Как работают твердотельные накопители

Твердотельные накопители (SSD) теперь стали обычными устройствами хранения данных. Но рост популярности редко означает рост понимания. Если вы не совсем понимаете, как работает SSD, вы не одиноки. Здесь мы объясним, как на самом деле работает флэш-память, также известная как NAND-память, что означают различные «уровни» NAND и как сегодня выгодно приобрести SSD.

Что такое NAND-память?

Компьютерные процессоры и память построены на логических элементах. Это

Что такое NAND-память?

сти компьютера обрабатывать 1 и 0. Основываясь на своих вкладах, они обеспечивают определенные результаты. Различные типы вентилей обрабатывают входные данные по-разному. В широком смысле, тщательно продуманная комбинация этих элементов позволяет компьютеру делать все: от сложения двух чисел до распознавания фотографий.

Память SSD построена из вентилей И-НЕ, которые представляют собой разновидность логических вентилей. NAND означает «не И» и является обратным обычному логическому элементу «И».

Читайте также: SSD, HDD и USB-накопитель: все, что вам нужно знать

Как логический вентиль может хранить информацию?

У вентилей И-НЕ есть особое свойство, которого нет у большинства типов логических вентилей. Вентиль И-НЕ можно использовать для создания так называемого триггерного вентиля. Это схема, состоящая из двух вентилей И-НЕ, соединенных между собой особым образом. Как видно выше, выход каждого вентиля И-НЕ подключен к входу его партнера.

Эта проводка позволяет сохранять 1 и 0 с течением времени и без питания. Итак, при правильном подключении вентили И-НЕ могут создать компьютерную память на один бит. Соберите вместе несколько вентилей NAND, и вы сможете хранить кучу битов. И это то, что делает флэш-память и, в конечном итоге, SSD.

Что такое SLC, MLC, TLC и QLC?

Флэш-память построена на ячейках, в которых хранятся биты. Самым основным средством хранения является «одноуровневая ячейка» или SLC. Эти ячейки могут быть установлены на 0 или 1 для обозначения включения и выключения. Эти ячейки быстрые и долговечные, но они не обеспечивают много места для хранения данных. Чтобы увеличить это значение, нам нужно хранить более одного бита в ячейке.

И здесь на помощь приходят многоуровневые ячейки, или MLC. Эти ячейки хранят два бита информации в одном транзисторе, используя четыре уровня заряда. Например, они могут использовать 0 В, 1 В, 2 В и 3 В для представления 00, 01, 10 и 11 в двоичном формате. Эти ячейки вмещают больше данных, но требуют более точных методов хранения и извлечения.

Новейшие твердотельные накопители построены на основе трехуровневых ячеек (TLC), что позволяет каждой ячейке хранить три бита. Это требует еще более точного изготовления, увеличивая стоимость и производительность в ущерб скорости и надежности.

Следующий шаг — четырехуровневые ячейки, или QLC. Хотя Intel и Micron разработали для этого процесс, мы вряд ли увидим массовое внедрение в ближайшие годы.<

Что такое SLC, MLC, TLC и QLC?

Покупка SSD: на что обратить внимание

Что такое 3D NAND?

Ранние твердотельные накопители изготавливались как компьютерные процессоры. Они были созданы в двухмерной плоскости, а емкость и скорость были увеличены за счет уменьшения транзисторов, составляющих кристалл. Чем больше транзисторов вы сможете разместить на кристалле, тем больше данных вы сможете хранить. Но в отличие от транзисторов ЦП, транзисторы SSD не могут работать намного ниже 15 нм. Это связано с тем, что на этом уровне электроны могут начать просачиваться в близлежащие транзисторы, искажая данные.

Чтобы обойти это ограничение, производители создали 3D NAND. Здесь транзисторы также наложены друг на друга. Этот трехмерный процесс, иногда называемый V-NAND, позволяет разместить до шестидесяти четырех слоев транзисторов на одном кристалле. Это увеличивает возможности хранения на порядок.

Недостаток заключается в том, что 3D NAND требует чрезвычайно точных технологий изготовления для создания сверхточных столбцов транзисторов. Это особенно важно для твердотельных накопителей типа MLC, TLC и QLC, которые для правильной работы уже требуют высокоточного изготовления. Но это не помешало ему завоевать современный рынок.

Как все это происходит

Многие фабрики выпускают накопители 3D TLC NAND, но все еще существует значительный запас накопителей MLC, которые быстры, умеренно велики и неожиданно очень дешевы. Если вы хотите заключить выгодную сделку, сейчас самое время совершить покупку. Это немного более старая технология, но основное отличие будет заключаться в размере хранилища, а не в производительности. Если есть возможность приобрести достаточно большой для вас диск 3D MLC NAND, не стесняйтесь.

Как и во всем электронном деле, история надежности производителя чрезвычайно важна. Дешевые безымянные диски могут быть изготовлены на старых технологических узлах или с более жесткими допусками. Они также могут быть получены из остатков более разборчивых производителей, продающих вам достаточно функциональные остатки. Ни то, ни другое не является рецептом долгосрочного успеха.

Следующая большая революция в технологии твердотельных накопителей произойдет с гораздо большей емкостью при том же или аналогичном уровне мощности. Мы можем ожидать, что они будут внедрены в течение следующих нескольких лет, поскольку литейные предприятия приобретут опыт работы с методами, необходимыми д

Что такое 3D NAND?

са.

Также обратите внимание на различия между SSD, HDD и флэш-памятью .

Изображение предоставлено: flashdba , Кактус Тех

Как все это происходит