Orang moden suka mudah alih dan mempunyai pelbagai alat berteknologi tinggi dengan mereka (alat Inggeris - peranti), menjadikan hidup lebih mudah, tetapi apa yang ada untuk disembunyikan, menjadikannya lebih kaya dan menarik. Dan mereka muncul hanya dalam 10-15 tahun! Miniatur, ringan, mudah, digital... Alat telah mencapai semua ini berkat teknologi mikropemproses baharu, tetapi sumbangan yang lebih besar telah dibuat oleh satu teknologi penyimpanan data yang luar biasa, yang akan kita bincangkan hari ini. Jadi, ingatan kilat.

Terdapat pendapat bahawa nama FLASH berkaitan dengan jenis memori diterjemahkan sebagai "flash". Sebenarnya ini tidak benar. Satu versi penampilannya mengatakan bahawa buat pertama kalinya pada 1989-90, Toshiba menggunakan perkataan Flash dalam konteks "cepat, segera" apabila menerangkan cip baharunya. Secara umum, Intel dianggap sebagai pencipta, memperkenalkan memori kilat dengan seni bina NOR pada tahun 1988. Setahun kemudian, Toshiba membangunkan seni bina NAND, yang masih digunakan hari ini bersama-sama dengan NOR yang sama dalam cip kilat. Sebenarnya, kini kita boleh mengatakan bahawa ini adalah dua jenis memori yang berbeza yang mempunyai teknologi pengeluaran yang agak serupa. Dalam artikel ini kami akan cuba memahami reka bentuk mereka, prinsip operasi, dan juga mempertimbangkan pelbagai pilihan penggunaan praktikal.

NOR

Dengan bantuannya, voltan input ditukar kepada voltan keluaran sepadan dengan "0" dan "1". Ia perlu kerana voltan berbeza digunakan untuk membaca/menulis data dalam sel memori. Rajah sel ditunjukkan dalam rajah di bawah.

Ia adalah tipikal untuk kebanyakan cip kilat dan merupakan transistor dengan dua pintu bertebat: kawalan dan terapung. Ciri penting yang terakhir ialah keupayaan untuk memegang elektron, iaitu, caj. Juga di dalam sel terdapat apa yang dipanggil "longkang" dan "sumber". Apabila pengaturcaraan di antara mereka, disebabkan oleh pengaruh medan positif pada pintu kawalan, saluran dicipta - aliran elektron. Sebahagian daripada elektron, kerana kehadiran tenaga yang lebih besar, mengatasi lapisan penebat dan jatuh pada pintu terapung. Mereka boleh disimpan di atasnya selama beberapa tahun. Julat tertentu bilangan elektron (cas) pada get terapung sepadan dengan yang logik, dan apa-apa yang lebih besar daripada ini sepadan dengan sifar. Apabila membaca, keadaan ini diiktiraf dengan mengukur voltan ambang transistor. Untuk memadam maklumat, voltan negatif yang tinggi digunakan pada pintu kawalan, dan elektron dari pintu terapung bergerak (terowong) ke punca. Dalam teknologi daripada pengeluar yang berbeza, prinsip operasi ini mungkin berbeza dalam cara arus dibekalkan dan data dibaca daripada sel. Saya juga ingin menarik perhatian anda kepada fakta bahawa dalam struktur memori kilat, hanya satu elemen (transistor) digunakan untuk menyimpan 1 bit maklumat, manakala dalam jenis memori yang tidak menentu ini memerlukan beberapa transistor dan kapasitor. Ini memungkinkan untuk mengurangkan dengan ketara saiz litar mikro yang dihasilkan, memudahkan proses teknologi, dan, akibatnya, mengurangkan kos. Tetapi satu bit jauh dari had: Intel sudah mengeluarkan memori StrataFlash, setiap sel yang boleh menyimpan 2 bit maklumat. Di samping itu, terdapat sampel percubaan dengan sel 4 dan juga 9-bit! Memori ini menggunakan teknologi sel pelbagai peringkat. Mereka mempunyai struktur biasa, tetapi perbezaannya ialah caj mereka dibahagikan kepada beberapa peringkat, setiap satunya diberikan gabungan bit tertentu. Secara teorinya, adalah mungkin untuk membaca/menulis lebih daripada 4 bit, namun, dalam amalan, masalah timbul dengan menghapuskan bunyi dan dengan kebocoran elektron secara beransur-ansur semasa penyimpanan jangka panjang. Secara amnya, cip memori yang ada pada hari ini untuk sel dicirikan oleh masa penyimpanan maklumat yang diukur dalam tahun dan beberapa kitaran baca/tulis antara 100 ribu hingga beberapa juta. Antara keburukan, khususnya, memori denyar dengan seni bina NOR perlu diperhatikan skalabiliti yang lemah: adalah mustahil untuk mengurangkan kawasan cip dengan mengurangkan saiz transistor. Keadaan ini berkaitan dengan cara matriks sel disusun: dalam seni bina NOR, hubungan individu mesti dibuat kepada setiap transistor. Memori kilat dengan seni bina NAND jauh lebih baik dalam hal ini.

NAND

Reka bentuk dan prinsip operasi selnya adalah sama seperti NOR. Walaupun, sebagai tambahan kepada logik, masih terdapat satu lagi perbezaan penting - seni bina penempatan sel dan kenalan mereka. Tidak seperti kes yang diterangkan di atas, di sini terdapat matriks kenalan, di persimpangan baris dan lajur yang mana transistor terletak. Ini adalah setanding dengan matriks pasif dalam paparan :) (dan NOR adalah setanding dengan TFT aktif). Dalam kes ingatan, organisasi ini agak lebih baik - kawasan litar mikro boleh dikurangkan dengan ketara kerana saiz sel. Kelemahan (yang pasti) adalah kelajuan operasi yang lebih rendah dalam operasi capaian rawak bait demi bait berbanding NOR.

Terdapat juga seni bina seperti: DiNOR (Mitsubishi), superAND (Hitachi), dsb. Mereka tidak mewakili sesuatu yang secara asasnya baru, tetapi hanya menggabungkan sifat terbaik NAND dan NOR.

Walau bagaimanapun, walau bagaimanapun, NOR dan NAND hari ini dihasilkan pada terma yang sama dan secara praktikalnya tidak bersaing antara satu sama lain, kerana, disebabkan kualiti mereka, ia digunakan dalam bidang penyimpanan data yang berbeza. Ini akan dibincangkan lebih lanjut...

Di mana ingatan diperlukan...

Skop penggunaan mana-mana jenis memori denyar bergantung terutamanya pada ciri kelajuan dan kebolehpercayaan storan maklumat. Ruang alamat memori NOR membolehkan anda bekerja dengan bait atau perkataan individu (2 bait). Dalam NAND, sel dikumpulkan ke dalam blok kecil (serupa dengan gugusan cakera keras). Ia berikutan daripada ini bahawa apabila membaca dan menulis secara berurutan, NAND akan mempunyai kelebihan kelajuan. Walau bagaimanapun, sebaliknya, NAND adalah jauh lebih rendah dalam operasi capaian rawak dan tidak membenarkan kerja langsung dengan bait maklumat. Sebagai contoh, untuk menukar satu bait yang anda perlukan:

1. baca ke dalam penimbal blok maklumat di mana ia berada
2. tukar bait yang diperlukan dalam penimbal
3. tulis blok dengan bait yang diubah kembali

Jika kami menambahkan penangguhan pengambilan blok dan akses pada masa pelaksanaan operasi di atas, kami akan mendapat penunjuk yang sama sekali tidak berdaya saing dengan NOR (perhatikan bahawa ini khusus untuk kes rakaman bait demi bait). Penulisan/pembacaan berurutan adalah perkara lain - di sini NAND, sebaliknya, menunjukkan ciri kelajuan yang jauh lebih tinggi. Oleh itu, dan juga kerana kemungkinan meningkatkan kapasiti memori tanpa meningkatkan saiz cip, NAND flash telah didapati digunakan sebagai penyimpan sejumlah besar maklumat dan untuk pemindahannya. Peranti yang paling biasa sekarang berdasarkan jenis memori ini ialah pemacu kilat dan kad memori. Bagi NOR flash, cip dengan organisasi sedemikian digunakan sebagai penyimpan kod program (BIOS, RAM komputer poket, telefon bimbit, dll.), Kadang-kadang dilaksanakan dalam bentuk penyelesaian bersepadu (RAM, ROM dan pemproses pada satu mini- papan, atau bahkan dalam satu cip). Contoh yang baik bagi penggunaan ini ialah projek Gumstix: komputer papan tunggal sebesar sebatang gula-gula getah. Cip NOR yang menyediakan tahap kebolehpercayaan storan maklumat yang diperlukan untuk kes sedemikian dan pilihan yang lebih fleksibel untuk bekerja dengannya. Isipadu denyar NOR biasanya diukur dalam unit megabait dan jarang melebihi puluhan.

Dan akan ada kilat...

Sudah tentu, kilat adalah teknologi yang menjanjikan. Walau bagaimanapun, walaupun kadar pertumbuhan pengeluaran yang tinggi, peranti storan berdasarkannya masih cukup mahal untuk bersaing dengan pemacu keras desktop atau komputer riba. Pada asasnya, kini sfera penguasaan memori kilat terhad kepada peranti mudah alih. Seperti yang anda faham, segmen teknologi maklumat ini tidak begitu kecil. Di samping itu, menurut pengeluar, pengembangan kilat tidak akan berhenti di situ. Jadi, apakah trend pembangunan utama yang berlaku di kawasan ini?

Pertama, seperti yang dinyatakan di atas, terdapat tumpuan yang kuat pada penyelesaian bersepadu. Selain itu, projek seperti Gumstix hanyalah peringkat pertengahan dalam laluan untuk melaksanakan semua fungsi dalam satu cip.

Setakat ini, sistem yang dipanggil on-chip (single-chip) ialah gabungan memori kilat dengan pengawal, pemproses, SDRAM, atau perisian khas dalam satu cip. Sebagai contoh, Intel StrataFlash dalam kombinasi dengan perisian Persistent Storage Manager (PSM) memungkinkan untuk menggunakan kapasiti memori secara serentak untuk kedua-dua menyimpan data dan melaksanakan kod program. PSM pada asasnya ialah sistem fail yang disokong oleh Windows CE 2.1 dan lebih tinggi. Semua ini bertujuan untuk mengurangkan bilangan komponen dan mengurangkan saiz peranti mudah alih sambil meningkatkan fungsi dan prestasinya. Tidak kurang menarik dan relevan ialah pembangunan syarikat Renesas - memori kilat superAND dengan fungsi pengurusan terbina dalam. Sehingga ketika ini, ia telah dilaksanakan secara berasingan dalam pengawal, tetapi kini ia disepadukan terus ke dalam cip. Ini adalah fungsi memantau sektor buruk, pembetulan ralat (ECC - semak ralat dan betul), dan perataan haus. Memandangkan mereka hadir dalam satu variasi atau yang lain dalam kebanyakan perisian tegar berjenama lain bagi pengawal luaran, mari kita lihat secara ringkas pada mereka. Mari kita mulakan dengan sektor buruk. Ya, ia juga ditemui dalam memori kilat: cip sudah keluar dari barisan pemasangan dengan purata sehingga 2% daripada sel tidak berfungsi - ini adalah norma teknologi biasa. Tetapi dari masa ke masa, bilangan mereka mungkin meningkat (persekitaran tidak harus dipersalahkan terutamanya untuk ini - pengaruh elektromagnet, fizikal (goncang, dll.) cip kilat tidak mengerikan). Oleh itu, seperti cakera keras, memori denyar mempunyai kapasiti simpanan. Jika sektor buruk muncul, fungsi pemantauan menggantikan alamatnya dalam jadual peruntukan fail dengan alamat sektor dari kawasan ganti.

Sebenarnya, algoritma ECC bertanggungjawab untuk mengenal pasti masalah buruk - ia membandingkan maklumat yang direkodkan dengan maklumat yang direkodkan sebenarnya. Selain itu, disebabkan oleh sumber sel yang terhad (mengikut urutan beberapa juta kitaran baca/tulis untuk setiap satu), adalah penting untuk mempunyai fungsi untuk mengira pakaian seragam. Izinkan saya memberi anda kes yang jarang berlaku tetapi biasa: fob kunci dengan 32 MB, yang mana 30 MB diduduki, dan sesuatu sentiasa ditulis dan dipadamkan dalam ruang kosong. Ternyata beberapa sel terbiar, sementara yang lain secara intensif meletihkan sumber mereka. Untuk mengelakkan perkara ini berlaku, dalam peranti berjenama, ruang kosong secara konvensional dibahagikan kepada bahagian, untuk setiap satunya bilangan operasi tulis dipantau dan direkodkan.

Konfigurasi semua-dalam-satu yang lebih kompleks kini diwakili secara meluas oleh syarikat-syarikat seperti, sebagai contoh, Intel, Samsung, Hitachi, dll. Produk mereka adalah peranti pelbagai fungsi yang dilaksanakan hanya dalam satu cip (biasanya ia mengandungi pemproses, memori kilat dan SDRAM ). Mereka memberi tumpuan kepada penggunaan dalam peranti mudah alih, di mana prestasi tinggi dengan saiz minimum dan penggunaan kuasa yang rendah adalah penting. Ini termasuk: PDA, telefon pintar, telefon untuk rangkaian 3G. Biar saya berikan contoh perkembangan sedemikian - cip daripada Samsung yang menggabungkan pemproses ARM (203 MHz), memori NAND 256 MB dan 256 SDRAM. Ia serasi dengan sistem pengendalian biasa: Windows CE, Palm OS, Symbian, Linux dan mempunyai sokongan USB. Oleh itu, berdasarkannya, adalah mungkin untuk mencipta peranti mudah alih pelbagai fungsi dengan penggunaan kuasa yang rendah, mampu berfungsi dengan video, bunyi, suara dan aplikasi intensif sumber lain.

Satu lagi arah untuk menambah baik denyar adalah untuk mengurangkan penggunaan kuasa dan saiz sambil meningkatkan saiz dan kelajuan memori secara serentak. Ini digunakan pada tahap yang lebih besar untuk cip dengan seni bina NOR, kerana dengan pembangunan komputer mudah alih yang menyokong rangkaian wayarles, NOR flash, disebabkan saiznya yang kecil dan penggunaan kuasa yang rendah, akan menjadi penyelesaian universal untuk menyimpan dan melaksanakan kod program. Cip 512 Mbit NOR daripada Renesas yang sama akan dimasukkan ke dalam pengeluaran besar-besaran tidak lama lagi. Voltan bekalan mereka ialah 3.3 V (biar saya ingatkan anda, mereka boleh menyimpan maklumat tanpa membekalkan arus), dan kelajuan operasi tulis ialah 4 MB/saat. Pada masa yang sama, Intel telah pun mempersembahkan pembangunan Sistem Memori Tanpa Wayar StrataFlash (LV18/LV30) - sistem ingatan kilat universal untuk teknologi wayarles. Kapasiti memorinya boleh mencapai 1 Gbit, dan voltan operasi ialah 1.8 V. Teknologi pembuatan cip ialah 0.13 nm, dengan rancangan untuk beralih kepada teknologi proses 0.09 nm. Di antara inovasi syarikat ini, perlu diperhatikan juga organisasi mod operasi kelompok dengan memori NOR. Ia membolehkan anda membaca maklumat bukan satu bait pada satu masa, tetapi dalam blok 16 bait: menggunakan bas data 66 MHz, kelajuan pertukaran maklumat dengan pemproses mencapai 92 Mbit/s!

Seperti yang anda lihat, teknologi berkembang pesat. Ada kemungkinan bahawa pada masa artikel ini diterbitkan sesuatu yang baru akan muncul. Jadi, jika apa-apa berlaku, jangan salahkan saya :) Saya harap bahan itu menarik untuk anda.

Prestasi dan jangka hayat SSD bergantung terutamanya pada memori denyar NAND dan perisian tegar pengawal. Ia adalah komponen utama harga pemacu, dan adalah logik untuk memberi perhatian kepada komponen ini semasa membeli. Hari ini kita akan bercakap tentang NAND.

Jika anda mahu, anda boleh menemui selok-belok proses teknologi untuk menghasilkan memori kilat pada tapak yang mengkhusus dalam ulasan SSD. Artikel saya ditujukan kepada pembaca yang lebih luas dan mempunyai dua matlamat:

1. Buka tirai pada spesifikasi samar-samar yang diterbitkan di tapak web pengeluar dan kedai SSD.
2. Selesaikan soalan yang mungkin anda ada semasa mengkaji ciri teknikal memori pemacu yang berbeza dan membaca ulasan yang ditulis untuk geeks perkakasan.

Sebagai permulaan, saya akan menggambarkan masalah dengan gambar.

Apakah yang ditunjukkan oleh spesifikasi SSD?

Spesifikasi teknikal NAND yang diterbitkan di laman web rasmi pengeluar dan di kedai dalam talian tidak selalu mengandungi maklumat terperinci. Lebih-lebih lagi, terminologi sangat berbeza-beza, dan saya telah menyusun data untuk anda kira-kira lima pemacu berbeza.

Adakah gambar ini bermakna kepada anda?

Ok, katakan Yandex.Market bukanlah sumber maklumat yang paling boleh dipercayai. Mari kita beralih ke laman web pengeluar - adakah ia menjadi lebih mudah?

Mungkin ia akan menjadi lebih jelas dengan cara ini?

Dan jika ya?

Atau adakah cara ini lebih baik?

Sementara itu, semua pemacu ini mempunyai memori yang sama dipasang! Sukar untuk dipercayai, terutamanya melihat dua gambar terakhir, bukan? Selepas membaca entri itu hingga akhir, anda bukan sahaja akan yakin tentang ini, tetapi anda juga akan membaca ciri-ciri seperti buku terbuka.

Pengeluar Memori NAND

Terdapat lebih sedikit pengeluar memori kilat daripada syarikat yang menjual SSD di bawah jenama mereka sendiri. Kebanyakan pemacu kini mempunyai memori daripada:

• Intel/Mikron
• Hynix
• Samsung
• Toshiba/SanDisk

Bukan kebetulan bahawa Intel dan Micron berkongsi tempat yang sama dalam senarai. Mereka menghasilkan NAND menggunakan teknologi yang sama di bawah usaha sama IMFT.

Di kilang terkemuka di negeri Utah AS, memori yang sama dihasilkan di bawah jenama kedua-dua syarikat ini dalam perkadaran yang hampir sama. Daripada barisan pemasangan kilang di Singapura, yang kini dikawal oleh Micron, memori itu juga mungkin berada di bawah jenama anak syarikatnya SpecTek.

Semua pengeluar SSD membeli NAND daripada syarikat di atas, jadi pemacu yang berbeza mungkin mempunyai memori yang hampir sama, walaupun jenamanya berbeza.

Nampaknya dalam keadaan ini dengan ingatan semuanya harus mudah. Walau bagaimanapun, terdapat beberapa jenis NAND, yang seterusnya dibahagikan mengikut parameter yang berbeza, menyebabkan kekeliruan.

Jenis memori NAND: SLC, MLC dan TLC

Ini adalah tiga jenis NAND yang berbeza, perbezaan teknologi utama antara mereka ialah bilangan bit yang disimpan dalam sel memori.

SLC adalah yang tertua daripada tiga teknologi, dan anda tidak mungkin menemui SSD moden dengan NAND sedemikian. Kebanyakan pemacu kini mempunyai MLC, dan TLC ialah perkataan baharu dalam pasaran memori untuk pemacu keadaan pepejal.

Secara umum, TLC telah lama digunakan dalam pemacu denyar USB, di mana ketahanan memori tidak penting. Proses teknologi baharu memungkinkan untuk mengurangkan kos setiap gigabait TLC NAND untuk SSD, memberikan prestasi dan hayat perkhidmatan yang boleh diterima, yang logik untuk semua pengeluar.

Sungguh menarik bahawa walaupun orang awam bimbang tentang bilangan terhad kitaran tulis SSD, apabila teknologi NAND berkembang, parameter ini hanya berkurangan!

Cara Menentukan Jenis Memori Tertentu dalam SSD

Tidak kira sama ada anda telah membeli SSD atau baru merancang pembelian, selepas membaca siaran ini anda mungkin mempunyai soalan dalam sari kata.

Tiada program menunjukkan jenis memori. Maklumat ini boleh didapati dalam ulasan drive, tetapi terdapat jalan pintas, terutamanya apabila anda perlu membandingkan beberapa calon untuk pembelian.

Di tapak khusus anda boleh mencari pangkalan data pada SSD, dan berikut ialah contohnya.

Saya tidak menghadapi masalah mencari ciri memori pemacu saya di sana, kecuali SanDisk P4 (mSATA) yang dipasang dalam tablet.

SSD mana yang mempunyai memori terbaik?

Mari kita lihat perkara utama artikel tersebut:

• Pengeluar NAND boleh dikira dengan jari satu tangan
• Pemacu keadaan pepejal moden menggunakan dua jenis NAND: MLC dan TLC, yang hanya mendapat momentum
• MLC NAND berbeza dalam antara muka: ONFi (Intel, Micron) dan Mod Togol (Samsung, Toshiba)
• ONFi MLC NAND dibahagikan kepada tak segerak (lebih murah dan perlahan) dan segerak (lebih mahal dan pantas)
• Pengeluar SSD menggunakan memori antara muka dan jenis yang berbeza, mencipta pelbagai model untuk disesuaikan dengan mana-mana bajet
• Spesifikasi rasmi jarang mengandungi maklumat khusus, tetapi pangkalan data SSD membolehkan anda menentukan jenis NAND dengan tepat

Sudah tentu, dalam zoo seperti itu tidak ada jawapan yang jelas kepada soalan yang dikemukakan dalam sari kata. Tanpa mengira jenama pemacu, NAND memenuhi spesifikasi yang dinyatakan, jika tidak, tiada gunanya pengeluar OEM membelinya (mereka memberikan jaminan mereka sendiri pada SSD).

Walau bagaimanapun... bayangkan bahawa musim panas menggembirakan anda dengan penuaian strawberi yang belum pernah terjadi sebelumnya di dacha!

Semuanya berair dan manis, tetapi anda tidak boleh makan sebanyak itu, jadi anda memutuskan untuk menjual beberapa buah beri yang anda kumpulkan.

Adakah anda akan menyimpan strawberi terbaik untuk diri sendiri atau meletakkannya untuk dijual? :)

Ia boleh diandaikan bahawa pengeluar NAND memasang memori terbaik dalam pemacu mereka. Memandangkan bilangan syarikat yang mengeluarkan NAND terhad, senarai pengeluar SSD adalah lebih pendek:

• Penting (pembahagian Micron)
• Intel
• Samsung

Sekali lagi, ini hanyalah tekaan dan tidak disokong oleh fakta yang sukar. Tetapi adakah anda akan bertindak secara berbeza jika anda adalah syarikat ini?

Memori kilat NAND menggunakan get NOT AND, dan seperti kebanyakan jenis memori lain, menyimpan data dalam susunan sel yang besar, dengan setiap sel mengandungi satu atau lebih bit data.

Sebarang jenis memori boleh dipengaruhi oleh faktor dalaman dan luaran, seperti haus, kerosakan fizikal, ralat perkakasan dan lain-lain. Dalam kes sedemikian, kami berisiko kehilangan data kami sepenuhnya. Apa yang perlu dilakukan dalam situasi sedemikian? Jangan risau, kerana terdapat program pemulihan data yang boleh memulihkan data dengan mudah dan cepat, tanpa perlu membeli peralatan tambahan atau, dalam kes yang melampau, mula bekerja pada dokumen yang hilang sekali lagi. Mari kita lihat lebih dekat pada memori kilat NAND.

Biasanya, susunan NAND dibahagikan kepada banyak blok. Setiap bait dalam salah satu blok ini boleh ditulis dan diprogramkan secara individu, tetapi satu blok mewakili bahagian terkecil yang boleh dipadamkan dalam tatasusunan. Dalam blok sedemikian, setiap bit mempunyai nilai binari 1. Contohnya, peranti memori denyar NAND 2 GB monolitik biasanya terdiri daripada blok 2048 B (128 KB) dan 64 setiap blok. Setiap halaman mengandungi 2112 bait, dan terdiri daripada 2048 bait data dan zon tambahan 64 bait. Kawasan ganti biasanya digunakan untuk ECC, maklumat kehausan sel dan fungsi perisian overhed lain, walaupun ia tidak berbeza secara fizikal daripada halaman lain. Peranti NAND ditawarkan dengan antara muka 8-bit atau 16-bit. Nod data disambungkan ke memori NAND melalui bas data dua arah 8 atau 16 bit. Dalam mod 16-bit, arahan dan alamat menggunakan 8 bit, baki 8 bit digunakan semasa kitaran pemindahan data.

Jenis Memori Denyar NAND

Memori kilat NAND, seperti yang telah kami nyatakan, terdapat dalam dua jenis: peringkat tunggal (SLC) dan pelbagai peringkat (MLC). Memori denyar tahap tunggal - SLC NAND (sel tahap tunggal) sangat sesuai untuk aplikasi yang memerlukan ketumpatan tinggi dan sederhana. Ini adalah teknologi yang paling mudah digunakan dan mudah. Seperti yang diterangkan di atas, SLC NAND menyimpan satu bit data dalam setiap sel memori. SLC NAND menawarkan kelajuan baca dan tulis yang agak tinggi, prestasi yang baik dan algoritma pembetulan ralat yang mudah. SLC NAND boleh menjadi lebih mahal daripada teknologi NAND lain pada asas per-bit. Jika aplikasi memerlukan kelajuan baca yang tinggi, seperti kad media berprestasi tinggi, sesetengah pemacu hibrid, peranti keadaan pepejal (SSD) atau aplikasi terbenam lain, SLC NAND mungkin satu-satunya pilihan yang sesuai.

Memori denyar berbilang peringkat – MLC NAND (sel berbilang peringkat) direka untuk aplikasi ketumpatan yang lebih tinggi dan kitaran perlahan.

Tidak seperti SLC NAND, sel MLC NAND berbilang peringkat menyimpan dua atau lebih bit setiap sel memori. Voltan dan arus digunakan untuk menentukan lokasi setiap bit. Peranti SLC hanya memerlukan satu tahap voltan. Jika arus dikesan, nilai bit ialah 1; jika tiada arus dikesan, bit ditetapkan sebagai 0. Untuk peranti MLC, tiga tahap voltan berbeza digunakan untuk menentukan nilai bit.

Biasanya, MLC NAND menawarkan dua kali ganda kapasiti SLC NAND setiap peranti dan juga lebih murah. Kerana SLC NAND adalah tiga kali lebih pantas daripada MLC NAND dan menawarkan prestasi lebih daripada 10 kali lebih tinggi; tetapi untuk banyak aplikasi, MLC NAND menawarkan gabungan harga dan prestasi yang betul. Malah, MLC NAND mewakili hampir 80% daripada semua penghantaran memori kilat NAND. Dan memori denyar MLC NAND mendominasi pilihan pengguna dalam kelas SSD kerana prestasinya lebih baik daripada pemacu keras magnetik.

Jangka hayat SSD bergantung pada bilangan bait yang telah ditulis ke memori denyar NAND. Kebanyakan peranti berasaskan MLC disertakan dengan waranti satu hingga tiga tahun. Walau bagaimanapun, adalah penting untuk memahami dengan tepat cara peranti akan digunakan, memandangkan SSD berasaskan MLC mungkin bertahan kurang jika beberapa penulisan semula pada cakera dijangka. Sebaliknya, penyelesaian berasaskan SLC akan bertahan lebih lama daripada jangkaan tiga tahun, walaupun di bawah kitaran PE yang teruk.

Sejarah kilat NAND

Memori kilat NAND ialah pemacu keadaan pepejal tidak meruap yang telah membawa perubahan ketara kepada industri penyimpanan data, yang kini berusia 26 tahun. Memori kilat telah dicipta oleh Dr. Fujio Masuoka semasa bekerja di Toshiba sekitar tahun 1980. Menurut Toshiba, nama "flash" telah dicadangkan oleh rakan sekerja Dr. Masuoka, Encik Sho-ji Ariizumi, kerana proses memadamkan kandungan memori mengingatkannya kepada denyar kamera.

Toshiba mengkomersialkan memori kilat NAND pada tahun 1987; banyak yang berubah sejak itu. Pasaran memori kilat NAND telah berkembang pesat dengan jualan lapan kali lebih tinggi daripada jualan DRAM (Dynamic random access memory). Memori NAND telah menjadi peranti storan ketahanan tinggi dan pilihan ramai pengguna. Memori sedemikian digunakan hari ini dalam pelbagai kad memori dan pemacu USB, storan awan ditemui di kalangan banyak pengguna, baik dalam industri dan perniagaan, dan dalam peranti rumah. Peranti iPhone, iPod dan iPad Apple, serta telefon dan tablet Android, juga menggunakan memori kilat NAND secara meluas. Sejak itu, inovasi ini telah memasuki era baharu di mana pengguna sentiasa boleh mengakses fail mereka: video, muzik, buku dan dokumen, di mana sahaja anda berada.

NAND berkualiti tinggi diprogramkan untuk membaca maklumat dalam blok kecil, atau halaman, manakala memori kilat NOR membaca dan menulis data 1 bait pada satu masa. Memori kilat NOR lebih disukai untuk peranti yang menyimpan dan menjalankan kod, biasanya dalam kuantiti yang kecil.

Pengenalan memori kilat NAND keadaan pepejal dan peranti storan sebagai tambahan kepada pemacu keras magnetik konvensional telah memberikan perusahaan pilihan baharu untuk menjalankan pelayan mereka dan menyimpan aplikasi perniagaan utama. Memandangkan memori sedemikian tidak mempunyai bahagian yang bergerak, denyar NAND boleh memproses dan memindahkan data dari satu tempat ke tempat lain dengan lebih pantas kerana kelajuan membaca dan menulis yang sangat baik. Aplikasi dalam perkhidmatan kewangan, runcit dan perkhidmatan web awan sering menjalankan pelayan yang dilengkapi dengan memori kilat NAND.

Memori kilat menyimpan maklumat dalam tatasusunan yang terdiri daripada sel memori dan transistor get terapung. Dalam peranti Sel Lapisan Tunggal (SLC), setiap sel hanya menyimpan satu bit maklumat. Beberapa jenis memori denyar yang lebih baharu, dikenali sebagai peranti sel berbilang peringkat (MLC), boleh menyimpan lebih daripada satu bit setiap sel dengan memilih antara berbilang peringkat cas elektrik untuk digunakan pada transistor pintu terapung dan selnya.

Fakta penting tentang NAND Flash

Evolusi jenis memori kilat sangat mengagumkan. StorageNewsletter.com, sumber berita elektronik harian yang dihormati dan mantap untuk industri, telah mengikuti perkembangan memori kilat NAND untuk beberapa lama dan mempunyai keseluruhan arkib data tentang kewujudan teknologi ini.

Cip kilat: Peningkatan volum dan harga yang lebih rendah bagi memori kilat dan pemacu keadaan pepejal berkaitan secara langsung dengan proses pembuatan cip memori kilat NAND. SanDisk dan Toshiba kini menawarkan talian MLC 128 GB dan cip dengan sel 3 bit setiap satu. Antara pengeluar memori kilat utama dunia ialah syarikat seperti: Intel, Samsung, Seagate, Nvidia, LSI, Micron dan Western Digital.

Kekunci denyar (atau pemacu denyar): Pemacu kilat USB pertama telah dibangunkan pada akhir 1990-an oleh M-Systems, yang kemudiannya diperoleh oleh SanDisk. Pada tahun 2001, IBM mula mengeluarkan versi memori 8 MB di Amerika Syarikat, yang dipanggil "ingatan utama". Kini jumlah memori sedemikian mencapai 128 GB dan harga telah dikurangkan dengan ketara.

Syarikat yang sama M-Systems menjadi pengeluar SSD pertama pada tahun 1995. Sejak 1999, SN.com telah merekodkan 590 model berbeza yang dilancarkan oleh 97 syarikat. Antara yang lain, BiTMICRO Networks pada tahun 1999 mengeluarkan model E-Disk SNX35 dengan saiz 3.5 inci dan kapasiti dari 128MB hingga 10GB, masa capaian 500 ms dan kelajuan baca dan tulis 4MB/s menggunakan antara muka SCSI-2 . Pada tahun berikutnya, M-Systems menghasilkan 3 GB FFD SCSI, SSD 2.5 inci dengan kelajuan baca maksimum 4 MB/s dan kelajuan tulis 3 MB/s.

Hari ini anda boleh mendapatkan memori 16 TB (PCIe SSD daripada OCZ) dengan kelajuan membaca sehingga 4 GB/s dan kelajuan menulis sehingga 3.8 GB/s. OCZ juga mengumumkan pada 2012 masa terpantas yang mungkin untuk menulis dan membaca maklumat: 0.04 ms untuk membaca dan 0.02 ms untuk operasi menulis.

Kita sering boleh mendapati diri kita berada dalam situasi di mana data dipadam atau rosak disebabkan oleh pelbagai ralat, baik dalam sistem dan ralat manusia. Anda boleh mengetahui cara memulihkan data daripada kad memori.

Kriteria untuk memilih peranti dengan denyar NAND

Jadi, apabila ia datang untuk memilih peranti (contohnya, SSD) dengan teknologi denyar NAND, anda perlu mempertimbangkan beberapa kriteria pemilihan:

Pastikan peranti SSD, sistem pengendalian dan sistem fail menyokong TRIM, terutamanya jika kad menggunakan pengawal cakera keras, yang merumitkan proses mengumpul "sampah", data yang tidak diperlukan:

— ketahui sama ada OS anda menyokong pemangkasan daripada mana-mana sumber maklumat; — terdapat aplikasi yang membantu anda menambah teknologi pemangkasan untuk OS anda jika ia tidak disokong. Tetapi pertama, ketahui sama ada ini akan menjejaskan prestasi keseluruhan peranti. SSD dengan memori NAND ialah pilihan yang sangat baik apabila anda memerlukan prestasi tinggi, kekurangan bunyi, rintangan kepada pengaruh luaran atau penggunaan kuasa yang rendah: - bacaan tidak berurutan akan memberi peluang untuk meningkatkan prestasi berbanding HDD; — ketahui tentang prestasi maksimum yang mungkin bagi peranti supaya tidak melebihi had; Untuk prestasi operasi yang lebih baik dan operasi sepanjang masa, adalah lebih baik untuk memilih SLC daripada MLC: - SSD berasaskan NAND bagus untuk mempercepatkan pelayan, tetapi ingat bahawa ini juga memerlukan ruang ganti untuk "sampah" dan/ atau memangkas. — Sistem RAID dengan SSD akan memberikan prestasi dan kestabilan yang tinggi, tetapi gunakan pengawal serbuan yang direka khas untuk SSD, jika tidak, terlalu banyak "sampah" akan terkumpul sehingga sistem pemangkasan atau pengumpulan pun tidak dapat mengatasinya. Peranti SSD dengan ketahanan yang lebih tinggi, sudah tentu, akan bertahan lebih lama: - Contohnya, pilih peranti 100 GB bukannya 128 GB, 200 GB bukannya 256 GB, dan sebagainya. Kemudian anda akan tahu dengan pasti bahawa 28 atau 56 dan seterusnya gigabait memori mungkin dikhaskan ruang untuk mengira haus dan lusuh, menyusun semula fail dan sel memori yang rosak. Untuk kegunaan dalam industri, pengeluaran atau pejabat, adalah lebih baik untuk memilih peranti kelas perniagaan, sebagai contoh, peranti PCI Express (PCIe) SSD:

Kad PCIe dengan pengawal SSD yang ditala khas boleh memberikan prestasi I/O yang sangat tinggi dan ketahanan yang baik.

Pada tahun 1989, memori Nand Flash telah diumumkan; perkembangan ini telah dibentangkan oleh Toshiba di Persidangan Litar Keadaan Pepejal Antarabangsa. Sebelum ini, hanya terdapat perkembangan memori NOR, kelemahan utamanya ialah: kelajuan operasi dan kawasan cip yang besar. Perbezaan utama antara NAND Flash dan Nor Flash ialah ciri pengalamatan; manakala NOR Flash boleh menangani sel sewenang-wenangnya, NAND Flash menggunakan pengalamatan halaman (biasanya saiz halaman 528, 2112, 4224, 4304, 4320, 8576 bait).

Hari ini terdapat banyak peranti yang menggunakan cip NAND Flash, termasuk dalam pelbagai media storan, seperti pemacu SSD, USB Flash, pelbagai kad Flash (MMC, RS-MMC, MMCmicro, SD, miniSD, MicroSD, SDHC, CF, xD , SmartMedia, Memory Stick, dsb.)

Pada asasnya, media storan pada NAND Flash ialah mikropengawal yang memastikan berfungsi dengan cip memori, serta berfungsi dengan pelbagai peranti menggunakan antara muka yang ditentukan oleh piawaian. Dalam kebanyakan peranti, ini kelihatan seperti papan kecil yang menempatkan satu atau lebih cip memori NAND Flash dalam TSOP-48, reka bentuk pendek TSOP-48 atau TLGA-52 dan mikropengawal. Peranti miniatur biasanya dibuat dalam bentuk cip tunggal di mana kedua-dua cip Nand Flash dan mikropengawal disepadukan.

Kelemahan utama memori NAND Flash ialah kelajuannya yang tidak mencukupi dan bukan bilangan kitaran tulis yang sangat besar yang boleh ditahan oleh cip. Untuk mengelakkan masalah ini, pengeluar pengawal menggunakan beberapa helah, seperti mengatur penulisan kepada NAND Flash dalam beberapa utas untuk meningkatkan prestasi dan mengatur bank logik yang dibahagikan kepada blok yang agak besar dan mengatur sistem terjemahan yang kompleks.

Untuk memastikan pemakaian seragam NAND Flash, hampir semua pengawal mengatur pembahagian ruang alamat ke dalam bank logik, yang seterusnya dibahagikan kepada blok (terdiri daripada beberapa halaman memori), biasanya menjadi 256-2048 blok. Pengawal menjejaki bilangan rekod dalam setiap blok. Agar data pengguna dapat dipindahkan secara bebas di dalam bank, terdapat penomboran blok logik untuk tujuan ini, i.e. dalam amalan, apabila membaca cip ke tempat pembuangan, kita melihat gambar bahawa data pengguna dalam bentuk blok yang agak besar (16kb - 4mb) bercampur huru-hara. Urutan bekerja dengan data pengguna ditunjukkan dalam penterjemah dalam bentuk jadual yang menunjukkan susunan blok pembinaan untuk mendapatkan ruang logik yang teratur.

Untuk meningkatkan operasi baca/tulis, pengeluar pengawal melaksanakan fungsi selari data, iaitu analogi langsung dengan tatasusunan RAID tahap 0 (jalur), hanya pelaksanaan yang lebih kompleks sedikit. Dalam amalan, ini kelihatan sama ada dalam bentuk selari antara blok (interleaving), ke dalam subblok yang lebih kecil (biasanya dari 1 bait hingga 16Kb), serta selari simetri (jalur) antara bank fizikal cip Flash NAND dan antara beberapa cip .

Perlu difahami bahawa dengan prinsip operasi ini, penterjemah pemacu adalah jadual yang sentiasa berubah-ubah, dengan hampir setiap tulis ke NAND Flash. Berdasarkan prinsip bekerja dengan NAND Flash - membaca blok ke dalam penimbal, membuat perubahan dan menulis blok di tempatnya, adalah jelas bahawa yang paling berbahaya untuk data adalah operasi tulis yang tidak lengkap; contohnya, apabila penterjemah yang diubah suai direkodkan. Akibat pengendalian ruam pemacu: penyingkiran secara tiba-tiba daripada penyambung USB atau daripada penyambung pembaca kad semasa rakaman, terdapat risiko pemusnahan data perkhidmatan, khususnya jadual terjemahan.

Jika data perkhidmatan dimusnahkan, pemacu tidak boleh berfungsi atau, dalam beberapa kes, berfungsi dengan tidak betul. Mendapatkan semula data menggunakan perisian biasanya tidak boleh dilakukan atas banyak sebab. Satu penyelesaian adalah dengan memateri cip NAND Flash dan kemudian membacanya pada pembaca yang sepadan (pengaturcara). Memandangkan penterjemah asal hilang atau rosak, kerja kekal untuk menghuraikan pembuangan yang diekstrak daripada cip NAND Flash. Ramai orang mungkin menyedari saiz halaman memori yang kelihatan aneh dalam NAND Flash. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa setiap halaman, sebagai tambahan kepada data pengguna, mengandungi data perkhidmatan, biasanya dibentangkan dalam borang 512/16; 2048/64; 4096/128; 4096/208 (terdapat juga pilihan yang lebih kompleks untuk mengatur data/perkhidmatan). Data perkhidmatan mengandungi pelbagai penanda (penanda, nombor blok dalam bank logik; penanda putaran blok; ECC; dll.) Pemulihan data pengguna adalah untuk menghapuskan selari data dalam blok, antara bank dan antara cip memori untuk mendapatkan blok pepejal. Jika perlu, putaran dalam blok, penomboran semula, dsb. dihapuskan. Tugas seterusnya ialah memasangnya blok demi blok. Untuk melaksanakannya, adalah perlu untuk memahami dengan jelas bilangan bank logik, bilangan blok dalam setiap bank logik, bilangan blok yang digunakan dalam setiap bank (tidak semua digunakan), lokasi penanda dalam perkhidmatan. data, dan algoritma penomboran. Dan hanya kemudian kumpulkan blok ke dalam fail imej akhir dari mana ia akan dapat membaca data pengguna. Semasa proses pengumpulan, perangkap menunggu dalam bentuk beberapa blok calon untuk satu kedudukan dalam fail imej akhir. Selepas menyelesaikan pelbagai masalah ini, kami memperoleh fail imej dengan maklumat pengguna.

Dalam kes di mana data tidak memainkan sebarang peranan, tetapi terdapat keinginan untuk memulihkan kefungsian pemacu itu sendiri, pilihan terbaik untuk membetulkan masalah dengan data perkhidmatan ialah melakukan prosedur pemformatan menggunakan utiliti proprietari dari tapak web pengeluar pemacu. Banyak utiliti sebenarnya menulis semula semua maklumat perkhidmatan, mencipta penterjemah bersih dan melaksanakan prosedur pemformatan untuk mencipta sistem fail baharu. Jika pengilang tidak peduli untuk menyiarkan utiliti Pemulihan, maka penyelesaiannya ialah mencari utiliti untuk memformat pemacu Flash NAND "oleh pengawal"; satu-satunya perkara yang akan kelihatan sukar kepada pengguna ialah banyaknya pengeluar pengawal dan kesukaran untuk mengenal pasti yang terakhir.

Pavel Yancharsky

Pengeluaran semula bahan dibenarkan hanya dengan pautan aktif ke artikel asal.