تکنولوژی Nand flash
امروزه تمام SSD های موجود ساختار یکسانی ندارند . تفاوتهای زیادی در توانایی کار در دمای بالا – شرایط محیطی- سیکلهای کاری بالا و… وجود دارد .
رایج ترین اشتباهی که برخی مهندسان مرتکب می شوند این است که SSD ها به یک اندازه مورد اعتماد هستند و بنابراین، فقط بر معیار هایی مانند هزینه، عملکرد و ظرفیت بالا متمرکز می شوند. اگر تست طول عمر برای قضاوت در مورد هر درایو انجام نشود، یک SSD با استقامت پایین و کارایی بالا ممکن است در آزمایشگاه عملکرد خوبی داشته اما، به محض ورود به به بازار عرضه ، هویت واقعی SSD آشکار میشود و خرابیها نمایان گردند.
چندین ویژگی کلیدی SSD وجود دارد که درجه کیفیت و عملکرد آنها را تعیین می کند. انواع NAND اولین و مهمترین نوع فلش NAND مورد استفاده است. انواع مختلفی برای انتخاب وجود دارد که از نظر قابلیت اطمینان بسیار متفاوت هستند که بر هزینه ها تأثیر مستقیمی می گذارد. .
درمورد Cell
در ابتدای امر این اصطلاحات مخفف چه چیزی هستند؟
SLC: سلول تک سطحی
MLC: سلول چند سطحی
TLC: سلول سه سطحی
iSLC: سلول تک سطحی Innodisk
به زبان ساده، SLC، MLC و TLC انواع متمایزی از معماری سلول حافظه را نشان می دهند که هر کدام دارای نقاط قوت و ضعف خود هستند. همچنین تکنولوژی دیگری به نام ، iSLC وجود دارد که کمی متفاوت تر از سایرین است که به طور جداگانه به بررسی آن خواهیم پرداخت.
SLC چیست
SLC مخفف عبارت Single Level Cell است و به معنای ذخیره فقط یک بیت در هر سلول است. به دلیل ذخیره شدن تنها یک بیت در سلول و ابعاد بزرگتر تولید سلول NAND SLC ها، اصولا قابل اعتمادتر و به صرفه تر از سایر تکنولوژی های flash NAND دیگری است.
دستگاه های ذخیره سازی فلش، داده ها را به صورت – یک و صفر -در سلول های حافظه ذخیره می کنند. این سیستم بر اساس ولتاژ موجود در سلول، تعیین می کند که یک سلول دارای( یک یا صفر) باشد. در فلش SLC NAND، فلش شارژ کمتر را یک و شارژ بیشتر را صفر تفسیر می کند. ودر نهایت به هر سلول حافظه یک یا صفر اختصاص داده می شود، یعنی یک بیت داده.
هنگام استفاده از معماری سلول تک سطحی(SLC)، تنها یک راه برای افزایش ظرفیت در دستگاه ذخیره سازی فلش وجود دارد،آن هم افزایش تعداد سلول های حافظه است.
MLC چیست
معماری سلول چند سطحی (MLC) این اجازه را به شما می دهد هر سلول برای ذخیره دو برابر حالت عادی شارژ ذخیره کند. که این روند برخلاف معماری SLC،می باشد.
فلش MLC بین چهار حالت شارژ مختلف، تفاوت قائل میشود و هر کدام را به عنوان یک رشته داده 2 بیتی تفسیر میکند (11، 01، 00، 10) – به هر سلول اجازه میدهد دو برابر بیشتر از فلش SLC اطلاعات ذخیره کند. به عبارت دیگر، تعداد سلول هایی که می توانند 8 گیگابایت داده را در هنگام استفاده از SLC ذخیره کنند، در هنگام استفاده از فلش MLC می توانند 16 گیگابایت را ذخیره کنند.
pSLC مخفف Pseudo Single Level Cell است و یک جزء NAND MLC (سلول چند سطحی) است که فقط از حالت های بالا و پایین سلول استفاده می کند.
TLC چیست
TLC مخفف Tri Level Cell است و به معنای ذخیره ولتاژ در 8 سطح مختلف در سلول برای نمایش 3 بیت
(000، 001، 010، 011، 100، 101، 110، 111) است. آنها از کم هزینه ترین NAND flash استفاده می کنند که امروزه TLC NAND نامیده می شوند.
با معماری سلول سهگانه، فلاش میتواند دو برابر تعداد شارژهای سلولی نسبت به MLC یا چهار برابر بیشتر از SLC را ردیابی کند. که نتیجه کار افزایش 50 درصدی ظرفیت ذخیره سازی بدون افزایش تعداد سلول ها در مقایسه با حافظه MLC است.
همان طور که گفته شد در سلولهای سطح سهگانه، هشت حالت شارژ احتمالی وجود دارد که در نتیجه ظرفیت ذخیرهسازی 50 درصد بیشتر از MLC است.
مزایا و معایب SLC، MLC و TLC
اگر تا کنون دقت کرده باشید، ممکن است متوجه شده باشید که با هر جهش تکنولوژیکی و بهبود آن ، ظرفیت افزایش ها می یابند. با رفتن از SLC به MLC، ظرفیت به میزان چشم گیری 100 درصد افزایش یافت، اما رفتن از TLC به QLC به معنای افزایش 33 درصدی ظرفیت حافظه، بسیار کمتر بود. سلول های سطح پنتا (PLC)، فناوری معرفی شده در سال 2019، پس از دو برابر شدن مجدد تعداد حالت های شارژ سلول، 25 درصد افزایش ظرفیت در مقایسه با QLC به ارمغان می آورد.
هر افزایش در تعداد حالت های شارژ سلولی با اشکالاتی همراه است. در واقع، فناوری بسیار قدیمیتر SLC هنوز از بسیاری جهات از فناوریهای جدیدتر مانند MLC و TLC برتری دارد.
چهارمین معماری جدید، QLC، مفهوم افزایش تعداد حالتهای شارژ را حتی بیشتر میکند و مجموع را به هشت حالت و 33 درصد ظرفیت بالاتر از TLC میرساند.
در نگاه اول، رفتن از SLC به TLC (و فراتر از آن) غیرممکن به نظر می رسید. به نظر می رسد ظرفیت حافظه بیشتر با تعداد سلول یکسان، راهی ایده آل برای جمع و جور نگه داشتن دیتا در عین حصول اطمینان از کاهش هزینه در هر گیگابایت باشد.
اگرچه درست است که جهش تکنولوژیکی به سمت MLC، TLC و QLC منجر به ظرفیت های بالاتر و ارزان تر شدن دستگاه های ذخیره سازی فلش نسبت به قبل شده است، اما اشکالاتی نیز وجود دارد.
نتیجه گیری
انواع تکنولوژی NAND FLASH مانند SLC، MLC و TLC اساساً معماری های متفاوتی دارند و مقادیر متفاوتی از داده را در هر سلول ذخیره می کنند.
به طور کلی، فلش SLC بهترین عملکرد را دارد در حالی که فلاش با چگالی بالاتر مانند TLC ارزان تر است و ظرفیت بالاتری دارد.
iSLC برخی از مزایای فلاش MLC و SLC را ترکیب می کند
انتخاب نوع فلاش کاملاً به نحوه و مکان استفاده از دستگاه ذخیره سازی فلش بستگی دارد.
اولین فردی باشید که دیدگاه می نویسد...