shkak të kostos së lartë dhe sasisë së vogël të memories. Është më i përshtatshëm për përdorim industrial dhe ngarkesa të rënda që lidhen me leximin dhe shkrimin e vazhdueshëm të informacionit.

Përparësitë e SLC:

jetë të gjatë shërbimi dhe sasi e madhe ciklet e ngarkimit në krahasim me çdo lloj tjetër memorie flash;
më pak gabime në lexim dhe shkrim;
mund të funksionojë në një gamë më të gjerë temperaturash.

Disavantazhet e SLC:

çmim i lartë në krahasim me SSD-të e tjera;
sasi relativisht e vogël e memories.

Lloji i memories eMLC

eMLC është memorie flash e optimizuar për sektorin e ndërmarrjeve. Ai krenohet me performancë dhe qëndrueshmëri të përmirësuar. Numri i rishkrimeve varion nga 20,000 në 30,000. eMLC mund të shihet si një alternativë më e lirë ndaj SLC që huazon disa nga avantazhet nga konkurrenti i saj.

Përparësitë e eMLC:

shumë më lirë se SLC;
performancë dhe qëndrueshmëri më e lartë se MLC NAND konvencionale.

Disavantazhet e eMLC:

humbet ndaj SLC për sa i përket performancës;
jo i përshtatshëm për përdorim shtëpiak.

Memorie flash MLC për diskun në gjendje të ngurtë

Memoria e qelizave me shumë nivele e ka marrë emrin nga aftësia e saj për të ruajtur 2 bit të dhënash në një qelizë. Avantazhi i madh është më shumë çmim të ulët krahasuar me SLC. Kostoja më e ulët, si rregull, bëhet çelësi i popullaritetit të produktit. Problemi është se numri i mbishkrimeve të mundshme të një qelize është shumë më i vogël në krahasim me SLC.

Përparësitë e MLC NAND:

çmim relativisht i ulët, i projektuar për konsumatorin masiv;
besueshmëri më e madhe në krahasim me TLC.

Disavantazhet e MLC NAND:

më pak i besueshëm dhe i qëndrueshëm se SLC ose eMLC;
jo i përshtatshëm për përdorim komercial.

memorie TLC

Triple Level Cell është forma më e lirë e memories flash. E meta e tij më e madhe është se është i përshtatshëm vetëm për përdorim shtëpiak dhe është kundërindikuar për përdorim në aktivitete biznesi ose industriale. Cikli jetësor i një qelize është 3000-5000 mbishkrime.

Përparësitë e TLC 3D:

SSD-ja më e lirë e disponueshme në treg;
në gjendje të plotësojë nevojat e shumicës së përdoruesve.

Disavantazhet e TLC 3D:

jetëgjatësia më e shkurtër në krahasim me llojet e tjera;
jo i përshtatshëm për përdorim komercial.

Jetëgjatësi SSD

Si të gjitha gjërat e mira në këtë botë, një SSD nuk mund të zgjasë përgjithmonë. Siç u përmend më lart, cikli i jetes Disku në gjendje të ngurtë varet drejtpërdrejt nga lloji 3D NAND që përdor. Shumë përdorues janë të shqetësuar se sa kohë mund të zgjasin llojet më të lira të disqeve. Krahasuar me MLC dhe TLC, memoria SLC është më e qëndrueshme, por kushton më shumë. Ekipet e pavarura të entuziastëve testuan SSD të përballueshme për konsumatorët, shumica e të cilëve ishin MLC, me vetëm 1 që përdorte 3D NAND TLC. Rezultatet ishin premtuese. Para dështimit, shumica e këtyre pajisjeve arritën të kalonin 700 TB informacion përmes vetes, dhe 2 prej tyre - madje 1 PB. Kjo është me të vërtetë një sasi e madhe të dhënash.

Ne mund të hedhim poshtë me siguri çdo frikë se SSD do të dështojë kohë të shkurtër. Nëse jeni duke përdorur MLC ose TLC 3D V-NAND për përdorim të përditshëm si ruajtja e muzikës, fotove, software, dokumente personale dhe video lojëra, mund të jeni të sigurt se kujtesa do të zgjasë për disa vjet. Në shtëpi, është e pamundur të ngarkosh kompjuterin ashtu siç bëjnë me serverët e korporatave. Për ata që shqetësohen për jetëgjatësinë e kujtesës së tyre, veçori të tilla si Analiza e Vetë-Monitorimit dhe Teknologjia e Raportimit (S.M.A.R.T.) mund t'ju ndihmojnë të mbani gjurmët e shëndetit të SSD-së tuaj.

Zgjedhja e SSD-së së duhur

Në fakt, ndryshimi midis disqeve komerciale dhe atyre të konsumit është aq i madh sa është e vështirë për t'u kuptuar. Ekipet e zhvillimit kanë filluar të bëjnë SSD të shtrenjta për të përmbushur kërkesat më të larta të aktiviteteve të teknologjisë së lartë, shkencës dhe zhvillimeve ushtarake që kërkojnë përpunim të vazhdueshëm të informacionit.

Serverët në ndërmarrjet e mëdha janë një shembull i mirë i përdorimit të disqeve të shtrenjta flash sepse ato funksionojnë 24 orë në ditë, 5-7 ditë në javë. Kjo është arsyeja pse ata kanë nevojë për kohë të gjata, të shpejta leximi/shkrimi dhe besueshmëri e shtuar. Disqet e konsumatorit janë hequr nga versionet e disqeve komerciale. Atyre u mungojnë disa veçori, por ofrojnë më shumë hapësirë. Për më tepër, në botë ka një prirje të këndshme drejt rritjes së performancës së NAND-ve me kosto të ulët dhe uljes së kostos së tyre.

Çfarë lloj ruajtjeje duhet të zgjidhni? SLC apo MLC dhe TLC? Mund të konkludojmë se memoria SLC ose eMLC thjesht nuk nevojitet për përdorim normal të përditshëm, kështu që nuk ka kuptim të shpenzoni një shumë të rrumbullakët parash për të. Nëse zgjidhni llojin e memories NAND nga TLC ose MLC, atëherë gjithçka do të varet nga aftësitë tuaja financiare.

TLC NAND është memoria më buxhetore që mund të kënaqë nevojat e shumicës së konsumatorëve. Kujtesa MLC mund të konsiderohet si një version më i avancuar i memories NAND për njerëzit që janë të gatshëm të investojnë shumë në kompjuterin e tyre personal. Është gjithashtu i përshtatshëm për ata që planifikojnë të ruajnë të dhënat e tyre për shumë vite. Nëse mesazhi "NAND Flash nuk u zbulua" u shfaq në monitor, atëherë me siguri memoria ka shteruar burimin e saj dhe ka dështuar.

Origjina e memories NAND bazohej në memorien flash që u shfaq shumë më herët, e përdorur në disqet në gjendje të ngurtë me një shpejtësi, qëndrueshmëri dhe zonë më të madhe të çipit qartësisht më të ulët se memoria NAND. Flash memoria u shpik nga Fujio Masuoka në 1984 ndërsa punonte për Toshiba. Pas prezantimit të dizajnit të Fujio Masuoka në IEEE 1984 (Takimi Ndërkombëtar i Pajisjeve Elektronike) në San Francisko, Kaliforni, Intel lëshoi çipin e parë tregtar flash të tipit NOR në 1988. Ardhja e memories flash të tipit NAND u njoftua nga Toshiba në 1989 në Konferencën Ndërkombëtare të Qarqeve të Gjendjes së Ngurtë.

Flash memorie, llojet e memories NAND

Dallimi themelor i memories flash është se ajo ruan një pjesë të informacionit në një grup transistorësh të portës lundruese të quajtur qeliza. Ekzistojnë dy lloje të memories NAND të përdorura në disqet SSD - SLC dhe MLC. Cili është ndryshimi midis llojeve të memories SLC dhe MLC? Pajisjet SLC kanë qeliza me një nivel që ruajnë vetëm një bit në çdo tranzistor, ndërsa MLC-të me shumë nivele mund të ruajnë disa pjesë informacioni në secilën qelizë. Kjo është pasojë e përdorimit të niveleve të ndryshme të ngarkesës elektrike në portën lundruese të tranzistorit. Parimi i kodimit (logjik 0 ose 1) i informacionit është i njëjtë në të gjitha rastet, ai do të përshkruhet nga ne më poshtë. Vetëm struktura e qelizës ndryshon. Thellësia e niveleve MLC mund të arrijë deri në 4, domethënë të ruajë deri në 4 bit informacion, ndërsa SLC është një njësi më e thjeshtë dhe ruan 1 bit.

Teknologjia MLC bën të mundur rritjen e ndjeshme të volumit të një disku duke rritur nivelet, duke lënë të pandryshuara dimensionet e tij fizike, gjë që ul koston e çdo gigabajti. Në këtë tipare pozitive kësaj teknologjie po i vjen fundi. Me çdo nivel shtesë, detyra e njohjes së nivelit të sinjalit bëhet më e ndërlikuar, për të mos përmendur reduktimin e burimit të diskut SSD, rritet koha e kërkimit për adresën e qelizës dhe rritet gjasat e gabimeve. Kontrolli i gabimeve kryhet në harduer, i cili në rastin e teknologjisë MLC çon në një rritje të kostos së elektronikës së kontrollit dhe, në përputhje me rrethanat, rrit koston përfundimtare të SSD. Disqet masive SSD në tregun botëror përdorin teknologjinë MLC me regjistrim në katër nivele. Në këtë rast, të dhënat kodohen si (11), (10), (01), (00). Për SLC, një qelizë me një nivel mund të marrë vetëm vlerat 0 ose 1.

Zgjidhjet me qeliza SLC me të njëjtën madhësi dhe çmim humbasin qartë ndaj MLC për sa i përket sasisë së informacionit të ruajtur në to, por në të njëjtën kohë ato janë më të shpejta dhe më të qëndrueshme. Prandaj, prodhuesit duhet të përdorin më shumë çipa me një kapacitet total më të vogël të diskut, gjë që në fund e rrit çmimin e një disku SLC më shumë se dy herë në krahasim me diskun MLC me të njëjtën madhësi.

Mekanizmat për shkrimin dhe leximin e një memorie të njësisë së qelizës NAND

Le të përpiqemi të përshkruajmë në mënyrë më të detajuar funksionimin e një transistori për memorien NAND, i cili është një transistor me efekt të fushës së portës së izoluar ose MOSFET.

Tipari kryesor i tranzistorit me efekt në terren, i cili lejoi përdorimin e tij për ruajtjen e informacionit, ishte aftësia për të mbajtur një ngarkesë elektrike në një portë "lundruese" deri në 10 vjet. Vetë porta "lundruese" është prej silikoni polikristalor dhe është e rrethuar plotësisht nga një shtresë dielektrike, e cila i siguron asaj mungesë të plotë të kontaktit elektrik me elementët e tranzistorit. Ndodhet midis portës së kontrollit dhe nënshtresës së bashkimit p-n. Elektroda e kontrollit të një transistori me efekt fushë quhet portë. Në këtë rast, përçueshmëria p-n kryqëzim, për shkak të rezistencës elektrike, kontrollohet nga një diferencë potenciale, e cila krijon fushe elektrike, duke ndikuar gjendje p-n tranzicionet.

Elementë të rëndësishëm të tranzistorit janë gjithashtu kullimi dhe burimi. Për të ndryshuar bitin e informacionit që shkruhet në qelizë, krijohet një fushë elektrike nga voltazhi në portën e kontrollit dhe ndodh një efekt tuneli. Kjo lejon që disa elektrone të kalojnë përmes shtresës dielektrike në portën lundruese, duke i siguruar asaj një ngarkesë, dhe kështu duke mbushur qelizën e njësisë me pak informacion.

Ngarkesa e akumuluar në portën lundruese ndikon në përçueshmërinë e kanalit të burimit të kullimit, i cili përdoret në lexim.

Një ndryshim i tillë në mekanizmin e shkrimit dhe leximit ndikon qartë në konsumin e ndryshëm të energjisë së këtyre mënyrave. Memoria NAND konsumon një rrymë mjaft të madhe kur shkruan, dhe kur lexon, përkundrazi, konsumi i energjisë është i vogël. Për të fshirë informacionin, një tension i lartë negativ aplikohet në portën e kontrollit dhe elektronet nga porta lundruese shkojnë në burim. Është nga qelizat e tilla elementare të kombinuara në faqe, blloqe dhe grupe që përbëhet një makinë moderne në gjendje të ngurtë.

Jetëgjatësia e kujtesës NAND

Karakteristika kryesore e memorjes NAND, e cila lejon përdorimin e saj në SSD, ishte aftësia e saj për të ruajtur të dhënat pa një burim të jashtëm energjie. Sidoqoftë, kjo teknologji vendos kufizime në numrin e ndryshimeve në gjendjen logjike të qelizës, gjë që çon në një numër të kufizuar ciklesh rishkrimi të kësaj qelize. Kjo është për shkak të shkatërrimit gradual të shtresës dielektrike. Ky efekt ndodh shumë më shpejt për qelizat MLC për shkak të rezervës së tyre të vogël për ndryshimin e ngarkesës së portës lundruese për shkak të karakteristikat e projektimit. Leximi i një qelize ndikon gjithashtu në jetëgjatësinë e saj, por ky ndikim është shumë më pak i rëndësishëm sesa kur shkruani / fshini, gjë që na lejon t'i konsiderojmë ciklet e leximit si të pakufizuar, dhe jeta e një SSD matet me numrin e cikleve të mundshme të rishkrimit.

Të gjithë disqet SSD kanë një pjesë që është e paarritshme për operacionet standarde të shkrimit/leximit. Nevojitet si rezervë në rast të konsumimit të qelizave, në analogji me disqet magnetike HDD, të cilat kanë një rezervë për zëvendësimin e blloqeve të këqija. Rezerva shtesë e qelizave përdoret në mënyrë dinamike dhe ndërsa qelizat primare konsumohen fizikisht, sigurohet një qelizë zëvendësuese.

Këtu është një tabelë e përafërt krahasuese e karakteristikave kryesore që dallojnë funksionimin e disqeve SSD me teknologji SLC dhe disqet me qeliza MLC.

Tabela tregon qartë të gjitha avantazhet dhe disavantazhet e këtyre teknologjive. Ai tregon epërsinë e zgjidhjeve SLC ndaj MLC, por nuk tregon kriterin kryesor për popullaritetin e SSD - çmimin e tyre. Nuk ka kuptim ta tregojmë atë në funksion të uljes së shpejtë të kostos së zgjidhjeve të tilla. Le të themi vetëm se megjithëse disqet MLC janë inferiorë në gjithçka ndaj SLC, ata fitojnë më shumë se dy herë në çmim dhe mund të jenë më kompakt me të njëjtën sasi të të dhënave të ruajtura.

Struktura e diskut SSD: qeliza, faqja, madhësia e bllokut NAND

Për më shumë përdorim efektiv qelizat elementare të memories, ato u kombinuan në vargje me një strukturë me disa nivele. Një qelizë që ruan një (për SLC) ose, si rregull, dy (për gjenerimin aktual të MLC) bit të dhënash, kombinohet në një grup të quajtur faqe dhe përmban 4 KB të dhëna.

Algoritme speciale për të punuar me disqet SSD

Për shkak të cikleve të kufizuara të shkrimit / fshirjes së qelizave të memories flash, zhvilluesit duhej të krijonin algoritmin e duhur për funksionimin e një disku SSD, i cili e lejon atë të "shfryjë" në mënyrë të barabartë të gjithë hapësirën e tij të ruajtjes. Siç e kemi vërejtur tashmë, i gjithë vëllimi i diskut është i ndarë në blloqe 512 KB, dhe ato, nga ana tjetër, në faqe 4 KB, në të cilat kryhen operacionet e leximit dhe shkrimit. Por pasi të keni shkruar informacion në një faqe, ai nuk mund të mbishkruhet derisa të pastrohet. Problemi është se madhësia minimale e informacionit të regjistruar nuk mund të jetë më e vogël se 4 KB dhe të dhënat mund të fshihen të paktën në blloqe prej 512 KB. Për ta bërë këtë, kontrolluesi grupon dhe transferon të dhëna (ne do ta përshkruajmë këtë algoritëm më poshtë) për të lëshuar të gjithë bllokun. Ky operacion çon në një rritje të kohës së përgjigjes dhe një ulje të jetëgjatësisë së SSD, por diçka duhet sakrifikuar.

Le të flasim për algoritmin e shkrimit/fshirjes.

Pas një kërkese për shkrim nga sistemi operativ, kontrolluesi i medias përcakton madhësinë dhe strukturën e informacionit. Nëse ka një numër të mjaftueshëm blloqesh bosh, ndahet një bllok i ri, mbi të cilin të dhënat e transmetuara nga OS kopjohen për shkrim. Megjithatë, ndërsa disku mbushet dhe një numër i mjaftueshëm blloqesh bosh zvogëlohet, ky operacion bëhet shumë më i ndërlikuar. Kontrolluesi po kërkon gjithnjë e më shumë bllokun më të përshtatshëm (për nga numri i faqeve të lira), të zënë pjesërisht dhe e rishkruan atë në një bllok të zbrazët, duke e kombinuar me të dhënat e ardhura nga OS për shkrim, të cilat e mbushin plotësisht. blloku i vjetër pastaj pastrohet. Me këtë algoritëm, marrim një bllok të mbushur plotësisht dhe një bllok bosh, i cili i shtohet grupit të blloqeve boshe të disponueshme për shkrim. Kur bëhet një kërkesë për shkrim, kontrolluesi përdor vetëm blloqe nga ky grup.

Në pajisjet e tij, kontrolluesi zakonisht ka 10 kanale, në veçanti, kontrollorët Intel SSD kanë një numër të tillë kanalesh. I gjithë grupi i çipave është caktuar në mënyrë të barabartë në secilin kanal të shkëmbimit të të dhënave. Në këtë fazë të zhvillimit të teknologjive SSD, çipat e kujtesës që ndërveprojnë me kanalin e parë nuk mund të kryqëzohen në operacionet me kanalet e dyta, të treta dhe pasuese, por ky problem mund të zgjidhet në të ardhmen e afërt. Do të ishte mjaft logjike të përdorni lidhje "lundruese" për të gjithë memorien e vendosur në disk. Shpesh ka nevojë për të shkruar një radhë të dhënash të vogla, atëherë kontrolluesi shpërndan automatikisht të gjithë bllokun në të gjitha kanalet, por lidhja midis qelizave ruhet, sepse kjo pjesë e të dhënave është një njësi logjike.

Operacioni i fshirjes së të dhënave gjithashtu varet drejtpërdrejt nga vëllimi dhe vendndodhja e të dhënave të fshira. Nëse i gjithë informacioni është shkruar në një bllok ose në një grup blloqesh, duke i zënë plotësisht ato, atëherë blloku / blloqet thjesht pastrohen dhe shënohen si bosh dhe gati për regjistrim të mëvonshëm me shpejtësinë më të lartë të mundshme. Por ky rast ideal nuk ndodh gjithmonë.

Nëse është e nevojshme të fshini jo të gjithë bllokun, por disa faqe të përfshira në të, atëherë kontrolluesi i fshin të dhënat logjikisht pa i fshirë ato, por thjesht duke shënuar të dhënat e faqes si të fshira. Në të ardhmen, informacioni i mbetur do të kombinohet me atë të ri që erdhi për regjistrim dhe do të shkruhet në një bllok bosh, dhe blloku origjinal, siç përshkruhet tashmë në algoritmin e regjistrimit, do të fshihet plotësisht dhe do të shënohet si bosh.

Pse keni nevojë për Prerje?

Kjo është një tjetër teknologji e rëndësishme që siguron një konsum më të barabartë të diskut SSD dhe punë më të shpejtë me të dhënat për shkak të komandës TRIM. Kjo ju lejon të ndërtoni një zinxhir dhe të përcaktoni përparësinë e blloqeve të lëshuara. Më parë, ky operacion ishte caktuar për OS, por kontrollorët modernë SSD tashmë mbështesin këtë funksion hardueri në firmuerin e diskut. Koha që duhet për të pastruar blloqet lidhet në mënyrë eksponenciale me hapësirën e lirë të diskut. Sa më pak informacion dhe më shumë hapësirë e lirë, aq më i shpejtë është "zvogëlimi" në SSD. Meqenëse disku mbush deri në 75%, funksioni i pastrimit nuk është ende shumë i theksuar në krahasim me gjendjen boshe. Por, sapo ka më pak se 15% hapësirë të lirë, "shkurtimi" bëhet i vështirë. Natyrisht, një pjesë e varësisë përcaktohet plotësisht nga lloji i informacionit (statik, d.m.th. i lëvizur rrallë dhe kryesisht vetëm i lexueshëm, ose dinamik). Sipas hulumtimit të IBM kushte ideale Funksionimi i SSD-së kur është më pak se 75% i mbushur dhe raporti i pjesës statike dhe dinamike të informacionit është 3 me 1.

TRIM është një pjesë integrale e SSD-ve moderne. Ai siguron një rritje të performancës kur disqet janë më shumë se 2/3 e mbushur me të dhëna, për shkak të renditjes së saktë të blloqeve dhe përgatitjes së tyre për regjistrim. Kjo ju lejon të zvogëloni ndryshimin në shpejtësinë e një disku të ri dhe tashmë 75% të plotë në 2-3%.

Mos harroni se si parazgjedhje sistemi operativështë konfiguruar për të punuar me një disk të rregullt HDD, që do të thotë se përdoruesi duhet patjetër të çaktivizojë mekanizmat "e vjetër" për rritjen e shpejtësisë së diskut magnetik, si dhe algoritmet e defragmentimit. Përveç kësaj, është e rëndësishme të kujdeseni për përdorimin jo të plotë të të gjithë hapësirës së diskut tuaj SSD.

Për çfarë përdoret cache buffer në disqet SSD?

Buferi i cache në disqet SSD nuk përdoret për të përshpejtuar procedurën e shkrimit / leximit, siç është e zakonshme për disqet HDD. Vëllimi i tij as nuk tregohet në Specifikimet teknike Prodhuesit kryesorë të SSD. Nuk mund të konsiderohet një memorie e zakonshme cache, siç e kuptonim ne. Memoria e memories në disqet SSD përdoret në mënyrë dinamike për të ruajtur tabelat e alokimit dhe zënies së qelizave të diskut. Paralelisht, ai mund të ruajë informacione të përkohshme nga qelizat e fshira, nëse nuk ka hapësirë të mjaftueshme të zbrazët në disk. Tabelat janë një matricë tre-dimensionale dhe janë ndihmësi kryesor për kontrolluesin SSD. Bazuar në këto të dhëna, disku merr vendime për fshirjen e qelizave shtesë. Ai gjithashtu ruan informacione për frekuencën dhe intensitetin e përdorimit të çdo blloku të disponueshëm në disk. Përveç kësaj, këtu regjistrohen adresat e “vendeve”, ku është e pamundur të regjistrohen, për shkak të konsumit fizik.

Kontrolluesi i diskut SSD

Një element shumë i rëndësishëm dhe i përmirësuar vazhdimisht i një disku SSD është kontrolluesi i tij. Detyra kryesore e kontrolluesit është të sigurojë operacione leximi dhe shkrimi, por duke pasur parasysh masën e veçorive fizike të diskut SSD, kontrolluesi është gjithashtu përgjegjës për menaxhimin e strukturës së paraqitjes së të dhënave. Bazuar në matricën e vendosjes së bllokut, në të cilat qelizat janë shkruar dhe në të cilat nuk janë shkruar ende, kontrolluesi optimizon shpejtësinë e shkrimit dhe maksimizon jetën e SSD-së tuaj. Për shkak të natyrës së ndërtimit të memories NAND, është e pamundur të punohet me secilën qelizë veç e veç. Siç thamë më lart, ato janë të kombinuara në faqe me nga 4 KB secila, dhe ju mund të shkruani informacion vetëm kur faqja është plotësisht e zënë. Ju mund të fshini të dhënat në blloqe që janë të barabarta me 512 KB. Të gjitha këto kufizime imponojnë disa përgjegjësi mbi algoritmin e saktë inteligjent të kontrolluesit. Prandaj, një kontrollues i konfiguruar dhe optimizuar siç duhet mund të ndryshojë ndjeshëm performancën e shpejtësisë dhe qëndrueshmërinë e një disku SSD.

Rezultatet

Për momentin, është ende herët për të folur për fitoren e plotë të SSD-ve ndaj disqeve magnetike. Kur merret parasysh madhësia dhe shpejtësia e një SSD në krahasim me HDD-të tradicionale, pengesa kryesore për të kaluar në SSD është ende çmimi i tyre. Analiza e shumëfishtë vitet e fundit tregoi hezitimin e prodhuesve për të ulur çmimin e memorjes NAND. Vetëm në gjashtë muajt e fundit vërehet një tendencë e lehtë rënëse e çmimit të SSD-ve dhe kjo ka shumë të ngjarë për shkak të rënies së kërkesës konsumatore, e cila është shkaktuar nga kriza globale. Disqet e gjendjes së ngurtë janë paraqitur në një gamë të gjerë në tregun botëror për disa vite, por edhe një periudhë kaq e rëndësishme për teknologjitë dixhitale nuk mund të ndikojë në konkurrencën e tyre për sa i përket "çmimit për GB informacion të ruajtur" në lidhje me disqet magnetike. Dendësia e regjistrimit për disk magnetik po rritet vazhdimisht, gjë që kontribuon në lëshimin e modeleve gjithnjë e më të mëdha (për momentin, HDD 2 TB janë gjerësisht të disponueshme). Kjo shpërndarje e tregut mund ta detyrojë blerësin të preferojë një disk SSD vetëm në rast nevoje urgjente për shpejtësi leximi ose rezistencë ndaj dridhjeve / goditjeve, por pjesa më e madhe e informacionit do të ruhet ende në disqet klasike të ngurtë.

Avantazhet dhe disavantazhet e SSD në krahasim me disqet magnetike HDD:

Përparësitë:

shpejtësi shumë më e lartë e leximit;
mungesa e plotë e zhurmës;
besueshmëria për shkak të mungesës së pjesëve lëvizëse;
konsumi i ulët i energjisë;
rezistencë e lartë ndaj dridhjeve.

Të metat:

kosto e lartë për GB informacion të ruajtur;
numër i kufizuar i cikleve të shkrimit dhe fshirjes së të dhënave.

Artikulli është lexuar 11417 herë

Abonohuni në kanalet tona

Performanca dhe jetëgjatësia e një SSD varet kryesisht nga flashi NAND dhe kontrolluesi me firmware. Ata janë përbërësit kryesorë të çmimit të diskut, dhe është logjike t'u kushtoni vëmendje këtyre komponentëve kur blini. Sot do të flasim për NAND.

Nëse dëshironi, mund të gjeni hollësitë e procesit teknologjik për prodhimin e memories flash në faqet e specializuara në rishikimet SSD. Artikulli im synon një lexues më të gjerë dhe ka dy qëllime:

Ngrini mbulesën mbi specifikimet e paqarta të publikuara në faqet e internetit të prodhuesve dhe dyqaneve të SSD-ve.
Eliminoni pyetjet që mund të keni gjatë studimit specifikimet kujtesa e disqeve të ndryshme dhe leximi i komenteve të shkruara për geeks "iron".

Së pari, unë do ta ilustroj problemin me foto.

Çfarë tregohet në karakteristikat e SSD

Specifikimet NAND të publikuara në faqet zyrtare të internetit të prodhuesve dhe në dyqanet e zinxhirit nuk përmbajnë gjithmonë informacion të detajuar. Për më tepër, terminologjia ndryshon shumë, dhe unë kam përpiluar të dhëna për ju në pesë disqe të ndryshëm.

A ju tregon gjë kjo foto?

Ok, le të themi se Yandex.Market nuk është burimi më i besueshëm i informacionit. Le t'i drejtohemi faqeve të internetit të prodhuesve - a është bërë më e lehtë?

Ndoshta kjo do ta bëjë më të qartë?

Dhe nëse po?

Apo është akoma më mirë?

Ndërkohë, të gjithë këta disqe kanë të njëjtën memorie të instaluar! Është e vështirë të besohet, veçanërisht duke parë dy fotot e fundit, apo jo? Pasi ta keni lexuar hyrjen deri në fund, jo vetëm që do të bindeni për këtë, por do të lexoni edhe karakteristika të tilla si një libër i hapur.

Prodhuesit e memories NAND

Ka shumë më pak prodhues të memories flash sesa ka kompani që shesin SSD nën markat e tyre. Shumica e disqeve tani kanë memorie nga:

Intel/Micron
Hynix
Samsung
Toshiba/SanDisk

Intel dhe Micron ndajnë të njëjtin vend në listë për një arsye. Ata prodhojnë NAND në të njëjtat teknologji si pjesë e sipërmarrjes së përbashkët IMFT.

Në fabrikën lider në shtetin amerikan të Utah, e njëjta memorie prodhohet nën markat e këtyre dy kompanive në përmasa pothuajse të barabarta. Nga fabrika në Singapor, e cila tani kontrollohet nga Micron, memoria mund të shkëputet edhe nën emrin e markës së filialit të saj SpecTek.

Të gjithë prodhuesit e SSD-ve blejnë NAND nga kompanitë e listuara më sipër, kështu që disqet e ndryshme mund të kenë pothuajse të njëjtën memorie, edhe nëse marka e saj është e ndryshme.

Duket se në këtë situatë me kujtesën, gjithçka duhet të jetë e thjeshtë. Sidoqoftë, ekzistojnë disa lloje të NAND, të cilat nga ana tjetër ndahen sipas parametrave të ndryshëm, duke sjellë konfuzion.

Llojet e memories NAND: SLC, MLC dhe TLC

Është tre tipe te ndryshme NAND, ndryshimi kryesor teknologjik midis të cilit është numri i biteve të ruajtura në një qelizë memorie.

SLC është më e vjetra nga tre teknologjitë, dhe vështirë se do të gjeni një SSD moderne me këtë NAND. Shumica e disqeve tani kanë MLC në bord, dhe TLC është fjala e re në tregun e memories SSD.

Në përgjithësi, TLC është përdorur prej kohësh në disqet USB flash, ku qëndrueshmëria e kujtesës nuk ka vlerë praktike. I ri proceset teknologjike ju lejon të zvogëloni koston e një gigabajti TLC NAND për SSD, duke siguruar performancë të pranueshme dhe jetëgjatësi shërbimi, e cila është logjikisht e interesuar për të gjithë prodhuesit.

Është interesante se ndërsa publiku i gjerë është i shqetësuar për numrin e kufizuar të cikleve të shkrimit të SSD, ndërsa teknologjitë NAND zhvillohen, ky parametër vetëm po zvogëlohet!

Si të përcaktoni llojin specifik të memories në një SSD

Nëse sapo keni blerë një disk të gjendjes së ngurtë ose po planifikoni ta blini atë, pasi të keni lexuar këtë postim, mund të keni një pyetje të parashtruar në nëntitull.

Asnjë program nuk tregon llojin e memories. Ky informacion mund të gjendet në rishikimet e disqeve, por ka një mënyrë më të shkurtër, veçanërisht kur duhet të krahasoni disa kandidatë për blerje.

Në faqet e specializuara mund të gjeni bazat e të dhënave SSD, dhe këtu është një shembull.

I gjeta specifikimet e kujtesës së disqeve të mia atje pa asnjë problem, me përjashtim të SanDisk P4 (mSATA) të instaluar në tablet.

Cili SSD ka memorien më të mirë

Le të kalojmë së pari pikat kryesore të artikullit:

Prodhuesit e NAND mund të numërohen në gishtat e njërës dorë
disqet moderne të gjendjes së ngurtë përdorin dy lloje NAND: MLC dhe TLC, të cilat sapo po fitojnë vrull
MLC NAND ndryshon në ndërfaqet: ONFi (Intel, Micron) dhe Modaliteti Toggle (Samsung, Toshiba)
ONFi MLC NAND ndahet në asinkron (më i lirë dhe më i ngadalshëm) dhe sinkron (më i shtrenjtë dhe më i shpejtë)
Prodhuesit e SSD përdorin memorie të ndërfaqeve dhe llojeve të ndryshme, duke krijuar një shumëllojshmëri të formacionin për çdo portofol
Specifikimet zyrtare rrallë përmbajnë informacion specifik, por bazat e të dhënave SSD ju lejojnë të përcaktoni me saktësi llojin e NAND

Sigurisht, në një kopsht të tillë zoologjik nuk mund të ketë një përgjigje të qartë për pyetjen e shtruar në nëntitull. Pavarësisht nga marka e diskut, NAND përputhet me specifikimet e deklaruara, përndryshe nuk ka kuptim që OEM ta blejnë atë (ata japin garancinë e tyre për SSD).

Megjithatë ... imagjinoni që vera ju ka kënaqur me një korrje të paparë luleshtrydhesh në vend!

Është e gjitha e lëngshme dhe e ëmbël, por thjesht nuk mund të hani aq shumë, kështu që vendosni të shisni disa nga manaferrat që keni zgjedhur.

A do t'i mbani për vete luleshtrydhet më të mira apo do t'i vendosni në shitje? :)

Mund të supozohet se prodhuesit NAND instalojnë memorien më të mirë në disqet e tyre. Duke pasur parasysh numrin e kufizuar të kompanive NAND, lista e prodhuesve të SSD-ve është edhe më e shkurtër:

Crucial (një ndarje e mikronit)
Intel
Samsung

Përsëri, ky është vetëm një supozim, i pa mbështetur nga fakte të besueshme. Por a do të kishit vepruar ndryshe në vend të këtyre kompanive?