درایو حالت جامد فلش  (SSD) Flash solid state drive از چه چیزهای تشکیل شده است؟

درایو حالت جامد فلش (SSD) یک دستگاه ذخیره سازی غیر فرار است که دیتا های دائمی را در حافظه Flash ذخیره می کند. دو نوع حافظه فلش در حافظه های SSD استفاده می شود – NAND و NOR. هر دو NAND و NOR ذخیره‌سازی حافظه غیر فرار هستند، به این معنی که می‌توانند دیتاها و کد برنامه را حتی زمانی که منبع تغذیه قطع می‌شود، حفظ کنند. نام آنها به نوع گیت منطقی استفاده شده در هر Memory cell اشاره دارد. گیت های منطقی بلوک ساختمانی اساسی مدارهای دیجیتال هستند. آنها تصمیمات منطقی را بر اساس ترکیبی از ورودی های سیگنال دیجیتال می گیرند.

تفاوت بین درایو حالت جامد فلش NAND و NOR چیست؟

تراشه های حافظه NAND و NOR از برخی جهات مشابه هستند، اما در هسته خود، از نظر ساختاری متفاوت می باشند. این تفاوت باعث می شود که هر کدام از آنها برای کاربردهای خاص مناسب تر باشد. فلش NAND و NOR هر دو دیتا ها را در سلول های حافظه ذخیره می کنند. با این حال، سلول ها به طور متفاوتی به مدار متصل می شوند. در یک تراشه NAND، چندین سلول در یک سری به هم متصل می شوند. یک سر سری به خط منبع و سر دیگر به خط بیت متصل است. در یک تراشه NOR، هر سلول یک اتصال مستقیم به خط منبع و خط بیت دارد. این تفاوت ساختاری تعدادی پیامد مهم برای NAND در مقابل NOR دارد،

از جمله موارد زیر:

NOR از خواندن تصادفی سریعتر پشتیبانی می کند.

حافظه NAND از خواندن متوالی با سرعت بالاتر پشتیبانی می کند.

سرعت نوشتن و پاک کردن NOR بسیار کمتر از NAND است.

Flash NAND در اولین روشن شدن به جریان کمتری نسبت به NOR نیاز دارد، اما در حالت آماده به کار به جریان بیشتری نیاز دارد.

NAND از ظرفیت های بیشتری نسبت به NOR پشتیبانی می کند.

تولید NOR گرانتر از NAND است.

به دلیل این ویژگی ها، NOR به طور کلی برای اجرای کد مناسب است. NAND برای ذخیره سازی دیتا های انبوه مناسب تر است. برخی از دستگاه ها ممکن است از هر دو تراشه NAND و NOR استفاده کنند. به عنوان مثال، یک دوربین دیجیتال یا گوشی هوشمند ممکن است شامل NOR تعبیه شده برای راه اندازی سیستم عامل و استفاده از حافظه NAND برای سایر نیازهای حافظه آن باشد. به طور کلی، با این حال، وقتی مردم در مورد حافظه های SSD فلش صحبت می کنند، به حافظه فلش NAND اشاره می کنند. NAND SSD ها دستگاه ذخیره سازی اولیه در اکثر رایانه های شخصی، لپ تاپ ها، کارت های حافظه و درایوهای فلش USB هستند.

حافظه NAND فلش SSD

SSD های سازمانی امروزی معمولاً شامل یک کنترل کننده برای مدیریت عملیات درایو، حافظه پنهان داخلی برای بهینه سازی عملکرد و چندین تراشه NAND برای ذخیره دیتا ها هستند. فرم فاکتور SSD، نوع تراشه ها و ترجیح سازنده، همگی تعداد تراشه های یک درایو را تعیین می کنند.

تراشه NANDچیست ؟

تراشه حافظه NAND نوعی تکنولوژی ذخیره سازی غیر فرار است که برای نگهداری دیتاها نیازی به برق ندارد.

حافظه NAND در کجا استفاده می شود؟

NAND ها عمدتاً در کارت های حافظه، درایوهای فلش USB و درایوهای solid-state و در server ها که نیاز به انتقال و نگهداری دیتا داشته باشدیافت می شود.

تراشه NAND در درجه های مختلف موجود است؛ صنعتی و مصرفی. تفاوت‌های قابل توجهی بین NAND صنعتی و درجه مصرف‌کننده وجود دارد، بنابراین مهم است که تأثیرات این تفاوت‌ها بر قابلیت اعتماد، استقامت، انطباق و هزینه کل مالکیت (TCO) را قبل از انتخاب NAND Flash که برای هدف در برنامه شما مناسب است در نظر بگیرید.

چرا از NAND Flash استفاده می شود؟

دستگاه‌هایی که با استفاده از NAND Flash ساخته شده‌اند، مقاومت در برابر ضربه‌های مکانیکی، دوام بالاتری دارند و در مقایسه با هارد دیسک‌های سنتی، قادر به تحمل فشار و دمای بالاتری هستند. برخلاف HDD ها هیچ قطعه متحرکی وجود ندارد، بنابراین برای سیستم هایی که لرزش دارند، ایده آل هستند. NAND Flash ها همچنین زمان‌های دسترسی خواندن و نوشتن سریع تری را ارائه می‌کند که هنگام پردازش دیتاهای زیاد بسیار مهم است

محدودیت های استفاده از NAND Flash چیست؟

NAND ها دارای تعداد محدودی چرخه خواندن ، نوشتن در یک بلوک خاص است (هر بار که بیتی نوشته یا پاک می شود یک چرخه برنامه/ پاک کردن را تشکیل می دهد). همیشه اولین روز استفاده از دستگاه هایی که از NAND Flash تشکیل شده اند سرعت بیشتری دارند . عدم موفقیت NAND پس از رسیدن به محدودیت چرخه های پاک کردن برنامه اجتناب ناپذیر است. سلول های منفرد از کار می افتند و عملکرد کلی کاهش می یابد، مفهومی که به عنوان فرسودگی شناخته می شود.

چرا فرسودگی NAND FLASH مهم است؟

هنگامی که FLASH NAND از کار می افتد، سیستم غیر قابل استفاده می شود و در نتیجه دیتاها و عملکرد برنامه از بین می رود.

چگونه می توانم از فرسودگی NAND FLASH جلوگیری کنم؟

پاسخ ساده این است که شما نمی توانید! الگوریتم های پیشرفته تراز سایش، تامین بیش از حد سیستم عامل، همگی می توانند به افزایش استقامت NAND کمک کنند. با این حال، بهترین روش درک میزان استفاده از دیتا و محدودیت‌های هر نوع NAND مورد استفاده است. همراه با فناوری استقامت می توانید از عملکرد و دیتاهای برنامه های کاربردی خود محافظت کنید.

 NAND چگونه ساخته می شود؟

روش ساخت حافظه NANAD می‌تواند نتیجه چشمگیری بر روی  عملکرد داشته باشد. NAND Flash بیش از 800 فرآیند مختلف تولید را طی می کند و حدود 30 روز طول می کشد تا فقط یک ویفر (wafer) به اندازه یک دایره به  قطر 300 میلی متر درست شود. کارخانه‌های NAND یا «FABS» بسیار بزرگ هستند و به صورت 24 ساعته و 7 روزه هفته در 365 روز سال برای حداکثر کارایی کار کنند سالن های (FABS) 100 برابر تمیزتر از سالن‌های عمل بیمارستانی هستند. FABS می‌تواند انواع مختلفی از NAND Flash (SLC، MLC، 3D) بسازد و در اندازه‌های مختلف موجود باشد. برخی از بزرگترین FABS می توانند بیش از 100000 ویفر در ماه بسازند.

هنگامی که ویفر تقسیم می شود، یا به تراشه های جداگانه بریده می شود، آنها تجزیه و تحلیل می شوند و به عنوان 1،2،3 یا 4 درجه بندی می شوند که 1 بالاترین کیفیت است. سپس تراشه ها به فروشنده ای مانند Kingston  Technology که از NAND در محصولات خود استفاده می کند، ارسال می شود. با کیفیت ترین تراشه ها بهترین ویژگی های عملکردی و در نتیجه قیمت بالاتری خواهند داشت.