Unitate de memorie în stare solidă

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
O unitate SSD de 2,5 inci și o conexiune SATA pot fi utilizate acum de la laptopuri la computere personale , de asemenea este vizibil și adaptorul pentru cele mai spațioase golfuri
SSD mSATA

O unitate SSD de memorie (în acronim SSD de la termenul corespunzător în engleză SSD; uneori confundată greșit cu discuri SSD, de unde traducerea necorespunzătoare a SSD [1] ), în electronică și informatică , este o dispozitiv de stocare în masă bazat pe semiconductori , care utilizează stocarea în stare solidă , în special memoria flash , pentru stocarea datelor .

Descriere

Un hard disk comun (stânga) în comparație cu un disc SSD (dreapta)

Spre deosebire de suportul magnetic, cum ar fi în cazul discului dur al capului, o unitate de memorie în stare solidă are capacitatea de a stoca cantități mari de date într-un mod nevolatil, fără a utiliza piese mecanice (platouri, capete, motoare etc.) la fel ca discurile hard tradiționale. Majoritatea unităților în stare solidă utilizează tehnologia de memorie flash NAND , care permite distribuirea uniformă a datelor și „uzura” unității. [2]

Detalii tehnice

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: memoria flash .
Exemplu de memorie flash

Unitățile în stare solidă se bazează pe memoria flash de obicei de tip NAND pentru stocarea datelor, adică exploatează efectul tunel pentru a schimba starea electronică a celulelor tranzistorului ; din acest motiv nu necesită piese mecanice în mișcare (discuri, motoare și capete), nici componente magnetice, ceea ce implică avantaje considerabile în reducerea consumului și uzurii electrice.

Memoria SSD-urilor este de obicei NAND 2D (strat unic) sau 3D (multistrat sau V-NAND) [3] , o tehnologie care poate fi diferențiată în celulă cu un singur nivel (SLC), celulă cu mai multe niveluri (MLC), celulă cu trei niveluri ( TLC) și Quad Level Cell (QLC) în funcție de numărul de biți pe celulă și, în consecință, de nivelurile de tensiune pe care le poate asuma; aceste amintiri suferă uzură și pierd precizia nivelului de tensiune, generând o sarcină mai mare a algoritmului codului de corectare a erorilor (ECC). [4] [5] [6] O altă caracteristică a amintirilor flash constă în dimensiunile fizice reduse care permit crearea de unități SSD extrem de compacte și ușoare, prin urmare ușor de integrat chiar și în dispozitivele mobile ultra-subțiri. [7] În plus față de memoria în sine, un SSD are mai multe componente necesare pentru a-și gestiona funcționarea.

Controlor

Controlerul constă dintr-un microprocesor care este responsabil pentru coordonarea tuturor operațiunilor memoriei de masă. Software-ul care guvernează această componentă este firmware preinstalat din fabrică . În plus față de operațiile de citire / scriere, se ocupă cu gestionarea [8] :

Memorie cache

Schiță computerizată
Această secțiune despre subiectul informaticii este doar o schiță . Contribuiți la îmbunătățirea acestuia în conformitate cu convențiile Wikipedia . Urmați sfaturile de proiectare de referință .

Memoria cache este o memorie, în funcție de nivelul căruia îi aparține, de obicei în ordinea a câțiva MB sau GB în funcție de tipul de sistem și, în general, proporțională cu capacitatea SSD, utilizată de procesor pentru stocarea temporară a informațiilor care va fi solicitat în urmat de sistem. Apoi este umplut și golit de multe ori. Acest cache poate fi de diferite tipuri:

  • Prin amintirile DRAM, la fel ca în discurile mecanice (HD), cache-ul este o memorie foarte rapidă și volatilă
  • Prin memoria ROM, o tehnică utilizată pe unele SSD-uri economice, caracterizată prin celule NAND SLC
  • Mixat sau dual-cache, utilizarea ambelor sisteme (DRAM + ROM), este un cache pe două niveluri, care permite un sistem de gestionare a cache-ului extrem de versatil și elaborat.

Supercondensator

O noutate introdusă de amintirile în stare solidă este posibilitatea de a termina operațiunile de scriere chiar și în cazul unei întreruperi a curentului. Acest lucru se datorează prezenței unui supercondensator sau, mai rar, a unei baterii de rezervă [10] , care garantează suficientă energie pentru a finaliza operațiunea în desfășurare. Această tehnică vă permite să asigurați o integritate mai mare a datelor și să preveniți deteriorarea sistemului de fișiere .

Interfață

Conexiunea se poate face cu cabluri SATA , atât pentru conexiunea de date, cât și pentru sursa de alimentare. În cele din urmă, puteți conecta un SSD utilizând o interfață normală SATA2 (3Gb / s) sau SATA3 (6Gb / s). Există, de asemenea, SSD-uri care utilizează interfața PCI Express ; acesta din urmă poate ajunge la o rată de transfer de 21Gb / s. [11]

Comparație cu unitățile tradiționale

Element de verificat
Acest articol sau secțiune referitoare la informatică este considerat a fi verificat .
Motiv : cercetare originală?
Alăturați-vă discuției și / sau corectați intrarea. Urmați sfaturile de proiectare de referință .

Beneficii

Absența totală a pieselor mecanice în mișcare aduce mai multe avantaje, dintre care principalele sunt:

  • Fără zgomot, deoarece nu există componentă de rotație (motor și disc magnetic), spre deosebire de HDD-urile tradiționale;
  • Mai puține șanse de eșec: Unitățile de stare solidă au o rată de eșec mai mică în medie decât unitățile de hard disk. Această rată fluctuează între 0,5% și 3%, în timp ce pe hard disk-uri poate ajunge la 10% ( MTBF ), de obicei cu o SSD de ultimă generație, ajunge la 2 000 000 de ore). [12] ;
  • Consum redus de energie în timpul operațiilor de citire și scriere;
  • Acces redus și timpi de arhivare: lucrați în ordinea zecimilor de milisecundă [13] ; timpul de acces al discurilor magnetice este de peste 50 de ori mai mare, stabilindu-se între 5 și 10 milisecunde;
  • Viteză mai mare de transfer de date;
  • Rezistență mai mare la șocuri: specificațiile unor producători declară chiar rezistență la șocuri de 1500 g [14] ;
  • Producție mai mică de căldură;
  • SSD-urile SATA au exact aceeași formă, dimensiune și interfață de conexiune ca hard disk-urile SATA de 2,5 "și, prin urmare, sunt interschimbabile cu ele fără a instala componente hardware sau software specifice (pot fi necesare unele setări UEFI pentru a profita din plin de viteza lor de transfer de date).

Dezavantaje

Confruntate cu o rezistență mai mare la șocuri și un consum redus de energie, unitățile în stare solidă au două dezavantaje principale:

  • Preț mai mare, adică o capacitate de stocare mai mică pentru același cost în comparație cu hard disk-urile.
  • Cea mai proastă permanență a datelor atunci când nu sunt alimentate și într-un mod diferit în funcție de temperatura de expunere [15] .

Cu toate acestea, aceste probleme par destinate să se rezolve în viitor. Noile tehnologii aduc memorie flash capabilă să reziste egală sau mai mare decât un hard disk tradițional, iar producătorii au în prezent 140 de ani de viață cu 50 GB de rescrieri pe zi pe o unitate de 250 GB [14] . Toate datorită introducerii unor tehnici particulare, cum ar fi utilizarea nanotuburilor de carbon .

Discurile tradiționale sunt înlocuite treptat cu unități în stare solidă.

Citiți și scrieți performanță

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Scrieți amplificarea .

Un element care iese imediat la lumină atunci când analizăm performanța unui dispozitiv SSD este viteza de scriere mai mică comparativ cu cea de citire și variabilitatea sa ridicată în funcție de dimensiunea fișierelor care urmează să fie scrise. Acest lucru se datorează faptului că, deși sistemele de fișiere ale sistemelor de operare utilizează de obicei blocuri de celule cu o dimensiune de 4 KiB , în dispozitivele SSD dimensiunea blocului este mult mai mare (de exemplu, 4 MiB ).

Aceasta înseamnă că pentru a scrie o celulă trebuie să citim mai întâi întregul bloc, apoi să scriem peste celula dorită lăsând celelalte neschimbate și în cele din urmă să o salvăm. Rezultă că, dacă trebuie să scriem mai multe celule (fișiere mai mari), performanța se îmbunătățește, deoarece, în fața citirii și apoi a salvării unui bloc, putem scrie în el în același timp la fel de multe celule ca cele libere disponibile. O modalitate de a îmbunătăți performanța este să cunoașteți blocurile libere (fără celule utilizate); pentru a realiza acest lucru, sistemele de operare de ultimă generație furnizează comanda TRIM , care comunică controlerului SSD care blocuri sunt neutilizate și șterge celulele direct în timpul ștergerii fișierului, îmbunătățind astfel performanța.

Fragmentarea unui SSD nu afectează performanța acestuia, deoarece timpul de acces la orice celulă este identic; sistemele de operare moderne, prin urmare, dezactivează defragmentarea discului (în toate sistemele de operare Microsoft Windows, totuși, programarea trebuie dezactivată, altfel defragmentarea va fi în continuare programată), deoarece nu este doar inutilă, ci chiar dăunătoare, deoarece afectează negativ viața disc la fel. De fapt, pentru a crește durata suportului, încercăm întotdeauna să reducem supraîncărcarea pe o celulă rescriind-o continuu, grație ajutorului unui controler care distribuie datele în timpul fazei de scriere, încercând să exploateze întregul disc și evitarea părăsirii părților neutilizate. Dimpotrivă, defragmentarea ar crește numărul de cicluri de scriere a datelor doar prin scurtarea duratei de viață a discului.

Aplicații

Computer cu unitate dual

Caracteristicile SSD-urilor stau la baza utilizărilor deseori specifice. De exemplu, există gama de desktop-uri și notebook-uri cu unitate dublă care este echipată cu unități de memorie duală, cu următoarea configurație:

  • SSD de capacitate medie utilizat pentru instalarea sistemului de operare și a aplicațiilor software [16] (viteza de acces este mai importantă decât capacitatea și fiabilitatea);
  • HDD tradițional de mare capacitate utilizat ca depozit de conținut (fiabilitatea și capacitatea sunt mai importante decât viteza și eficiența).

În mod clar, există celelalte două configurații, cea mai ieftină și cea mai performantă:

  • o singură unitate, SSD (de obicei cu două partiții: una pentru instalat, cealaltă pentru date);
  • două unități SSD.

Sisteme profesionale

Sistemele profesionale de stocare și arhivare a datelor au fost primele aplicații ale tehnologiei SSD [ fără sursă ] . Acestea sunt unități pentru servere , NAS , SAN și alte tipuri de stocare ; soluții care necesită performanță și fiabilitate la nivel înalt [ fără sursă ] .

Principalii producători

Notă

  1. ^ O unitate de memorie în stare solidă, spre deosebire de un hard disk , nu conține componente fizice rotative. Din acest motiv nu este material un disc și, prin urmare, este greșit să-l identificăm ca atare.
  2. ^ (EN) Solid State Storage 101: An Introduction to Solid State Storage (PDF) pe snia.org, SNIA , ianuarie 2009. Accesat la 4 decembrie 2011 (depus de 'url original 6 februarie 2009).
  3. ^ Micron și viitorul amintirilor și SSD-urilor 3D NAND , pe tech.everyeye.it .
  4. ^ Giovanni Abbinante, NAND SLC, MLC și TLC; să clarificăm , pe XtremeHardware , 11 ianuarie 2013. Adus 22 decembrie 2018 .
  5. ^ (EN) Jon L. Jacobi, recenzie Intel SSD 660p: Quad Level Cell (QLC / 4-bit) NAND își face debutul , pe PCWorld, IDG, 7 august 2018. Adus pe 22 decembrie 2018.
  6. ^ (EN) Doug Rollins, Four Things You Should Know About Quad-Level Cell NAND Technology , despre Micron, 8 august 2018. Adus 22 decembrie 2018.
  7. ^ Andrew Ku, SSD-urile sau hard diskurile tradiționale sunt mai fiabile? , pe Tom's Hardware , Purch Group, 26 octombrie 2011. Adus la 22 decembrie 2018 (arhivat din original la 19 martie 2016) .
  8. ^ Fabio Rapposelli, Cum funcționează unitățile SSD în stare solidă , pe HostingTalk.it , 19 decembrie 2010. Accesat la 22 decembrie 2018 .
  9. ^ Manolo De Agostini, SSD cu 300% mai rapid, secretul este totul în logică , pe Tom's Hardware , Purch Group, 24 mai 2014. Accesat la 22 decembrie 2018 (arhivat din adresa URL originală la 27 septembrie 2015) .
  10. ^ (EN) Pierre Mars, Supercapacitors for SSD backup power , Hearst Electronic Products, 3 martie 2009. Accesat la 22 decembrie 2018 (depus de „url original 25 august 2012).
  11. ^ Editorial, KingSpec prezintă un SSD PCI-E cu rata de transfer de 2,5 GB / s , pe HDblog.it , 5 septembrie 2013. Adus 22 decembrie 2018 .
  12. ^ Rata de eșec SSD: primele date despre fiabilitatea SSD , la hardmac.com . Adus la 8 decembrie 2010 (arhivat dinoriginal la 19 decembrie 2010) .
  13. ^ Mtron.net - de best bron van informatie over Mtron Filed on 5 December 2007 in the Internet Archive .
  14. ^ a b http://www.supertalent.com/datasheets/6_54.pdf
  15. ^ SSD-urile pot începe să piardă date după 7 zile fără alimentare , la tomshw.it .
  16. ^ https://www.ilsoftware.it/articoli.asp?tag=Hard-disk-o-SSD-caratteristiche-e-differenze_13626
  17. ^ BiTMICRO , pe bitmicro.com . Adus pe 9 iunie 2019 .
  18. ^ SSD Technologies , la foremay.net . Adus pe 9 iunie 2019 .
  19. ^ Intenso - Produse - SSD , pe intense.eu . Adus pe 9 iunie 2019 .
  20. ^ Unități de stare solidă , la owcdigital.com . Adus pe 9 iunie 2019 .
  21. ^ Super Talent Technology - SSD , pe supertalent.com . Adus pe 9 iunie 2019 .

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Solid_State_Memory_Unit&oldid=120676515 ”