NAND SSD: O que o NAND Flash traz para o SSD? [Partition Magic]

Resumo :

Como todos sabemos, um SSD é um dispositivo de armazenamento que usa conjuntos de circuitos integrados (DRAM, NAND flash, 3D XPoint) para armazenar dados de forma persistente. No entanto, se você pesquisar na Amazon, o meio de armazenamento da maioria dos SSDs é NAND flash. Então, que tal NAND SSD ? Leia esta postagem, na qual MiniTool explica para você o que é flash NAND e o que ele traz para o SSD.

Navegação rápida :

• O que é NAND Flash
• Defeitos do NAND Flash
• Progresso da Tecnologia: Tecnologia de Processo
• Progresso da tecnologia: SLC vs MLC vs TLC vs QLC
• Progresso da tecnologia: 2D NAND vs 3D NAND
• Precauções para usar NAND SSD
• Bottom Line
• Comentários do usuário

O que é NAND Flash

Flash NAND é um tipo de memória flash não volátil. Ele depende de circuitos elétricos para armazenar dados, mas não exige energia para retê-los, o que também é um dos motivos pelos quais os SSDs usam principalmente flash NAND como mídia de armazenamento em vez de DRAM (outro motivo é que o flash NAND é mais barato do que DRAM )

Leitura adicional:

3D XPoint é uma tecnologia de memória não volátil desenvolvida em conjunto pela Intel e a Micron Technology em julho de 2015. A Intel nomeia Optane para dispositivos de armazenamento que usam a tecnologia e a Micron os chama de QuantX. Diz-se que o desempenho do Optane é melhor do que NAND SSD e o preço é inferior ao DRAM.

As células de memória NAND são feitas com dois tipos de portas: portas de controle e flutuantes. Ambas as portas ajudam a controlar o fluxo de dados. Quando você programa uma célula (grava dados), uma carga de tensão é enviada para a porta de controle, fazendo com que os elétrons entrem na porta flutuante. Por meio dessa forma de carga, os dados podem ser armazenados em cada célula de memória NAND.

Mas quando a energia é desligada da memória flash NAND, o transistor de porta flutuante fornecerá uma carga extra para a célula de memória, mantendo os dados.

Defeitos do NAND Flash

O flash NAND também tem suas desvantagens inerentes, como as seguintes:

1. Apagamento de bloco

Em geral, um chip flash NAND tem vários SEGUNDA-FEIRA (Número da unidade lógica); cada LUN tem vários planos ; cada avião tem milhares de blocos ; cada bloco tem centenas de Páginas . Quando você escreve ou lê dados, a unidade é a página. No entanto, quando você apaga dados, a unidade fica bloqueada.

Por outro lado, os dados são geralmente gravados em locais aleatórios e não contínuos; seja para modificar ou gravar dados, é necessário apagá-los. Portanto, a amplificação de gravação não pode ser evitada.

2. P / E limitado (programar / apagar)

Cada bloco NAND tem um limite para o número de vezes que pode ser apagado. Quando esse número é excedido, o bloco pode ficar inutilizável. Porque uma vez que o número de ciclos P / E é excedido, as seguintes situações são mais prováveis ​​de ocorrer:

• Os elétrons não podem entrar no portão flutuante ( falha de escrita )
• Os elétrons na porta flutuante podem sair facilmente ( problema de retenção de dados )
• Os elétrons na porta flutuante não podem sair ( apagar falha )

Se você se preocupa com a vida do seu SSD, pode ler a postagem a seguir para saber como prolongar a vida do seu SSD.

3. Leia Perturbar

Como a memória flash é lida várias vezes, o conteúdo das células de memória adjacentes no mesmo bloco muda (torna-se uma operação de gravação). O princípio é o seguinte:

Cada página tem um espaço de cerca de 4 KB ou 8 KB. Em uma página, existem muitas células. Cada célula geralmente armazena um bit de dados (uma célula também pode armazenar mais de um bit de dados e explicarei a você mais tarde).

Quando uma página é lida, uma voltagem Vref é aplicada aos eletrodos de controle das células na página, enquanto os eletrodos de controle das células em outras páginas são aplicados com uma voltagem Vpass relativamente maior, o que pode criar um campo elétrico mais forte para atrair alguns elétrons na porta flutuante das células nas páginas que não são lidas (dados do programa), resultando em erro de dados.

Por outro lado, quanto mais vezes você apaga blocos, pior é o efeito de isolamento e mais fácil é para os elétrons entrarem na porta flutuante.

4. Perturbar o programa

Quando uma página é escrita, uma voltagem mais alta será aplicada aos eletrodos de controle das células na página, enquanto uma voltagem mais baixa será aplicada aos eletrodos de controle das células em outras páginas que não foram escritas. Assim, os elétrons podem ser facilmente injetados nas portas flutuantes das células na página escrita.

No entanto, se a voltagem mais alta e a voltagem mais baixa estiverem próximas, especialmente quando muitos tempos de apagamento levam a um desempenho de isolamento ruim, é muito provável que os elétrons entrem nas células de memória adjacentes. Isso também causará erro de dados.

Progresso da Tecnologia: Tecnologia de Processo

Desde a invenção do flash NAND em 1986, os fabricantes fizeram grandes progressos na tecnologia flash NAND, como a melhoria da tecnologia de processo, 3D NAND, MLC, TLC e QLC. Nesta parte, vou explicar a tecnologia de processo para você.

Para reduzir o custo por bit e expandir a capacidade do SSD, os fabricantes primeiro pensam em melhorar a tecnologia do processo, por exemplo, dos primeiros 50 nm aos atuais nós de processo de 16/15 nm.

O número na tecnologia de processo representa a distância da fonte ao dreno. Quanto menor a distância, mais rápido os elétrons entram e menor o tamanho do transistor, o que significa que um chip do mesmo tamanho tem maior capacidade e velocidade.

No entanto, quando a tecnologia de processo atinge nós de 15 nm, está se aproximando do limite. Por um lado, o aprimoramento contínuo da tecnologia de processo fará com que o custo aumente de forma acentuada, o que não pode ser compensado pela redução de custo proporcionada pelo aumento da capacidade.

Por outro lado, quando a tecnologia de processo está abaixo de nós de 20 nm, o vazamento de carga (problema de retenção de dados) e a interferência de carga (perturbação de leitura e perturbação do programa) são mais óbvios.

Portanto, se a tecnologia de processo for além, a confiabilidade e o desempenho diminuirão.

Progresso da tecnologia: SLC vs MLC vs TLC vs QLC

Para aumentar a capacidade e reduzir ainda mais os custos, os fabricantes propuseram MLC, TLC e QLC. Nesta parte, vou explicar SLC vs MLC vs TLC vs QLC para você.

Em geral, uma célula de memória armazena apenas um bit de dados, o que é chamado de SLC (Single-Level Cell). Se você aumentar o número de bits que podem ser armazenados em cada célula de memória, por exemplo, aumentando para 2 (MLC, abreviação de célula de vários níveis), para 3 (TLC, abreviação de célula de nível triplo) ou para 4 ( QLC, abreviação de Quad-Level Cell), a capacidade de armazenamento do flash NAND também aumentará de acordo.

Por exemplo, uma memória flash comum criada pelo SLC tem capacidade de 128 GB; então, o MLC o fará ter uma capacidade de 256 GB (duplo); O TLC o triplicará para 384 GB; e o QLC o quadruplicará para 512 GB. E, sequencialmente, os custos são reduzidos.

No entanto, o aumento da capacidade e a redução de custos têm o custo de desempenho, confiabilidade e vida útil reduzidos.

Conforme mencionado acima, o flash NAND completa a leitura e a gravação de dados por meio da aplicação de tensão. Nesse processo, há uma ou várias tensões de limite (Vth).

No SLC, há apenas uma tensão limite, porque ela armazena apenas um bit de dados: 0 ou 1. Se a tensão na célula exceder a tensão limite, isso significa 0. Por outro lado, se a tensão na célula estiver abaixo do limite tensão, significa 1. Portanto, a leitura e a gravação são muito simples e rápidas.

No entanto, se uma célula de memória armazenar mais bits de dados, haverá mais tensões de limite. Por exemplo, uma memória flash MLC NAND armazena dois bits de dados, a saber, 00, 01, 10 ou 11. Portanto, são necessárias 3 tensões de limiar para distingui-los.

Quanto mais bits de dados armazenados na célula, mais tensões de limiar ela precisa e mais tempo leva para identificar o sinal de tensão, portanto, mais tempo leva para ler e gravar dados.

Por outro lado, se houver múltiplas tensões de limiar, a tensão atribuível para cada bit de dados se tornará menor e, portanto, a possibilidade de interferência de carga (distúrbios de leitura e programa) aumentará.

Dica: MLC é a escolha comum para produtos de alta tecnologia. Não há necessidade de escolher o TLC, a menos que você esteja sem dinheiro ou atualizando seu computador temporário.

Progresso da tecnologia: 2D NAND vs 3D NAND

Ao contrário das duas tecnologias acima, 3D NAND oferece ideias diferentes para aumentar a capacidade e reduzir custos.

O Flash NAND 2D tradicional (flash NAND planar) é composto de maneira bidimensional. É principalmente composto por linhas de palavras (WL) e linhas de bits (BL), conforme mostrado na figura abaixo. Uma linha de palavra representa uma página. A linha de bits representa as células de memória na linha da palavra (página). Existem tantas células de memória na linha de palavras quanto linhas de bits.

As linhas de palavras e linhas de bits se cruzam para formar um bloco. Em seguida, coloque os blocos lado a lado para formar o flash NAND 2D.

Quanto ao flash NAND 3D, ele empilha o flash NAND planar como edifícios. Ele aumenta mais transistores por unidade de área, empilhando mais camadas de flash.

Só assim, os fabricantes podem aumentar a capacidade NAND e reduzir custos e não precisam se esforçar para melhorar a tecnologia do processo ou armazenar mais bits de dados em uma célula. Como resultado, capacidade, desempenho e confiabilidade são garantidos.

Precauções para usar NAND SSD

Se você decidir usar um SSD NAND, aqui estão algumas notas sobre como usá-lo:

1. Instalação do sistema operacional no SSD NAND: É a única maneira de aproveitar ao máximo as vantagens de um SSD e aumentar bastante o desempenho de um computador.

2. Executando a versão do sistema operacional acima do Windows 7: Os sistemas operacionais acima do Windows 7 detectarão automaticamente se o sistema de disco é um SSD e decidirão como otimizá-lo de acordo. Por exemplo, no Windows 7, você só pode desfragmentar um disco rígido, o que danificará um SSD e encurtará sua vida útil. No entanto, o sistema operacional acima do Windows 7 reconhecerá o SSD e o otimizará com um método especial.

3. Ativando o modo AHCI ou NVMe: O modo AHCI pode permitir que seu dispositivo de armazenamento com interface SATA III tenha um desempenho melhor. Quanto ao modo NVMe, se seu SSD tiver uma interface M.2, interface PCI, etc., este modo permitirá que seu SSD funcione em sua velocidade mais alta. Para saber mais sobre AHCI e NVMe, leia esta postagem: M.2 SSD vs. SATA SSD: Qual é adequado para o seu PC?

4. Manter o alinhamento de 4K: O desalinhamento de 4K não só reduzirá muito a velocidade de gravação e leitura de dados, mas também aumentará o número de gravações desnecessárias do SSD, afetando sua vida útil.

Para manter o alinhamento de 4K do SSD, você pode usar o Assistente de partição MiniTool , de quem Alinhar todas as partições recurso pode ajudá-lo. Tudo o que você precisa fazer é clicar no botão a seguir para baixar gratuitamente esta ferramenta, iniciá-la e clicar com o botão direito do mouse na unidade para escolher Alinhar todas as partições e, finalmente, clique no Aplicar botão para executar as operações.

Download grátis

5. Reservar espaço livre suficiente: Quanto mais dados uma unidade de estado sólido armazena, mais lento é o desempenho. Se uma partição estiver em um estado de uso de mais de 90% por muito tempo, a probabilidade de travamento do SSD aumentará bastante. Portanto, é muito importante limpar arquivos inúteis a tempo e armazenar arquivos grandes como filmes ou música em um disco rígido mecânico.

Como mover arquivos de SSD para HDD [guia passo a passo]

Este artigo fornece guias sobre como mover arquivos de SSD para HDD, incluindo sobre como mover arquivos de programa.

consulte Mais informação

Claro, existem outros métodos para prolongar a vida útil do SSD e aumentar o desempenho do seu SSD. Já mencionei uma postagem sobre como prolongar a vida útil do seu SSD. Portanto, aqui vou recomendar a você: Como obter o melhor desempenho de SSD no Windows 10/8 / 8.1 / 7 .

Que tal o NAND SSD? O que o flash NAND traz para o SSD? Leia esta postagem e você obterá as respostas. Clique para twittar

Bottom Line

Este post respondeu todas as suas duvidas duvidosas sobre o SSD NAND? Por favor, deixe um comentário abaixo. Além disso, se você tiver qualquer problema em alinhar partições SSD, instalar o sistema operacional em SSD ou limpar arquivos inúteis, deixe suas perguntas abaixo ou envie-nos um e-mail para [email protegido] . Nós responderemos o mais breve possível.