211service.com
NAND SSD: Co NAND Flash wnosi do SSD? [Magia partycji]
Podsumowanie :
Jak wszyscy wiemy, dysk SSD to urządzenie pamięci masowej, które wykorzystuje zespoły obwodów scalonych (DRAM, NAND flash, 3D XPoint) do trwałego przechowywania danych. Jeśli jednak wyszukujesz na Amazon, większość nośników pamięci SSD to NAND flash. A co z tym Dysk SSD NAND ? Przeczytaj ten post, w którym MiniTool wyjaśnia, czym jest pamięć flash NAND i co wnosi do dysku SSD.
Szybka nawigacja :
- Co to jest pamięć flash NAND
- Wady NAND Flash
- Postęp technologiczny: technologia procesowa
- Postęp technologiczny: SLC vs MLC vs TLC vs QLC
- Postęp technologiczny: 2D NAND vs 3D NAND
- Środki ostrożności dotyczące korzystania z NAND SSD
- Podsumowanie
- Komentarze użytkownika
Co to jest pamięć flash NAND
NAND flash to rodzaj nieulotnej pamięci flash. Opiera się na obwodach elektrycznych do przechowywania danych, ale nie wymaga zasilania do przechowywania danych, co jest również jednym z powodów, dla których dyski SSD najczęściej używają pamięci flash NAND zamiast pamięci DRAM (innym powodem jest to, że pamięć flash NAND jest tańsza niż pamięć DRAM ).
Dalsza lektura:
3D XPoint to technologia pamięci nieulotnej opracowana wspólnie przez firmy Intel i Micron Technology w lipcu 2015 r. Firma Intel nazywa Optane dla urządzeń pamięci masowej korzystających z tej technologii, a firma Micron nazywa je QuantX. Mówi się, że wydajność Optane jest lepsza niż NAND SSD, a cena jest niższa niż DRAM.
Komórki pamięci NAND są wykonane z dwoma typami bramek: bramkami sterującymi i bramkami pływającymi. Obie bramki pomagają kontrolować przepływ danych. Kiedy programujesz jedną komórkę (zapisujesz dane), ładunek napięcia jest wysyłany do bramki sterującej, powodując, że elektrony wchodzą do bramki pływającej. W ten sposób dane mogą być przechowywane w każdej komórce pamięci NAND.
Ale gdy zasilanie zostanie odłączone od pamięci flash NAND, tranzystor z bramką zmienną zapewni dodatkowy ładunek do komórki pamięci, zachowując dane.
Wady NAND Flash
Pamięć flash NAND ma również swoje nieodłączne wady, takie jak następujące:
1. Blokuj wymazywanie
Ogólnie rzecz biorąc, chip NAND flash ma wiele PONIEDZIAŁEK (Numer jednostki logicznej); każda jednostka LUN ma wiele plików plany ; każdy samolot ma tysiące Bloki ; każdy blok ma setki plików stron . Podczas zapisu lub odczytu danych jednostką jest strona. Jednak gdy usuwasz dane, urządzenie jest blokowane.
Z drugiej strony, dane są zwykle zapisywane w losowych i nieciągłych lokalizacjach; czy modyfikować czy zapisywać dane, wymagane jest ich usunięcie. Dlatego nie można uniknąć wzmocnienia zapisu.
2. Ograniczone P / E (programowanie / kasowanie)
Każdy blok NAND ma ograniczenie co do tego, ile razy można go usunąć. Po przekroczeniu tej liczby blok może stać się bezużyteczny. Ponieważ po przekroczeniu liczby cykli P / E najprawdopodobniej wystąpią następujące sytuacje:
- Elektrony nie mogą wejść do pływającej bramy ( błąd zapisu ).
- Elektrony w pływającej bramce mogą łatwo wyjść ( kwestia przechowywania danych ).
- Elektrony z pływającej bramy nie mogą wyjść ( usunąć awarię ).
Jeśli martwisz się o żywotność swojego dysku SSD, możesz przeczytać następujący post, aby dowiedzieć się, jak przedłużyć żywotność dysku SSD.
3. Przeczytaj Disturb
Ponieważ pamięć flash jest odczytywana wielokrotnie, zawartość sąsiednich komórek pamięci w tym samym bloku ulegnie zmianie (stanie się operacją zapisu). Zasada jest następująca:
Każda strona ma przestrzeń około 4 KB lub 8 KB. Na stronie znajduje się wiele komórek. Każda komórka zwykle przechowuje jeden bit danych (komórka może również przechowywać więcej niż jeden bit danych, co wyjaśnię później).
Podczas odczytywania strony napięcie Vref jest przykładane do elektrod sterujących ogniw na stronie, podczas gdy elektrody sterujące ogniw na innych stronach są przykładane ze stosunkowo większym napięciem Vprzepustowym, co może wytworzyć silniejsze pole elektryczne w celu przyciągnięcia niektórych elektronów do pływającej bramki komórek na stronach, które nie są odczytywane (dane programu), co powoduje błąd danych.
Z drugiej strony, im więcej razy usuwasz bloki, tym gorszy jest efekt izolacji i tym łatwiej elektronom dostać się do pływającej bramki.
4. Program Disturb
Kiedy strona jest zapisywana, wyższe napięcie zostanie przyłożone do elektrod sterujących komórek na stronie, podczas gdy niższe napięcie zostanie przyłożone do elektrod sterujących komórek na innych stronach, które nie zostały zapisane. W ten sposób elektrony można łatwo wstrzyknąć do pływających bramek komórek na zapisanej stronie.
Jeśli jednak wyższe napięcie i niższe napięcie są bliskie, zwłaszcza gdy zbyt wiele czasów wymazywania prowadzi do słabej wydajności izolacji, jest bardzo prawdopodobne, że elektrony dostaną się do sąsiednich komórek pamięci. Spowoduje to również błąd danych.
Postęp technologiczny: technologia procesowa
Od czasu wynalezienia pamięci flash NAND w 1986 roku, producenci dokonali znacznego postępu w technologii pamięci flash NAND, takich jak ulepszenie technologii procesowej, 3D NAND, MLC, TLC i QLC. W tej części wyjaśnię ci technologię procesu.
Aby obniżyć koszt na bit i zwiększyć pojemność dysków SSD, producenci najpierw myślą o ulepszeniu technologii procesu, na przykład z wczesnych węzłów procesowych 50 nm do obecnych węzłów procesowych 16/15 nm.
Liczba w technologii procesu oznacza odległość od źródła do odpływu. Im krótsza odległość, tym szybciej elektrony wchodzą i mniejszy rozmiar tranzystora, co oznacza, że chip o tej samej wielkości ma większą pojemność i większą prędkość.
Jednak gdy technologia procesu osiąga węzły 15 nm, zbliża się do granicy. Z jednej strony ciągłe doskonalenie technologii procesowej spowoduje gwałtowny wzrost kosztów, czego nie da się zrekompensować redukcją kosztów spowodowaną wzrostem wydajności.
Z drugiej strony, gdy technologia procesowa jest poniżej 20 nm węzłów, wyciek ładunku (problem zatrzymywania danych) i zakłócenia ładunku (zakłócenie odczytu i zakłócenie programu) są bardziej oczywiste.
Dlatego jeśli technologia procesowa pójdzie dalej, niezawodność i wydajność spadną.
Postęp technologiczny: SLC vs MLC vs TLC vs QLC
Aby zwiększyć wydajność i jeszcze bardziej obniżyć koszty, producenci zaproponowali MLC, TLC i QLC. W tej części wyjaśnię ci SLC vs MLC vs TLC vs QLC.
Ogólnie rzecz biorąc, jedna komórka pamięci przechowuje tylko jeden bit danych, tak zwany SLC (komórka jednopoziomowa). Jeśli zwiększysz liczbę bitów, które mogą być przechowywane w każdej komórce pamięci, na przykład zwiększając do 2 (MLC, skrót od komórki wielopoziomowej), do 3 (TLC, skrót od komórki trójpoziomowej) lub do 4 ( QLC, skrót od Quad-Level Cell), odpowiednio wzrośnie również pojemność pamięci flash NAND.
Na przykład zwykła pamięć flash utworzona przez SLC ma pojemność 128 GB; wtedy MLC sprawi, że będzie miał pojemność 256 GB (podwójną); TLC potroi go do 384 GB; a QLC czterokrotnie zwiększy go do 512 GB. I konsekwentnie, koszty są redukowane.
Jednak wzrost wydajności i redukcja kosztów odbywa się kosztem zmniejszonej wydajności, niezawodności i żywotności.
Jak wspomniano powyżej, pamięć flash NAND kończy odczyt i zapis danych poprzez przyłożenie napięcia. W tym procesie występuje jedno lub wiele napięć progowych (V).
W SLC występuje tylko jedno napięcie progowe, ponieważ przechowuje tylko jeden bit danych: 0 lub 1. Jeśli napięcie w ogniwie przekracza napięcie progowe, oznacza to 0. Odwrotnie, jeśli napięcie w ogniwie jest poniżej progu napięcie, to znaczy 1. Dlatego odczyt i zapis jest bardzo prosty i szybki.
Jeśli jednak jedna komórka pamięci przechowuje więcej bitów danych, będzie więcej napięć progowych. Na przykład pamięć flash MLC NAND przechowuje dwa bity danych, a mianowicie 00, 01, 10 lub 11. W związku z tym do ich rozróżnienia potrzebne są 3 napięcia progowe.
Im więcej bitów danych przechowywanych w komórce, tym więcej napięć progowych potrzebuje, tym więcej czasu zajmuje identyfikacja sygnału napięciowego, a więc tym dłużej trwa odczyt i zapis danych.
Z drugiej strony, jeśli występuje wiele napięć progowych, przypisywane napięcie dla każdego bitu danych będzie mniejsze, a zatem zwiększa się możliwość zakłóceń ładowania (zakłócenia odczytu i programu).
Wskazówka: MLC jest głównym wyborem produktów z najwyższej półki. Nie musisz wybierać TLC, chyba że nie masz gotówki lub zaktualizujesz swój tymczasowy komputer.Postęp technologiczny: 2D NAND vs 3D NAND
W przeciwieństwie do powyższych dwóch technologii, 3D NAND zapewnia różne pomysły na zwiększenie pojemności i zmniejszenie kosztów.
Tradycyjna pamięć flash 2D NAND (planarna pamięć flash NAND) składa się w sposób dwuwymiarowy. Składa się głównie z linii słów (WL) i linii bitowych (BL), jak pokazano na poniższym rysunku. Linia słowa reprezentuje stronę. Linia bitów reprezentuje komórki pamięci w wierszu słowa (strona). W wierszu słowa znajduje się tyle komórek pamięci, ile jest linii bitowych.
Linie słów i linie bitowe przecinają się, tworząc blok. Następnie ułóż bloki sąsiadująco, aby utworzyć pamięć flash NAND 2D.
Jeśli chodzi o pamięć flash 3D NAND, układa ona płaską pamięć flash NAND jak budynki. Zwiększa więcej tranzystorów na jednostkę powierzchni, układając więcej warstw pamięci flash.
Właśnie w ten sposób producenci mogą zwiększyć pojemność NAND i obniżyć koszty i nie muszą podejmować wysiłków w celu ulepszenia technologii procesu lub przechowywania większej liczby bitów danych w jednej komórce. W rezultacie gwarantowana jest pojemność, wydajność i niezawodność.
Środki ostrożności dotyczące korzystania z NAND SSD
Jeśli zdecydujesz się użyć dysku NAND SSD, oto kilka uwag na temat jego używania:
1. Instalowanie systemu operacyjnego na dysku NAND SSD: Tylko w ten sposób można w pełni wykorzystać zalety dysku SSD i znacznie zwiększyć wydajność komputera.
2. Wersja systemu operacyjnego powyżej Windows 7: Systemy operacyjne powyżej Windows 7 automatycznie wykryją, czy system dyskowy jest dyskiem SSD i zdecydują, jak go odpowiednio zoptymalizować. Na przykład w systemie Windows 7 można defragmentować tylko dysk twardy, co zaszkodzi dyskowi SSD i skróci jego żywotność. Jednak system operacyjny powyżej Windows 7 rozpozna dysk SSD i zoptymalizuje go specjalną metodą.
3. Włączanie trybu AHCI lub NVMe: Tryb AHCI umożliwia lepsze działanie urządzenia pamięci masowej z interfejsem SATA III. Jeśli chodzi o tryb NVMe, jeśli dysk SSD ma interfejs M.2, interfejs PCI itp., Ten tryb pozwoli dyskowi SSD działać z najwyższą prędkością. Aby dowiedzieć się więcej o AHCI i NVMe, przeczytaj ten post: Dysk SSD M.2 a dysk SSD SATA: który z nich jest odpowiedni dla Twojego komputera?
4. Utrzymywanie wyrównania 4K: Niewspółosiowość 4K nie tylko znacznie zmniejszy prędkość zapisu i odczytu danych, ale także zwiększy liczbę niepotrzebnych zapisów dysku SSD, wpływając na jego żywotność.
Aby zachować wyrównanie 4K na dysku SSD, możesz użyć rozszerzenia Kreator partycji MiniTool , którego Wyrównaj wszystkie partycje funkcja może ci pomóc. Wystarczy kliknąć poniższy przycisk, aby bezpłatnie pobrać to narzędzie, uruchomić je, kliknąć prawym przyciskiem myszy dysk, aby wybrać Wyrównaj wszystkie partycje i na koniec kliknij Zastosować przycisk do wykonywania operacji.
Darmowe pobieranie
5. Rezerwowanie wystarczającej ilości wolnego miejsca: Im więcej danych przechowuje dysk SSD, tym wolniejsza wydajność. Jeśli partycja była przez długi czas w stanie wykorzystania ponad 90%, prawdopodobieństwo awarii dysku SSD znacznie się zwiększy. Dlatego bardzo ważne jest, aby na czas wyczyścić niepotrzebne pliki i przechowywać duże pliki, takie jak filmy lub muzyka, na mechanicznym dysku twardym.
Jak przenieść pliki z dysku SSD na dysk twardy [przewodnik krok po kroku] W tym artykule znajdują się przewodniki dotyczące przenoszenia plików z dysku SSD na dysk twardy, w tym dotyczące przenoszenia plików programów.
Czytaj więcejOczywiście istnieją inne metody przedłużenia żywotności dysku SSD i zwiększenia wydajności dysku SSD. Wspomniałem wcześniej o tym, jak przedłużyć żywotność dysku SSD. Dlatego tutaj będę Ci polecać: Jak uzyskać najlepszą wydajność z dysku SSD w systemie Windows 10/8 / 8.1 / 7 .
Podsumowanie
Czy ten post odpowiedział na wszystkie Twoje wątpliwości dotyczące dysku NAND SSD? Proszę zostaw komentarz poniżej. Ponadto, jeśli masz problem z wyrównaniem partycji SSD, instalacją systemu operacyjnego na dysku SSD lub czyszczeniem bezużytecznych plików, zostaw swoje pytania poniżej lub napisz do nas na adres [e-mail chroniony] . Odpowiemy najszybciej, jak to możliwe.