Особенности твердотельной nand памяти. то о чем надо помнить владельцам ssd накопителей

Особенности твердотельной nand памяти. то о чем надо помнить владельцам ssd накопителей

В прошлых отечественных статьях Твердотельные накопители. Может пора брать? и Практика применения SSD накопителей. На что обратить внимание при покупке? мы достаточно детально остановились на минусах и плюсах новейших технологий хранения данных.

Определились с главными вопросами выбора твердотельных накопителей. В сегодняшней статье нам хотелось бы остановиться на нюансах применения на практике твердотельных накопителей, поскольку они хоть и выступают альтернативой современным твёрдым дискам — не совсем таковыми являются. Знание всех данных тонкостей разрешит вам определиться с использованием на практике твердотельных накопителей в каждом конкретном случае и расширить срок их существования.
Как мы уже говорили в статье Практика применения SSD накопителей. На что обратить внимание при покупке?, производительность современного твердотельного накопителя сильно зависит от примененного в его архитектуре контроллера и достаточно мало от примененного типа твердотельной памяти, поскольку MLC и SLC типы памяти фактически сравнялись по быстродействию. Но не многие не забывают о том, что продолжительность работы твердотельной памяти ограничен и его долговечность зависит от того, сколько удаления и процессов записи данных вы осуществите в каждую конкретную ячейку. Как раз исходя из этого, познание изюминок твердотельной постоянной памяти нужно. — Картина кликабельна —
Официально постоянная память для твердотельных накопителей NAND была создана недавно и представлена во второй половине 80-ых годов XX века. Память твердотельных накопителей отличается от такой для флэш-накопителей. В современных твердотельных накопителях употребляется MLC память и SLC память. Отличие данных чипов содержится в степени плотности хранения данных. Все ячейки для хранения данных в SLC чипах находятся в одной плоскости, исходя из этого данную память именуют одноуровневой.

Одноуровневые ячейки SLC памяти способны хранить только 1 бит информации. MLC память есть более плотной, поскольку в ее структуре лежать многоуровневые ячейки. Тем самым в многоуровневых ячейках возможно хранить сходу пара бит информации, что упрощает проблему занимаемой площади и количества транзисторов. Кроме этого MLC память выясняется дешевле в производстве.

На сегодня известны четырехуровневые чипы MLC памяти для твердотельных накопителей, каковые способны хранить 4 бита информации.

Более сложная организация MLC памяти достигается методом трансформации типа заряда подаваемого на каждую его оценки и ячейку. Конечно, повышение количества уровней ведет к повышению количества нужного его распознавания и вида заряда с каждого уровня. Последнее событие существенно усложняет производство MLC памяти, что до сих пор ограничивает понижение цены свободного пространства на твердотельных накопителях. Но в случае если о недорогих твердотельных накопителях на типах памяти MLC мы можем хоть грезить, то при с чипами SLC — увеличения снижения объёма и ресурс стоимости устройств фактически исчерпан. — Картина кликабельна —
С созданием многоуровневых чипов памяти появляется внутренняя задержка передачи информации в чипах MLC. В случае если информация с ячеек SLC памяти возможно фактически мгновенно взята и послана на контроллер, то чипы MLC памяти имеют внутреннею задержку в связи с необходимостью формирования особого сигнала для распознавания и каждой ячейки его с каждого уровня.

Усложнение формирует риски происхождения неточностей, каковые будет должен корригировать контроллер и отправлять повторные запросы к чипу памяти. Информация для каждого уровня ячеек кодируется не методом битов 0 либо 1, а усложняется в виде 11, 10, 01 либо 00. Усложнение кодирования разрешает легче выявлять и корректировать неточности. Пожалуй, это та минимальная плата, которую мы платим за удешевление конечной цене твердотельных накопителей. — Картина кликабельна —
Из-за своей простоты и особенностей реализации SLC память хоть и выясняется менее экономически действенной и достаточно громоздкой, но она имеет одно явное преимущество — долговечность. Срок работы SLC твердотельных накопителей превосходит срок работы накопителей на чипах MLC. Однако, современный уровень разработок дошел до для того чтобы уровня, что долговечность MLC чипов памяти стала сопоставимой с выигрышем в цене, которую пользователь приобретает при приобретении данных ответов. В большинстве случаев, накопители на чипах MLC в два и более раза дешевле накопителей на чипах SLC. — Картина кликабельна —
Главным элементов NAND памяти есть полевой транзистор с плавающим затвором. Ответственной изюминкой данного транзистора есть возможность сохранять полученный заряд и именно на этом основана свойство хранения информации любой твердотельной памяти MLC либо SLC. Производителем заявлено, что транзистор может хранить данные в течение десяти лет.

Из этого вытекает практический вывод, что средний срок работы твердотельного накопителя кроме того в режиме простоя не имеет возможности быть больше десяти лет.

Запись данных в ячейки памяти осуществляется методом управления переходом и транзистором электроном на плавающем затворе. Чтение данных осуществляется несложным анализом положением данных электронов. Из этого нюанса записи процессов и построения чтения вытекает следующее событие — при чтении данных расходуется ничтожное количество электричества, а при записи его требуется значительно больше. Тем самым, чем больше вы станете осуществлять запись данных на твердотельный накопитель, тем меньше он вам прослужит. — Картина кликабельна —
Как уже говорилось выше, каждая запись либо удаление информации сопровождается перетеканием электроном. В одном поле электроны удерживаются благодаря их перетеканию через слои особого диэлектрика, а само перетекание осуществляется посредством электромагнитных полей, создаваемых транзистором. Как раз этот слой диэлектрика, есть еще одним не сильный местом памяти для твердотельных накопителей.

В ходе удаления и записи информации этот слой диэлектрика разрушается, и компенсировать данное состояние вероятно лишь методом трансформации напряжения подаваемого сигнала.

На рисунке представлен пример, в то время, когда вероятный диапазон напряжений между ячейками MLC образовывает 0,5 сами ячейки и вольт ограничиваются данным зарядом. Тесное размещение элементов MLC памяти не разрешает расширить ширину данного напряжения, что возможно сделать в чипах SLC памяти. Исходя из этого долговечность, которую возможно достигнуть, используя SLC память в твердотельных накопителях фактически недостижима при применении MLC памяти. MLC чипы памяти постоянно будут иметь меньший резерв напряжения плавающего затвора транзистора, чем чипы SLC памяти. — Картина кликабельна —
Как уже указывалось, для чтения информации с ячеек твердотельной памяти NAND нет необходимости дополнительно заставлять перетекать электроны через диэлектрические преграды, тем самым, срок судьбы каждой ячейки при чтении данных фактически не изменяется, что есть главным моментов в применении твердотельных накопителей. На сегодняшней сутки производителями учитывается только износ при записи данных в ячейки памяти, а износ при чтении данных опускается из-за собственной незначительности.

В спецификациях большинства твердотельных накопителей возможно встретить данные о количествах циклов для него. Под циклом понимается запись и удаление информации в ячейку памяти. К примеру, SLC твердотельные накопители имеют прочность на 1 миллиона циклов, а накопители на MLC памяти только на 100 000 циклов.

Производители добились увеличения сроков работы современных твердотельных накопителей методом создания особых резервных территорий в чипах твердотельной памяти. Выходящие из строя ячейки памяти неспешно пополняются новыми из резервного фонда. Это нужно, поскольку современные компьютеры привыкли трудиться с физическими твёрдыми дисками и смогут многократно применять одинаковый блок ячеек и использовать кое-какие из них лишь при большом заполнении устройства. — Картина кликабельна —
Все указанные события приводят к более сложному построению принципа хранения информации на твердотельных накопителях. В большинстве случаев, в современных SSD накопителях применены массивы ячеек с суммарным количеством 4 Кб. Эти массивы именуются среди технарей страницами. 128 страниц по 4 килобайта объединены в единый блок с суммарным количеством в 512 килобайт. самые большим в современных контроллерах есть массив данных по 512 Мб, что имеет несколько блоков по 512 килобайт.

Это нужно осознавать, поскольку одним массивом данных в твердотельных накопителях руководит уже контроллер. По количеству отказа трудиться части памяти возможно распознать локализацию неприятности и решить судьбу накопителя. — Картина кликабельна —
Контроллер твердотельного накопителя осуществляет запись информации по страницам, а удаляет ее лишь блоками. Другими словами, минимальный количество записываемой информации на твердотельный накопитель — это одна страница либо 4 килобайта, а удаляемой 512 килобайт либо один блок.

Конечно, это не разрешает рационально расходовать свободное пространство. Контроллер накопителя постоянно ищет предельное число свободных страниц, а уже позже начинает освобождать их, методом оптимизации размещения информации. Освобождение новых страниц, методом оптимизации частично занятых ведет к замедлению работы твердотельного накопителя на запись и к повышенному износу ячеек памяти.

Подобные процессы оптимизации производятся при записи новой информации на частично свободные блоки. направляться осознавать, что физическое уничтожение информации с твердотельного накопителя осуществляется, в случае если лишь целый блок свободен. — Картина кликабельна —
Для благовременной подготовки ячеек твердотельных накопителей для записи данных сначала в ОС Windows 7, а после этого и в самих контроллерах твердотельных накопителей были реализованы команды тримминга — TRIM. Эта разработка разрешает оптимизировать размещение информации в блоках разрешённых и подготовить цепь информации для контроллера об освобождающихся блоках памяти.

Это разрешает более скоро осуществить запись разрешённых и сэкономить время, что благоприятно отражается на производительности SSD накопителей при более тугом наполнении. Однако, согласно данным производителей, функция TRIM самый действенна лишь при наполненности накопителя информацией менее чем на 75%. Заключение
Резюмируя все вышесказанное, возможно прийти к некоторым выводам по практическому применению современных SSD накопителей для увеличения срока их жизни:
— не хранить на полке в течение нескольких лет — это не увеличит их срок работы,
— не записывать и удалять данные по необходимости и не необходимости (тем самым, каждые программы тестирования производительности уменьшают срок работы накопителя),
— контроль помощи разработки TRIM, как накопителем, так и контроллером,
— никакой самовольной дефрагментации информации программами на твердотельных накопителях,
— наличие свободного пространства на твердотельном накопителе, не меньше 15% от исходного количества,
— не использовать ветхие разработки кэширования для твёрдых дисков, в виде папки Prefetch в Windows.

Все вышесказанное показывает, что новая разработка чипсетов Intel Z68 Express по кэшированию информации на твёрдых дисках, методом ее временного хранение на твердотельном накопителе существенно ускорит смерть последнего из-за технического износа ячеек памяти.

Какой тип SSD выбрать?

Интересные записи

Популярные статьи на сайте: