NAND SSD: Τι φέρνει το NAND Flash στο SSD; [Magic Partition]

Περίληψη :

Όπως όλοι γνωρίζουμε, ένα SSD είναι μια συσκευή αποθήκευσης που χρησιμοποιεί συγκροτήματα ολοκληρωμένων κυκλωμάτων (DRAM, NAND flash, 3D XPoint) για την αποθήκευση δεδομένων συνεχώς. Ωστόσο, εάν κάνετε αναζήτηση στο Amazon, το μέσο αποθήκευσης των περισσότερων SSD είναι το NAND flash. Τότε, τι γίνεται NAND SSD ; Διαβάστε αυτήν την ανάρτηση, στην οποία MiniTool σας εξηγεί τι είναι το NAND flash και τι φέρνει στο SSD.

Γρήγορη πλοήγηση:

• Τι είναι το NAND Flash
• Ελαττώματα του NAND Flash
• Πρόοδος τεχνολογίας: Τεχνολογία διεργασιών
• Πρόοδος τεχνολογίας: SLC vs MLC vs TLC vs QLC
• Πρόοδος τεχνολογίας: 2D NAND εναντίον 3D NAND
• Προφυλάξεις κατά τη χρήση του NAND SSD
• Συμπέρασμα
• Σχόλια χρηστών

Τι είναι το NAND Flash

Το NAND flash είναι ένας τύπος μη πτητικής μνήμης flash. Βασίζεται σε ηλεκτρικά κυκλώματα για την αποθήκευση δεδομένων, αλλά δεν απαιτεί ισχύ για τη διατήρηση δεδομένων, κάτι που είναι επίσης ένας από τους λόγους για τους οποίους οι SSD χρησιμοποιούν κυρίως το NAND flash ως μέσο αποθήκευσης αντί για DRAM (ένας άλλος λόγος είναι ότι το φλας NAND είναι φθηνότερο από το DRAM ).

Περαιτέρω ανάγνωση:

Το 3D XPoint είναι μια μη πτητική τεχνολογία μνήμης που αναπτύχθηκε από κοινού από την Intel και την Micron Technology τον Ιούλιο του 2015. Η Intel ονομάζει Optane για συσκευές αποθήκευσης που χρησιμοποιούν την τεχνολογία και η Micron τις αποκαλεί QuantX. Λέγεται ότι η απόδοση του Optane είναι καλύτερη από το NAND SSD και η τιμή είναι χαμηλότερη από το DRAM.

Τα κελιά μνήμης NAND κατασκευάζονται με δύο τύπους πυλών: πύλες ελέγχου και πλωτές. Και οι δύο πύλες συμβάλλουν στον έλεγχο της ροής δεδομένων. Όταν προγραμματίζετε ένα κελί (εγγραφή δεδομένων), αποστέλλεται ένα φορτίο τάσης στην πύλη ελέγχου, κάνοντας τα ηλεκτρόνια να εισέλθουν στην πλωτή πύλη. Μέσω αυτού του τρόπου φόρτισης, τα δεδομένα μπορούν να αποθηκευτούν σε κάθε κελί μνήμης NAND.

Αλλά όταν η ισχύς αποσυνδέεται από τη μνήμη flash NAND, το τρανζίστορ πλωτής πύλης θα παρέχει μια επιπλέον φόρτιση στο κελί μνήμης, διατηρώντας τα δεδομένα.

Ελαττώματα του NAND Flash

Το NAND flash έχει επίσης τα εγγενή μειονεκτήματά του όπως τα ακόλουθα:

1. Αποκλεισμός διαγραφής

Σε γενικές γραμμές, ένα τσιπ flash NAND έχει πολλαπλά ΔΕΥΤΕΡΑ (Αριθμός λογικής μονάδας) · κάθε LUN έχει πολλαπλάσια σχέδια ; κάθε αεροπλάνο έχει χιλιάδες μπλοκ ; κάθε μπλοκ έχει εκατοντάδες σελίδες . Όταν γράφετε ή διαβάζετε δεδομένα, η μονάδα είναι σελίδα. Ωστόσο, όταν διαγράφετε δεδομένα, η μονάδα είναι μπλοκ.

Από την άλλη πλευρά, τα δεδομένα γράφονται συνήθως σε τυχαίες και μη συνεχείς τοποθεσίες. Εάν θέλετε να τροποποιήσετε ή να γράψετε δεδομένα, απαιτείται διαγραφή. Επομένως, η ενίσχυση εγγραφής δεν μπορεί να αποφευχθεί.

2. Περιορισμένο P / E (Πρόγραμμα / Διαγραφή)

Κάθε μπλοκ NAND έχει όριο στον αριθμό των φορών που μπορεί να διαγραφεί. Όταν ξεπεραστεί αυτός ο αριθμός, το μπλοκ μπορεί να μην χρησιμοποιηθεί. Επειδή όταν ξεπεραστεί ο αριθμός των κύκλων P / E, είναι πιθανότερο να συμβούν οι ακόλουθες καταστάσεις:

• Τα ηλεκτρόνια δεν μπορούν να εισέλθουν στην πλωτή πύλη ( αποτυχία εγγραφής ).
• Τα ηλεκτρόνια στην πλωτή πύλη μπορούν εύκολα να βγουν ( ζήτημα διατήρησης δεδομένων ).
• Τα ηλεκτρόνια στην πλωτή πύλη δεν μπορούν να βγουν ( σβήστε την αποτυχία ).

Εάν ανησυχείτε για τη ζωή του SSD, μπορείτε να διαβάσετε την ακόλουθη ανάρτηση για να μάθετε πώς να παρατείνετε τη ζωή του SSD.

3. Διαβάστε το Disturb

Καθώς η μνήμη flash διαβάζεται πολλές φορές, τα περιεχόμενα των παρακείμενων κελιών μνήμης στο ίδιο μπλοκ θα αλλάξουν (θα γίνει λειτουργία εγγραφής). Η αρχή έχει ως εξής:

Κάθε σελίδα έχει χώρο περίπου 4KB ή 8KB. Σε μια σελίδα, υπάρχουν πολλά κελιά. Κάθε κελί συνήθως αποθηκεύει ένα bit δεδομένων (ένα κελί μπορεί επίσης να αποθηκεύσει περισσότερα από ένα bit δεδομένων και θα σας το εξηγήσω αργότερα).

Όταν διαβάζεται μια σελίδα, εφαρμόζεται μια τάση Vref στα ηλεκτρόδια ελέγχου των κυψελών στη σελίδα, ενώ τα ηλεκτρόδια ελέγχου των στοιχείων σε άλλες σελίδες εφαρμόζονται με μια σχετικά μεγαλύτερη τάση Vpass, η οποία μπορεί να δημιουργήσει ένα ισχυρότερο ηλεκτρικό πεδίο για να τραβήξει μερικά ηλεκτρόνια στην πλωτή πύλη των κελιών στις σελίδες που δεν διαβάζονται (δεδομένα προγράμματος), με αποτέλεσμα σφάλμα δεδομένων.

Από την άλλη πλευρά, όσο περισσότερες φορές διαγράφετε μπλοκ, τόσο χειρότερο είναι το μονωτικό αποτέλεσμα και τόσο πιο εύκολο είναι τα ηλεκτρόνια να εισέλθουν στην πλωτή πύλη.

4. Διαταραχή προγράμματος

Όταν γράφεται μια σελίδα, θα εφαρμόζεται υψηλότερη τάση στα ηλεκτρόδια ελέγχου των κελιών στη σελίδα, ενώ μια χαμηλότερη τάση θα εφαρμόζεται στα ηλεκτρόδια ελέγχου των κελιών σε άλλες σελίδες που δεν είναι γραμμένες. Έτσι, τα ηλεκτρόνια μπορούν να εγχυθούν εύκολα στις πλωτές πύλες των κυττάρων στη γραπτή σελίδα.

Ωστόσο, εάν η υψηλότερη τάση και η χαμηλότερη τάση είναι κοντά, ειδικά όταν πάρα πολλοί χρόνοι διαγραφής οδηγούν σε κακή απόδοση μόνωσης, είναι πολύ πιθανό ότι τα ηλεκτρόνια εισέρχονται σε γειτονικά κελιά μνήμης. Αυτό θα προκαλέσει επίσης σφάλμα δεδομένων.

Πρόοδος τεχνολογίας: Τεχνολογία διεργασιών

Από την εφεύρεση του φλας NAND το 1986, οι κατασκευαστές έχουν σημειώσει μεγάλη πρόοδο στην τεχνολογία φλας NAND, όπως η βελτίωση της τεχνολογίας διεργασίας, 3D NAND, MLC, TLC και QLC. Σε αυτό το μέρος, θα σας εξηγήσω την τεχνολογία επεξεργασίας.

Προκειμένου να μειωθεί το κόστος ανά bit και να επεκταθεί η χωρητικότητα του SSD, οι κατασκευαστές σκέφτονται πρώτα να βελτιώσουν την τεχνολογία διεργασιών, για παράδειγμα, από τα πρώτα 50nm έως τους τρέχοντες κόμβους διεργασίας 16 / 15nm.

Ο αριθμός στην τεχνολογία επεξεργασίας αντιπροσωπεύει την απόσταση από την πηγή έως την αποστράγγιση. Όσο μικρότερη είναι η απόσταση, τόσο πιο γρήγορα εισέρχονται τα ηλεκτρόνια και τόσο μικρότερο είναι το μέγεθος του τρανζίστορ, που σημαίνει ότι ένα τσιπ του ίδιου μεγέθους έχει μεγαλύτερη χωρητικότητα και μεγαλύτερη ταχύτητα.

Ωστόσο, όταν η τεχνολογία επεξεργασίας φτάσει τους κόμβους 15nm, πλησιάζει το όριο. Από τη μία πλευρά, η συνεχής βελτίωση της τεχνολογίας διεργασιών θα κάνει το κόστος να αυξηθεί απότομα, κάτι που δεν μπορεί να αντισταθμιστεί από τη μείωση του κόστους λόγω της αύξησης της χωρητικότητας.

Από την άλλη πλευρά, όταν η τεχνολογία διεργασίας είναι κάτω από κόμβους 20nm, η διαρροή φόρτισης (ζήτημα διατήρησης δεδομένων) και οι παρεμβολές φόρτισης (ανάγνωση και διαταραχή προγράμματος) είναι πιο εμφανείς.

Επομένως, εάν η τεχνολογία διεργασίας προχωρήσει περισσότερο, η αξιοπιστία και η απόδοση θα μειωθούν.

Πρόοδος τεχνολογίας: SLC vs MLC vs TLC vs QLC

Προκειμένου να αυξηθεί η χωρητικότητα και να μειωθεί περαιτέρω το κόστος, οι κατασκευαστές πρότειναν MLC, TLC και QLC. Σε αυτό το μέρος, θα σας εξηγήσω το SLC εναντίον MLC εναντίον TLC εναντίον QLC.

Σε γενικές γραμμές, ένα κελί μνήμης αποθηκεύει μόνο ένα bit δεδομένων, το οποίο ονομάζεται SLC (Single-Level Cell). Εάν αυξήσετε τον αριθμό των bit που μπορούν να αποθηκευτούν σε κάθε κελί μνήμης, για παράδειγμα, αυξάνοντας σε 2 (MLC, συντόμευση για κελί πολλαπλών επιπέδων), σε 3 (TLC, συντόμευση για κελί τριπλού επιπέδου) ή σε 4 ( QLC, συντομογραφία για Quad-Level Cell), η χωρητικότητα αποθήκευσης του φλας NAND θα αυξηθεί επίσης ανάλογα.

Για παράδειγμα, μια συνηθισμένη μνήμη flash που δημιουργήθηκε από το SLC έχει χωρητικότητα 128 GB. Τότε, το MLC θα έχει χωρητικότητα 256 GB (διπλό). Το TLC θα τριπλασιαστεί στα 384 GB. και το QLC θα τετραπλασιαστεί στα 512 GB. Και διαδοχικά, το κόστος μειώνεται.

Ωστόσο, η αύξηση της χωρητικότητας και η μείωση του κόστους έρχονται στο κόστος της μειωμένης απόδοσης, της αξιοπιστίας και της ζωής.

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το φλας NAND ολοκληρώνει την ανάγνωση και τη γραφή δεδομένων μέσω της εφαρμογής τάσης. Σε αυτήν τη διαδικασία, υπάρχει μία ή πολλαπλές τάσεις κατωφλίου (Vth).

Στο SLC, υπάρχει μόνο μία τάση κατωφλίου, επειδή αποθηκεύει μόνο ένα bit δεδομένων: 0 ή 1. Εάν η τάση στο κελί υπερβαίνει την τάση κατωφλίου, σημαίνει 0. Αντίθετα, εάν η τάση στο κελί είναι κάτω από το όριο τάση, σημαίνει 1. Επομένως, η ανάγνωση και εγγραφή είναι πολύ απλή και γρήγορη.

Ωστόσο, εάν ένα κελί μνήμης αποθηκεύει περισσότερα bits δεδομένων, θα υπάρχουν περισσότερες τάσεις κατωφλίου. Για παράδειγμα, μια μνήμη flash MLC NAND αποθηκεύει δύο bits δεδομένων, δηλαδή, 00, 01, 10 ή 11. Ως εκ τούτου, χρειάζεται 3 τάσεις κατωφλίου για να τα διακρίνει.

Όσο περισσότερα κομμάτια δεδομένων αποθηκεύονται στο κελί, τόσο περισσότερες οριακές τάσεις χρειάζεται, τόσο περισσότερος χρόνος χρειάζεται για την αναγνώριση του σήματος τάσης, τόσο περισσότερο χρόνο χρειάζεται για την ανάγνωση και την εγγραφή δεδομένων.

Από την άλλη πλευρά, εάν υπάρχουν πολλαπλές τάσεις κατωφλίου, η εκχωρούμενη τάση για κάθε bit δεδομένων θα μειωθεί και, επομένως, αυξάνεται η πιθανότητα παρεμβολής φόρτισης (ανάγνωση και διαταραχή προγράμματος).

Υπόδειξη: Η MLC είναι η κύρια επιλογή για προϊόντα υψηλών προδιαγραφών. Δεν χρειάζεται να επιλέξετε TLC, εκτός εάν έχετε χρήματα ή αναβαθμίζετε τον προσωρινό υπολογιστή σας.

Πρόοδος τεχνολογίας: 2D NAND εναντίον 3D NAND

Σε αντίθεση με τις παραπάνω δύο τεχνολογίες, το 3D NAND παρέχει διαφορετικές ιδέες για αύξηση της χωρητικότητας και μείωση του κόστους.

Το παραδοσιακό 2D NAND Flash (επίπεδο επίπεδο NAND) αποτελείται από ένα δισδιάστατο τρόπο. Αποτελείται κυρίως από γραμμές λέξεων (WL) και γραμμές bit (BL), όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Μια γραμμή λέξεων αντιπροσωπεύει μια σελίδα. Η γραμμή bit αντιπροσωπεύει τα κελιά μνήμης στη γραμμή λέξεων (σελίδα). Υπάρχουν τόσα κελιά μνήμης στη γραμμή λέξεων όσο υπάρχουν γραμμές bit.

Οι γραμμές λέξεων και οι γραμμές bit τέμνονται για να σχηματίσουν ένα μπλοκ. Στη συνέχεια, πλακάρετε τα μπλοκ για να σχηματίσετε το 2D NAND φλας.

Όσο για το φλας 3D NAND, στοιβάζει το επίπεδο φλας NAND σαν κτίρια. Αυξάνει περισσότερα τρανζίστορ ανά μονάδα επιφάνειας στοιβάζοντας περισσότερα στρώματα φλας.

Μόνο με αυτόν τον τρόπο, οι κατασκευαστές μπορούν να αυξήσουν τη χωρητικότητα NAND και να μειώσουν το κόστος και δεν χρειάζεται να καταβάλουν προσπάθειες για τη βελτίωση της τεχνολογίας επεξεργασίας ή την αποθήκευση περισσότερων δεδομένων σε ένα κελί. Ως αποτέλεσμα, η χωρητικότητα, η απόδοση και η αξιοπιστία είναι εγγυημένα.

Προφυλάξεις κατά τη χρήση του NAND SSD

Εάν αποφασίσετε να χρησιμοποιήσετε ένα NAND SSD, ακολουθούν μερικές σημειώσεις σχετικά με τη χρήση του:

1. Εγκατάσταση λειτουργικού συστήματος στο NAND SSD: Είναι ο μόνος τρόπος που μπορεί να αξιοποιήσει στο έπακρο τα πλεονεκτήματα ενός SSD και να αυξήσει σημαντικά την απόδοση ενός υπολογιστή.

2. Εκτέλεση έκδοσης λειτουργικού συστήματος πάνω από τα Windows 7: Λειτουργικά συστήματα πάνω από τα Windows 7 θα εντοπίσουν αυτόματα εάν το σύστημα δίσκου είναι SSD και θα αποφασίσει πώς θα το βελτιστοποιήσει ανάλογα. Για παράδειγμα, στα Windows 7, μπορείτε να ανασυγκροτήσετε μόνο έναν σκληρό δίσκο, ο οποίος θα βλάψει ένα SSD και θα μειώσει τη διάρκεια ζωής του. Ωστόσο, το λειτουργικό σύστημα πάνω από τα Windows 7 θα αναγνωρίσει το SSD και θα το βελτιστοποιήσει με μια ειδική μέθοδο.

3. Ενεργοποίηση της λειτουργίας AHCI ή NVMe: Η λειτουργία AHCI μπορεί να επιτρέψει στη συσκευή αποθήκευσης με διασύνδεση SATA III να έχει καλύτερη απόδοση. Όσον αφορά τη λειτουργία NVMe, εάν το SSD σας διαθέτει διεπαφή M.2, διεπαφή PCI κ.λπ., αυτή η λειτουργία θα επιτρέψει στο SSD σας να αποδώσει με την υψηλότερη ταχύτητα. Για να μάθετε περισσότερα για τα AHCI και NVMe, διαβάστε αυτήν την ανάρτηση: M.2 SSD εναντίον SATA SSD: Ποιο είναι κατάλληλο για τον υπολογιστή σας;

4. Διατήρηση ευθυγράμμισης 4K: Η κακή ευθυγράμμιση 4K όχι μόνο θα μειώσει σημαντικά την ταχύτητα εγγραφής και ανάγνωσης δεδομένων, αλλά και θα αυξήσει τον αριθμό των περιττών εγγραφών του SSD, επηρεάζοντας τη ζωή του.

Για να διατηρήσετε την ευθυγράμμιση 4K του SSD, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το Οδηγός διαμερισμάτων MiniTool , του οποίου Ευθυγράμμιση όλων των κατατμήσεων δυνατότητα μπορεί να σας βοηθήσει. Το μόνο που χρειάζεται να κάνετε είναι να κάνετε κλικ στο παρακάτω κουμπί για να κατεβάσετε δωρεάν αυτό το εργαλείο, ξεκινώντας το, κάνοντας δεξί κλικ στη μονάδα δίσκου για να επιλέξετε Ευθυγράμμιση όλων των κατατμήσεων και, τέλος, κάντε κλικ στο Ισχύουν κουμπί για εκτέλεση εργασιών.

ΔΩΡΕΑΝ Λήψη

5. Κράτηση αρκετού ελεύθερου χώρου: Όσο περισσότερα δεδομένα αποθηκεύει μια μονάδα δίσκου στερεάς κατάστασης, τόσο πιο αργή είναι η απόδοση. Εάν ένα διαμέρισμα βρίσκεται σε κατάσταση χρήσης άνω του 90% για μεγάλο χρονικό διάστημα, η πιθανότητα διακοπής λειτουργίας SSD θα αυξηθεί σημαντικά. Επομένως, είναι πολύ σημαντικό να καθαρίσετε άχρηστα αρχεία εγκαίρως και να αποθηκεύσετε μεγάλα αρχεία όπως ταινίες ή μουσική σε έναν μηχανικό σκληρό δίσκο.

Τρόπος μετακίνησης αρχείων από SSD σε σκληρό δίσκο [Οδηγός βήμα προς βήμα]

Αυτό το άρθρο παρέχει οδηγίες σχετικά με τον τρόπο μετακίνησης αρχείων από SSD σε σκληρό δίσκο, συμπεριλαμβανομένου του τρόπου μετακίνησης αρχείων προγράμματος.

Διαβάστε περισσότερα

Φυσικά, υπάρχουν και άλλες μέθοδοι για την παράταση της διάρκειας ζωής του SSD και την ενίσχυση της απόδοσης του SSD. Έχω αναφέρει μια ανάρτηση για το πώς να παρατείνει τη ζωή του SSD σας στο παρελθόν. Ως εκ τούτου, εδώ θα σας προτείνω: Πώς να αποκτήσετε την καλύτερη απόδοση από SSD στα Windows 10/8 / 8.1 / 7 .

Τι γίνεται με το NAND SSD; Τι φέρνει το NAND flash στο SSD; Διαβάστε αυτήν την ανάρτηση και θα λάβετε τις απαντήσεις. Κάντε κλικ για να κάνετε tweet

Συμπέρασμα

Αυτή η ανάρτηση απάντησε σε όλες τις αμφιβολίες σας σχετικά με το NAND SSD; Παρακαλώ αφήστε ένα σχόλιο παρακάτω. Επιπλέον, εάν έχετε κάποιο πρόβλημα κατά την ευθυγράμμιση των κατατμήσεων SSD, την εγκατάσταση λειτουργικού συστήματος σε SSD ή την εκκαθάριση άχρηστων αρχείων, αφήστε τις ερωτήσεις σας παρακάτω ή στείλτε μας email στο [προστασία μέσω email] . Θα σας απαντήσουμε το συντομότερο δυνατό.