NAND SSD: Hvad bringer NAND Flash til SSD? [Partition Magic]

Resumé :

NAND SSD

Som vi alle ved, er en SSD en lagerenhed, der bruger integrerede kredsløbssamlinger (DRAM, NAND flash, 3D XPoint) til at gemme data vedvarende. Men hvis du søger på Amazon, er de fleste SSD'er 'lagringsmedium NAND-flash. Så hvad med NAND SSD ? Læs dette indlæg, hvor MiniVærktøj forklarer dig, hvad NAND-flash er, og hvad det bringer til SSD.





Hurtig navigation:

Hvad er NAND Flash

NAND-flash er en type ikke-flygtig flashhukommelse. Det er afhængigt af elektriske kredsløb til at gemme data, men det kræver ikke strøm til at gemme data, hvilket også er en af ​​grundene til, at SSD'er for det meste bruger NAND-flash som deres lagringsmedie snarere end DRAM (en anden grund er, at NAND-flash er billigere end DRAM ).

Yderligere læsning:

3D XPoint er en ikke-flygtig hukommelsesteknologi, der blev udviklet af Intel og Micron Technology i juli 2015. Intel navngiver Optane til lagerenheder, der bruger teknologien, og Micron kalder dem QuantX. Det siges, at Optanes ydeevne er bedre end NAND SSD, og ​​at prisen er lavere end DRAM.



NAND-hukommelsesceller er lavet med to typer porte: kontrol og flydende porte. Begge porte hjælper med at kontrollere datastrømmen. Når du programmerer en celle (skriver data), sendes en spændingsladning til kontrolporten, hvilket får elektroner til at komme ind i den flydende port. Via denne opladningsmetode kan data lagres i hver NAND-hukommelsescelle.

NAND-flashcelle

Men når strømmen er frakoblet fra NAND-flashhukommelsen, giver flydende-transistoren et ekstra gebyr til hukommelsescellen og holder dataene.



NAND Flash's fejl

NAND-flash har også sine iboende ulemper som de følgende:

1. Bloker sletning

Generelt har en NAND-flashchip flere MANDAG (Logisk enhedsnummer); hver LUN har flere planer ; hvert fly har tusinder af blokke ; hver blok har hundreder af sider . Når du skriver eller læser data, er enheden side. Når du sletter data, er enheden dog blokeret.

På den anden side skrives data normalt tilfældigt og ikke kontinuerligt; om sletning skal ændres eller skrives, kræves sletning. Derfor kan skriveforstærkning ikke undgås.



den interne struktur af NAND-flashen

2. Begrænset P / E (program / sletning)

Hver NAND-blok har en grænse for, hvor mange gange den kan slettes. Når dette antal overskrides, kan blokken blive ubrugelig. Fordi når antallet af P / E-cyklusser er overskredet, er følgende situationer mest sandsynlige:

  • Elektroner kan ikke komme ind i den flydende port ( skrivefejl ).
  • Elektronerne i den flydende port kan let komme ud ( problem med datalagring ).
  • Elektronerne i den flydende port kan ikke komme ud ( slet fejl ).

Hvis du bekymrer dig om din SSDs levetid, kan du læse følgende indlæg for at vide, hvordan du forlænger din SSDs levetid.



3. Læs Forstyrrelse

Når flashhukommelsen læses flere gange, vil indholdet af tilstødende hukommelsesceller i den samme blok ændre sig (blive en skriveoperation). Princippet er som følger:

Hver side har et mellemrum omkring 4KB eller 8KB. Inden for en side er der mange celler. Hver celle gemmer normalt en bit data (en celle kan også gemme mere end en bit data, og jeg vil forklare dig senere).

Når en side læses, påføres en spænding Vref på kontrolelektroderne på cellerne på siden, mens kontrolelektroderne på cellerne på andre sider påføres med en relativt større spænding Vpass, hvilket kan skabe et stærkere elektrisk felt for at trække nogle elektroner ind i cellernes flydende port på de sider, der ikke læses (programdata), hvilket resulterer i datafejl.

På den anden side, jo flere gange du sletter blokke, jo værre er isoleringseffekten, og jo lettere er det for elektroner at komme ind i den flydende port.

4. Programforstyrrelse

Når en side skrives, påføres kontrolelektroderne på cellerne på siden en højere spænding, mens en lavere spænding påføres cellernes kontrolelektroder på andre sider, der ikke er skrevet. Således kan elektroner let injiceres i cellernes flydende porte på den skrevne side.

Men hvis den højere spænding og den lavere spænding er tæt på, især når for mange sletningstider fører til dårlig isoleringsevne, er det meget sandsynligt, at elektroner kommer ind i tilstødende hukommelsesceller. Dette vil også forårsage datafejl.

Technology Progress: Process Technology

Siden opfindelsen af ​​NAND-flashen i 1986 har producenterne gjort store fremskridt inden for NAND-flashteknologi, såsom forbedring af procesteknologien, 3D NAND, MLC, TLC og QLC. I denne del vil jeg forklare procesteknologien for dig.

For at reducere omkostningerne pr. Bit og udvide SSD-kapaciteten tænker producenterne først på at forbedre procesteknologien, for eksempel fra de tidlige 50 nm til de nuværende 16/15 nm procesknudepunkter.

Nummeret i procesteknologien repræsenterer afstanden fra kilde til afløb. Jo kortere afstand, jo hurtigere kommer elektronerne ind, og jo mindre er transistorens størrelse, hvilket betyder, at en chip af samme størrelse har større kapacitet og hurtigere hastighed.

Men når procesteknologien når 15 nm knudepunkter, nærmer den sig grænsen. På den ene side vil den løbende forbedring af procesteknologien medføre, at omkostningerne stiger kraftigt, hvilket ikke kan modsvares af den omkostningsreduktion, som kapacitetsforøgelsen medfører.

På den anden side, når procesteknologien er under 20 nm-noder, er opladningslækage (problem med datalagring) og opladningsinterferens (læseforstyrrelse og programforstyrrelse) mere indlysende.

Derfor, hvis procesteknologien går længere, falder pålideligheden og ydeevnen.

Teknologisk fremskridt: SLC vs MLC vs TLC vs QLC

For at øge kapaciteten og reducere omkostningerne yderligere foreslog producenter MLC, TLC og QLC. I denne del vil jeg forklare SLC vs MLC vs TLC vs QLC for dig.

Generelt lagrer en hukommelsescelle kun en bit data, som er såkaldt SLC (Single-Level Cell). Hvis du øger antallet af bits, der kan lagres i hver hukommelsescelle, f.eks. Stiger til 2 (MLC, forkortelse for Multi-Level Cell), til 3 (TLC, short for Triple-Level Cell) eller til 4 ( QLC, forkortelse for Quad-Level Cell), vil NAND-flashens lagringskapacitet også stige tilsvarende.

SLC vs MLC vs TLC vs QLC

For eksempel har en almindelig flashhukommelse oprettet af SLC en kapacitet på 128 GB; derefter vil MLC få den til at have en kapacitet på 256 GB (dobbelt); TLC tredobler den til 384 GB; og QLC vil fordoble det til 512 GB. Og sekventielt reduceres omkostningerne.

Kapacitetsforøgelsen og omkostningsreduktionen koster dog prisen for reduceret ydelse, pålidelighed og levetid.

Som nævnt ovenfor fuldender NAND-flashen datalæsning og skrivning ved at anvende spænding. I denne proces er der en eller flere tærskelspændinger (Vth).

I SLC er der kun en tærskelspænding, fordi den kun lagrer en bit data: 0 eller 1. Hvis spændingen i cellen overstiger tærskelspændingen, betyder det 0. Omvendt, hvis spændingen i cellen er under tærsklen spænding betyder det 1. Derfor er læsning og skrivning meget enkel og hurtig.

Men hvis en hukommelsescelle lagrer flere databitar, vil der være flere tærskelspændinger. For eksempel lagrer en MLC NAND-flashhukommelse to bit data, nemlig 00, 01, 10 eller 11. Derfor har den brug for 3 tærskelspændinger for at skelne mellem dem.

SLC vs MLC tærskelspænding

Jo flere databitar der er gemt i cellen, jo flere tærskelspændinger har det brug for, jo mere tid tager det at identificere spændingssignalet, så jo længere tid tager det at læse og skrive data.

På den anden side, hvis der er flere tærskelspændinger, vil den tildelbare spænding for hver bit af data blive mindre, og derfor øges muligheden for ladningsinterferens (læsning og programforstyrrelser).

Tip: MLC er det almindelige valg for avancerede produkter. Der er ikke behov for at vælge TLC, medmindre du er pengestrammende eller opgraderer din midlertidige computer.

Teknologisk fremskridt: 2D NAND vs 3D NAND

I modsætning til ovenstående to teknologier giver 3D NAND forskellige ideer til at øge kapaciteten og reducere omkostningerne.

Traditionel 2D NAND Flash (plan NAND flash) er sammensat på en todimensionel måde. Den består hovedsageligt af ordlinjer (WL) og bitlinjer (BL), som vist i nedenstående figur. En ordlinje repræsenterer en side. Bitlinjen repræsenterer hukommelsescellerne på ordlinjen (side). Der er lige så mange hukommelsesceller på ordlinjen, som der er bitlinjer.

blok arkitektur

Ordlinjerne og bitlinjerne krydser hinanden for at danne en blok. Dæk derefter blokke til for at danne 2D NAND-flash.

Hvad angår 3D NAND-flash, stabler den den plane NAND-flash som bygninger. Det øger flere transistorer pr. Arealeenhed ved at stable flere lag flash.

3D NAND

På denne måde kan producenter øge NAND-kapaciteten og reducere omkostningerne, og de behøver ikke gøre en indsats for at forbedre procesteknologien eller lagre flere databit i en celle. Som et resultat er kapacitet, ydeevne og pålidelighed garanteret.

Forholdsregler ved brug af NAND SSD

Hvis du beslutter at bruge en NAND SSD, er der nogle bemærkninger om brugen af ​​det:

1. Installation af OS på NAND SSD: Det er den eneste måde, der kan få mest ud af fordelene ved en SSD og i høj grad øge ydelsen på en computer.

2. Kører OS-version over Windows 7: Operativsystemer over Windows 7 registrerer automatisk, om disksystemet er en SSD og beslutter, hvordan de skal optimeres i overensstemmelse hermed. For eksempel i Windows 7 kan du kun defragmentere en harddisk, som vil skade en SSD og forkorte dens levetid. OS over Windows 7 genkender dog SSD og optimerer det med en speciel metode.

3. Aktivering af AHCI- eller NVMe-tilstand: AHCI-tilstand kan tillade, at din lagerenhed med SATA III-interface fungerer bedre. Hvad angår NVMe-tilstand, hvis din SSD har en M.2-grænseflade, PCI-interface osv., Vil denne tilstand give din SSD mulighed for at udføre med sin højeste hastighed. For at vide mere om AHCI og NVMe, bedes du læse dette indlæg: M.2 SSD vs. SATA SSD: Hvilken passer til din pc?

4. Holde 4K-justering: 4K-fejljustering reducerer ikke kun dataskrivning og læsehastighed, men øger også antallet af unødvendige skrivninger af SSD'en, hvilket påvirker dens levetid.

For at holde 4K-tilpasning af SSD'en kan du bruge MiniTool Partition Wizard , hvis Juster alle partitioner funktion kan hjælpe dig. Alt du skal gøre er at bare klikke på følgende knap for gratis at downloade dette værktøj, starte det, højreklikke på drevet for at vælge Juster alle partitioner og klik til sidst på ansøge knappen for at udføre operationer.

Gratis download

klik på Juster alle partitioner

5. Reservation af tilstrækkelig ledig plads: Jo flere data et solid state-drev lagrer, jo langsommere er ydelsen. Hvis en partition har været i en tilstand med over 90% brug i lang tid, øges sandsynligheden for SSD-nedbrud kraftigt. Derfor er det meget vigtigt at rense ubrugelige filer i tide og gemme store filer som film eller musik på en mekanisk harddisk.

hvordan man flytter filer fra ssd til hdd-miniaturebillede Sådan flyttes filer fra SSD til HDD [Trin-for-trin-vejledning]

Denne artikel giver vejledninger til, hvordan man flytter filer fra SSD til HDD, herunder om hvordan man flytter programfiler.

Læs mere

Der er selvfølgelig andre metoder til at forlænge SSD-levetiden og øge ydeevnen på din SSD. Jeg har nævnt et indlæg om, hvordan du forlænger din SSDs levetid før. Derfor vil jeg her anbefale dig: Sådan får du den bedste ydelse fra SSD i Windows 10/8 / 8.1 / 7 .

Hvad med NAND SSD? Hvad bringer NAND-flash til SSD? Læs dette indlæg, så får du svarene. Klik for at tweet

Bundlinie

Har dette indlæg besvaret al din tvivl om NAND SSD? Skriv en kommentar nedenfor. Derudover, hvis du har problemer med at justere SSD-partitioner, installere OS på SSD eller rydde op i ubrugelige filer, skal du efterlade dine spørgsmål nedenfor eller e-maile os på [e-mail beskyttet] . Vi vil svare dig hurtigst muligt.