211service.com
NAND SSD: Čo prináša NAND Flash na SSD? [Partition Magic]
Zhrnutie:
Ako všetci vieme, SSD je úložné zariadenie, ktoré na trvalé ukladanie údajov využíva zostavy integrovaných obvodov (DRAM, NAND flash, 3D XPoint). Ak však hľadáte na Amazone, úložné médium väčšiny diskov SSD je NAND flash. Čo potom NAND SSD ? Prečítajte si tento príspevok, v ktorom MiniTool vysvetľuje, čo je NAND flash a čo prináša na SSD.
Rýchla navigácia:
- Čo je NAND Flash
- Poruchy NAND Flash
- Technologický pokrok: Procesná technológia
- Technologický pokrok: SLC vs MLC vs TLC vs QLC
- Technologický pokrok: 2D NAND vs 3D NAND
- Preventívne opatrenia pri používaní disku NAND SSD
- Spodná čiara
- Komentáre používateľov
Čo je NAND Flash
NAND flash je typ energeticky nezávislej pamäte typu flash. Pri ukladaní dát sa spolieha na elektrické obvody, ale na ich uchovanie nie je potrebné napájanie, čo je tiež jeden z dôvodov, prečo SSD disky väčšinou používajú ako úložné médium skôr NAND flash ako DRAM (ďalším dôvodom je, že NAND flash je lacnejší ako DRAM ).
Ďalšie čítanie:
3D XPoint je energeticky nezávislá pamäťová technológia, ktorú spoločne vyvinuli spoločnosti Intel a Micron Technology v júli 2015. Spoločnosť Intel pomenovala Optane pre úložné zariadenia, ktoré túto technológiu využívajú, a spoločnosť Micron ich nazýva QuantX. Hovorí sa, že výkon Optane je lepší ako NAND SSD a cena nižšia ako DRAM.
Pamäťové bunky NAND sú vyrobené z dvoch typov brán: riadiacich a plávajúcich. Obe brány pomáhajú kontrolovať tok údajov. Keď naprogramujete jednu bunku (zapíšete údaje), do ovládacieho hradla sa odošle náboj napätia, vďaka ktorému sa elektróny dostanú do plávajúceho hradla. Týmto spôsobom nabíjania je možné ukladať údaje do každej pamäťovej bunky NAND.
Ale keď je napájanie odpojené od NAND flash pamäte, tranzistor s pohyblivou bránou poskytne pamäťovej bunke ďalší poplatok a uchová údaje.
Poruchy NAND Flash
NAND flash má tiež svoje inherentné nevýhody, ako sú nasledujúce:
1. Blokovať vymazanie
Všeobecne platí, že NAND flash čip má viac PONDELOK (Číslo logickej jednotky); každá LUN má viac plány ; každé lietadlo má tisíce blokov ; každý blok má stovky strán . Keď píšete alebo čítate údaje, jednotkou je stránka. Keď však vymažete údaje, jednotka je blokovaná.
Na druhej strane sa údaje zvyčajne zapisujú na náhodných a nespojitých miestach; či už chcete údaje upravovať alebo zapisovať, je potrebné ich vymazať. Preto sa nedá vyhnúť zosilneniu zápisu.
2. Obmedzené P / E (program / vymazanie)
Každý blok NAND má obmedzený počet opakovaní, ktoré je možné vymazať. Po prekročení tohto počtu sa blok môže stať nepoužiteľným. Pretože akonáhle je počet P / E cyklov prekročený, s najväčšou pravdepodobnosťou nastanú nasledujúce situácie:
- Elektróny nemôžu vstúpiť do plávajúcej brány ( zlyhanie zápisu ).
- Elektróny v plávajúcej bráne môžu ľahko vyjsť ( problém s uchovávaním údajov ).
- Elektróny v plávajúcej bráne nemôžu vyjsť ( vymazať zlyhanie ).
Ak sa obávate o životnosť svojho disku SSD, môžete si prečítať nasledujúci príspevok, aby ste vedeli, ako predĺžiť jeho životnosť.
3. Prečítajte si Rušenie
Pretože sa flash pamäť číta viackrát, obsah susedných pamäťových buniek v rovnakom bloku sa zmení (stane sa operáciou zápisu). Princíp je nasledovný:
Každá stránka má priestor okolo 4 kB alebo 8 kB. Na stránke je veľa buniek. Každá bunka zvyčajne ukladá jeden bit dát (bunka môže tiež ukladať viac ako jeden bit dát a ja vám to vysvetlím neskôr).
Pri načítaní stránky sa na riadiace elektródy článkov na stránke aplikuje napätie Vref, zatiaľ čo sa riadiace elektródy článkov na iných stránkach aplikujú s relatívne väčším napäťovým Vpassom, čo môže vytvárať silnejšie elektrické pole na ťahanie niektorých elektrónov. do plávajúcej brány buniek na stránkach, ktoré sa nečítajú (údaje programu), čo vedie k chybe údajov.
Na druhej strane, čím viackrát bloky vymažete, tým horší je izolačný efekt a ľahší vstup elektrónov do plávajúcej brány.
4. Programové rušenie
Keď je stránka napísaná, na riadiace elektródy článkov na stránke sa použije vyššie napätie a na ostatné elektródy, ktoré nie sú zapísané, sa použije nižšie napätie na riadiace elektródy článkov. Takto môžu byť elektróny ľahko vstrekované do plávajúcich brán buniek na písomnej stránke.
Ak sú však vyššie a nižšie napätie blízke, najmä keď príliš veľa mazacích časov vedie k zlému izolačnému výkonu, je veľmi pravdepodobné, že elektróny vstupujú do susedných pamäťových buniek. To tiež spôsobí chybu údajov.
Technologický pokrok: Procesná technológia
Od vynálezu blesku NAND v roku 1986 dosiahli výrobcovia veľký pokrok v technológii bleskov NAND, ako napríklad vylepšenie procesnej technológie, 3D NAND, MLC, TLC a QLC. V tejto časti vám vysvetlím technológiu procesu.
Aby sa znížili náklady na bit a rozšírila kapacita SSD, výrobcovia najskôr musia myslieť na vylepšenie procesnej technológie, napríklad zo začiatku 50nm na súčasné 16 / 15nm procesné uzly.
Číslo v technológii procesu predstavuje vzdialenosť od zdroja k odtoku. Čím kratšia je vzdialenosť, tým rýchlejšie vstupujú elektróny a tým menšia je veľkosť tranzistora, čo znamená, že čip rovnakej veľkosti má väčšiu kapacitu a vyššiu rýchlosť.
Keď však procesná technológia dosiahne 15nm uzlov, blíži sa k hranici. Na jednej strane neustálym zdokonaľovaním procesnej technológie dôjde k prudkému zvýšeniu nákladov, čo sa nedá vyvážiť znížením nákladov spôsobeným zvýšením kapacity.
Na druhej strane, keď je technológia procesu pod 20nm uzlami, je zrejmý únik náboja (problém s uchovávaním údajov) a rušenie náboja (rušenie čítania a rušenie programu).
Ak teda procesná technológia pôjde ďalej, spoľahlivosť a výkon sa znížia.
Technologický pokrok: SLC vs MLC vs TLC vs QLC
Za účelom zvýšenia kapacity a ďalšieho zníženia nákladov výrobcovia navrhli MLC, TLC a QLC. V tejto časti vám vysvetlím SLC vs MLC vs TLC vs QLC.
Všeobecne platí, že jedna pamäťová bunka ukladá iba jeden bit dát, čo je takzvaná SLC (Single-Level Cell). Ak zvýšite počet bitov, ktoré je možné uložiť do každej pamäťovej bunky, napríklad zvýšenie na 2 (MLC, skratka pre Multi-Level Cell), na 3 (TLC, skratka pre Triple-Level Cell) alebo na 4 ( QLC, skratka pre Quad-Level Cell), zodpovedajúcim spôsobom sa zvýši aj úložná kapacita NAND flash.
Napríklad bežná flash pamäť vytvorená SLC má kapacitu 128 GB; potom MLC spôsobí, že bude mať kapacitu 256 GB (dvojitá); TLC ju strojnásobí na 384 GB; a QLC ju štvornásobne zvýši na 512 GB. Postupne sa znižujú náklady.
Zvyšovanie kapacity a znižovanie nákladov však prichádza za cenu zníženého výkonu, spoľahlivosti a životnosti.
Ako už bolo spomenuté vyššie, blesk NAND dokončuje čítanie a zápis dát pomocou napájacieho napätia. V tomto procese existuje jedno alebo viac prahových napätí (Vth).
V SLC existuje iba jedno prahové napätie, pretože ukladá iba jeden bit dát: 0 alebo 1. Ak napätie v článku prekročí prahové napätie, znamená to 0. Naopak, ak je napätie v článku pod prahovou hodnotou napätie, to znamená 1. Preto je čítanie a zápis veľmi jednoduché a rýchle.
Ak však jedna pamäťová bunka uloží viac bitov dát, bude existovať viac prahových napätí. Napríklad flash pamäť MLC NAND ukladá dva bity dát, konkrétne 00, 01, 10 alebo 11. Preto na ich rozlíšenie potrebuje 3 prahové napätia.
Čím viac bitov dát je v bunke uložených, tým viac prahových napätí potrebuje, tým viac času trvá identifikácii napäťového signálu, tým dlhšie teda trvá čítanie a zápis dát.
Na druhej strane, ak existuje viac prahových napätí, priraditeľné napätie pre každý bit dát sa zníži, a preto sa zvyšuje možnosť rušenia nábojom (čítanie a rušenie programov).
Tip: MLC je hlavnou voľbou pre špičkové produkty. Nie je potrebné voliť TLC, pokiaľ nie ste pripútaní k hotovosti alebo upgradujete svoj dočasný počítač.Technologický pokrok: 2D NAND vs 3D NAND
Na rozdiel od vyššie uvedených dvoch technológií poskytuje 3D NAND rôzne nápady na zvýšenie kapacity a zníženie nákladov.
Tradičný 2D NAND Flash (planárny NAND Flash) je zložený dvojrozmerne. Skladá sa hlavne zo slovných riadkov (WL) a bitových riadkov (BL), ako je znázornené na obrázku nižšie. Slovný riadok predstavuje stránku. Bitový riadok predstavuje pamäťové bunky na slovnom riadku (stránke). Na slovnom riadku je toľko pamäťových buniek, koľko je bitových riadkov.
Slovné a bitové riadky sa pretínajú a vytvárajú blok. Potom vykladajte dlaždice z blokov a vytvorte blesk 2D NAND.
Pokiaľ ide o 3D NAND blesk, stohuje rovinný NAND blesk ako budovy. Skladaním ďalších vrstiev blesku zvyšuje viac tranzistorov na jednotku plochy.
Len týmto spôsobom môžu výrobcovia zvýšiť kapacitu NAND a znížiť náklady a nemusia vyvíjať úsilie na vylepšenie procesnej technológie alebo ukladanie ďalších bitov dát do jednej bunky. Vďaka tomu je zaručená kapacita, výkon a spoľahlivosť.
Preventívne opatrenia pri používaní disku NAND SSD
Ak sa rozhodnete použiť disk NAND SSD, tu je niekoľko poznámok o jeho použití:
1. Inštalácia OS na NAND SSD: Je to jediný spôsob, ako využiť výhody disku SSD a výrazne zvýšiť výkon počítača.
2. Spustená verzia OS nad Windows 7: Operačné systémy nad Windows 7 automaticky zistia, či je diskový systém SSD a podľa toho sa rozhodnú, ako ho optimalizovať. Napríklad v systéme Windows 7 môžete defragmentovať iba pevný disk, ktorý poškodí disk SSD a skráti jeho životnosť. OS nad Windows 7 však rozpozná SSD a optimalizuje ho špeciálnou metódou.
3. Povolenie režimu AHCI alebo NVMe: Režim AHCI umožňuje lepšiemu výkonu vášho úložného zariadenia s rozhraním SATA III. Pokiaľ ide o režim NVMe, ak má váš disk SSD rozhranie M.2, rozhranie PCI atď., Tento režim umožní vášmu disku SSD pracovať najvyššou rýchlosťou. Ak sa chcete dozvedieť viac informácií o AHCI a NVMe, prečítajte si tento príspevok: M.2 SSD vs. SATA SSD: Ktorý z nich je vhodný pre váš počítač?
4. Udržiavanie vyrovnania 4K: Nesprávne zarovnanie 4K nielenže výrazne zníži rýchlosť zápisu a čítania dát, ale tiež zvýši počet nepotrebných zápisov na SSD, čo ovplyvní jeho životnosť.
Ak chcete zachovať vyrovnanie 4K disku SSD, môžete použiť Sprievodca oblasťami MiniTool , ktorého Zarovnať všetky oddiely funkcia vám môže pomôcť. Všetko, čo musíte urobiť, je jednoducho kliknúť na nasledujúce tlačidlo, aby ste si tento nástroj stiahli zadarmo, spustiť ho a kliknúť pravým tlačidlom myši na jednotku Zarovnať všetky oddiely a nakoniec kliknite na ikonu Podať žiadosť tlačidlo na vykonávanie operácií.
Bezplatné stiahnutie
5. Rezervácia dostatku voľného miesta: Čím viac údajov jednotka SSD uloží, tým pomalší je výkon. Ak bol oddiel dlhodobo v stave viac ako 90% využitia, pravdepodobnosť zrútenia SSD sa výrazne zvýši. Preto je veľmi dôležité včas vyčistiť nepotrebné súbory a uložiť veľké súbory, ako sú filmy alebo hudba, na mechanický pevný disk.
Ako presúvať súbory z SSD na HDD [Podrobný sprievodca] Tento článok poskytuje návody, ako presunúť súbory z SSD na HDD, vrátane toho, ako presunúť programové súbory.
Čítaj viacExistujú samozrejme aj ďalšie spôsoby, ako predĺžiť životnosť disku SSD a zvýšiť výkon disku SSD. Už predtým som spomínal príspevok o tom, ako predĺžiť životnosť vášho SSD. Preto vám tu budem odporúčať: Ako získať najlepší výkon z SSD v systéme Windows 10/8 / 8.1 / 7 .
Spodná čiara
Zodpovedal tento príspevok všetky vaše pochybnosti, pochybnosti o SSD NAND? Prosím zanechajte komentár nižšie. Ak máte navyše problém so zarovnaním diskových oddielov SSD, inštaláciou OS na SSD alebo s vyčistením nepotrebných súborov, nechajte svoje otázky nižšie alebo nám pošlite e-mail na adresu [chránené e-mailom] . Odpovieme vám čo najskôr.