Cada vez son más los usuarios que compran unidades SSD para instalarlas en un PC. Se utilizan en paralelo con o en lugar de la unidad de disco duro. La mayoría de las veces, el sistema operativo se instala en la unidad SSD y los archivos se almacenan en el HDD. Es con esta ubicación que puede experimentar un aumento múltiple en la velocidad y el rendimiento de su computadora.
Las unidades de estado sólido tienen muchas ventajas sobre las unidades de disco duro. Por lo tanto, debe saber cómo elegir la unidad SSD adecuada para su computadora.
¿Que representa?
Una unidad de disco duro (HDD) es ese dispositivo de tu ordenador que almacena todos los datos (programas, películas, imágenes, música... el propio sistema operativo Windows, Mac OS, Linux, etc.) y tiene este aspecto...
La información en el disco duro se escribe (y lee) invirtiendo las celdas en placas magnéticas que giran a gran velocidad. Sobre las placas (y entre ellas) se usa, como un carro especial asustado con una cabeza de lectura.
Dado que el HDD está en constante rotación, funciona con cierto ruido (zumbidos, crujidos), esto se nota especialmente al copiar archivos grandes e iniciar programas y el sistema, cuando el disco duro está bajo carga máxima. Además, este es un dispositivo muy "delgado" y teme incluso un simple balanceo durante su funcionamiento, por no hablar de caer al suelo, por ejemplo (los cabezales de lectura se encontrarán con discos giratorios, lo que conducirá a la pérdida de información almacenada en el disco).
Ahora considere una unidad de estado sólido (SSD). Este es el mismo dispositivo de almacenamiento de información, pero basado no en discos magnéticos giratorios, sino en chips de memoria, como se mencionó anteriormente. El dispositivo es similar a una gran unidad flash.
Nada gira, se mueve ni zumba: ¡la unidad SSD es absolutamente silenciosa! Además, ¡solo una velocidad loca de escritura y lectura de datos!
Ventajas y desventajas
ventajas:
- alta velocidad de lectura y escritura de datos y rendimiento;
- baja generación de calor y consumo de energía;
- sin ruido debido a la ausencia de partes móviles;
- pequeñas dimensiones;
- alta resistencia al daño mecánico (sobrecargas de hasta 1500 g), campos magnéticos, temperaturas extremas;
- estabilidad del tiempo de lectura de datos independientemente de la fragmentación de la memoria.
Defectos:
- número limitado de ciclos de reescritura (1000 - 100 000 veces);
- precio alto;
- exposición a daños eléctricos;
- el riesgo de pérdida total de la información sin posibilidad de recuperación.
Y ahora con más detalle:
Beneficios de una unidad SSD
1. Velocidad de trabajo
¡Esta es la ventaja más importante de las unidades SSD! Después de reemplazar el disco duro antiguo con una unidad flash, la computadora adquiere una aceleración múltiple debido a la alta velocidad de transferencia de datos.
Antes de la llegada de las unidades SSD, el disco duro era el dispositivo más lento de una computadora. Con su antigua tecnología del siglo pasado, ralentizó increíblemente el entusiasmo por un procesador rápido y una memoria RAM ágil.
2. Nivel de ruido = 0 dB
Lógicamente, no hay partes móviles. Además, estas unidades no se calientan durante su funcionamiento, por lo que los enfriadores de refrigeración se encienden con menos frecuencia y funcionan con menos intensidad (generando ruido).
3. Resistencia a golpes y vibraciones
Esto está confirmado por numerosos videos con pruebas de estos dispositivos: el SSD conectado y en funcionamiento se sacudió, se cayó al suelo, lo golpearon ... ¡y siguió funcionando en silencio! Si está comprando una unidad SSD para usted y no para probar, le recomendamos que no repita estos experimentos, sino que se limite a mirar videos en Youtube.
4. Peso ligero
No es un factor sobresaliente, por supuesto, pero aun así, los discos duros son más pesados que sus competidores modernos.
5. Bajo consumo de energía
Prescindiré de los números: la duración de la batería de mi viejo portátil ha aumentado en más de una hora.
Desventajas de una unidad SSD
1. Alto costo
Esto es al mismo tiempo lo más disuasorio para los usuarios, pero también es muy temporal: los precios de tales unidades están cayendo constante y rápidamente.
2. Número limitado de ciclos de sobrescritura
Un SSD promedio típico basado en memoria flash con tecnología MLC es capaz de aproximadamente 10,000 ciclos de lectura/escritura de información. Pero el tipo más caro de memoria SLC ya puede vivir 10 veces más (100.000 ciclos de reescritura).
¡En ambos casos, la unidad flash puede funcionar fácilmente durante al menos 3 años! Este es solo el ciclo de vida promedio de una computadora doméstica, después de lo cual hay una actualización de configuración, reemplazo de componentes por otros más modernos.
El progreso no se detiene y los renacuajos de las empresas de fabricación ya han presentado nuevas tecnologías que aumentan significativamente la vida útil de las unidades SSD. Por ejemplo, la tecnología RAM SSD o FRAM, donde el recurso, aunque limitado, es prácticamente inalcanzable en la vida real (hasta 40 años en modo continuo de lectura/escritura).
3. La imposibilidad de recuperar la información borrada
Ninguna utilidad especial puede recuperar información eliminada de una unidad SSD. Tales programas simplemente no existen.
Si, con un gran aumento de potencia en un disco duro normal, solo el controlador se quema en el 80% de los casos, entonces, en las unidades SSD, este controlador se encuentra en la placa, junto con los chips de memoria, y se quema todo el disco: hola al álbum de fotos familiar.
Este peligro se reduce prácticamente a cero en los portátiles y cuando se utiliza un sistema de alimentación ininterrumpida.
Características principales
Si vas a comprar un SSD para instalar en un ordenador, presta atención a sus principales características.
Volumen
Al comprar una unidad SSD, en primer lugar, preste atención al volumen y el propósito del uso. Si lo compra solo para la instalación del sistema operativo, elija un dispositivo con al menos 60 GB de memoria.
Los jugadores de hoy prefieren instalar juegos en unidades de estado sólido para aumentar el rendimiento. Si eres uno de ellos, entonces necesitas una variante de 120 GB.
Si está comprando un SSD en lugar de un disco duro, considere cuánta información se almacena en su computadora. Pero en este caso, la capacidad del disco SSD no debería ser inferior a 250 GB.
¡Importante! El costo de una unidad de estado sólido depende directamente del volumen. Por lo tanto, si su presupuesto es limitado, use un SSD para instalar el sistema operativo y un HDD para el almacenamiento de datos.
Factor de forma
La mayoría de los modelos modernos de unidades SSD se venden en un factor de forma de 2,5 pulgadas y están integrados en una caja protectora. Por eso, parecen discos duros clásicos del mismo tamaño.
¡Bueno saber! Para instalar una unidad SSD de 2,5 pulgadas en un montaje estándar de 3,5 pulgadas dentro de la carcasa de la PC, se utilizan adaptadores especiales. Algunos modelos de cajas tienen conectores de factor de forma de 2,5 pulgadas.
Hay unidades SSD de 1,8 pulgadas y más pequeñas en el mercado que se utilizan en dispositivos compactos.
Interfaz de conexión
Las unidades de estado sólido tienen varias opciones para las interfaces de conexión:
- SATAII;
- SATAIII;
- PCIe;
- mSATA;
- PCIe+M.2.
La opción más común es conectar mediante un conector SATA. Todavía hay modelos SATA II en el mercado. Ya no son relevantes, pero incluso si compra un dispositivo de este tipo, gracias a la compatibilidad con versiones anteriores de la interfaz SATA, funcionará con una placa base que admita SATA III.
Cuando utilice un SSD PCIe, es posible que deba instalar controladores, pero la velocidad de transferencia de datos será mayor que con una conexión SATA. Pero no siempre hay controladores para Mac OS, Linux y similares; debe prestar atención a esto al elegir.
Los modelos mSATA se utilizan en dispositivos compactos, pero funcionan según el mismo principio que la interfaz SATA estándar.
Los modelos M.2 o NGFF (Next Generation Form Factor) son una continuación del desarrollo de la línea mSATA. Tienen menores dimensiones y mayores posibilidades de disposición para los fabricantes de equipos digitales.
Velocidad de lectura/escritura
Cuanto mayor sea este valor, más productiva será la computadora. Indicadores de velocidad media:
- lectura 450-550 Mb/s;
- grabando 350-550 Mb/s.
Los fabricantes pueden indicar no la velocidad real, sino la máxima de lectura/escritura. Para averiguar los números reales, busque en Internet revisiones y revisiones del modelo que le interesa.
Además, preste atención a la hora de acceso. Este es el tiempo que le toma al disco encontrar la información requerida por el programa o sistema operativo. El indicador estándar es de 10-19 ms. Pero dado que los SSD no tienen partes móviles, son significativamente más rápidos que los HDD.
Tipo de memoria y tiempo hasta el fallo
Hay varios tipos de celdas de memoria que se utilizan en las unidades SSD:
- MLC (celda multinivel);
- SLC (celda de un solo nivel);
- TLC (celda de tres niveles);
- 3D V-NAND.
MLC es el tipo más común, que le permite almacenar dos bits de información en una celda. Tiene un recurso relativamente pequeño de ciclos de reescritura (3000 - 5000), pero un costo menor, por lo que este tipo de celda se usa para la producción en masa de unidades de estado sólido.
El tipo SLC almacena solo un bit de datos por celda. Estos microcircuitos se caracterizan por una larga vida útil (hasta 100 000 ciclos de escritura), una alta tasa de transferencia de datos y un tiempo de acceso mínimo. Pero debido al alto costo y la pequeña cantidad de almacenamiento de datos, se utilizan para servidores y soluciones industriales.
El tipo TLC almacena tres bits de datos. La principal ventaja es el bajo costo de producción. Entre las desventajas: el número de ciclos de reescritura es de 1000 a 5000 repeticiones, y la velocidad de lectura / escritura es significativamente menor que los dos primeros tipos de microcircuitos.
¡Sano! Recientemente, los fabricantes han logrado aumentar la vida útil de los discos TLC hasta 3000 ciclos de reescritura.
Los modelos 3D V-NAND utilizan memoria flash de 32 capas en lugar de chips MLC o TLC estándar. El microchip tiene una estructura tridimensional, por lo que la cantidad de datos registrados por unidad de área es mucho mayor. Esto aumenta la confiabilidad del almacenamiento de información de 2 a 10 veces.
IOPS
Un factor importante es IOPS (la cantidad de operaciones de entrada / salida por segundo), cuanto más alto sea este indicador, más rápido funcionará la unidad con una gran cantidad de archivos.
chip de memoria
Los chips de memoria se dividen en dos tipos principales MLC y SLC. El costo de los chips SLC es mucho más alto y la vida útil es en promedio 10 veces mayor que la de los chips de memoria MLC, pero con un funcionamiento adecuado, la vida útil de las unidades basadas en chips de memoria MLC es de al menos 3 años.
Controlador
Esta es la parte más importante de las unidades SSD. El controlador gestiona el funcionamiento de todo el disco, distribuye datos, supervisa el desgaste de las celdas de memoria y distribuye uniformemente la carga. Recomiendo dar preferencia a los controladores probados y bien probados de SandForce, Intel, Indilinx, Marvell.
Capacidad de memoria SSD
Será más práctico usar un SSD solo para alojar el sistema operativo, y es mejor almacenar todos los datos (películas, música, etc.) en un segundo disco duro. Con esta opción, basta con comprar un disco con un tamaño de ~ 60 GB. Por lo tanto, puede ahorrar mucho y obtener la misma aceleración de su computadora (además, la vida útil de la unidad aumentará).
Nuevamente, daré mi solución como ejemplo: se venden contenedores especiales para discos duros en la red (muy económicos), que se insertan en una computadora portátil en 2 minutos en lugar de una unidad de CD óptica (que usé un par de veces en cuatro años). Esta es una excelente solución para usted: el disco antiguo en lugar de la unidad y el nuevo SSD en lugar del disco duro normal. No podría haber sido mejor.
Y por último, un par de datos interesantes:
¿Por qué un disco duro a menudo se llama disco duro? A principios de la década de 1960, IBM lanzó uno de los primeros discos duros y el número de este desarrollo fue 30 - 30, lo que coincidió con la designación del popular arma estriada Winchester (Winchester), por lo que ese nombre de jerga se ha arraigado en todos. unidades de disco duro.
¿Por qué exactamente? duro¿disco? Los elementos principales de estos dispositivos son varias placas redondas de aluminio o de vidrio no cristalino. A diferencia de los disquetes (disquetes), estos no se pueden doblar, por eso lo llamaron disco duro.
Función RECORTAR
La característica adicional más importante para una unidad de estado sólido es TRIM (recolección de basura). Es como sigue.
La información sobre el SSD se escribe primero en las celdas libres. Si el disco escribe datos en una celda que se utilizó anteriormente, primero la borra (a diferencia del HDD, donde los datos se escriben sobre la información existente). Si el modelo no admite TRIM, borra la celda justo antes de escribir nueva información, lo que ralentiza esta operación.
Si el SSD admite TRIM, recibe un comando del sistema operativo para eliminar los datos en la celda y los borra no antes de sobrescribirlos, sino durante la "inactividad" del disco. Esto se hace en segundo plano. Esto mantiene la velocidad de escritura en el nivel especificado por el fabricante.
¡Importante! La función TRIM debe ser compatible con el sistema operativo.
área oculta
Esta área no es accesible para el usuario y se utiliza para reemplazar celdas defectuosas. En unidades de estado sólido de alta calidad, es hasta el 30% del volumen del dispositivo. Pero algunos fabricantes, para reducir el costo de una unidad SSD, lo reducen hasta en un 10 %, lo que aumenta la cantidad de almacenamiento disponible para el usuario.
La otra cara de este truco es que el área oculta es utilizada por la función TRIM. Si su volumen es pequeño, no será suficiente para la transferencia de datos en segundo plano, por lo que en un nivel de "carga" SSD de 80-90%, la velocidad de escritura se reducirá drásticamente.
Ancho de banda del bus
Por lo tanto, al elegir una unidad flash, la velocidad de lectura y escritura de datos también es de suma importancia. Cuanto mayor sea esta velocidad, mejor. Pero también debe recordar el ancho de banda del bus de su computadora, o más bien, la placa base.
Si su computadora portátil o de escritorio es muy antigua, no tiene sentido comprar una unidad SSD costosa y rápida. Simplemente no podrá trabajar ni siquiera a la mitad de su capacidad.
Para que quede más claro, anunciaré el ancho de banda de varios buses (interfaz de transferencia de datos):
IDE (PATA) - 1000 Mbps. Esta es una interfaz muy antigua para conectar dispositivos a la placa base. Para conectar una unidad SSD a dicho bus, necesita un adaptador especial. El significado de usar los discos descritos en este caso es el cero absoluto.
SATA - 1500 Mbit/s. Más divertido, pero no demasiado.
SATA2 - 3000 Mbit/s. El neumático más común en este momento. Con un bus de este tipo, por ejemplo, mi unidad funciona a la mitad de su capacidad. El necesita...
SATA3 - 6000 Mbit/s. ¡Este es un asunto completamente diferente! Aquí es donde la unidad SSD se mostrará en todo su esplendor.
Entonces, antes de comprar, averigüe qué tipo de bus tiene en la placa base, así como cuál es compatible con la unidad, y tome una decisión sobre la idoneidad de la compra.
Aquí, por ejemplo, cómo elegí (y qué me guió) mi HyperX 3K 120 GB. La velocidad de lectura es de 555 MB/s y la velocidad de escritura de datos es de 510 MB/s. Esta unidad en mi computadora portátil ahora funciona exactamente a la mitad de sus capacidades (SATA2), pero exactamente el doble de rápido que una unidad de disco duro normal.
Con el tiempo, migrará a la computadora de juegos para niños, donde hay SATA3, y allí demostrará todo su poder y toda la velocidad de trabajo sin factores limitantes (interfaces de transferencia de datos lentas y obsoletas).
Concluimos: si tiene un bus SATA2 en su computadora y no planea usar el disco en otra computadora (más potente y moderna), compre un disco con un ancho de banda de no más de 300 MB / s, que será significativamente más barato y al mismo tiempo el doble de rápido que su disco duro actual.
Las SSD tienen muchas ventajas sobre las unidades de disco duro (HDD) mecánicas tradicionales. La lista principal incluye la velocidad de lectura y escritura de información, resistencia al daño mecánico y bajo consumo de energía. Las principales desventajas incluyen el alto precio y el corto tiempo hasta la falla.
Un SSD consta de una unidad de control y una unidad de memoria (un chip FLASH y un chip DRAM). La unidad SSD se puede utilizar ampliamente como disco duro portátil, micro disco duro, tarjeta de memoria, disco U, etc.
Dado que la unidad SSD tiene un número limitado de ciclos de escritura, existe el riesgo de pérdida de datos. En base a eso, queremos decirle cómo recuperar datos de una unidad SSD usted mismo.
Primero, veamos las razones principales de la pérdida de datos de un SSD:
- daños a componentes eléctricos y físicos;
- llevar;
- corrupción de archivos causada por problemas de software o un mal funcionamiento del sistema operativo;
- ataques de virus
Posibilidades de recuperar datos en SSD
El proceso de eliminación de archivos de un SSD es fundamentalmente diferente del proceso de eliminación de archivos de un disco duro convencional.
Si el archivo se elimina de un disco duro normal, esto es solo un índice que elimina. Es decir, los datos reales aún permanecen allí hasta que este espacio se sobrescribe con nuevos archivos. En un SSD, el contenido se eliminará inmediatamente con el comando TRIM.
¿Qué es TRIM, entonces? Cuando escribe nuevos datos en un disco duro mecánico, Windows permitirá que los discos borren primero los datos anteriores. Luego, los nuevos datos se colocarán en el lugar apropiado. Cuando simplemente realiza la operación de eliminación, Windows marcará el espacio correspondiente como disponible para escribir, pero no eliminará el contenido del archivo real.
Sin embargo, cuando Windows reconoce un SSD y confirma que es compatible con TRIM, eliminará inmediatamente el archivo en lugar de crear una etiqueta especial.
Afortunadamente, la recuperación de datos SSD es posible bajo las siguientes condiciones:
- Es posible restaurar archivos si conecta el SSD a su computadora como un disco duro externo a través de un puerto USB;
- Los datos se restauran cuando se usa un SSD en una matriz RAID, ya que TRIM no es compatible con esta matriz de discos;
- El soporte TRIM se ha introducido desde Windows Vista. por lo tanto, para Windows Vista y versiones anteriores, el comando TRIM no es compatible y significa que la recuperación de datos es posible;
- si el sistema de archivos falla, el disco no se puede leer o no está disponible en absoluto, sus archivos eliminados se pueden restaurar, porque el equipo TRIM no se aplicó;
- Si su SSD tiene la edad suficiente, es posible que no admita TRIM. Por lo tanto, los datos eliminados se pueden recuperar.
Si su situación coincide con una de estas condiciones, puede recuperar los datos perdidos utilizando un software de recuperación de datos.
Recuperación de Partición Mágica
Si su disco contiene particiones eliminadas o sectores defectuosos, Magic Partition Recovery puede restaurar cualquier información desde allí. Este programa restaura todo tipo de archivos de todo tipo de medios. El modo de escaneo rápido muestra una lista de archivos eliminados en cuestión de segundos, mientras que el modo de análisis profundo encuentra archivos por su contenido, sin depender de la tabla de archivos. Magic Partition Recovery corrige errores en la estructura del disco del sistema y recupera sistemas de archivos muy dañados, eliminados y sobrescritos.
Uneraser mágico
El producto recupera todos los archivos y carpetas eliminados casi al instante. Como este programa admite la recuperación de todo tipo de archivos, incluidos documentos de MS Office, fotos digitales, archivos MP3 y ZIP, resucitará todos sus datos de manera rápida y confiable. Si vació la Papelera de reciclaje o eliminó un documento importante sin enviarlo a la Papelera, formateó la tarjeta de memoria o perdió sus archivos en un disco duro que ya no está disponible, Magic Uneraser lo ayudará en cualquier situación. Magic Uneraser admite todo tipo de medios, incluidos discos duros, unidades SSD, unidades flash USB y tarjetas de memoria.
Todo usuario de PC tarde o temprano se encuentra con problemas cuando es necesario corregir los errores que ocurren con el sistema. Y es bueno si no tocaron datos personales. Peor aún, si tienes que lidiar con la recuperación del SSD. ¿Qué se necesita para esto?
Dispositivo
Antes de descubrir cómo recuperar datos de una unidad de estado sólido, debe comprender qué es. SSD es una unidad que se instala en un sistema informático. A menudo se compara con un disco duro porque ambos dispositivos tienen las mismas tareas. Pero hay una diferencia significativa.
Una unidad de estado sólido es una unidad muy rápida que puede manejar el trabajo varias veces más rápido que una unidad de disco duro. Esto se debe a una diferencia en el diseño.
Construido alrededor de discos magnéticos y un cabezal de lectura, una unidad de estado sólido actúa como una unidad flash y se basa en microchips.
Por el momento, los SSD solo están ganando popularidad. A menudo se compran en pares con discos duros y se les coloca un sistema operativo para un arranque rápido. Dado que el SSD es demasiado caro, el HDD no se puede reemplazar completamente por el SSD. Aunque las estaciones de servidores y los sistemas de juegos pueden instalar varias unidades de estado sólido.
Problemas con la unidad
Como ya se mencionó, SSD es popular debido a su alta velocidad. Pero, además de esto, también se considera un dispositivo confiable. Esto se debe al hecho de que el diseño de la unidad no tiene partes móviles, por lo que no sufre daños menores que la unidad de disco duro no pueda soportar.
Pero el SSD definitivamente puede ser atacado por virus y errores del usuario. Todo ello afecta a la integridad de los datos personales. Si se eliminan ciertos archivos, no será fácil recuperarlos. Más difícil: con datos después de formatear. Pero la recuperación de SSD es posible.
¿Cuáles son las posibilidades?
Debe decirse de inmediato que la recuperación de datos de una unidad SSD es algo diferente del proceso que es necesario en el caso de un disco duro. Desafortunadamente, hay situaciones que no permiten recuperar documentos perdidos.
Pero en la mayoría de los casos es posible devolver los archivos. El usuario tendrá que elegir el programa apropiado y seguir las instrucciones.
equipo especial
La cuestión de si se llevará a cabo la recuperación de SSD es motivo de preocupación para muchos. Definitivamente no es fácil de responder, porque hay un par de matices que pueden afectar el resultado.
Una característica distintiva de la unidad es la presencia de un cierto comando que tiene el SSD. TRIM es responsable de garantizar que todos los datos que se hayan eliminado del disco se destruyan realmente. Una unidad de estado sólido borra completamente los archivos de los bloques de datos.
Este comando funciona de manera muy simple. Cuando el usuario elimina documentos, indica que los archivos se destruyen y no se guardan en bloques especiales.
Pero hay un punto: por supuesto, los documentos no se eliminarán de inmediato. El dispositivo informará al usuario que los archivos se han eliminado, pero el bloqueo se borrará un poco más tarde. Por lo tanto, existe la posibilidad de devolver rápidamente los datos.
Todos los fabricantes populares de unidades de estado sólido están tratando de crear dispositivos universales que difieran entre sí solo en el tamaño del archivo. Todos los accionamientos tienen la misma velocidad, por lo que el comando TRIM se ejecutará al 100%.
¿Qué hacer?
Si hay un comando similar, ¿es posible recuperar una unidad SSD? De hecho, poco saldrá de ello. Por ejemplo, algunas unidades no admiten el comando para eliminar archivos por completo, por lo que cualquier programa puede manejar la recuperación. Además, es posible que TRIM no funcione en ciertos sistemas operativos. Puede haber dificultades con la interfaz o la placa base. Los protocolos USB y FireWire no admiten el comando.
Unidades formateadas
En este caso, restaurar los archivos del disco SSD es aún más difícil. Como saben, existe un formateo completo y rápido de discos. Con esta función, puede borrar completamente los datos de la unidad.
El formateo completo destruye por completo los datos, mientras que el formateo rápido funciona con las tablas de la sección de información. Por lo tanto, cualquier programa de recuperación popular manejaría el segundo tipo de eliminación. Pero luego, la tecnología de la unidad de estado sólido ha cambiado. Ahora será difícil hacer frente a un formato rápido, por no hablar de uno completo.
Este estado de cosas está nuevamente relacionado con el comando TRIM. Cuando el usuario selecciona formatear, automáticamente inicia una eliminación completa de datos. Y prácticamente no hay demora entre la activación de TRIM y la destrucción de documentos del disco.
falla de la unidad
¿Para qué sirve la recuperación de SSD? El sistema puede corromper o dañar el disco duro. Quizás el dispositivo ya no sea legible y el sistema operativo no pueda detectarlo. En este caso, devolver los datos personales será muy sencillo. Basta con elegir el software adecuado y restaurar los archivos.
Esto se debe a que la unidad no puede activar TRIM. Debido a que el comando no se está ejecutando, los archivos de los bloques no se eliminarán. En consecuencia, serán fáciles de restaurar.
Instrucciones de recuperación
Primero tienes que encontrar un buen programa. Restaurar una unidad SSD no es una tarea fácil. Como en el caso de una unidad flash, el usuario deberá probar varios programas a la vez. Por lo tanto, primero debe instalar un par de opciones de utilidad.
Después de eso, deberá conectar el SSD. Muchos usuarios recomiendan usar USB en lugar de SATA para esto. Esto se debe al hecho de que el puerto "nativo" puede activar el comando TRIM y, en consecuencia, los archivos se eliminarán de forma permanente.
Si conecta la unidad a través de USB, la eliminación no se activará, lo que significa que los documentos permanecerán intactos.
Después de conectar el dispositivo, puede ejecutar el programa. Sea cual sea la utilidad, todos tienen una interfaz similar. Todo lo que tiene que hacer es seleccionar la unidad que desea recuperar. Después de eso, el usuario debe ejecutar el diagnóstico y luego el proceso de recuperación en sí.
resultados
Cuando el programa recopile toda la información, aparecerá una tabla en la que se indicarán todos los datos perdidos. Algunos programas usan ciertas marcas. Si el archivo se puede restaurar y guardar en una PC, habrá una marca de verificación verde al lado opuesto. Si está dañado y su recuperación está en duda, habrá una marca de verificación amarilla al lado. El color rojo indica que los archivos han sido severamente “destruidos” y solo quedan sus restos. En consecuencia, tales datos no pueden ser "reencarnados".
Programas
Hay una gran cantidad de programas para recuperar datos de una unidad de estado sólido. Por ejemplo, puede usar Magic Partition Recovery. La utilidad puede lidiar con particiones eliminadas y sectores defectuosos.
El programa funciona con muchos formatos de archivo. Puede escanear el disco en poco tiempo y luego compilar un informe. También hay un análisis profundo del SSD. En este caso, la utilidad trabaja con el contenido de los archivos sin utilizar la tabla de archivos.
Magic Uneraser es otro software de recuperación de documentos. Se diferencia solo en la interfaz de la versión anterior. Funciona con todos los formatos de archivos multimedia existentes. Escanea rápidamente la unidad y también recopila un informe sobre los datos recuperados. La utilidad es compatible con discos duros, unidades de estado sólido, tarjetas de memoria y unidades flash.
Reparar
Hablando de la restauración del controlador SSD, vale la pena mencionar el daño físico al dispositivo. Por alguna razón, la unidad se descompuso, no debe tirarla de inmediato. Muchos expertos dicen que es bastante posible arreglarlo. Aquí la pregunta es diferente: ¿el usuario tiene las herramientas y habilidades necesarias?
En este caso, necesita conocer el rango de lectura, los tipos de memoria, los errores estándar. Los especialistas inspeccionan cuidadosamente el dispositivo, desconectan los chips, seleccionan una montura y escanean la placa.
Por supuesto, un usuario normal no podrá realizar tales operaciones. Para hacer esto, debe comprender el dispositivo de la unidad, así como tener los programas apropiados para verificar y las herramientas para reparar.
El mercado de SSD se está volviendo cada vez más diverso. La capacidad de las unidades SSD está creciendo y, al mismo tiempo, el precio por gigabyte de memoria está cayendo. Sin embargo, todavía es prematuro decir que las unidades SSD se han vuelto populares. La razón principal de esto es su baja capacidad (en comparación con los discos duros tradicionales) y su costo muy alto (nuevamente, en comparación con los discos duros tradicionales) por gigabyte de memoria. Por lo tanto, la presencia de una unidad SSD en una PC de escritorio doméstica es más una excepción a la regla. Además, incluso en netbooks y portátiles, las unidades SSD siguen siendo extremadamente raras. Al mismo tiempo, ya es obvio que el futuro de los sistemas de almacenamiento de datos está en las unidades SSD, que desplazarán aún más a las unidades HDD del mercado. ¿Cuándo sucederá? Sí, de hecho, tan pronto como sean comparables en capacidad y costo a los discos duros. Entonces, estos últimos simplemente desaparecerán como clase, ya que los SSD tienen una serie de ventajas innegables sobre los HDD.
En este artículo, consideraremos algunas características del funcionamiento de las unidades SSD modernas, que a veces causan muchas preguntas y desconcierto, hablaremos sobre las características de su arquitectura, así como las posibles opciones para usar estas unidades en computadoras portátiles, PC y servidores.
La relevancia de la transición a las unidades SSD
El rendimiento de los procesadores centrales modernos, que determinan las capacidades informáticas de una PC, supera significativamente el rendimiento de las unidades de disco duro (HDD) tradicionales. Como resultado, son los subsistemas de almacenamiento de datos los que en muchos casos se convierten en el cuello de botella que dificulta el crecimiento del rendimiento informático en general. El uso de soluciones costosas basadas en matrices RAID solo resuelve parcialmente el problema del desequilibrio en el rendimiento de los procesadores y los subsistemas de almacenamiento basados en HDD. Y en el futuro, el desequilibrio en el rendimiento de los procesadores y HDD solo aumentará, e inevitablemente llegaremos a la conclusión de que el rendimiento de una computadora en muchas aplicaciones ya no estará determinado por el rendimiento del procesador, sino que descansará en el eslabón más débil: el subsistema de almacenamiento de datos. Entonces, desde 1996, el rendimiento promedio de los procesadores ha aumentado 175 veces, mientras que el rendimiento de los HDD (es decir, la lectura selectiva de bloques de 20 KB de tamaño) es solo 1,3 veces.
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Hoy en día, la única forma de resolver este problema es pasar de HDD a SSD (unidades de estado sólido) basadas en memoria flash. Estas unidades son capaces de ofrecer un nivel de rendimiento que iguala por completo el rendimiento de los procesadores multinúcleo actuales.
Sin embargo, el alto rendimiento no es la única ventaja de las unidades SSD. También son completamente silenciosos ya que no tienen partes móviles y, especialmente en el caso de las computadoras portátiles, consumen mucha menos energía que las unidades de disco duro. Así, el consumo de energía de un HDD convencional de 2,5 pulgadas en modo activo es de unos 2,5-3 W y de unos 0,85-1 W en modo inactivo (Idle). Si el HDD no está activo, después de un tiempo (dependiendo de la configuración) entra en modo de bajo consumo (Standby o Sleep) y cuando sale de este modo, tarda entre 1 y 2 segundos en girar. El consumo de energía típico de un SSD (no servidor) en modo activo es de aproximadamente 0,15 W y en modo inactivo, 0,06 W. Además, cuando se configura correctamente, la transición del modo activo al modo de bajo consumo se produce automáticamente si el disco está inactivo durante 25 ms. Y estos discos se encienden casi al instante, porque simplemente no tienen nada que girar. Tenga en cuenta que para que una SSD entre automáticamente en modo de bajo consumo, debe habilitar la función de administración de energía iniciada por dispositivo (DIPM) en el registro, ya que la función de administración de energía iniciada por host (HIPM) está configurada de forma predeterminada, cuando la unidad sí lo hace. no controla la transición al modo de bajo consumo y el sistema operativo.
Las unidades SSD no son inferiores a las unidades HDD tradicionales en términos de características como el tiempo medio entre fallas (MTFB). Entonces, si para HDD el tiempo medio entre fallas es de aproximadamente 300 mil horas, entonces para las unidades SSD es más de un millón de horas.
Parecería que si las ventajas de los SSD son tan evidentes, ¿por qué no se han utilizado aún de forma generalizada? Por desgracia, las unidades SSD también tienen serios inconvenientes. En primer lugar, los SSD modernos no son comparables a los HDD en términos de capacidad. Entonces, si la capacidad de los HDD (3,5 pulgadas) alcanza los 3 TB, entonces la capacidad máxima de los SSD (2,5 pulgadas) es de solo 512 GB. Es cierto que si comparamos las unidades SSD y HDD de 2,5 pulgadas, su capacidad es bastante comparable.
El segundo inconveniente de las unidades SSD es su costo, que es varias veces mayor que el de las HDD.
Sin embargo, en lo que respecta a la capacidad de los SSD, no todo es tan malo como podría parecer. La capacidad de almacenamiento SSD está creciendo a un ritmo mucho más rápido que la capacidad de almacenamiento HDD, y no está lejos el día en que el almacenamiento SSD supere la capacidad de almacenamiento HDD. Aquí hay algunas estadísticas interesantes para probarlo. En 2006, Intel, uno de los principales actores en el mercado de SSD, produjo chips de memoria flash NAND para SSD utilizando la tecnología de proceso de 90 nm, mientras que su capacidad era de 1 o 2 Gb. En 2009, Intel lanzó chips de memoria flash que ya tenían la tecnología de proceso de 34 nm, y la capacidad de los chips comenzó a ser de 32 Gbps. En 2010, la empresa dominó el proceso de fabricación de 25 nm para chips de memoria flash de 64 Gb. Como puede ver, la tasa de crecimiento de la capacidad de los chips de memoria flash para unidades SSD es impresionante: de hecho, se duplica cada año. Muy pronto, los SSD superarán en número a los HDD.
También hay que señalar que aunque el uso generalizado de los SSD todavía está lejos, no es cierto que los SSD no se compren en absoluto. Las estadísticas son las siguientes: en 2008 solo se vendieron 700.000 SSD en el mundo, en 2009 el volumen de ventas ya era de 2 millones de unidades y este año, según las previsiones, alcanzará los 5,9 millones de unidades. Se supone que para 2013 el mercado de unidades SSD será de 61,8 millones de unidades.
Entonces, las previsiones de ventas de unidades SSD son muy optimistas, pero no responden a la pregunta principal: ¿qué deben hacer los usuarios hoy, cuando la capacidad de las unidades SSD aún no es lo suficientemente alta y su costo sigue siendo muy alto? Si estamos hablando de usuarios domésticos, entonces, por supuesto, no tiene sentido tirar los HDD para instalar un SSD. Sin embargo, aún puede mejorar el rendimiento de su computadora mediante el uso de unidades SSD. La solución óptima es cuando la PC de escritorio usa una combinación de un SSD y uno o más HDD. Puede instalar el sistema operativo y todos los programas en el SSD (un disco de 80 GB será suficiente para esto) y usar el HDD para el almacenamiento de datos.
Dispositivo de celda flash
Como dijimos, la principal ventaja de los SSD es su mayor rendimiento en comparación con los HDD, pero no se dieron características específicas como velocidades de lectura y escritura secuenciales y selectivas. Sin embargo, antes de proceder a considerar las características de velocidad de las unidades SSD, así como los tipos de unidades SSD, debe familiarizarse con las características de su arquitectura y el proceso de lectura y escritura de información en estas unidades. Comencemos con una breve descripción de la estructura de una celda de memoria flash.
En su nivel más simple, una celda de memoria flash es norte Transistor MOSFET de canal con la llamada puerta flotante. Recuerda que lo habitual norte Transistor MOSFET de canal (estructura norte-pags-norte) puede estar en dos estados: abierto y bloqueado (cerrado). Al controlar el voltaje entre el drenaje y la puerta, se puede crear un canal de conducción de electrones ( norte-canal) entre la fuente y el drenaje (Fig. 1). El voltaje al que se produce un canal de conducción se denomina voltaje de umbral. La presencia de un canal de conducción corresponde al estado abierto del transistor y la ausencia (cuando el transistor no puede conducir la corriente desde la fuente al drenaje) - bloqueado.
Arroz. 1. Dispositivo MOSFET (estado abierto y cerrado)
En estado abierto, el voltaje entre el drenaje y la fuente es cercano a cero, y en estado cerrado puede alcanzar un valor alto. Por supuesto, el transistor en sí mismo no es capaz de almacenar información. En realidad, el obturador flotante está destinado a almacenar información (Fig. 2). Está hecho de silicio policristalino y está completamente rodeado por una capa dieléctrica, lo que le proporciona una ausencia total de contacto eléctrico con los elementos del transistor. La puerta flotante se encuentra entre la puerta de control y el sustrato hecho de pags-norte-transiciones. Dicho obturador puede almacenar la carga que se le ha aplicado (negativa) por un tiempo ilimitado (hasta 10 años). La presencia o ausencia de exceso de carga negativa (electrones) en la puerta flotante puede interpretarse como un uno y un cero lógicos.
Arroz. 2. Dispositivo de transistor de puerta flotante y lectura del contenido de una celda de memoria
Primero, considere la situación cuando no hay electrones en la puerta flotante. En este caso, el transistor se comporta como el transistor convencional ya comentado. Cuando se aplica un voltaje positivo a la puerta de control (inicialización de la celda de memoria) igual al valor del umbral, se crea un canal de conducción en la región de la puerta y el transistor pasa al estado abierto. Si se coloca un exceso de carga negativa (electrones) en la puerta flotante, incluso cuando se aplica el voltaje de umbral a la puerta de control, compensa el campo eléctrico creado por la puerta de control y evita que se forme el canal de conducción, es decir, el transistor estará en el estado cerrado.
Por lo tanto, la presencia o ausencia de una carga en la puerta flotante determina únicamente el estado del transistor (abierto o cerrado) cuando se aplica el mismo voltaje de umbral a la puerta de control. Si el suministro de voltaje a la puerta de control se interpreta como la inicialización de la celda de memoria, entonces el voltaje entre la fuente y el drenaje puede usarse para juzgar la presencia o ausencia de carga en la puerta flotante.
Es decir, en ausencia de un voltaje de control en la puerta, independientemente de la presencia o ausencia de una carga en la puerta flotante, el transistor siempre estará cerrado, y cuando se aplica un voltaje de umbral a la puerta, el estado del el transistor estará determinado por la presencia de una carga en la puerta flotante: si hay una carga, entonces el transistor se cerrará y el voltaje de salida será alto; si no hay carga, entonces el transistor estará abierto y el voltaje de salida será bajo.
El estado cerrado del transistor (la ausencia de un canal de conducción) generalmente se interpreta como un cero lógico, y el estado abierto (la presencia de un canal de conducción) se trata como una unidad lógica. Por lo tanto, al inicializar una celda de memoria (aplicando un voltaje de umbral a la puerta), la presencia de una carga en la puerta flotante se interpreta como un cero lógico y su ausencia se trata como uno lógico (ver tabla).
Resulta una especie de celda de memoria elemental que puede almacenar un bit de información. En este caso, es importante que la carga en la puerta flotante (si existe) pueda mantenerse durante un tiempo arbitrariamente largo tanto durante la inicialización de la celda de memoria como en ausencia de voltaje en la puerta de control. En este caso, la celda de memoria será no volátil. Solo queda descubrir cómo cargar la puerta flotante (escribir el contenido de la celda de memoria) y eliminarla de allí (borrar el contenido de la celda de memoria).
La carga se coloca en la puerta flotante mediante el método de inyección de electrones calientes (CHE-Channel Hot Electrons) o el método de tunelización de Fowler-Nordheim (Fig. 3). Bueno, la carga se elimina solo mediante el método de túnel de Fowler.
Arroz. 3. El proceso de escribir y borrar un bit de información en un transistor de puerta flotante
Cuando se usa el método de inyección de electrones calientes, se aplica un alto voltaje a la puerta de drenaje y control (se aplica un voltaje más alto que el valor umbral a la puerta de control) para dar a los electrones en el canal suficiente energía para superar la barrera potencial creada por una fina capa dieléctrica y un túnel en la región de la puerta flotante (cuando se lee, se aplica menos voltaje a la puerta de control y no se observa ningún efecto de túnel).
Para eliminar la carga de la puerta flotante (el proceso de borrar la celda de memoria), se aplica un voltaje negativo alto a la puerta de control y se aplica un voltaje positivo a la región fuente. Esto hace que los electrones hagan un túnel desde la región de la puerta flotante hasta la región de la fuente (tunelización cuántica de Fowler-Nordheim (FN)).
El transistor de puerta flotante que hemos considerado puede actuar como una celda unitaria de memoria flash. Sin embargo, las celdas de un solo transistor tienen una serie de inconvenientes importantes, el principal de los cuales es la baja escalabilidad. El hecho es que al organizar una matriz de memoria, cada celda de memoria (transistor) está conectada a dos buses perpendiculares: puertas de control, a un bus llamado línea de palabra, y drenajes, a un bus llamado línea de bit (en el futuro, esto la organización se considerará utilizando el ejemplo de NOR -arquitectura). Debido a la presencia de alto voltaje en el circuito durante la grabación por inyección de electrones calientes, todas las líneas (palabras, bits y fuentes) deben ubicarse a una distancia lo suficientemente grande entre sí para proporcionar el nivel requerido de aislamiento, lo que naturalmente afecta la limitación de memoria flash.
Otra desventaja de la celda de memoria de un solo transistor es el efecto de la eliminación excesiva de carga de la puerta flotante, que no se puede compensar con el proceso de escritura. Como resultado, se forma una carga positiva en la puerta flotante y el transistor siempre permanece encendido.
También se utilizan ampliamente otros tipos de celdas de memoria, como la celda SST (Figura 4) desarrollada por Silicon Storage Technology, Inc. En el transistor de la celda SST, se han cambiado las formas de las puertas flotantes y de control. La compuerta de control está alineada por su borde con el borde del drenaje, y su forma curva permite colocar una compuerta flotante parcialmente debajo de ella y simultáneamente sobre la región fuente. Tal disposición de la puerta flotante hace posible, por un lado, simplificar el proceso de colocarle una carga mediante el método de inyección de electrones calientes y, por otro lado, el proceso de eliminar la carga debido a la Efecto túnel de Fowler-Nordheim.
Arroz. 4. Estructura de la celda de memoria SST
Cuando se elimina la carga, el túnel de electrones no se produce en la región de la fuente, como en la celda de un solo transistor considerada, sino en la región de la puerta de control. Para hacer esto, se aplica un alto voltaje positivo a la puerta de control. Bajo la influencia del campo eléctrico creado por la puerta de control, los electrones son tunelizados desde la puerta flotante, lo que se ve facilitado por su forma curvada hacia los bordes.
Cuando se coloca una carga en la puerta flotante, el drenaje se conecta a tierra y se aplica un voltaje positivo a la fuente y a la puerta de control. En este caso, la puerta de control forma un canal de conducción, y el voltaje entre el drenaje y la fuente "acelera" los electrones, dándoles suficiente energía para superar la barrera de potencial, es decir, hacer un túnel hacia la puerta flotante.
A diferencia de una celda de memoria de un solo transistor, la celda SST tiene un esquema ligeramente diferente para organizar la matriz de memoria.
Celdas de memoria flash de varios niveles y de un solo nivel
Todos los tipos de celdas de memoria discutidos hasta ahora son capaces de almacenar solo un bit de información por celda. Estas celdas de memoria se denominan de un solo nivel (Single Level Cell, SLC). Sin embargo, también existen celdas de este tipo, cada una de las cuales almacena varios bits; estas son celdas de niveles múltiples o MLC (celda de niveles múltiples).
Como ya se señaló al describir una celda de memoria de un solo transistor, la presencia de una unidad lógica o cero está determinada por el valor del voltaje en la línea de bits y depende de la presencia o ausencia de carga en la puerta flotante. Si se aplica un voltaje de umbral a la puerta de control, entonces, en ausencia de carga en la puerta flotante, el transistor está abierto, lo que corresponde a una unidad lógica. Si hay una carga negativa en la puerta flotante, protegiendo el campo creado por la puerta de control con su campo, entonces el transistor está en estado cerrado, lo que corresponde a un cero lógico. Está claro que incluso en presencia de una carga negativa en la puerta flotante, el transistor se puede cambiar al estado abierto, sin embargo, para esto será necesario aplicar un voltaje a la puerta de control que exceda el valor del umbral. Por lo tanto, la ausencia o presencia de carga en la puerta flotante puede juzgarse por el valor umbral del voltaje en la puerta de control. Dado que el voltaje de umbral depende del valor de la carga en la puerta flotante, es posible no solo determinar dos casos límite: la ausencia o presencia de carga, sino también juzgar la cantidad de carga por el valor del voltaje de umbral . Por lo tanto, si es posible colocar un número diferente de niveles de carga en la puerta flotante, cada uno de los cuales tiene su propio valor de voltaje de umbral, entonces se pueden almacenar varios bits de información en una celda de memoria. Por ejemplo, para almacenar 2 bits en una celda usando un transistor de este tipo, es necesario distinguir cuatro voltajes de umbral, es decir, poder colocar cuatro niveles de carga diferentes en la puerta flotante. Luego, a cada uno de los cuatro voltajes de umbral se le puede asignar una combinación de dos bits: 00, 01, 10, 11.
Para poder escribir 4 bits en una celda, es necesario distinguir ya 16 voltajes de umbral.
Intel desarrolla activamente las celdas MLC, por lo que la tecnología de memoria basada en celdas MLC se llama Intel StrataFlash.
Tenga en cuenta que las celdas de memoria SLC proporcionan velocidades de lectura y escritura más altas. Además, son más duraderos, pero los SSD basados en ellos son más caros, porque con la misma capacidad de los SSD basados en celdas de memoria MLC y SLC, la cantidad de celdas de memoria en un disco MLC será la mitad (en el caso de memoria de celdas de cuatro niveles). Es por eso que los SSD basados en celdas de memoria SLC se utilizan principalmente en servidores.
Arquitectura de matriz flash
La celda de memoria flash basada en transistores de puerta flotante más simple que hemos considerado, capaz de almacenar un bit de información, puede usarse para crear matrices de memoria no volátil. Para hacer esto, solo necesita combinar muchas celdas en una sola matriz de manera adecuada, es decir, crear una arquitectura de memoria.
Hay varios tipos de arquitectura de memoria flash, es decir, formas de combinar celdas de memoria en una sola matriz, pero las arquitecturas NOR y NAND son las más comunes. Tenga en cuenta que los SSD utilizan una organización de memoria de tipo NAND, pero para una mejor comprensión de las características de esta arquitectura, es lógico considerar primero una arquitectura NOR más simple. Además, fue la arquitectura NOR la primera arquitectura utilizada en la memoria flash.
La arquitectura NOR (Fig. 5) implica una forma paralela de combinar celdas de memoria en una matriz. Como ya se ha señalado, para inicializar una celda de memoria, es decir, para obtener acceso al contenido de la celda, es necesario aplicar un valor de voltaje de umbral a la puerta de control. Por lo tanto, todas las puertas de control deben estar conectadas a una línea de control llamada Word Line. El análisis del contenido de la celda de memoria se realiza mediante el nivel de la señal en el drenaje del transistor. Por lo tanto, los drenajes de los transistores están conectados a una línea llamada Bit Line.
Arroz. 5. Arquitectura NOR
La arquitectura NOR debe su nombre a la operación lógica "OR-NOT" (abreviatura en inglés - NOR). La operación lógica NOR en múltiples operandos produce un valor de uno cuando todos los operandos son cero y un valor cero en todos los demás casos. En este caso, nos referimos al principio de conectar transistores en general, y no específicamente a transistores de puerta flotante.
Considere, como ejemplo, varios transistores (sin puerta flotante) conectados a la misma línea de bits (Fig. 6). En este caso, si al menos un transistor está abierto, el voltaje de salida en la línea de bits será bajo. Y solo en el caso de que todos los transistores estén cerrados, el voltaje en la línea de bits será alto. Obtenemos la tabla de verdad de los voltajes de entrada en las puertas de los transistores y el voltaje de salida en la línea de bit, correspondiente a la tabla de verdad de la función lógica "O-NO" (NOR). Es por eso que tal combinación de transistores se llama NOR.
Arroz. 6. Conexión del transistor NOR
La arquitectura NOR proporciona acceso rápido aleatorio a cualquier celda de memoria, sin embargo, los procesos de escritura (utilizando el método de inyección de electrones calientes) y borrado de información son bastante lentos. Además, debido a las características tecnológicas de la producción de chips de memoria flash con arquitectura NOR, el tamaño de celda es grande, por lo que esta memoria no escala bien.
Otra arquitectura común de memoria flash es la arquitectura NAND (Figura 7), correspondiente a la operación lógica NAND. La operación NAND produce un valor de cero solo cuando todos los operandos son cero y un valor de uno en todos los demás casos. La arquitectura NAND implica una conexión en serie de transistores, en la que el drenaje de cada transistor está conectado a la fuente de un transistor adyacente, y en una serie de varios transistores conectados en serie, solo uno de ellos está conectado a la línea de bits. Además, al considerar la arquitectura de conexión, no estamos hablando específicamente de transistores de puerta flotante.
Arroz. 7. Arquitectura NAND
Considere un grupo de tales transistores conectados en serie (sin una puerta flotante) (Fig. 8). Si el voltaje de control en las puertas de todos los transistores es igual al valor de umbral, entonces todos los transistores están en estado abierto y el voltaje de salida (voltaje en la línea de bits) será bajo, lo que corresponde al cero lógico. Si el voltaje de entrada en al menos un transistor es bajo (por debajo del valor umbral), es decir, si al menos un transistor está apagado, entonces el voltaje en la línea de bits será alto, lo que corresponde a una unidad lógica. Obtenemos la tabla de verdad de los voltajes de entrada en las puertas de los transistores (voltajes en la línea de palabra) y el voltaje de salida en la línea de bit, correspondiente a la tabla de verdad de la función lógica "NAND" (NAND). Es por eso que tal combinación de transistores se llama NAND.
Arroz. 8. Conexión de transistores según el esquema NAND.
En el esquema de conexión NAND de puerta flotante, los transistores convencionales (sin puerta flotante) se conectan a un grupo de transistores conectados en serie en ambos extremos, que aíslan el grupo de transistores tanto de tierra como de la línea de bits y conectan todo el grupo de transistores a la línea de bits cuando se inicializan.
En comparación con la arquitectura NOR, esta arquitectura, debido a las peculiaridades del proceso de fabricación (combinando los drenajes y las fuentes de los transistores adyacentes y un número mucho menor de conductores), permite una disposición más compacta de los transistores y, por lo tanto, escala bien. . A diferencia de la arquitectura NOR, donde la información se escribe mediante el método de inyección de electrones calientes, en la arquitectura NAND el registro se realiza mediante el método de tunelización FN, lo que permite implementar un registro más rápido que en la arquitectura NOR.
Naturalmente, surge la pregunta: ¿cómo se puede acceder a una sola celda de memoria en la arquitectura NAND (leer el contenido de la celda)? De hecho, si al menos uno de los transistores en dicho grupo conectado en serie está en estado cerrado (lo que puede interpretarse como la presencia de una carga en la puerta flotante del transistor correspondiente), entonces el voltaje en la línea de bits será ser alto independientemente del estado de las celdas restantes. Para acceder a una celda en particular, no es suficiente simplemente aplicar un voltaje de umbral a la puerta del transistor correspondiente a esa celda y medir el voltaje en la línea de bits. También es necesario que todos los demás transistores estén en estado abierto. Para hacer esto, la puerta del transistor correspondiente a la celda de memoria cuyo contenido debe leerse se alimenta con un valor de voltaje de umbral, y las puertas de todos los demás transistores se alimentan con un voltaje que excede el valor de umbral y es suficiente para formar un canal de conducción incluso si hay una carga en la puerta flotante, pero insuficiente para el efecto túnel cuántico de las cargas. En este caso, todos estos transistores pasan al estado abierto y el voltaje en la línea de bits está determinado por la presencia o ausencia de carga en la puerta flotante del transistor correspondiente a la celda de memoria a la que se accede.
Estructura lógica de la memoria flash NAND
Como ya hemos señalado, los SSD utilizan memoria flash tipo NAND, por lo que en el futuro nos centraremos únicamente en la memoria flash NAND.
A pesar de que la memoria flash le permite acceder para leer, escribir y borrar una sola celda, para un uso más eficiente de las celdas de memoria elemental, se combinaron en arreglos con una estructura de cuatro niveles. En el nivel más bajo hay una celda de memoria elemental, y las celdas elementales combinadas en una matriz que contiene 4 KB de datos se denominan página de memoria. 128 de estas páginas forman un bloque de memoria de 512 KB (a veces se incluyen 64 páginas en un bloque de memoria), y 1024 bloques forman una matriz de 512 MB. Por lo tanto, la estructura lógica de combinar celdas en matrices es bastante simple. Una página es como un grupo (sector) en un disco duro y representa el tamaño mínimo de datos que puede manejar la memoria flash. Sin embargo, existe una diferencia fundamental entre un clúster de disco duro y una página flash al realizar operaciones de lectura, escritura y eliminación. Entonces, si en un disco duro se puede leer, escribir y eliminar un clúster, entonces en la memoria flash, las operaciones de lectura y escritura son posibles en páginas de 4 KB, y el borrado de datos solo es posible en bloques de 512 KB. Además, una vez que la información se escribe en la página, no se puede sobrescribir hasta que se borre (elimine).
Características de las operaciones de escritura de datos en unidades SSD
Entonces, como ya hemos señalado, es posible escribir y leer datos en la memoria flash NAND en páginas de 4 KB, y borrar datos solo en bloques de 512 KB. En general, el proceso de escribir información en SSD es muy diferente del mismo proceso con HDD. Esto, por ejemplo, se debe al hecho de que el rendimiento de los SSD varía con el tiempo y las velocidades de acceso secuencial y selectivo a la memoria flash difieren entre sí. Para explicar estos fenómenos, echemos un vistazo más de cerca a los procesos de escritura en discos HDD y SSD.
En el caso de los discos duros HDD, la unidad de información más pequeña que maneja el sistema de administración del disco duro se denomina sector o bloque. En el HDD, el tamaño del sector es de 4 KB (en los modelos más nuevos) o 512 bytes. Para direccionar sectores (bloques) en el disco, se utiliza el método LBA (Logical Block Addressing), en el que cada bloque direccionado en el disco duro tiene su propio número de serie, un número entero que comienza desde cero (es decir, el primer bloque LBA = 0, el segundo LBA = 1, etc.). La cantidad de bloques LBA en un disco está determinada por la cantidad de cilindros, pistas, sectores y cabezales de lectura/escritura. Por lo tanto, el número de bloque LBA se calcula utilizando la fórmula:
LBA = [(Cilindro X No_of_heads + Heads) X Sectores/pista] + )
