NAND SSD: מה NAND Flash מביא ל- SSD? [קסם מחיצה]

סיכום :

כידוע, SSD הוא התקן אחסון המשתמש במכלולי מעגלים משולבים (DRAM, NAND flash, 3D XPoint) כדי לאחסן נתונים באופן קבוע. עם זאת, אם אתה מחפש באמזון, אמצעי האחסון של רוב ה- SSD הם פלאש NAND. ואז, מה לגבי NAND SSD ? קרא את הפוסט הזה, בו MiniTool מסביר לך מה זה NAND פלאש ומה זה מביא ל- SSD.

ניווט מהיר :

• מה זה NAND פלאש
• הפגמים של NAND Flash
• התקדמות טכנולוגית: טכנולוגיית תהליכים
• התקדמות טכנולוגית: SLC לעומת MLC לעומת TLC לעומת QLC
• התקדמות טכנולוגית: 2D NAND לעומת 3D NAND
• אמצעי זהירות לשימוש ב- NAND SSD
• שורה תחתונה
• תגובות משתמשים

מה זה NAND פלאש

פלאש NAND הוא סוג של זיכרון פלאש שאינו נדיף. היא מסתמכת על מעגלים חשמליים לאחסון נתונים, אך היא אינה דורשת כוח לשמירת נתונים, וזו גם אחת הסיבות לכך שכונני SSD משתמשים בעיקר בפלאש NAND כמדיה לאחסון שלהם ולא ב- DRAM (סיבה אחרת היא שפלאש NAND הוא זול יותר מ- DRAM. ).

לקריאה נוספת:

3D XPoint היא טכנולוגיית זיכרון לא נדיפה שפותחה במשותף על ידי אינטל ומיקרון טכנולוגיה ביולי 2015. אינטל מכנה את Optane למכשירי אחסון המשתמשים בטכנולוגיה ומיקרון מכנה אותם QuantX. אומרים שהביצועים של Optane טובים יותר מ- NAND SSD והמחיר נמוך מ- DRAM.

תאי זיכרון NAND עשויים עם שני סוגים של שערים: שערים ושליטה צפים. שני השערים עוזרים לשלוט בזרימת הנתונים. כאשר אתה מתכנת תא אחד (כותב נתונים), מטען מתח נשלח לשער הבקרה, מה שגורם לאלקטרונים להיכנס לשער הצף. באמצעות דרך טעינה זו ניתן לאחסן נתונים בכל תא זיכרון של NAND.

אך כאשר הניתוק מנותק מזיכרון הבזק NAND, הטרנזיסטור של השער הצף יספק תשלום נוסף לתא הזיכרון, תוך שמירה על הנתונים.

הפגמים של NAND Flash

לפלאש NAND יש גם את החסרונות הטבועים בו כמו אלה:

1. חסום מחיקה

באופן כללי, לשבב פלאש NAND יש מספר רב יוֹם שֵׁנִי (מספר יחידת לוגיקה); לכל LUN יש מספר רב תוכניות ; בכל מטוס יש אלפי חסימות ; בכל בלוק יש מאות עמודים . כאשר אתה כותב או קורא נתונים, היחידה היא דף. עם זאת, כאשר אתה מוחק נתונים, היחידה חסומה.

מצד שני, נתונים נכתבים בדרך כלל במקומות אקראיים ולא רציפים; בין אם לשנות או לכתוב נתונים, נדרש מחיקה. לכן, לא ניתן להימנע מהגברת כתיבה.

2. מוגבלת P / E (תכנית / מחיקה)

לכל בלוק NAND יש מגבלה על מספר הפעמים שניתן למחוק אותו. כאשר חורגים ממספר זה, החסימה עשויה להפוך ללא שמישה. מכיוון שמרגע חריגה ממספר מחזורי ה- P / E, סביר להניח שהמצבים הבאים יתרחשו:

• אלקטרונים לא יכולים להיכנס לשער הצף ( לכתוב כישלון ).
• האלקטרונים בשער הצף יכולים לצאת בקלות ( נושא שמירת נתונים ).
• האלקטרונים בשער הצף לא יכולים לצאת ( למחוק כישלון ).

אם אתה דואג לחיי ה- SSD שלך, אתה יכול לקרוא את הפוסט הבא כדי לדעת כיצד להאריך את חיי ה- SSD שלך.

3. קראו להפריע

כאשר קוראים את זיכרון הפלאש מספר פעמים, תוכן תאי הזיכרון הסמוכים באותו בלוק ישתנה (יהפוך לפעולת כתיבה). העיקרון הוא כדלקמן:

בכל עמוד יש שטח סביב 4KB או 8KB. בתוך עמוד, ישנם תאים רבים. בדרך כלל כל תא מאחסן פיסת נתונים אחת (תא יכול לאחסן גם יותר מפיסת נתונים אחת ואני אסביר לך בהמשך).

כאשר קוראים דף, מוחל Vref מתח על אלקטרודות הבקרה של התאים בדף ואילו אלקטרודות הבקרה של התאים בעמודים אחרים מוחלות עם Vpass מתח גדול יחסית, מה שעשוי ליצור שדה חשמלי חזק יותר כדי לצייר כמה אלקטרונים. לתוך השער הצף של התאים בדפים שאינם נקראים (נתוני תוכנית), וכתוצאה מכך שגיאת נתונים.

מצד שני, ככל שמוחקים יותר בלוקים כך אפקט הבידוד גרוע יותר וקל יותר להיכנס לאלקטרונים לשער הצף.

4. הפרעה בתכנית

כאשר כותבים דף, יופעל מתח גבוה יותר על אלקטרודות הבקרה של התאים בעמוד ואילו מתח נמוך יותר יופעל על אלקטרודות הבקרה של התאים בעמודים אחרים שלא נכתבו. לפיכך, ניתן להזריק אלקטרונים בקלות לשערי התאים הצפים בדף הכתוב.

עם זאת, אם המתח הגבוה והמתח הנמוך הם קרובים, במיוחד כאשר יותר מדי זמני מחיקה מובילים לביצועי בידוד ירודים, סביר מאוד להניח שאלקטרונים נכנסים לתאי זיכרון סמוכים. זה יגרום גם לשגיאות נתונים.

התקדמות טכנולוגית: טכנולוגיית תהליכים

מאז המצאת פלאש ה- NAND בשנת 1986, היצרניות עברו התקדמות רבה בטכנולוגיית פלאש ה- NAND, כמו שיפור טכנולוגיית התהליך, 3D NAND, MLC, TLC ו- QLC. בחלק זה אסביר לכם את טכנולוגיית התהליך.

על מנת להוזיל את העלות לביט ולהרחיב את הקיבולת של SSD, היצרנים חושבים תחילה לשפר את טכנולוגיית התהליך, למשל, מראשית 50nm לצמתי התהליך הנוכחיים 16 / 15nm.

המספר בטכנולוגיית התהליך מייצג את המרחק ממקור לניקוז. ככל שהמרחק קצר יותר, כך האלקטרונים נכנסים מהר יותר וגודל הטרנזיסטור קטן יותר, כלומר לשבב באותו גודל יש קיבולת גדולה יותר ומהירות מהירה יותר.

עם זאת, כאשר טכנולוגיית התהליך מגיעה לצמתים של 15 ננומטר, היא מתקרבת לגבול. מצד אחד, השיפור המתמיד בטכנולוגיית התהליכים יגרום לעלייה חדה, שלא ניתן לקזז אותה בהפחתת העלויות שמביאה הגידול ביכולת.

מצד שני, כאשר טכנולוגיית התהליך נמוכה מצמתים של 20 ננומטר, דליפת המטען (נושא שמירת נתונים) והפרעות טעינה (הפרעות קריאה והפרעה בתכנית) הן ברורות יותר.

לכן, אם טכנולוגיית התהליך תגיע רחוק יותר, האמינות והביצועים יפחתו.

התקדמות טכנולוגית: SLC לעומת MLC לעומת TLC לעומת QLC

על מנת להגדיל את הקיבולת ולהפחית עוד יותר עלויות, הציעו היצרנים MLC, TLC ו- QLC. בחלק זה אסביר לכם SLC לעומת MLC לעומת TLC לעומת QLC.

באופן כללי, תא זיכרון אחד מאחסן רק פיסת נתונים אחת, כלומר מה שמכונה SLC (תא יחיד ברמה). אם תגדיל את מספר הסיביות שניתן לאחסן בכל תא זיכרון, למשל, גדל ל- 2 (MLC, קיצור של Multi-Level Cell), ל- 3 (TLC, קיצור של Triple-Level Cell) או ל- 4 ( QLC, קיצור של Quad-Level Cell), גם קיבולת האחסון של NAND פלאש תגדל בהתאם.

לדוגמא, זיכרון פלאש רגיל שנוצר על ידי SLC קיבולת של 128 GB; לאחר מכן, MLC יביא לקיבולת של 256 GB (כפול); TLC ישלש אותו ל -384 ג'יגה-בתים; ו- QLC תכפיל אותה פי ארבעה ל -512 GB. וברצף, העלויות מופחתות.

עם זאת, הגדלת הקיבולת והפחתת העלויות כרוכים במחיר של ביצועים, אמינות וחיים מופחתים.

כאמור לעיל, פלאש ה- NAND משלים את קריאת וכתיבת הנתונים באמצעות הפעלת מתח. בתהליך זה קיים מתח סף אחד או מרובה (Vth).

ב- SLC, יש רק מתח סף אחד, מכיוון שהוא שומר רק סיבית אחת של נתונים: 0 או 1. אם המתח בתא עולה על מתח הסף, המשמעות היא 0. לעומת זאת, אם המתח בתא נמצא מתחת לסף מתח, זה אומר 1. לכן הקריאה והכתיבה הם פשוטים ומהירים מאוד.

עם זאת, אם תא זיכרון אחד מאחסן יותר פיסות נתונים, יהיו יותר מתח סף. לדוגמא, זיכרון פלאש NAND של MLC מאחסן שתי פיסות נתונים, כלומר 00, 01, 10 או 11. לפיכך, הוא זקוק ל -3 מתח סף כדי להבדיל ביניהן.

ככל שחתיכות נתונים מאוחסנות יותר בתא, כך דרוש יותר מתח סף, כך לוקח יותר זמן לזהות את אות המתח, כך לוקח זמן רב יותר לקרוא ולכתוב נתונים.

מצד שני, אם ישנם מתח סף מרובה, המתח שניתן להקצה עבור כל פיסת נתונים יהפוך פחות, ולכן האפשרות להפרעות מטען (קריאה ותכניות מופרעות) עולה.

עֵצָה: MLC הוא הבחירה המרכזית עבור מוצרים מתקדמים. אין צורך לבחור ב- TLC, אלא אם כן אתה קשור במזומן או משדרג את המחשב הזמני שלך.

התקדמות טכנולוגית: 2D NAND לעומת 3D NAND

שלא כמו שתי הטכנולוגיות הנ'ל, 3D NAND מספק רעיונות שונים להגדלת הקיבולת ולהפחתת עלויות.

פלאש NAND 2D מסורתי (פלאש NAND מישורי) מורכב באופן דו מימדי. הוא מורכב בעיקר משורות מילים (WL) וקווי סיביות (BL), כפי שמוצג באיור למטה. שורת מילים מייצגת עמוד. קו הסיביות מייצג את תאי הזיכרון בשורת המילה (עמוד). יש כמה תאי זיכרון על שורת המילה כמו שיש שורות סיביות.

שורות המילה ושורות הסיביות מצטלבות כדי ליצור גוש. ואז אריח את הבלוקים ליצירת פלאש NAND דו ממדי.

באשר לפלאש NAND תלת-ממדי, הוא מערם את פלאש ה- NAND המישורי כמו בניינים. זה מגדיל יותר טרנזיסטורים ליחידת שטח על ידי ערימת שכבות נוספות של פלאש.

בדיוק בדרך זו, יצרנים יכולים להגדיל את קיבולת ה- NAND ולהפחית עלויות והם אינם צריכים לעשות מאמצים לשיפור טכנולוגיית התהליך או לאחסון פיסות נתונים נוספות בתא אחד. כתוצאה מכך מובטחים יכולת, ביצועים ואמינות.

אמצעי זהירות לשימוש ב- NAND SSD

אם תחליט להשתמש ב- NAND SSD, הנה כמה הערות לגבי השימוש בו:

1. התקנת מערכת הפעלה ב- NAND SSD: זו הדרך היחידה שיכולה להפיק את המרב מהיתרונות של SSD ולהגביר מאוד את ביצועי המחשב.

2. הפעלת גרסת מערכת הפעלה מעל Windows 7: מערכות הפעלה מעל חלונות 7 יאתרו אוטומטית אם מערכת הדיסק היא SSD ויחליטו כיצד לייעל אותה בהתאם. לדוגמה, ב- Windows 7, אתה יכול לאחות רק כונן קשיח, מה שיפגע ב- SSD ויקצר את חייו. עם זאת, מערכת הפעלה מעל חלונות 7 תזהה SSD ותייעל אותה בשיטה מיוחדת.

3. הפעלת מצב AHCI או NVMe: מצב AHCI יכול לאפשר למכשיר האחסון שלך עם ממשק SATA III לבצע ביצועים טובים יותר. באשר למצב NVMe, אם ל- SSD שלך יש ממשק M.2, ממשק PCI וכו ', מצב זה יאפשר ל- SSD שלך לבצע במהירות הגבוהה ביותר. למידע נוסף על AHCI ו- NVMe, אנא קרא את הפוסט הזה: M.2 SSD לעומת SATA SSD: איזה מהם מתאים למחשב האישי שלך?

4. שמירה על יישור 4K: כיוונון מוטעה של 4K לא רק יפחית מאוד את מהירות כתיבת הקריאה והקריאה, אלא גם יגדיל את מספר הכיתובים המיותרים של ה- SSD, וישפיע על חייו.

כדי לשמור על יישור 4K של SSD, אתה יכול להשתמש ב- אשף מחיצת MiniTool , של מי יישר את כל המחיצות יכול לעזור לך. כל שעליך לעשות הוא פשוט ללחוץ על הכפתור הבא להורדת כלי זה בחינם, הפעלתו, לחיצה ימנית על הכונן לבחירה יישר את כל המחיצות ולבסוף לחץ על להגיש מועמדות כפתור לביצוע פעולות.

הורדה חינמית

5. הזמנת מספיק מקום פנוי: ככל שכונן מצב מוצק מאחסן יותר נתונים, הביצועים איטיים יותר. אם מחיצה נמצאת במצב של מעל 90% שימוש במשך זמן רב, ההסתברות לקריסת SSD תוגדל מאוד. לכן, חשוב מאוד לנקות קבצים חסרי תועלת בזמן ולאחסן קבצים גדולים כמו סרטים או מוזיקה בדיסק קשיח מכני.

כיצד להעביר קבצים מ- SSD לכונן הקשיח [מדריך שלב אחר שלב]

מאמר זה מספק מדריכים כיצד להעביר קבצים מ- SSD לכונן הקשיח, כולל על אופן העברת קבצי התוכנית.

קרא עוד

כמובן, ישנן שיטות אחרות להארכת חיי ה- SSD ולהגברת הביצועים של ה- SSD שלך. הזכרתי בעבר פוסט כיצד להאריך את חיי ה- SSD שלך. לפיכך, כאן אמליץ עליך: כיצד להשיג את הביצועים הטובים ביותר מ- SSD ב- Windows 10/8 / 8.1 / 7 .

מה דעתך על NAND SSD? מה מביא פלאש NAND ל- SSD? קרא את הפוסט הזה ותקבל את התשובות. לחץ לציוץ

שורה תחתונה

האם פוסט זה ענה על כל ספקותך בנוגע ל- NAND SSD? אנא השאירו תגובה למטה. בנוסף, אם יש לך בעיה ליישר מחיצות SSD, להתקין מערכת הפעלה על SSD, או לנקות קבצים חסרי תועלת, אנא השאר את שאלותיך למטה או שלח לנו דוא'ל לכתובת [מוגן בדוא'ל] . אנו נענה לך בהקדם האפשרי.