NAND SSD: Hva gir NAND Flash til SSD? [Partisjon Magic]

Sammendrag:

NAND SSD

Som vi alle vet, er en SSD en lagringsenhet som bruker integrerte kretsenheter (DRAM, NAND flash, 3D XPoint) for å lagre data vedvarende. Imidlertid, hvis du søker på Amazon, er de fleste SSD-er lagringsmedium NAND flash. Så hva med NAND SSD ? Les dette innlegget, der Miniverktøy forklarer deg hva NAND flash er og hva det bringer til SSD.





Rask navigering:

Hva er NAND Flash

NAND-flash er en type ikke-flyktig flash-minne. Den er avhengig av elektriske kretser for å lagre data, men det krever ikke strøm for å beholde data, noe som også er en av grunnene til at SSD-er for det meste bruker NAND-flash som lagringsmedium i stedet for DRAM (en annen grunn er at NAND-flash er billigere enn DRAM ).

Videre lesning:

3D XPoint er en ikke-flyktig minneteknologi som ble utviklet av Intel og Micron Technology i juli 2015. Intel kaller Optane for lagringsenheter som bruker teknologien, og Micron kaller dem QuantX. Det sies at Optanes ytelse er bedre enn NAND SSD, og ​​prisen er lavere enn DRAM.



NAND-minneceller er laget med to typer porter: kontroll og flytende porter. Begge portene hjelper med å kontrollere datastrømmen. Når du programmerer en celle (skriver data), sendes en spenningslading til kontrollporten, slik at elektroner kommer inn i den flytende porten. Gjennom denne ladningsmåten kan data lagres i hver NAND-minnecelle.

NAND flash-celle

Men når strømmen er frakoblet fra NAND-flashminne, vil flytende gate-transistoren gi en ekstra kostnad til minnecellen, og beholde dataene.



NAND Flash's Defects

NAND-flash har også sine iboende ulemper som følgende:

1. Blokker slett

Generelt har en NAND flash-brikke flere MANDAG (Logisk enhetsnummer); hver LUN har flere planer ; hvert fly har tusenvis av blokker ; hver blokk har hundrevis av sider . Når du skriver eller leser data, er enheten på siden. Når du sletter data, er enheten imidlertid blokkert.

På den annen side blir data vanligvis skrevet på tilfeldige og ikke-kontinuerlige steder; om du vil endre eller skrive data, er sletting nødvendig. Derfor kan ikke skriveforsterkning unngås.



den interne strukturen til NAND-blitsen

2. Begrenset P / E (Program / Slett)

Hver NAND-blokk har en begrensning på antall ganger den kan slettes. Når dette tallet overskrides, kan blokken bli ubrukelig. Fordi når antallet P / E-sykluser er overskredet, er det mest sannsynlig at følgende situasjoner vil oppstå:

  • Elektroner kan ikke komme inn i den flytende porten ( skrivefeil ).
  • Elektronene i den flytende porten kan lett komme ut ( datalagringsproblem ).
  • Elektronene i den flytende porten kan ikke komme ut ( slette feil ).

Hvis du er bekymret for SSD-ens levetid, kan du lese følgende innlegg for å vite hvordan du kan forlenge SSD-ens levetid.



3. Les Disturb

Når flashminnet leses flere ganger, vil innholdet i tilstøtende minneceller i samme blokk endre seg (bli en skriveoperasjon). Prinsippet er som følger:

Hver side har en plass rundt 4KB eller 8KB. Innenfor en side er det mange celler. Hver celle lagrer vanligvis en bit data (en celle kan også lagre mer enn en bit data, og jeg vil forklare deg senere).

Når en side leses, påføres en spenning Vref på kontrollelektrodene til celler på siden, mens kontrollelektrodene til cellene på andre sider påføres en relativt større spenning Vpass, noe som kan skape et sterkere elektrisk felt for å tegne noen elektroner inn i den flytende porten til cellene på sidene som ikke blir lest (programdata), noe som resulterer i datafeil.

På den annen side, jo flere ganger du sletter blokker, jo dårligere er isolasjonseffekten, og jo lettere er det for elektroner å komme inn i den flytende porten.

4. Programforstyrrelse

Når en side skrives, vil en høyere spenning påføres kontrollelektrodene til celler på siden, mens en lavere spenning vil bli påført kontrollelektrodene til cellene på andre sider som ikke er skrevet. Dermed kan elektroner enkelt injiseres i de flytende portene til cellene på den skrevne siden.

Imidlertid, hvis den høyere spenningen og den lavere spenningen er nær, spesielt når for mange slettingstider fører til dårlig isolasjonsytelse, er det veldig sannsynlig at elektroner kommer inn i tilstøtende minneceller. Dette vil også føre til datafeil.

Technology Progress: Process Technology

Siden oppfinnelsen av NAND-blitsen i 1986 har produsentene gjort store fremskritt innen NAND-blitseteknologi, som forbedring av prosessteknologien, 3D NAND, MLC, TLC og QLC. I denne delen vil jeg forklare prosessteknologien for deg.

For å redusere kostnadene per bit og utvide kapasiteten til SSD, tenker produsentene først på å forbedre prosessteknologien, for eksempel fra de tidlige 50 nm til dagens 16/15 nm prosessnoder.

Tallet i prosessteknologien representerer avstanden fra kilde til avløp. Jo kortere avstand, desto raskere kommer elektronene inn, og jo mindre blir størrelsen på transistoren, noe som betyr at en chip av samme størrelse har større kapasitet og raskere hastighet.

Men når prosessteknologien når 15 nm-noder, nærmer den seg grensen. På den ene siden vil kontinuerlig forbedring av prosessteknologien gjøre at kostnadene øker kraftig, noe som ikke kan kompenseres av kostnadsreduksjonen som følge av kapasitetsøkningen.

På den annen side, når prosessteknologien er under 20 nm-noder, er lekkasjelading (datalagringsproblem) og ladeforstyrrelse (leseforstyrrelse og programforstyrrelse) mer åpenbar.

Derfor, hvis prosessteknologien går lenger, vil påliteligheten og ytelsen reduseres.

Teknologisk fremgang: SLC vs MLC vs TLC vs QLC

For å øke kapasiteten og redusere kostnadene ytterligere, foreslo produsenter MLC, TLC og QLC. I denne delen vil jeg forklare deg SLC vs MLC vs TLC vs QLC.

Generelt lagrer en minnecelle bare en bit data, som er såkalt SLC (Single-Level Cell). Hvis du øker antall bits som kan lagres i hver minnecelle, for eksempel, øker du til 2 (MLC, kort for Multi-Level Cell), til 3 (TLC, kort for Triple-Level Cell) eller til 4 ( QLC, forkortelse for Quad-Level Cell), vil lagringskapasiteten til NAND flash også øke tilsvarende.

SLC vs MLC vs TLC vs QLC

For eksempel har et vanlig flashminne opprettet av SLC en kapasitet på 128 GB; da vil MLC få den til å ha en kapasitet på 256 GB (dobbel); TLC vil tredoble den til 384 GB; og QLC vil firedoble den til 512 GB. Og etter hvert reduseres kostnadene.

Kapasitetsøkningen og kostnadsreduksjonen koster imidlertid redusert ytelse, pålitelighet og levetid.

Som nevnt ovenfor fullfører NAND-blitsen dataavlesning og skriving ved å bruke spenning. I denne prosessen er det en eller flere terskelspenninger (Vth).

I SLC er det bare en terskelspenning, fordi den bare lagrer en bit data: 0 eller 1. Hvis spenningen i cellen overstiger terskelspenningen, betyr det 0. Omvendt, hvis spenningen i cellen er under terskelen spenning betyr det 1. Derfor er lese og skrive veldig enkelt og raskt.

Imidlertid, hvis en minnecelle lagrer flere databiter, vil det være flere terskelspenninger. For eksempel lagrer et MLC NAND-flashminne to biter av data, nemlig 00, 01, 10 eller 11. Derfor trenger det 3 terskelspenninger for å skille dem.

SLC vs MLC terskelspenning

Jo flere databiter som er lagret i cellen, jo mer terskelspenninger den trenger, jo mer tid tar det å identifisere spenningssignalet, så jo lenger tid tar det å lese og skrive data.

På den annen side, hvis det er flere terskelspenninger, vil den tildelbare spenningen for hver databit bli mindre, og derfor øker muligheten for ladningsinterferens (lese- og programforstyrrelser).

Tips: MLC er det vanlige valget for avanserte produkter. Det er ikke nødvendig å velge TLC, med mindre du er pengebånd eller oppgraderer din midlertidige datamaskin.

Teknologisk fremgang: 2D NAND vs 3D NAND

I motsetning til de to ovennevnte teknologiene, gir 3D NAND forskjellige ideer for å øke kapasiteten og redusere kostnadene.

Tradisjonell 2D NAND Flash (plan NAND flash) er komponert på en todimensjonal måte. Den består hovedsakelig av ordlinjer (WL) og bitlinjer (BL), som vist i figuren nedenfor. En ordlinje representerer en side. Bitlinjen representerer minnecellene på ordlinjen (side). Det er like mange minneceller på ordlinjen som det er bitlinjer.

blokk arkitektur

Ordlinjene og bitlinjene krysser hverandre for å danne en blokk. Deretter fliser du blokkene for å danne 2D NAND-blits.

Når det gjelder 3D NAND-blits, stabler den den plane NAND-blitsen som bygninger. Det øker flere transistorer per arealeenhet ved å stable flere lag med blits.

3D NAND

På denne måten kan produsenter øke NAND-kapasiteten og redusere kostnadene, og de trenger ikke å gjøre noe for å forbedre prosessteknologien eller lagre flere databiter i en celle. Som et resultat er kapasitet, ytelse og pålitelighet garantert.

Forholdsregler for bruk av NAND SSD

Hvis du bestemmer deg for å bruke en NAND SSD, er det noen merknader om hvordan du bruker den:

1. Installere OS på NAND SSD: Det er den eneste måten å få mest mulig ut av fordelene med en SSD og øke ytelsen til en datamaskin.

2. Kjører OS-versjon over Windows 7: Operativsystemer over Windows 7 vil automatisk oppdage om disksystemet er en SSD og vil bestemme hvordan de skal optimaliseres deretter. For eksempel, i Windows 7, kan du bare defragmentere en harddisk, noe som vil skade en SSD og forkorte levetiden. Imidlertid vil OS over Windows 7 gjenkjenne SSD og optimalisere det med en spesiell metode.

3. Aktivere AHCI- eller NVMe-modus: AHCI-modus kan tillate at lagringsenheten din med SATA III-grensesnittet fungerer bedre. Når det gjelder NVMe-modus, hvis SSD-en din har et M.2-grensesnitt, PCI-grensesnitt, etc., vil denne modusen tillate at SSD-en din kan utføre med høyest hastighet. Hvis du vil vite mer om AHCI og NVMe, kan du lese dette innlegget: M.2 SSD vs. SATA SSD: Hvilken passer for din PC?

4. Holde 4K-justering: 4K-feiljustering vil ikke bare redusere skrive- og lesehastigheten for data, men også øke antallet unødvendige skrivinger av SSD-en, noe som påvirker dens levetid.

For å holde 4K-justering av SSD, kan du bruke MiniTool Partition Wizard , hvem sin Juster alle partisjoner funksjonen kan hjelpe deg. Alt du trenger å gjøre er å bare klikke på følgende knapp for å laste ned dette verktøyet gratis, starte det, høyreklikke på stasjonen for å velge Juster alle partisjoner , og til slutt klikker du på Søke om -knappen for å utføre operasjoner.

Gratis nedlasting

klikk Juster alle partisjoner

5. Reservere nok ledig plass: Jo flere data en solid state-stasjon lagrer, desto langsommere er ytelsen. Hvis en partisjon har vært i bruk med over 90% i lang tid, vil sannsynligheten for SSD-krasj økes kraftig. Derfor er det veldig viktig å rydde opp ubrukelige filer i tide og lagre store filer som filmer eller musikk på en mekanisk harddisk.

hvordan du flytter filer fra ssd til hdd-miniatyrbilde Hvordan flytte filer fra SSD til HDD [Steg-for-trinn-veiledning]

Denne artikkelen gir veiledning om hvordan du flytter filer fra SSD til HDD, inkludert hvordan du flytter programfiler.

Les mer

Selvfølgelig er det andre metoder for å forlenge SSD-levetiden og øke ytelsen til SSD-en din. Jeg har nevnt et innlegg om hvordan du kan forlenge SSD-ens levetid før. Derfor vil jeg anbefale deg her: Hvordan få best ytelse fra SSD i Windows 10/8 / 8.1 / 7 .

Hva med NAND SSD? Hva gir NAND flash til SSD? Les dette innlegget, så får du svarene. Klikk for å tweet

Bunnlinjen

Har dette innlegget besvart all tvil om NAND SSD? Legg igjen en kommentar nedenfor. I tillegg, hvis du har problemer med å justere SSD-partisjoner, installere OS på SSD eller rydde opp ubrukelige filer, kan du legge igjen spørsmålene nedenfor eller sende oss en e-post på [e-postbeskyttet] . Vi vil svare deg så snart som mulig.