NAND SSD: Što NAND Flash dovodi na SSD? [Magija za particije]

Sažetak :

NAND SSD

Kao što svi znamo, SSD je uređaj za pohranu koji koristi sklopove integriranog kruga (DRAM, NAND flash, 3D XPoint) za trajno pohranjivanje podataka. Međutim, ako pretražujete na Amazonu, medij za pohranu većine SSD-ova je NAND flash. Onda, što o tome NAND SSD ? Pročitajte ovaj post u kojem MiniTool objašnjava vam što je NAND flash i što donosi na SSD.





Brza navigacija:

Što je NAND Flash

NAND flash je vrsta trajne flash memorije. Za pohranu podataka oslanja se na električne krugove, ali za zadržavanje podataka nije potrebna snaga, što je također jedan od razloga zašto SSD-ovi uglavnom koriste NAND flash kao medij za pohranu, a ne DRAM (drugi razlog je taj što je NAND flash jeftiniji od DRAM-a ).

Daljnje čitanje:

3D XPoint je trajna memorijska tehnologija koju su zajedno razvili Intel i Micron Technology u srpnju 2015. Intel naziva Optane za uređaje za pohranu koji koriste tu tehnologiju, a Micron ih naziva QuantX. Kaže se da su performanse Optanea bolje od NAND SSD-a, a cijena niža od DRAM-a.



NAND memorijske stanice izrađene su s dvije vrste vrata: kontrolnim i plutajućim vratima. Oba ulaza pomažu u kontroli protoka podataka. Kad programirate jednu ćeliju (upisujete podatke), napon napona šalje se na upravljačku kapiju, čime elektroni ulaze u plutajuću kapiju. Na ovaj način punjenja podaci se mogu pohraniti u svaku memorijsku ćeliju NAND-a.

NAND flash stanica

Ali kad se napajanje odvoji od NAND flash memorije, tranzistor s plutajućim vratima pružit će dodatni naboj memorijskoj ćeliji, zadržavajući podatke.



Defekti NAND Bljeska

NAND flash također ima svojstvene nedostatke poput sljedećih:

1. Blokiraj brisanje

Općenito, NAND flash čip ima višestruki PONEDJELJAK (Broj logičke jedinice); svaki LUN ima više planovi ; svaki avion ima tisuće blokovi ; svaki blok ima stotine stranice . Kada pišete ili čitate podatke, jedinica je stranica. Međutim, kada izbrišete podatke, jedinica je blokirana.

S druge strane, podaci se obično zapisuju na slučajnim i neprekinutim lokacijama; hoće li se mijenjati ili pisati podaci, potrebno je brisanje. Stoga se pojačanje pisanja ne može izbjeći.



unutarnja struktura NAND bljeskalice

2. Ograničeni P / E (program / brisanje)

Svaki NAND blok ima ograničenje koliko se puta može izbrisati. Kad se taj broj premaši, blok može postati neupotrebljiv. Budući da se jednom premaši broj P / E ciklusa, najvjerojatnije će se dogoditi sljedeće situacije:

  • Elektroni ne mogu ući u plutajuća vrata ( neuspjeh pisanja ).
  • Elektroni u plutajućim vratima mogu lako izaći ( pitanje zadržavanja podataka ).
  • Elektroni u plutajućoj kapiji ne mogu izaći ( brisanje neuspjeha ).

Ako se brinete za život SSD-a, možete pročitati sljedeći post kako biste saznali kako produžiti život SSD-a.



3. Čitaj uznemiri

Kako se flash memorija čita više puta, promijenit će se sadržaj susjednih memorijskih ćelija u istom bloku (postati operacija upisivanja). Princip je sljedeći:

Svaka stranica ima prostor oko 4 KB ili 8 KB. Unutar stranice ima mnogo stanica. Svaka ćelija obično pohranjuje jedan bit podataka (stanica može pohraniti i više od jednog bita podataka, a ja ću vam objasniti kasnije).

Kada se stranica pročita, na upravljački elektrod stanica na stranici primjenjuje se napon Vref, dok se upravljačke elektrode stanica na ostalim stranicama primjenjuju s relativno većim naponom Vpass, što može stvoriti jače električno polje za izvlačenje nekih elektrona u plutajuća vrata ćelija na stranicama koje se ne čitaju (podaci programa), što rezultira pogreškom podataka.

S druge strane, što više puta izbrišete blokove, to je lošiji učinak izolacije, a elektroni lakše ulaze u plutajuća vrata.

4. Poremećaj programa

Kada se stranica napiše, na upravljačke elektrode ćelija na stranici primijenit će se veći napon, dok će se na upravljačke elektrode stanica na ostalim stranicama koje nisu zapisane primijeniti niži napon. Dakle, elektroni se mogu lako ubrizgati u plutajuća vrata stanica na napisanoj stranici.

Međutim, ako su viši i niži napon blizu, pogotovo ako previše vremena brisanja dovede do loših izolacijskih performansi, vrlo je vjerojatno da elektroni ulaze u susjedne memorijske stanice. To će također uzrokovati pogrešku u podacima.

Napredak tehnologije: procesna tehnologija

Od izuma NAND bljeskalice 1986. godine, proizvođači su postigli veliki napredak u NAND bljeskalici, poput poboljšanja procesne tehnologije, 3D NAND, MLC, TLC i QLC. U ovom dijelu objasnit ću vam tehnologiju procesa.

Kako bi smanjili cijenu po bitu i proširili kapacitet SSD-a, proizvođači prvo razmišljaju o poboljšanju procesne tehnologije, na primjer, s ranih 50 nm na trenutne procesne čvorove 16/15 nm.

Broj u procesnoj tehnologiji predstavlja udaljenost od izvora do odvoda. Što je kraća udaljenost, brže ulaze elektroni i manja je veličina tranzistora, što znači da čip iste veličine ima veći kapacitet i bržu brzinu.

Međutim, kad procesna tehnologija dosegne 15nm čvorove, približava se granici. S jedne strane, kontinuiranim poboljšanjem procesne tehnologije naglo će se povećati troškovi, što se ne može nadoknaditi smanjenjem troškova koje donosi povećanje kapaciteta.

S druge strane, kada je procesna tehnologija ispod 20nm čvorova, curenje naboja (problem zadržavanja podataka) i smetnje naboja (ometanje čitanja i ometanje programa) očiglednije su.

Stoga, ako procesna tehnologija ode dalje, pouzdanost i izvedba će se smanjiti.

Napredak tehnologije: SLC vs MLC vs TLC vs QLC

Kako bi povećali kapacitet i dodatno smanjili troškove, proizvođači su predložili MLC, TLC i QLC. U ovom dijelu objasnit ću vam SLC vs MLC vs TLC vs QLC.

Općenito, jedna memorijska ćelija pohranjuje samo jedan bit podataka, a to je takozvani SLC (jednorazinska ćelija). Ako povećate broj bitova koji se mogu pohraniti u svaku memorijsku ćeliju, na primjer, povećavajući na 2 (MLC, kratica za Multi-Level Cell), na 3 (TLC, kratica za Trostruku ćeliju) ili na 4 ( QLC, skraćeno od Quad-Level Cell), kapacitet pohrane NAND bljeskalice također će se povećati u skladu s tim.

SLC vs MLC vs TLC vs QLC

Na primjer, obična flash memorija koju je stvorio SLC ima kapacitet od 128 GB; tada će MLC imati kapacitet od 256 GB (dvostruko); TLC će ga utrostručiti na 384 GB; a QLC će ga učetverostručiti na 512 GB. I posljedično, troškovi se smanjuju.

Međutim, povećanje kapaciteta i smanjenje troškova dolazi po cijenu smanjenih performansi, pouzdanosti i vijeka trajanja.

Kao što je gore spomenuto, NAND bljesak dovršava čitanje i upisivanje podataka primjenom napona. U ovom procesu postoji jedan ili više pragova napona (Vth).

U SLC-u postoji samo jedan prag napona, jer on pohranjuje samo jedan bit podataka: 0 ili 1. Ako napon u ćeliji prelazi prag napona, to znači 0. Suprotno tome, ako je napon u ćeliji ispod praga napon, znači 1. Stoga je čitanje i pisanje vrlo jednostavno i brzo.

Međutim, ako jedna memorijska ćelija pohrani više bitova podataka, bit će više pragova napona. Na primjer, MLC NAND flash memorija pohranjuje dva bita podataka, naime 00, 01, 10 ili 11. Dakle, potrebna su im 3 praga napona da bi ih razlikovala.

SLC vs MLC prag napona

Što je više bitova podataka pohranjeno u ćeliji, to je potrebno više graničnih napona, potrebno je više vremena za identificiranje naponskog signala, pa je duže potrebno čitanje i pisanje podataka.

S druge strane, ako postoji više pragova napona, dodijeljeni napon za svaki bit podataka postat će manji, pa se stoga povećava mogućnost smetnji naboja (ometanje čitanja i programa).

Savjet: MLC je glavni izbor za vrhunske proizvode. Nema potrebe za odabirom TLC-a, osim ako nemate novca ili nadogradite svoje privremeno računalo.

Napredak tehnologije: 2D NAND u odnosu na 3D NAND

Za razliku od gornje dvije tehnologije, 3D NAND pruža različite ideje za povećanje kapaciteta i smanjenje troškova.

Tradicionalna 2D NAND bljeskalica (planarna NAND bljeskalica) sastavljena je na dvodimenzionalni način. Uglavnom se sastoji od redaka riječi (WL) i bitova (BL), kao što je prikazano na donjoj slici. Redak riječi predstavlja stranicu. Bitna crta predstavlja memorijske ćelije na retku riječi (stranici). Na retku riječi ima onoliko memorijskih ćelija koliko je bitnih linija.

blokovska arhitektura

Linije riječi i bitne crte sijeku se da bi stvorile blok. Zatim pločicama obložite pločice tako da tvore 2D NAND bljeskalicu.

Što se tiče 3D NAND bljeskalice, on slaže ravni NAND bljeskalicu poput zgrada. Povećava više tranzistora po jedinici površine slaganjem više slojeva bljeskalice.

3D NAND

Samo na ovaj način, proizvođači mogu povećati NAND kapacitet i smanjiti troškove i ne trebaju se truditi poboljšati procesnu tehnologiju ili pohraniti više bitova podataka u jednu ćeliju. Kao rezultat toga, kapacitet, izvedba i pouzdanost su zajamčeni.

Mjere opreza za upotrebu NAND SSD-a

Ako se odlučite za upotrebu NAND SSD-a, evo nekoliko napomena o njegovoj upotrebi:

1. Instaliranje OS-a na NAND SSD: To je jedini način koji može maksimalno iskoristiti prednosti SSD-a i uvelike poboljšati performanse računala.

2. Pokretanje verzije OS-a iznad Windows 7: Operativni sustavi iznad Windows 7 automatski će otkriti je li diskovni sustav SSD i odlučit će kako ga u skladu s tim optimizirati. Na primjer, u sustavu Windows 7 možete defragmentirati samo tvrdi disk, što će oštetiti SSD i skratiti mu život. Međutim, OS iznad Windows 7 prepoznat će SSD i optimizirati ga posebnom metodom.

3. Omogućavanje AHCI ili NVMe načina: AHCI način može omogućiti vašem uređaju za pohranu sa SATA III sučeljem da radi bolje. Što se tiče NVMe načina, ako vaš SSD ima M.2 sučelje, PCI sučelje itd., Ovaj će način omogućiti vašem SSD-u da radi s najvećom brzinom. Da biste saznali više o AHCI i NVMe, pročitajte ovaj post: M.2 SSD vs SATA SSD: Koji je prikladan za vaše računalo?

4. Održavanje poravnanja 4K: 4K neusklađenost ne samo da će uvelike smanjiti brzinu pisanja i čitanja podataka, već će povećati broj nepotrebnih upisa na SSD, što utječe na njegov život.

Da biste zadržali 4K poravnanje SSD-a, možete koristiti Čarobnjak za particije MiniTool , čiji Poravnajte sve particije značajka vam može pomoći. Sve što trebate je samo kliknuti sljedeći gumb za besplatno preuzimanje ovog alata, pokrenuti ga, desnim klikom na disk odabrati Poravnajte sve particije i na kraju kliknite Prijavite se gumb za izvršavanje operacija.

Besplatno preuzimanje

kliknite Poravnaj sve particije

5. Rezerviranje dovoljno slobodnog prostora: Što više podataka SSD uređaj pohrani, to će performanse biti sporije. Ako je particija već duže vrijeme u stanju preko 90%, vjerojatnost pada SSD-a uvelike će se povećati. Stoga je vrlo važno na vrijeme očistiti beskorisne datoteke i pohraniti velike datoteke poput filmova ili glazbe na mehanički tvrdi disk.

kako premjestiti datoteke sa ssd na minijaturu hdd Kako premjestiti datoteke sa SSD-a na tvrdi disk [Vodič po koracima]

Ovaj članak daje upute za premještanje datoteka sa SSD-a na tvrdi disk, uključujući i kako premještati programske datoteke.

Čitaj više

Naravno, postoje i druge metode za produljenje životnog vijeka SSD-a i poboljšanje njegovih performansi. Već sam spomenuo post o tome kako produžiti život svog SSD-a. Stoga ću vam ovdje preporučiti: Kako dobiti najbolje performanse sa SSD-a u sustavu Windows 10/8 / 8.1 / 7 .

Što kažete na NAND SSD? Što NAND flash donosi na SSD? Pročitajte ovaj post i dobit ćete odgovore. Kliknite za tweet

Poanta

Je li ovaj post odgovorio na sve vaše sumnje u sumnju u NAND SSD? Molimo ostavite komentar ispod. Osim toga, ako imate bilo kakvih problema s poravnavanjem SSD particija, instaliranjem OS-a na SSD ili čišćenjem beskorisnih datoteka, ostavite svoja pitanja u nastavku ili nam pošaljite e-poštu na [e-pošta zaštićena] . Odgovorit ćemo vam u najkraćem mogućem roku.