NAND și NOR: ce sunt și cu ce se mănâncă. Memorie flash. Unitate solidă. Tipuri de memorie flash. Card de memorie

Oamenilor moderni le place să fie mobili și să aibă cu ei diverse gadget-uri de înaltă tehnologie (gadget englezesc - dispozitiv), ușurând viața, dar ce este acolo de ascuns, făcându-l mai bogat și mai interesant. Și au apărut în doar 10-15 ani! Miniaturale, ușoare, convenabile, digitale... Gadget-urile au realizat toate acestea datorită noilor tehnologii de microprocesoare, dar o contribuție mai mare a fost adusă de o tehnologie remarcabilă de stocare a datelor, despre care vom vorbi astăzi. Deci, memorie flash.

Există o părere că numele FLASH în raport cu tipul de memorie este tradus ca „flash”. De fapt, acest lucru nu este adevărat. O versiune a apariției sale spune că, pentru prima dată în 1989-90, Toshiba a folosit cuvântul Flash în contextul „rapid, instantaneu” atunci când și-a descris noile cipuri. În general, Intel este considerat inventatorul, introducând memoria flash cu arhitectură NOR în 1988. Un an mai târziu, Toshiba a dezvoltat arhitectura NAND, care este folosită și astăzi împreună cu același NOR în cipurile flash. De fapt, acum putem spune că acestea sunt două tipuri diferite de memorie care au o tehnologie de producție oarecum similară. În acest articol vom încerca să înțelegem designul, principiul lor de funcționare și, de asemenea, vom lua în considerare diverse opțiuni practice de utilizare.

NICI

Cu ajutorul acestuia, tensiunile de intrare sunt convertite în tensiuni de ieșire corespunzătoare „0” și „1”. Ele sunt necesare deoarece diferite tensiuni sunt folosite pentru a citi/scrie date într-o celulă de memorie. Diagrama celulelor este prezentată în figura de mai jos.

Este tipic pentru majoritatea cipurilor flash și este un tranzistor cu două porți izolate: de control și flotant. O caracteristică importantă a acestuia din urmă este capacitatea de a deține electroni, adică de încărcare. De asemenea, în celulă există așa-numitele „scurgere” și „sursă”. La programarea între ele, datorită influenței unui câmp pozitiv asupra porții de control, se creează un canal - un flux de electroni. Unii dintre electroni, datorită prezenței unei energii mai mari, depășesc stratul izolator și cad pe poarta plutitoare. Ele pot fi depozitate pe el timp de câțiva ani. Un anumit interval al numărului de electroni (sarcină) pe o poartă plutitoare corespunde uneia logice, iar orice mai mare decât aceasta corespunde unui zero. La citire, aceste stări sunt recunoscute prin măsurarea tensiunii de prag a tranzistorului. Pentru a șterge informațiile, o tensiune negativă mare este aplicată la poarta de control, iar electronii de la poarta plutitoare se deplasează (tunel) către sursă. În tehnologiile de la diferiți producători, acest principiu de funcționare poate diferi în ceea ce privește modul în care este furnizat curentul și datele sunt citite din celulă. De asemenea, aș dori să vă atrag atenția asupra faptului că în structura memoriei flash se folosește un singur element (tranzistor) pentru a stoca 1 bit de informație, în timp ce în tipurile de memorie volatile acest lucru necesită mai mulți tranzistori și un condensator. Acest lucru face posibilă reducerea semnificativă a dimensiunii microcircuitelor produse, simplificarea procesului tehnologic și, în consecință, reducerea costurilor. Dar un bit este departe de limită: Intel lansează deja memorie StrataFlash, fiecare celulă din care poate stoca 2 biți de informații. În plus, există mostre de probă cu celule de 4 și chiar 9 biți! Această memorie utilizează tehnologia celulară cu mai multe niveluri. Au o structură normală, dar diferența este că sarcina lor este împărțită în mai multe niveluri, fiecăruia fiindu-i atribuită o anumită combinație de biți. Teoretic, mai mult de 4 biți pot fi citiți/scriși, totuși, în practică, apar probleme cu eliminarea zgomotului și cu scurgerea treptată a electronilor în timpul stocării pe termen lung. În general, cipurile de memorie existente astăzi pentru celule se caracterizează printr-un timp de stocare a informațiilor măsurat în ani și un număr de cicluri de citire/scriere variind de la 100 de mii la câteva milioane. Printre dezavantaje, în special, memoria flash cu arhitectură NOR merită remarcată scalabilitatea slabă: este imposibil să se reducă aria cipurilor prin reducerea dimensiunii tranzistorilor. Această situație este legată de modul în care este organizată matricea celulelor: în arhitectura NOR trebuie făcut un contact individual fiecărui tranzistor. Memoria flash cu arhitectură NAND merge mult mai bine în acest sens.

NAND

Designul și principiul de funcționare al celulelor sale este același cu cel al NOR. Deși, pe lângă logică, există încă o altă diferență importantă - arhitectura plasării celulelor și a contactelor acestora. Spre deosebire de cazul descris mai sus, aici există o matrice de contact, în intersecțiile rândurilor și coloanelor cărora se află tranzistoarele. Aceasta este comparabilă cu o matrice pasivă în afișaje :) (și NOR este comparabilă cu un TFT activ). În cazul memoriei, această organizare este oarecum mai bună - zona microcircuitului poate fi redusă semnificativ datorită dimensiunii celulelor. Dezavantajele (desigur) sunt viteza mai mică de operare în operațiunile de acces aleatoriu octet cu octet în comparație cu NOR.

Există, de asemenea, arhitecturi precum: DiNOR (Mitsubishi), superAND (Hitachi), etc. Ele nu reprezintă nimic fundamental nou, ci doar combină cele mai bune proprietăți ale NAND și NOR.

Și totuși, oricum, NOR și NAND astăzi sunt produse în condiții egale și practic nu concurează între ele, deoarece, datorită calităților lor, sunt folosite în diferite domenii ale stocării datelor. Acest lucru va fi discutat mai departe...

Unde este nevoie de memorie...

Domeniul de aplicare al oricărui tip de memorie flash depinde în primul rând de caracteristicile sale de viteză și de fiabilitatea stocării informațiilor. Spațiul de adresă al memoriei NOR vă permite să lucrați cu octeți sau cuvinte individuali (2 octeți). În NAND, celulele sunt grupate în blocuri mici (similar cu un cluster de hard disk). De aici rezultă că atunci când citiți și scrieți secvențial, NAND va avea un avantaj de viteză. Cu toate acestea, pe de altă parte, NAND este semnificativ inferior în operațiunile de acces aleatoriu și nu permite lucrul direct cu octeți de informații. De exemplu, pentru a schimba un octet aveți nevoie de:

1. citește în buffer blocul de informații în care se află
2. modifica octetul necesar din buffer
3. scrieți blocul cu octetul modificat înapoi

Dacă adăugăm întârzieri de preluare a blocurilor și acces la timpul de execuție al operațiunilor de mai sus, vom obține indicatori care nu sunt deloc competitivi cu NOR (rețineți că acest lucru este specific pentru cazul înregistrării octet cu octet). Scrierea/citirea secvențială este o altă problemă - aici NAND, dimpotrivă, arată caracteristici de viteză semnificativ mai mari. Prin urmare, și din cauza posibilității de a crește capacitatea de memorie fără a crește dimensiunea cipului, flash-ul NAND și-a găsit folosință ca stocare a unor cantități mari de informații și pentru transferul acesteia. Cele mai comune dispozitive bazate acum pe acest tip de memorie sunt unitățile flash și cardurile de memorie. În ceea ce privește flash-ul NOR, cipurile cu o astfel de organizație sunt folosite ca stocare a codului de program (BIOS, RAM de computere de buzunar, telefoane mobile etc.), uneori implementate sub formă de soluții integrate (RAM, ROM și procesor pe un singur mini-). placă sau chiar într-un singur cip). Un bun exemplu al acestei utilizări este proiectul Gumstix: un computer cu o singură placă de mărimea unui bețișor de gumă. Cipurile NOR sunt cele care oferă nivelul de fiabilitate al stocării informațiilor necesar pentru astfel de cazuri și opțiuni mai flexibile pentru lucrul cu acestea. Volumul blițului NOR este de obicei măsurat în unități de megaocteți și rareori depășește zeci.

Și va fi un fulger...

Desigur, flash-ul este o tehnologie promițătoare. Cu toate acestea, în ciuda ratelor mari de creștere a producției, dispozitivele de stocare bazate pe acesta sunt încă suficient de scumpe pentru a concura cu hard disk-urile desktop sau laptop. Practic, acum sfera de dominație a memoriei flash este limitată la dispozitivele mobile. După cum înțelegeți, acest segment al tehnologiei informației nu este atât de mic. În plus, conform producătorilor, extinderea flash nu se va opri aici. Deci, care sunt principalele tendințe de dezvoltare care au loc în acest domeniu?

În primul rând, așa cum am menționat mai sus, există un accent puternic pe soluțiile integrate. Mai mult, proiecte precum Gumstix sunt doar etape intermediare pe calea implementării tuturor funcțiilor într-un singur cip.

Până acum, așa-numitele sisteme on-chip (single-chip) sunt combinații de memorie flash cu un controler, procesor, SDRAM sau software special într-un singur cip. De exemplu, Intel StrataFlash în combinație cu software-ul Persistent Storage Manager (PSM) face posibilă utilizarea simultană a capacității de memorie atât pentru stocarea datelor, cât și pentru executarea codului de program. PSM este în esență un sistem de fișiere acceptat de Windows CE 2.1 și o versiune ulterioară. Toate acestea au ca scop reducerea numărului de componente și reducerea dimensiunii dispozitivelor mobile, sporind în același timp funcționalitatea și performanța acestora. Nu mai puțin interesantă și relevantă este dezvoltarea companiei Renesas - memorie flash superAND cu funcții de management încorporate. Până în acest moment, acestea au fost implementate separat în controler, dar acum sunt integrate direct în cip. Acestea sunt funcții de monitorizare a sectoarelor defectuoase, corectarea erorilor (ECC - verificarea și corectarea erorilor) și nivelarea uzurii. Deoarece sunt prezente într-o variantă sau alta în majoritatea celorlalte firmware-uri de marcă ale controlerelor externe, să aruncăm o scurtă privire la ele. Să începem cu sectoarele proaste. Da, se găsesc și în memoria flash: cipurile ies deja de pe linia de asamblare cu o medie de până la 2% din celulele nefuncționale - aceasta este o normă tehnologică comună. Dar, în timp, numărul acestora poate crește (mediul nu ar trebui să fie învinovățit în mod special pentru acest lucru - influența electromagnetică, fizică (tremurătură etc.) a cipului flash nu este teribilă). Prin urmare, ca și hard disk-urile, memoria flash are capacitate de rezervă. Dacă apare un sector defect, funcția de monitorizare își înlocuiește adresa din tabelul de alocare a fișierelor cu adresa sectorului din zona de rezervă.

De fapt, algoritmul ECC este responsabil pentru identificarea problemelor proaste - compară informațiile înregistrate cu informațiile înregistrate efectiv. De asemenea, din cauza resursei limitate a celulelor (de ordinul a câteva milioane de cicluri de citire/scriere pentru fiecare), este important să existe o funcție de contabilizare a uzurii uniforme. Permiteți-mi să vă dau un caz rar, dar obișnuit: o cheie cu 32 MB, din care 30 MB sunt ocupați, iar ceva se scrie și se șterge constant în spațiul liber. Se pare că unele celule sunt inactive, în timp ce altele își epuizează intens resursele. Pentru a preveni acest lucru, în dispozitivele de marcă spațiul liber este împărțit în mod convențional în secțiuni, pentru fiecare dintre acestea, numărul de operațiuni de scriere este monitorizat și înregistrat.

Configurațiile all-in-one și mai complexe sunt acum reprezentate pe scară largă de astfel de companii precum, de exemplu, Intel, Samsung, Hitachi etc. Produsele lor sunt dispozitive multifuncționale implementate într-un singur cip (în mod standard conține un procesor, memorie flash și SDRAM). ). Acestea sunt axate pe utilizarea în dispozitive mobile, unde este importantă performanța ridicată, cu dimensiuni minime și un consum redus de energie. Acestea includ: PDA, smartphone-uri, telefoane pentru rețele 3G. Permiteți-mi să dau un exemplu de astfel de evoluții - un cip de la Samsung care combină un procesor ARM (203 MHz), 256 MB de memorie NAND și 256 SDRAM. Este compatibil cu sistemele de operare comune: Windows CE, Palm OS, Symbian, Linux și are suport USB. Astfel, pe baza acestuia, este posibil să se creeze dispozitive mobile multifuncționale cu consum redus de energie, capabile să lucreze cu aplicații video, sunet, voce și alte aplicații care consumă mult resurse.

O altă direcție de îmbunătățire a blițului este reducerea consumului de energie și a dimensiunii, mărind simultan dimensiunea și viteza memoriei. Acest lucru se aplică într-o mai mare măsură cipurilor cu arhitectură NOR, deoarece odată cu dezvoltarea computerelor mobile care acceptă rețele wireless, NOR flash, datorită dimensiunilor reduse și consumului redus de energie, va deveni o soluție universală pentru stocarea și executarea codului de program. Cipurile NOR de 512 Mbit de la aceeași Renesas vor fi introduse în curând în producție de masă. Tensiunea lor de alimentare va fi de 3,3 V (să vă reamintesc, pot stoca informații fără a furniza curent), iar viteza operațiunilor de scriere va fi de 4 MB/sec. În același timp, Intel își prezintă deja dezvoltarea StrataFlash Wireless Memory System (LV18/LV30) - un sistem de memorie flash universal pentru tehnologii fără fir. Capacitatea sa de memorie poate ajunge la 1 Gbit, iar tensiunea de operare este de 1,8 V. Tehnologia de fabricare a cipurilor este de 0,13 nm, cu planuri de trecere la o tehnologie de proces de 0,09 nm. Printre inovațiile acestei companii, este de remarcat și organizarea unui mod de operare batch cu memorie NOR. Vă permite să citiți informații nu câte un octet, ci în blocuri de 16 octeți: folosind o magistrală de date de 66 MHz, viteza de schimb de informații cu procesorul ajunge la 92 Mbit/s!

Ei bine, după cum puteți vedea, tehnologia se dezvoltă rapid. Este foarte posibil ca până la publicarea acestui articol să apară ceva nou. Deci, dacă se întâmplă ceva, nu mă învinovăți :) Sper că materialul a fost interesant pentru tine.

Salutare tuturor! Chiar zilele trecute m-am întâlnit cu vechiul meu prieten. Am început să vorbim, iar el, cu cuvintele „Uită-te la telefonul cu care mă plimb acum!”, și-a demonstrat vechiul telefon cu buton Nokia. S-a dovedit că firmware-ul de pe iPhone-ul său se prăbușește în mod constant - a trebuit să ducă smartphone-ul la un centru de service. Ar părea un lucru obișnuit...

Cu toate acestea, lista lucrărilor pe care le va efectua serviciul s-a dovedit a fi neobișnuită pentru prietenul meu. Diagnosticare completă, actualizări de software (dacă este necesar) și alte „lucruri obișnuite” - totul este standard și clar aici. Principala întrebare a fost ridicată de această frază a maestrului - „cel mai probabil, trebuie să treceți peste Nand Flash”.

Desigur, nu am arătat în serviciu că nu am înțeles despre ce vorbeau - ei spun că știu deja totul fără tine. Principalul lucru este să o faci. Dar am venit acasă și am mers imediat la Google - ce este asta, Nand Flash? De ce să te deranjezi să-l rostogolești undeva în interiorul iPhone-ului?

Am râs cu el, ne-am despărțit și m-am gândit - de ce să nu scriu o scurtă notă pe acest subiect? Nu va dura mult timp, iar pentru persoanele care se confruntă cu aceeași problemă ca prietenul meu, va deveni puțin mai clar ce se întâmplă cu smartphone-ul lor. M-am gândit - am făcut-o. Merge!:)

Ce este Nand Flash în iPhone?

Aceasta este memoria internă a dispozitivului. Da, da, același lucru care le lipsește foarte des proprietarilor unui iPhone de 16 GB.

În linii mari, Nand Flash din iPhone 7 32 GB este aceeași memorie internă de 32 GB.

Memoria este situată pe placa de sistem principală a dispozitivului și nu iese în evidență în niciun fel - un cip foarte obișnuit.

Desigur, aceasta nu este deloc o unitate flash - nu puteți dezasambla iPhone-ul, nu puteți deconecta ușor Nand Flash, instalați altul și credeți că totul va fi „OK”. Nu va fi. Deși, merită menționat că în unele cazuri acest lucru este încă posibil. Dar mai multe despre asta un pic mai departe. Între timp, să trecem la probleme...

Cauzele defecțiunilor

Nu există foarte multe opțiuni și toate sunt de obicei „standard”:

1. Dispozitivul cade.
2. Alte daune fizice.
3. Pătrunderea lichidului.
4. Căsătorie.
5. Jailbreak.

Nu este nimic special de descris aici - este clar că dacă dispozitivul este aruncat și umplut cu apă, acest lucru îi va afecta performanța.

Deși, voi nota în continuare separat un astfel de punct ca un defect de fabricație - și acest lucru este foarte posibil. Am asistat la o situație similară - tocmai mi-am cumpărat un iPhone, dar nu funcționează cu adevărat - repornește, afișează erori la restaurare și, în general, se comportă ciudat. L-am trimis la service, ca urmare - memoria Nand Flash era defectă și înlocuirea ulterioară a dispozitivului.

Simptomele defecțiunii memoriei flash iPhone

Această defecțiune nu are simptome clare și specifice (mesajul nu apare pe ecran - dispozitivul dvs. are probleme de memorie), așa că toate acestea pot fi ghicite doar prin semne indirecte:

Apropo de erori...

Erori iTunes care indică o eroare Nand Flash

Cel mai sigur mod de a face față diferitelor probleme cu dispozitivul. Cu toate acestea, dacă iPhone-ul are probleme cu memoria Nand Flash, procesul de recuperare poate fi întrerupt și însoțit de următoarele erori caracteristice:

Dar, este important să rețineți acest lucru - iTunes este proiectat în așa fel încât același număr de eroare poate avea mai multe motive.

De exemplu, eroarea 4013 poate semnala atât probleme cu microcircuitul în sine, cât și utilizarea neoriginală a firului pentru conectarea la computer.

După cum puteți vedea, răspândirea este foarte mare - de la un simplu fir până la o reparație foarte complexă. Prin urmare, puteți folosi această listă de erori pentru o analiză preliminară a situației, dar nu puteți avea încredere în ele orbește.

Repararea memoriei Nand Flash - este posibil?

Pot fi. Dar, desigur, nu „acasă”. Mai mult, nu toate centrele de service sunt capabile să efectueze această operațiune. De exemplu, „într-un cort la piață” cel mai probabil nu vă vor putea ajuta - pur și simplu nu va exista echipamentul necesar acolo. Da, și trebuie să existe un fel de abilitate.

Încă o dată, voi nota separat - dacă iPhone-ul dvs. nu a expirat perioada de garanție (), atunci nu trebuie să inventați nimic - . Există o mare probabilitate să primiți un dispozitiv nou în schimb.

Dacă garanția este „eșec”, dar repararea memoriei Nand Flash este încă necesară, atunci centrul de service are două opțiuni pentru a corecta situația:

Apropo, dacă vorbim despre echipamente pentru firmware Nand Flash, atunci astfel de programatori sunt destul de diverși, dar un lucru îi unește în continuare - prețul. Toate costă mulți bani - nu toată lumea își poate permite așa ceva.

Ce concluzie se poate trage din toate acestea? Problemele de memorie iPhone sunt o problemă destul de serioasă, care este foarte greu de rezolvat pe cont propriu. Dar situația nu poate fi numită fără speranță. Principalul lucru este să găsiți un centru de service bun, cu specialiști competenți și echipamentele necesare. Și atunci iPhone-ul vă va încânta cu munca sa pentru o lungă perioadă de timp!

P.S. Da, nu a funcționat ca o notă scurtă :) Cu toate acestea, ceea ce există este ceea ce este - nu o ștergeți acum. Și informațiile sunt utile - vor fi utile cuiva. Sunteți de acord? Puneți „like-uri”, faceți clic pe butoanele rețelei sociale - susțineți autorul! A încercat, sincer. Mulțumesc!

P.S.S. Aveti vreo intrebare? Ai ceva de adăugat la articol sau ai vrea să-ți spui povestea? Există comentarii pentru asta - nu ezitați să scrieți!

Performanța și durata de viață a unui SSD depind în principal de memoria flash NAND și de firmware-ul controlerului. Ele sunt principalele componente ale prețului unei unități și este logic să acordați atenție acestor componente atunci când cumpărați. Astăzi vom vorbi despre NAND.

Dacă doriți, puteți găsi complexitățile procesului tehnologic de producere a memoriei flash pe site-uri specializate în recenzii SSD. Articolul meu se adresează unui număr mai mare de cititori și are două obiective:

1. Ridică cortina de la specificațiile vagi publicate pe site-urile producătorilor și magazinelor de SSD.
2. Rezolvați întrebările pe care le puteți avea atunci când studiați caracteristicile tehnice ale memoriei diferitelor unități și citiți recenzii scrise pentru tociștii hardware.

Pentru început, voi ilustra problema cu imagini.

Ce indică specificațiile SSD-ului?

Specificațiile tehnice NAND publicate pe site-urile oficiale ale producătorilor și în magazinele online nu conțin întotdeauna informații detaliate. Mai mult, terminologia variază foarte mult și am compilat date pentru dvs. despre cinci unități diferite.

Aceasta poza inseamna ceva pentru tine?

Ok, să presupunem că Yandex.Market nu este cea mai fiabilă sursă de informații. Să ne întoarcem la site-urile producătorilor – a devenit mai ușor?

Poate va fi mai clar asa?

Și dacă da?

Sau e mai bine asa?

Între timp, toate aceste unități au aceeași memorie instalată! E greu de crezut, mai ales uitandu-te la ultimele doua poze, nu-i asa? După ce ai citit intrarea până la sfârșit, nu numai că te vei convinge de acest lucru, dar vei citi și astfel de caracteristici precum o carte deschisă.

Producători de memorie NAND

Există mult mai puțini producători de memorie flash decât companiile care vând SSD-uri sub propriile mărci. Cele mai multe unități au acum memorie de la:

• Intel/Micron
• Hynix
• Samsung
• Toshiba/SanDisk

Nu este o coincidență că Intel și Micron au același loc pe listă. Ei produc NAND folosind aceleași tehnologii în cadrul asocierii în comun IMFT.

La fabrica lider din statul american Utah, aceeași memorie este produsă sub mărcile acestor două companii în proporții aproape egale. Memoria poate ieși și de pe linia de asamblare de la uzina din Singapore, care este acum controlată de Micron, sub numele de marcă a filialei sale SpecTek.

Toți producătorii de SSD cumpără NAND de la companiile de mai sus, așa că unități diferite pot avea practic aceeași memorie, chiar dacă marca sa este diferită.

S-ar părea că în această situație cu memorie totul ar trebui să fie simplu. Cu toate acestea, există mai multe tipuri de NAND, care la rândul lor sunt împărțite în funcție de diferiți parametri, provocând confuzie.

Tipuri de memorie NAND: SLC, MLC și TLC

Acestea sunt trei tipuri diferite de NAND, principala diferență tehnologică dintre ele fiind numărul de biți stocați în celula de memorie.

SLC este cea mai veche dintre cele trei tehnologii și este puțin probabil să găsiți un SSD modern cu astfel de NAND. Majoritatea unităților au acum MLC la bord, iar TLC este un cuvânt nou pe piața de memorie pentru unitățile SSD.

În general, TLC a fost folosit de mult timp în unitățile flash USB, unde rezistența memoriei nu este de importanță practică. Noile procese tehnologice fac posibilă reducerea costului pe gigabyte al TLC NAND pentru SSD-uri, oferind performanțe și durată de viață acceptabile, ceea ce este logic pentru toți producătorii.

Este interesant că, în timp ce publicul larg este îngrijorat de numărul limitat de cicluri de scriere ale SSD-urilor, pe măsură ce tehnologiile NAND se dezvoltă, acest parametru este doar în scădere!

Cum să determinați un anumit tip de memorie într-un SSD

Indiferent dacă ați achiziționat un SSD sau doar plănuiți o achiziție, după ce ați citit această postare este posibil să aveți o întrebare în subtitrare.

Niciun program nu arată tipul de memorie. Aceste informații pot fi găsite în recenziile unităților, dar există o comandă rapidă, mai ales atunci când trebuie să comparați mai mulți candidați pentru achiziție.

Pe site-urile specializate găsești baze de date pe SSD-uri, iar iată un exemplu.

Nu am avut probleme în a găsi acolo caracteristicile de memorie ale unităților mele, cu excepția SanDisk P4 (mSATA) instalat în tabletă.

Care SSD-uri au cea mai bună memorie?

Să trecem mai întâi prin punctele principale ale articolului:

• Producătorii NAND pot fi numărați pe degetele unei mâini
• Unitățile SSD moderne folosesc două tipuri de NAND: MLC și TLC, care doar câștigă avânt
• MLC NAND diferă prin interfețe: ONFi (Intel, Micron) și Toggle Mode (Samsung, Toshiba)
• ONFi MLC NAND este împărțit în asincron (mai ieftin și mai lent) și sincron (mai scump și mai rapid)
• Producătorii de SSD folosesc memorie de diferite interfețe și tipuri, creând o gamă diversă de modele pentru a se potrivi oricărui buget
• Specificațiile oficiale conțin rareori informații specifice, dar bazele de date SSD vă permit să determinați cu exactitate tipul de NAND

Desigur, într-o astfel de grădină zoologică nu poate exista un răspuns clar la întrebarea pusă în subtitlu. Indiferent de marca unității, NAND îndeplinește specificațiile declarate, altfel nu are rost ca producătorii OEM să-l cumpere (își oferă propria garanție pentru SSD-uri).

Totuși... imaginează-ți că vara te-a mulțumit cu o recoltă fără precedent de căpșuni la dacha!

Este totul suculent și dulce, dar pur și simplu nu poți mânca atât de mult, așa că ai decis să vinzi unele dintre fructele de pădure pe care le-ai cules.

Vei păstra cele mai bune căpșuni pentru tine sau le vei pune la vânzare? :)

Se poate presupune că producătorii NAND instalează cea mai bună memorie în unitățile lor. Având în vedere numărul limitat de companii care produc NAND, lista producătorilor de SSD este și mai scurtă:

• Crucial (o diviziune de Micron)
• Intel
• Samsung

Din nou, aceasta este doar o presupunere și nu este susținută de fapte concrete. Dar ai fi procedat altfel dacă ai fi fost aceste companii?

În 1989, a fost anunțată memoria Nand Flash, această dezvoltare a fost prezentată de Toshiba la Conferința Internațională a Circuitelor Solid-State. Înainte de aceasta, au existat doar dezvoltări de memorie NOR, ale căror principale dezavantaje erau: viteza de operare și suprafața mare a cipului. Principala diferență dintre NAND Flash și Nor Flash este caracteristicile de adresare, în timp ce NOR Flash poate adresa o celulă arbitrară, NAND Flash folosește adresarea paginii (de obicei, dimensiunea paginii 528, 2112, 4224, 4304, 4320, 8576 de octeți).

Astăzi există o mulțime de dispozitive care folosesc cipuri NAND Flash, inclusiv în diverse medii de stocare, precum unități SSD, USB Flash, diverse carduri Flash (MMC, RS-MMC, MMCmicro, SD, miniSD, MicroSD, SDHC, CF, xD , SmartMedia, Memory Stick etc.)

În principiu, mediile de stocare pe NAND Flash sunt un microcontroler care asigură lucrul cu cipuri de memorie, precum și lucrul cu diverse dispozitive folosind o interfață specificată de standarde. În majoritatea dispozitivelor, aceasta arată ca o placă mică pe care se află unul sau mai multe cipuri de memorie NAND Flash în TSOP-48, design scurt TSOP-48 sau TLGA-52 și un microcontroler. Dispozitivele miniaturale sunt de obicei realizate sub forma unui singur cip în care sunt integrate atât un cip Nand Flash, cât și un microcontroler.

Principalele dezavantaje ale memoriei NAND Flash sunt viteza insuficient de mare și nu un număr foarte mare de cicluri de scriere pe care cipul le poate rezista. Pentru a evita aceste probleme, producătorii de controlere folosesc câteva trucuri, cum ar fi organizarea scrierii în NAND Flash în mai multe fire pentru a crește performanța și organizarea băncilor logice împărțite în blocuri destul de mari și organizarea unui sistem complex de traducere.

Pentru a asigura uzura uniformă a NAND Flash, aproape toate controlerele organizează împărțirea spațiului de adrese în bănci logice, care la rândul lor sunt împărțite în blocuri (formate din mai multe pagini de memorie), de obicei în blocuri 256-2048. Controlerul ține evidența numărului de înregistrări din fiecare bloc. Pentru ca datele utilizatorului să poată fi mutate liber în cadrul băncii, există o numerotare logică a blocului în acest scop, adică. în practică, când citim un cip într-o groapă, vedem o imagine în care datele utilizatorului sub formă de blocuri destul de mari (16kb - 4mb) sunt amestecate haotic. Ordinea de lucru cu datele utilizatorului este reflectată în traducător sub forma unui tabel care indică ordinea construcției blocurilor pentru a obține un spațiu logic ordonat.

Pentru a crește operațiunile de citire/scriere, producătorii de controlere implementează funcții de paralelizare a datelor, adică o analogie directă cu o matrice RAID de nivel 0 (stripe), doar o implementare puțin mai complexă. În practică, aceasta arată fie sub formă de paralelizare intra-bloc (intercalare), în subblocuri mai mici (de obicei de la 1 octet la 16 Kb), precum și sub formă de paralelizare simetrică (stripe) între băncile fizice ale cipului NAND Flash și între mai multe cipuri. .

Merită să înțelegeți că, cu acest principiu de funcționare, traducătorul de unitate este o masă în schimbare constantă, cu aproape fiecare scriere în NAND Flash. Pe baza principiului de lucru cu NAND Flash - citirea unui bloc într-un buffer, efectuarea modificărilor și scrierea blocului în loc, este evident că cele mai periculoase pentru date sunt operațiunile de scriere incomplete; de exemplu, când este înregistrat un traducător modificat. Ca urmare a manipulării erupții a unităților: îndepărtarea bruscă a acestora de la un conector USB sau de la un conector de cititor de carduri în timpul înregistrării, există riscul distrugerii datelor de serviciu, în special a tabelului de traducere.

Dacă datele de service sunt distruse, unitatea nu poate funcționa sau, în unele cazuri, funcționează incorect. Preluarea datelor folosind software-ul nu este de obicei posibilă din multe motive. O soluție este să lipiți cipurile NAND Flash și apoi să le citiți pe cititorul corespunzător (programator). Având în vedere că traducătorul original lipsește sau este deteriorat, rămâne de lucru pentru a analiza dump-ul extras din cipul NAND Flash. Mulți oameni au observat probabil dimensiunea aparent ciudată a paginilor de memorie din NAND Flash. Acest lucru se explică prin faptul că fiecare pagină, pe lângă datele utilizatorului, conține și date de serviciu, prezentate de obicei sub forma 512/16; 2048/64; 4096/128; 4096/208 (există și opțiuni mult mai complexe de organizare a datelor/serviciului). Datele de serviciu conțin diverși markeri (marker, numere de bloc într-o bancă logică; marker de rotație bloc; ECC; etc.) Restaurarea datelor utilizatorului se reduce la eliminarea paralelizării datelor în blocuri, între bănci și între cipuri de memorie pentru a obține blocuri solide. Dacă este necesar, se elimină rotațiile intra-bloc, renumerotarea etc. Următoarea sarcină este să-l asamblați bloc cu bloc. Pentru a-l implementa, este necesar să înțelegeți clar numărul de bănci logice, numărul de blocuri din fiecare bancă logică, numărul de blocuri utilizate în fiecare bancă (nu toate sunt folosite), locația markerului în serviciu date și algoritmul de numerotare. Și abia apoi colectați blocurile în fișierul imagine final din care va fi posibil să citiți datele utilizatorului. În timpul procesului de colectare, capcanele stau la pândă sub forma mai multor blocuri candidate pentru o poziție în fișierul imagine final. După rezolvarea acestei game de probleme, obținem un fișier imagine cu informații despre utilizator.

În cazurile în care datele nu joacă niciun rol, dar există dorința de a restabili funcționalitatea unității în sine, cea mai bună opțiune pentru corectarea problemelor cu datele de service este efectuarea procedurii de formatare folosind un utilitar proprietar de pe site-ul web al producătorului unității. Multe utilitare rescriu de fapt toate informațiile de serviciu, creează un traducător curat și efectuează procedura de formatare pentru a crea un nou sistem de fișiere. Dacă producătorul nu s-a obosit să posteze un utilitar de recuperare, atunci soluția este să caute utilitare pentru formatarea unităților flash NAND „prin controler” singurul lucru care va părea dificil pentru utilizator este abundența producătorilor de controlere și dificultatea; identificându-i pe acesta din urmă.

Pavel Yancharsky

Reproducerea materialelor este permisă numai cu un link activ către articolul original.

Bună prieteni! Zilele trecute, unul dintre cititorii noștri obișnuiți a pus o întrebare bună. El a intrebat, La cum să afli cât mai mult timp va funcționa sau pânăCum să aflați durata de viață a SSD-ului său. Tot săptămâna trecută, alți utilizatori au pus mai multe întrebări pe acest subiect, de exemplu:

Care Tipul de memorie flash pentru SSD este mai bun: NAND, 3D NAND, 3D V-NAND și NICI?

Cum să aflați din ce cipuri de memorie constă un SSD achiziționat ( SLC, MLC sau TLC) și care memorie este mai bună?

Care este numărul de cicluri de rescriere sau TBW?

Vom răspunde la toate aceste întrebări interesante în articolul de astăzi.

Cum să aflați cât timp va dura SSD-ul dvs

Nu mi-e frică să mă repet și să spun că totul într-un computer este important, inclusiv unitatea SSD. Înainte de a-l cumpăra, asigurați-vă că cunoașteți performanța și durata de viață a viitorului dvs. SSD. Este ușor pentru un utilizator începător să se încurce aici, deoarece în loc de durata de viață a SSD-ului,pe internet toată lumea vorbește despre cevanumărul de cicluri de rescriere. O sa explice. C Ciclul de rescriere este o rescrie a întregului volum (toate celulele) unui disc cu stare solidă, dar controlerul rescrie uniform celule. Pentru confortul nostru, producătorii indică (calculați folosind o formulă) nu rescrie ciclurile, A cantitatea totală de date în terabytes care pot fi scrise pe unitate. Acest volum se numește - TBW(Total octeți scriși -Total octeți scriși). H Cu cât capacitatea discului este mai mare, cu atât are mai mult TBW.Cunoscând TBW, puteți calcula cu exactitate durata de viață a stării solide.Limita TBW poate varia pe diferite SSD-uri factor de!

• Resursa de rescriere a unui SSD sau TBW poate fi găsită doar pe site-ul oficial al producătorului dispozitivului, dar nu toți producătorii indică astfel de date, așa că este mai bine să achiziționați o unitate SSD de la acei producători care o indică.

Performanța și durata de viață a unui SSD depind de două lucruri: tipul Chip-uri de memorie flash NAND: (SLC, MLC, TLC) și controler cu firmware. Prețul unității depinde direct de ele.

Există două tipuri principale de memorie flash în SSD-uri: NOR și NAND. Tehnologia NAND este mai rapidă și mai ieftină. Memoria NAND astăzi îmbunătățită. A apărut memoria 3D NAND și 3D V-NAND. Dacă luăm piața SSD-urilor oferite în prezent pe piață, atunci îi aparține 5%. 3D V-NAND, 15% 3D NAND, rest 80% NAND. DAceste date au o eroare, dar una mică.

La rândul său, memorie flash: NAND poate avea trei tipuri de cipuri de memorie: SLC, MLC și TLC. Astăzi, SSD-urile bazate pe memorie flash sunt vândute în cea mai mare parte. MLC și TLC. În ceea ce privește TLC și MLC, SSD-urile oferite pe piață sunt 50/50.Memoria TLC are o limită inferioară TBW.

1. SLC- Single Level Cell - este cea mai veche și mai rapidă dintre cele trei tehnologii. Are performanță ridicată, consum redus de energie, cea mai mare viteză de scriere și o limită mare TBW (cantitatea totală de date care pot fi scrise pe unitate) . Costul unei stări solide bazate pe cipuri de memorie SLC este foarte scump și este foarte dificil să găsești un SSD modern cu acesta.
2. MLC- Celulă cu niveluri multiple – are costuri mai mici, viteză de operare mai mică și TBW mai mic.
3. TLC- Celulă cu trei niveluri - are costuri și mai mici, viteză de operare mai mică și mai puținTBW, în comparație cu cipurile MLC. Memorie TLC a fost întotdeauna utilizat pe scară largă în unitățile flash convenționale, dar odată cu apariția noilor tehnologii a fost posibil să-l folosească în unitățile SSD.

În ce program puteți vedea tipul de memorie al unei unități SSD: TLC și MLC

Programul AIDA64 poate arăta tipul de memorie SSD, site-ul oficial al dezvoltatorului https://www.aida64.com/

În fereastra principală a programului, selectați "Stocare a datelor",

apoi selectează modelul SSD, de exemplu, am trei SSD-uri instalate în sistem și îl voi selecta pe primul - Samsung 850 Evo 250GB. După cum puteți vedea, tipul de memorie flash al unității este TLC.

A doua unitate Kingston SHSS37A/240G are tip de memorie flash MLC.

Cum să aflați resursa unei unități SSD

De exemplu, să aflăm resursa Kingston SHSS37A/240G.

Accesați site-ul web oficial al producătorului dispozitivului https://www.hyperxgaming.com/ru

Selectați „Solid State Drives” --> „Savage”.

Capacitate 240 GB

și vedem cantitatea totală de date (TBW) care poate fi scrisă pe o unitate Kingston SHSS37A cu o capacitate de 240 GB - 306 TB.

Să-l comparăm cu unitatea Samsung 850 Evo de 250 GB.

Accesați site-ul oficial al producătorului http://www.samsung.com/ru/ssd/all-ssd/

Verificați articolul - unitate SSD 850 Evo Sata III.

Capacitate 240 GB și clic stânga pe imaginea SSD.

„Afișați toate caracteristicile”

Vedem indicatorul în partea de jos. Resursă de înregistrare: 75 TB.

Se pare că SSD-ul Kingston SHSS37A/240G are o resursă de patru ori mai multe cicluri de rescriere TBW.

Dacă aveți o unitate SSD OCZ, accesați site-ul web https://ocz.com/us/ssd/

Cum să aflați cantitatea totală de date care au fost deja scrise pe o unitate SSD

Pentru a face acest lucru, vom folosi programul CrystalDiskInfo.

În fereastra principală a programului, selectați SSD-ul meu Samsung 850 Evo 250GB. În elementul „Total înregistrări gazdă” vedem că volumul de date înregistrat pe unitate este de 41.088 TB. Dacă comparăm această cifră cu resursa de înregistrare indicată pe site-ul oficial: 75 TB, putem concluziona că încă 33 TB de date pot fi înregistrate pe SSD.

În cazul SSD Kingston SHSS37A/240G, programul CrystalDiskInfo nu se poate afișa volumul total de date înregistrate pe dispozitivul de stocare.

În acest caz, vom folosi programul SSD - Z.

Site-ul oficial al dezvoltatorului http://aezay.dk/aezay/ssdz/

Descărcați și rulați programul.

În fereastra principală, în elementul „Bytes Written”, vedem că volumul de date înregistrat pe unitate este de 43.902 TB.

Dacă comparăm această cifră cu resursa de înregistrare indicată pe site-ul oficial: 306 TB, putem concluziona că încă 262 TB de date pot fi înregistrate pe SSD.

CrystalDiskInfo începând cu versiunea 7_0_5 poate funcționa cu discuri noi care utilizează cel mai recent protocol NVM Express (Toshiba OCZ RD400, Samsung 950 PRO, Samsung SM951). Versiunea anterioară a programului nu a văzut astfel de discuri.