Raščlanjivanje solid state diska

Godine 1956. stvoren je prvi tvrdi disk! I dugo su dominantnim tržištem računalnih tvrdih diskova dominirali tvrdi diskovi (HDDS), koji su glomazni i jeftini.
HDD je mehanička struktura, što rezultira niskom propusnošću, velikim kašnjenjem, slabom otpornošću na udarce, velikom potrošnjom energije, glasnom bukom, velikim volumenom i težinom, a dugo radno vrijeme će uzrokovati habanje, lako je uzrokovati kašnjenje računala. Što uraditi?

Kako bi se riješili ti problemi, solid-state diskovi (SSDS) koji koriste potpuno novu tehnologiju za pohranu poluvodiča pojavili su se na tržištu 1990-ih. Za razliku od HDDS-a, SSDS-ovi se uglavnom sastoje od kontrolera, memorijskih čipova (Flash čipovi, DRAM čipovi), a postoji više načina za povezivanje SSDS-a s računalima. U usporedbi s HDD-om, prednosti su značajne:

■ Brza brzina čitanja i pisanja: visoka kontinuirana brzina čitanja i pisanja, nasumična brzina čitanja i pisanja, vrlo malo vrijeme pristupa.
■ Otporan na udarce i protiv pada: Mogućnost gubitka podataka može se svesti na najmanju moguću mjeru pri kretanju velikom brzinom, okretanju i naginjanju, sudaranju i tresenju.
■ Niska potrošnja energije: potrošnja energije mnogo je manja od tradicionalnog mehaničkog tvrdog diska.
■ Nema buke: nema mehaničkog uređaja za prijenos, vrijednost buke je blizu 0 dB.
■ Širok raspon radnih temperatura: većina proizvoda može raditi na 0~70 stupnjeva Celzijusa.
■ Lagan: mnogo manje težine i veličine od mehaničkog tvrdog diska.

Što je bilo s novonastalim SSD-om koji je brzo pretekao HDD?
Evolucija izgleda SSD-a: malen i tanak
U početku su SSDS-ovi bili veliki i debeli kako bi se prilagodili sučelju i prostoru tradicionalnog HDDS-a. Međutim, stvarna interna sklopna ploča SSD-a vrlo je mala, a nakon kontinuiranog razvoja, posljednja dva su sada popularna: 25-inča i M.2 sučelje.

Interno SSD dešifriranje: Kontroler plus memorijski čip
SSD kontroler je odgovoran za izvršavanje internih SSD instrukcija, preuzima cijeli prijenos podataka i povezuje memorijski čip s vanjskim sučeljem. Osim toga, balansiranje opterećenja podataka na svakom memorijskom čipu može se pravilno dodijeliti tako da svi memorijski čipovi mogu raditi paralelno pod određenim opterećenjem radi koordinacije i održavanja suradnje različitih čipova.

Memorijski čipovi temelj su SSDS-a koji osigurava pohranu podataka čak i nakon nestanka struje. FLASH čipovi se obično koriste kao memorijski čipovi. Kako funkcionira SSDS temeljen na flash čipu?
SSDS obično ima više flash memorijskih čipova, a kontroler odlučuje na kojem će se flash čipu podaci na kraju pohraniti. Čitanje i pisanje podataka unutar flash memorijskog čipa je redovito: svaki flash memorijski čip sadrži mnogo blokova, od kojih je svaki podijeljen na više stranica, a svaka stranica sadrži mnogo ćelija. Pristup je u stranici, a čišćenje je u bloku.

Ako o ćeliji razmišljate kao o prostoriji, više ljudi može ući i više se kapaciteta može proširiti. Prema količini pohranjenih podataka može se podijeliti na SLC/MLC/TLC/QLC. SLC pohranjuje 1 bit podataka (2 stanja), MLC pohranjuje 2 bita podataka (4 stanja), TLC pohranjuje 3 bita podataka (8 stanja), a QLC pohranjuje 4 bita podataka (16 stanja).

Kako bi se dodatno proširio kapacitet flash memorije, 3D NAND tehnologija počela se koristiti u flash memorijskim čipovima. Baš kao što su flash memorijski čipovi nekada bili bungalovi, 3D tehnologija sada omogućuje da podaci žive u visokim zgradama. Količina podataka pohranjenih po jedinici površine se umnožava.

Iteracija SSD sučelja: Više sučelja za povezivanje računala
Na početku, kako bi se bolje nadogradio i zamijenio tradicionalni HDDS, SSDS je koristio istu veličinu izgleda i specifikaciju sučelja kao 25-inčni HDDS. Oba su SATA podatkovna sučelja, odnosno serijske SATA komunikacijske sabirnice.