Yhä useammat käyttäjät ostavat SSD-asemia asennettavaksi tietokoneeseen. Niitä käytetään rinnakkain kiintolevyn kanssa tai sen sijaan. Useimmiten käyttöjärjestelmä asennetaan SSD-asemaan ja tiedostot tallennetaan kiintolevylle. Tämän sijoittelun avulla voit kokea tietokoneesi nopeuden ja suorituskyvyn moninkertaisen lisääntymisen.
SSD-levyillä on monia etuja kiintolevyihin verrattuna. Siksi sinun on tiedettävä, kuinka valita oikea SSD-asema tietokoneellesi.
Mitä se edustaa?
Kiintolevyasema (HDD) on se laite tietokoneessasi, joka tallentaa kaikki tiedot (ohjelmat, elokuvat, kuvat, musiikki ... itse Windows-käyttöjärjestelmä, Mac OS, Linux jne.) ja se näyttää tältä...
Kiintolevyn tiedot kirjoitetaan (ja luetaan) kääntämällä soluja magneettilevyille, jotka pyörivät hurjalla nopeudella. Levyjen yläpuolella (ja niiden välissä) on kulunut, kuin pelästynyt, erikoisvaunu, jossa on lukupää.
Koska kiintolevy pyörii jatkuvasti, se toimii tietyllä äänellä (surina, rätisevä), tämä on erityisen havaittavissa kopioitaessa suuria tiedostoja ja käynnistettäessä ohjelmia ja järjestelmää, kun kiintolevy on maksimikuormituksessa. Lisäksi tämä on erittäin "ohut" laite ja pelkää jopa yksinkertaista heilumista käytön aikana, puhumattakaan esimerkiksi putoamisesta lattialle (lukupäät kohtaavat pyöriviä levyjä, mikä johtaa tallennettujen tietojen katoamiseen levyllä).
Harkitse nyt SSD-asemaa. Tämä on sama tiedon tallennuslaite, mutta ei perustu pyöriviin magneettilevyihin, vaan muistisiruihin, kuten edellä mainittiin. Laite on samanlainen kuin suuri flash-asema.
Mikään ei pyöri, liiku ja surina - SSD-asema on täysin äänetön! Plus - vain hullu nopeus tietojen kirjoittamiseen ja lukemiseen!
Hyödyt ja haitat
Edut:
- nopea luku- ja kirjoitusnopeus sekä suorituskyky;
- alhainen lämmöntuotanto ja virrankulutus;
- ei melua liikkuvien osien puuttumisen vuoksi;
- pienet mitat;
- korkea kestävyys mekaanisia vaurioita vastaan (ylikuormitus jopa 1500 g), magneettikenttiä, äärimmäisiä lämpötiloja;
- tietojen lukuajan vakaus muistin pirstoutumisesta riippumatta.
Virheet:
- rajoitettu määrä uudelleenkirjoitusjaksoja (1 000 - 100 000 kertaa);
- korkea hinta;
- altistuminen sähkövaurioille;
- riski tietojen täydellisestä menettämisestä ilman mahdollisuutta palauttaa tiedot.
Ja nyt tarkemmin:
SSD-aseman edut
1. Työnopeus
Tämä on SSD-asemien tärkein etu! Kun vanha kiintolevy on vaihdettu flash-asemaan, tietokone saa moninkertaisen kiihtyvyyden suuren tiedonsiirron vuoksi.
Ennen SSD-asemien tuloa kiintolevy oli tietokoneen hitain laite. Muinaisen viime vuosisadan teknologiansa ansiosta se hidasti uskomattoman innostusta nopeaan prosessoriin ja ketterään RAM-muistiin.
2. Melutaso=0 dB
Loogisesti - ei ole liikkuvia osia. Lisäksi nämä taajuusmuuttajat eivät kuumene käytön aikana, joten jäähdytysjäähdyttimet käynnistyvät harvemmin ja toimivat vähemmän intensiivisesti (luoden melua).
3. Iskun- ja tärinänkestävyys
Tämän vahvistavat lukuisat videot näiden laitteiden testeistä - kytkettyä ja toimivaa SSD-levyä ravisteltiin, pudotettiin lattialle, koputettiin siihen ... ja se jatkoi toimintaansa hiljaa! Jos ostat SSD-aseman itsellesi, etkä testaamista varten, suosittelemme, että et toista näitä kokeita, vaan rajoita videoiden katselu Youtubesta.
4. Kevyt
Ei tietenkään merkittävä tekijä, mutta silti - kovalevyt ovat raskaampia kuin nykyaikaiset kilpailijansa.
5. Alhainen virrankulutus
Luovutan numeroista - vanhan kannettavan tietokoneeni akun kesto on pidentynyt yli tunnilla.
SSD-aseman huonot puolet
1. Korkeat kustannukset
Tämä on samalla käyttäjille pelottein, mutta myös hyvin väliaikaista - tällaisten asemien hinnat laskevat jatkuvasti ja nopeasti.
2. Rajoitettu määrä päällekirjoitusjaksoja
Tyypillinen, keskimääräinen MLC-tekniikalla varustettu flash-muistiin perustuva SSD-levy pystyy lukemaan/kirjoittamaan noin 10 000 tiedon luku-/kirjoitusjaksoa. Mutta kalliimpi SLC-muistityyppi voi elää jo 10 kertaa pidempään (100 000 uudelleenkirjoitusjaksoa).
Molemmissa tapauksissa flash-asema voi helposti toimia vähintään 3 vuotta! Tämä on vain kotitietokoneen keskimääräinen elinkaari, jonka jälkeen on kokoonpanopäivitys, komponenttien vaihtaminen nykyaikaisempiin.
Edistys ei pysähdy, ja valmistusyritysten nuijakot ovat jo keksineet uusia teknologioita, jotka pidentävät merkittävästi SSD-asemien käyttöikää. Esimerkiksi RAM SSD- tai FRAM-tekniikka, jossa resurssi, vaikka se on rajallinen, on käytännössä saavuttamaton tosielämässä (jopa 40 vuotta jatkuvassa luku-/kirjoitustilassa).
3. Poistettujen tietojen palauttamisen mahdottomuus
Mikään erityinen apuohjelma ei voi palauttaa poistettuja tietoja SSD-asemalta. Tällaisia ohjelmia ei yksinkertaisesti ole olemassa.
Jos tavallisen kiintolevyn suurella tehopiikillä vain ohjain palaa 80% tapauksista, niin SSD-asemissa tämä ohjain sijaitsee itse levyllä muistisirujen kanssa ja koko asema palaa loppuun - hei perheen valokuva-albumiin.
Tämä vaara on käytännössä vähennetty nollaan kannettavissa tietokoneissa ja käytettäessä keskeytymätöntä virtalähdettä.
Pääpiirteet
Jos olet ostamassa SSD-levyä asennettavaksi tietokoneeseen, kiinnitä huomiota sen tärkeimpiin ominaisuuksiin.
Äänenvoimakkuus
Kun ostat SSD-aseman, kiinnitä ensinnäkin huomiota äänenvoimakkuuteen ja käyttötarkoitukseen. Jos ostat sen vain käyttöjärjestelmän asennusta varten, valitse laite, jossa on vähintään 60 Gt muistia.
Nykypäivän pelaajat haluavat asentaa pelejä SSD-levyille suorituskyvyn lisäämiseksi. Jos olet yksi heistä, tarvitset 120 Gt:n muunnelman.
Jos ostat SSD-levyn kiintolevyn sijaan, harkitse kuinka paljon tietoa tietokoneellesi on tallennettu. Mutta tässä tapauksessa SSD-levyn kapasiteetin ei tulisi olla alle 250 Gt.
Tärkeä! Solid-state-aseman hinta riippuu suoraan tilavuudesta. Siksi, jos budjettisi on rajallinen, käytä SSD-levyä käyttöjärjestelmän asentamiseen ja kiintolevyä tietojen tallentamiseen.
Muotoseikka
Useimmat nykyaikaiset SSD-asemien mallit myydään 2,5 tuuman kokoisina ja ne on rakennettu suojakoteloon. Tämän vuoksi ne näyttävät samankokoisilta klassisilta kiintolevyiltä.
Hyvä tietää! 2,5 tuuman SSD-aseman asentamiseksi tavalliseen 3,5 tuuman telineeseen PC-kotelon sisällä käytetään erityisiä sovittimia. Joissakin kotelomalleissa on 2,5 tuuman liittimet.
Markkinoilla on 1,8 tuuman ja pienempiä SSD-levyjä, joita käytetään pienikokoisissa laitteissa.
Liitäntäliitäntä
Puolijohde-asemilla on useita vaihtoehtoja liitäntärajapinnoille:
- SATA II;
- SATA III;
- PCIe;
- mSATA;
- PCIe+M.2.
Yleisin vaihtoehto on yhdistää SATA-liittimellä. Markkinoilla on edelleen SATA II -malleja. Niillä ei ole enää merkitystä, mutta vaikka ostaisitkin tällaisen laitteen, se toimii SATA III:ta tukevan emolevyn kanssa SATA-liitännän taaksepäin yhteensopivuuden vuoksi.
PCIe SSD:tä käytettäessä saatat joutua asentamaan ajurit, mutta tiedonsiirtonopeus on suurempi kuin SATA-yhteydellä. Mutta Mac OS:lle, Linuxille ja vastaaville ei aina ole ohjaimia - sinun tulee kiinnittää huomiota tähän valitessasi.
mSATA-malleja käytetään pienikokoisissa laitteissa, mutta ne toimivat samalla periaatteella kuin tavallinen SATA-liitäntä.
M.2- tai NGFF-mallit (Next Generation Form Factor) ovat jatkoa mSATA-linjan kehitykselle. Niillä on pienemmät mitat ja suuremmat asettelumahdollisuudet digitaalisten laitteiden valmistajille.
Luku/kirjoitusnopeus
Mitä suurempi tämä arvo, sitä tuottavampi tietokone. Keskinopeuden ilmaisimet:
- lukema 450-550 Mb/s;
- tallennus 350-550 Mb/s.
Valmistajat eivät voi ilmoittaa todellista, vaan enimmäisluku-/kirjoitusnopeutta. Saadaksesi todelliset luvut, etsi Internetistä arvosteluja ja arvosteluja sinua kiinnostavasta mallista.
Kiinnitä lisäksi huomiota pääsyaikaan. Tämä on aika, joka levyltä kuluu löytääkseen ohjelman tai käyttöjärjestelmän tarvitsemat tiedot. Vakioilmaisin on 10-19 ms. Mutta koska SSD-levyissä ei ole liikkuvia osia, ne ovat huomattavasti nopeampia kuin kiintolevyt.
Muistin tyyppi ja aika epäonnistumiseen
SSD-asemissa käytetään useita erilaisia muistisoluja:
- MLC (Multi Level Cell);
- SLC (Single Level Cell);
- TLC (Three Level Cell);
- 3D V-NAND.
MLC on yleisin tyyppi, jonka avulla voit tallentaa kaksi bittiä tietoa yhteen soluun. Sillä on suhteellisen pieni uudelleenkirjoitusjaksojen resurssi (3 000 - 5 000), mutta alhaisemmat kustannukset, minkä vuoksi tämän tyyppisiä kennoja käytetään solid-state-asemien massatuotantoon.
SLC-tyyppi tallentaa vain yhden bitin dataa solua kohden. Näille mikropiireille on ominaista pitkä käyttöikä (jopa 100 000 kirjoitusjaksoa), suuri tiedonsiirtonopeus ja minimaalinen pääsyaika. Mutta korkeiden kustannusten ja pienen tiedontallennusmäärän vuoksi niitä käytetään palvelin- ja teollisuusratkaisuissa.
TLC-tyyppi tallentaa kolme databittiä. Tärkein etu on alhaiset tuotantokustannukset. Haitoista: uudelleenkirjoitusjaksojen määrä on 1 000 - 5 000 toistoa, ja luku- / kirjoitusnopeus on huomattavasti alhaisempi kuin kahdessa ensimmäisessä mikropiirityypissä.
Terve! Viime aikoina valmistajat ovat onnistuneet pidentämään TLC-levyjen käyttöikää jopa 3 000 uudelleenkirjoitusjaksoon.
3D V-NAND -malleissa käytetään 32-kerroksista flash-muistia tavallisten MLC- tai TLC-sirujen sijaan. Mikrosirulla on kolmiulotteinen rakenne, jonka ansiosta tallennetun tiedon määrä pinta-alayksikköä kohti on paljon suurempi. Tämä lisää tiedon tallennuksen luotettavuutta 2-10 kertaa.
IOPS
Tärkeä tekijä on IOPS (syöttö / lähtötoimintojen määrä sekunnissa), mitä korkeampi tämä indikaattori, sitä nopeammin asema toimii suuren määrän tiedostoja kanssa.
muistisiru
Muistisirut on jaettu kahteen päätyyppiin MLC ja SLC. SLC-sirujen hinta on paljon korkeampi ja käyttöikä on keskimäärin 10 kertaa pidempi kuin MLC-muistisirujen, mutta oikein toiminnalla MLC-muistisiruihin perustuvien asemien käyttöikä on vähintään 3 vuotta.
Ohjain
Tämä on SSD-asemien tärkein osa. Ohjain hallitsee koko aseman toimintaa, jakaa dataa, tarkkailee muistikennojen kulumista ja jakaa kuorman tasaisesti. Suosittelen suosimaan aika-testattuja ja hyväksi havaittuja ohjaimia SandForcelta, Inteliltä, Indilinxiltä, Marvellilta.
SSD-muistin kapasiteetti
Käytännöllisintä on käyttää SSD-levyä vain käyttöjärjestelmän isännöimiseen, ja on parempi tallentaa kaikki tiedot (elokuvat, musiikki jne.) toiselle kiintolevylle. Tällä vaihtoehdolla riittää, kun ostat levyn, jonka koko on ~ 60 Gt. Näin voit säästää paljon ja saada saman tietokoneesi kiihtyvyyden (lisäksi aseman käyttöikä pitenee).
Annan jälleen ratkaisuni esimerkkinä - verkossa myydään (erittäin halvalla) erikoissäiliöitä kovalevyille, jotka asetetaan kannettavaan tietokoneeseen 2 minuutissa optisen CD-aseman (jota käytin pari kertaa neljä vuotta). Tässä on sinulle loistava ratkaisu – vanha levy aseman tilalle ja upouusi SSD tavallisen kiintolevyn tilalle. Se ei olisi voinut olla parempi.
Ja lopuksi pari mielenkiintoista faktaa:
Miksi kovalevyä kutsutaan usein kiintolevyksi? IBM julkaisi jo 1960-luvun alussa yhden ensimmäisistä kiintolevyistä ja tämän kehitystyön määrä oli 30 - 30, mikä osui yhteen suositun kiväärin Winchesterin (Winchester) nimeämisen kanssa, joten tällainen slanginimi on juurtunut kaikkiin. kiintolevyt.
Miksi juuri kovaa levy? Näiden laitteiden pääelementtejä ovat useat pyöreät alumiiniset tai ei-kiteiset lasilevyt. Toisin kuin levykkeet (levykkeet), niitä ei voi taivuttaa, joten he kutsuivat sitä kiintolevyksi.
TRIM-toiminto
SSD-aseman tärkein lisäominaisuus on TRIM (roskatkeräys). Se on seuraava.
SSD-levyn tiedot kirjoitetaan ensin vapaisiin soluihin. Jos levy kirjoittaa dataa aiemmin käytettyyn soluun, se ensin tyhjentää sen (toisin kuin kiintolevy, jossa tiedot kirjoitetaan olemassa olevan tiedon päälle). Jos malli ei tue TRIM:iä, se tyhjentää solun juuri ennen uuden tiedon kirjoittamista, mikä hidastaa tätä toimintaa.
Jos solid-state-asema tukee TRIM:iä, se vastaanottaa käyttöjärjestelmältä komennon poistaa solun tiedot ja tyhjentää ne ennen päällekirjoittamista, vaan levyn "tyhjäkäynnin" aikana. Tämä tehdään taustalla. Tämä pitää kirjoitusnopeuden valmistajan määrittelemällä tasolla.
Tärkeä! Käyttöjärjestelmän on tuettava TRIM-ominaisuutta.
piilotettu alue
Tämä alue ei ole käyttäjän käytettävissä, ja sitä käytetään epäonnistuneiden solujen korvaamiseen. Laadukkaissa solid-state-asemissa se on jopa 30 % laitteen tilavuudesta. Mutta jotkut valmistajat vähentävät SSD-aseman kustannuksia jopa 10%, mikä lisää käyttäjän käytettävissä olevan tallennustilan määrää.
Tämän tempun kääntöpuoli on, että TRIM-toiminto käyttää piilotettua aluetta. Jos sen volyymi on pieni, se ei riitä taustatiedonsiirtoon, minkä vuoksi SSD-levyn "kuormitus"-tasolla 80-90%, kirjoitusnopeus laskee jyrkästi.
Väylän kaistanleveys
Joten, kun valitset flash-aseman, tietojen lukemisen ja kirjoittamisen nopeus on myös ensiarvoisen tärkeää. Mitä suurempi tämä nopeus, sitä parempi. Mutta sinun tulee myös muistaa tietokoneesi tai pikemminkin emolevyn väylän kaistanleveys.
Jos kannettava tai pöytätietokoneesi on hyvin vanha, kalliin ja nopean SSD-aseman ostamisessa ei ole mitään järkeä. Hän ei vain pysty työskentelemään edes puolella kapasiteetistaan.
Selvyyden vuoksi ilmoitan eri väylien kaistanleveydet (tiedonsiirtoliittymä):
IDE (PATA) - 1000 Mbps. Tämä on hyvin vanha käyttöliittymä laitteiden kytkemiseksi emolevyyn. SSD-aseman liittämiseksi tällaiseen väylään tarvitset erityisen sovittimen. Kuvattujen levyjen käytön merkitys tässä tapauksessa on absoluuttinen nolla.
SATA - 1500 Mbit/s. Hauskempaa, mutta ei liikaa.
SATA2 - 3000 Mbit/s. Yleisin rengas tällä hetkellä. Esimerkiksi tällaisella linja-autolla ajamiseni toimii puolella kapasiteetistaan. Hän tarvitsee...
SATA3 - 6000 Mbit/s. Tämä on täysin eri asia! Tässä SSD-asema näyttää itsensä kaikessa loistossaan.
Selvitä siis ennen ostamista millainen väylä sinulla on emolevyllä ja mitä itse asema tukee, ja tee päätös oston tarkoituksenmukaisuudesta.
Tässä esimerkiksi kuinka valitsin (ja mikä ohjasi minua) HyperX 3K 120 Gt:ni. Lukunopeus on 555 MB/s ja tiedon kirjoitusnopeus 510 MB/s. Tämä kannettavassa tietokoneessani oleva asema toimii nyt tasan puolella ominaisuuksistaan (SATA2), mutta täsmälleen kaksi kertaa nopeammin kuin tavallinen kiintolevy.
Ajan myötä hän siirtyy lasten pelitietokoneelle, jossa on SATA3, ja hän näyttää siellä kaiken tehonsa ja kaiken työn nopeuden ilman rajoittavia tekijöitä (vanhentuneet, hitaat tiedonsiirtoliittymät).
Päättelemme: jos tietokoneessasi on SATA2-väylä etkä aio käyttää levyä toisessa (tehokkaammassa ja nykyaikaisemmassa) tietokoneessa, osta levy, jonka kaistanleveys on enintään 300 MB / s, mikä on huomattavasti halvempi ja samalla kaksi kertaa nopeampi kuin sinun nykyinen kiintolevy.
SSD-levyillä on monia etuja verrattuna perinteisiin mekaanisiin kiintolevyasemiin (HDD). Päälista sisältää tiedon luku- ja kirjoitusnopeuden, mekaanisten vaurioiden kestävyyden ja alhaisen virrankulutuksen. Tärkeimmät haitat ovat korkea hinta ja lyhyt aika epäonnistumiseen.
SSD-levy koostuu ohjausyksiköstä ja muistiyksiköstä (FLASH-siru ja DRAM-siru). SSD-asemaa voidaan käyttää laajasti kannettavana kiintolevynä, mikrokiintolevynä, muistikorttina, U-levynä jne.
Koska SSD-asemalla on rajoitettu määrä kirjoitusjaksoja, on olemassa tietojen menetyksen vaara. Tämän perusteella haluamme kertoa sinulle, kuinka voit palauttaa tiedot SSD-asemalta itse.
Tarkastellaan ensin tärkeimpiä syitä tietojen katoamiseen SSD:ltä:
- sähköisten ja fyysisten komponenttien vaurioituminen;
- pitää päällä;
- ohjelmisto-ongelmien tai käyttöjärjestelmän toimintahäiriön aiheuttama tiedostojen korruptio;
- virushyökkäykset.
Mahdollisuudet palauttaa tiedot SSD:ltä
Tiedostojen poistaminen SSD-levyltä eroaa pohjimmiltaan prosessista, jolla tiedostot poistetaan tavalliselta kiintolevyltä.
Jos tiedosto poistetaan tavalliselta kiintolevyltä, tämä on vain poistamasi hakemisto. Toisin sanoen todelliset tiedot pysyvät siellä, kunnes uudet tiedostot korvaavat tämän tilan. SSD-levyllä sisältö poistetaan välittömästi TRIM-komennolla.
Mikä sitten on TRIM? Kun kirjoitat uutta tietoa mekaaniselle kiintolevylle, Windows sallii levyjen poistaa aiemmat tiedot ensin. Sitten uudet tiedot sijoitetaan oikeaan paikkaan. Kun yksinkertaisesti suoritat poistotoiminnon, Windows merkitsee vastaavan tilan kirjoittamista varten, mutta ei poista varsinaisen tiedoston sisältöä.
Kuitenkin, kun Windows tunnistaa SSD-levyn ja vahvistaa, että TRIM:iä tuetaan, se poistaa tiedoston välittömästi sen sijaan, että luoisi erityistä tunnistetta.
Onneksi SSD-tietojen palautus on mahdollista seuraavissa olosuhteissa:
- On mahdollista palauttaa tiedostoja, jos liität SSD-levyn tietokoneeseen ulkoisena kiintolevynä USB-portin kautta;
- Tiedot palautetaan, kun SSD-levyä käytetään RAID-ryhmässä, koska TRIM-levyä ei tueta tässä levyryhmässä.
- TRIM-tuki on otettu käyttöön Windows Vistan jälkeen. siksi Windows Vistassa ja aiemmissa versioissa TRIM-komentoa ei tueta, ja se tarkoittaa, että tietojen palautus on mahdollista;
- jos tiedostojärjestelmä kaatuu, levyä ei voi lukea tai se ei ole käytettävissä ollenkaan, poistetut tiedostot voidaan palauttaa, koska TRIM-tiimiä ei ole otettu käyttöön;
- Jos SSD on tarpeeksi vanha, se ei välttämättä tue TRIM:iä. Siksi poistetut tiedot voidaan palauttaa.
Jos tilanteesi vastaa jotakin näistä ehdoista, voit palauttaa kadonneet tiedot tietojen palautusohjelmistolla.
Magic Partition Recovery
Jos levylläsi on poistettuja osioita tai viallisia sektoreita, Magic Partition Recovery voi palauttaa kaikki tiedot sieltä. Tämä ohjelma palauttaa kaiken tyyppiset tiedostot kaikentyyppisiltä tietovälineiltä. Quick Scan -tila näyttää luettelon poistetuista tiedostoista muutamassa sekunnissa, kun taas syväanalyysitila löytää tiedostot sisällön perusteella ilman tiedostotaulukkoa. Magic Partition Recovery korjaa virheet järjestelmälevyrakenteessa ja palauttaa pahasti vaurioituneet, poistetut ja päällekirjoitetut tiedostojärjestelmät.
Magic Uneraser
Tuote palauttaa kaikki poistetut tiedostot ja kansiot lähes välittömästi. Koska tämä ohjelma tukee kaikkien tiedostotyyppien palauttamista, mukaan lukien MS Office -asiakirjat, digitaaliset valokuvat, MP3- ja ZIP-arkistot, se herättää nopeasti ja luotettavasti kaikki tietosi. Jos olet tyhjentänyt roskakorin tai poistanut tärkeän asiakirjan lähettämättä sitä roskakoriin, alustanut muistikortin tai kadottanut tiedostot kiintolevyltä, jota ei ole enää saatavilla, Magic Uneraser auttaa sinua kaikissa tilanteissa. Magic Uneraser tukee kaikentyyppisiä mediatiedostoja, mukaan lukien kiintolevyt, SSD-asemat, USB-muistit ja muistikortit.
Jokainen tietokoneen käyttäjä kohtaa ennemmin tai myöhemmin ongelmia, kun on tarpeen korjata järjestelmässä ilmenevät virheet. Ja on hyvä, jos he eivät koskeneet henkilötietoihin. Pahempaa, jos joudut käsittelemään SSD-levyn palautusta. Mitä tähän tarvitaan?
Laite
Ennen kuin selvität kuinka palauttaa tiedot solid-state-asemalta, sinun tulee ymmärtää, mikä se on. SSD on asema, joka on asennettu tietokonejärjestelmään. Sitä verrataan usein kiintolevyyn, koska molemmilla laitteilla on samat tehtävät. Mutta siinä on merkittävä ero.
Solid State Drive on erittäin nopea asema, joka pystyy käsittelemään työtä useita kertoja nopeammin kuin kiintolevy. Tämä johtuu suunnittelun eroista.
Magneettilevyjen ja lukupään ympärille rakennettu Solid State Drive -asema toimii kuten flash-asema ja perustuu mikrosiruihin.
Tällä hetkellä SSD-levyt ovat vasta yleistymässä. Ne ostetaan usein pareittain kiintolevyjen kanssa, ja niihin laitetaan käyttöjärjestelmä nopeaa käynnistystä varten. Koska SSD on liian kallis, kiintolevyä ei voida kokonaan korvata SSD:llä. Vaikka palvelinasemat ja pelijärjestelmät voivat asentaa useita puolijohde-asemia.
Ajo-ongelmia
Kuten jo mainittiin, SSD on suosittu suuren nopeudensa vuoksi. Mutta tämän lisäksi sitä pidetään myös luotettavana laitteena. Tämä johtuu siitä, että aseman suunnittelussa ei ole liikkuvia osia, joten se ei kärsi pienistä vaurioista, joita kiintolevy ei ehkä kestä.
Mutta virukset ja käyttäjävirheet voivat varmasti hyökätä SSD-levyyn. Kaikki tämä vaikuttaa henkilötietojen eheyteen. Jos tietyt tiedostot poistetaan, niiden palauttaminen ei ole helppoa. Vaikeampi - tietojen kanssa muotoilun jälkeen. Mutta SSD-levyn palautus on mahdollista.
Mitkä ovat mahdollisuudet?
On sanottava heti, että tietojen palautus SSD-asemalta on jonkin verran erilainen kuin prosessi, joka on tarpeen kiintolevyn tapauksessa. Valitettavasti on tilanteita, joissa kadonneiden asiakirjojen palauttaminen ei ole mahdollista.
Mutta useimmissa tapauksissa tiedostot on mahdollista palauttaa. Käyttäjän on valittava sopiva ohjelma ja noudatettava ohjeita.
Erikoisryhmä
Kysymys siitä, tapahtuuko SSD:n palautus, huolestuttaa monia. Siihen ei todellakaan ole helppo vastata, koska on pari vivahdetta, jotka voivat vaikuttaa tulokseen.
Aseman erottuva piirre on tietyn SSD:n komennon läsnäolo. TRIM on vastuussa siitä, että kaikki levyltä poistetut tiedot todella tuhoutuvat. SSD-asema poistaa tiedostot kokonaan tietolohkoista.
Tämä komento toimii hyvin yksinkertaisesti. Kun käyttäjä poistaa asiakirjoja, se osoittaa, että tiedostot ovat tuhoutuneet, eikä niitä ole jätetty syrjään erityisiin lohkoihin.
Mutta on yksi seikka: asiakirjoja ei tietenkään poisteta heti. Laite ilmoittaa käyttäjälle, että tiedostot on poistettu, mutta esto tyhjennetään hieman myöhemmin. Siksi on mahdollisuus palauttaa tiedot nopeasti.
Kaikki suositut solid-state-asemien valmistajat yrittävät luoda universaaleja laitteita, jotka eroaisivat toisistaan vain arkiston koosta. Kaikilla asemilla on sama nopeus, joten TRIM-komento suoritetaan 100-prosenttisesti.
Mitä tehdä?
Jos on samanlainen komento, onko mahdollista palauttaa SSD-asema? Itse asiassa siitä tulee vain vähän. Jotkut asemat eivät esimerkiksi tue komentoa poistaa tiedostot kokonaan, joten mikä tahansa ohjelma voi käsitellä palautuksen. TRIM ei myöskään välttämättä toimi tietyissä käyttöjärjestelmissä. Käyttöliittymässä tai emolevyssä voi olla ongelmia. USB- ja FireWire-protokollat eivät tue komentoa.
Formatoidut asemat
Tässä tapauksessa SSD-levytiedostojen palauttaminen on vielä vaikeampaa. Kuten tiedät, levyjen alustus on täydellinen ja nopea. Tämän ominaisuuden avulla voit tyhjentää tiedot kokonaan asemasta.
Täysi muotoilu tuhoaa tiedot kokonaan, kun taas nopea muotoilu toimii tietoosion taulukoiden kanssa. Siksi mikä tahansa suosittu palautusohjelma käsittelee toisen tyyppisen poiston. Mutta myöhemmin solid-state-aseman tekniikka on muuttunut. Nyt on vaikea selviytyä nopeasta formaatista, puhumattakaan täydellisestä.
Tämä asiaintila liittyy jälleen TRIM-komentoon. Kun käyttäjä valitsee muotoilun, se aloittaa automaattisesti tietojen täydellisen poistamisen. Ja TRIM:n aktivoinnin ja levyltä olevien asiakirjojen tuhoamisen välillä ei ole käytännössä mitään viivettä.
Aseman vika
Mihin SSD-palautus on tarkoitettu? Kiintolevy voi olla vioittunut järjestelmästä tai vaurioitunut. Ehkä laite ei ole enää luettavissa, eikä käyttöjärjestelmä voi havaita sitä. Tässä tapauksessa henkilötietojen palauttaminen on hyvin yksinkertaista. Riittää, kun valitset oikean ohjelmiston ja palautat tiedostot.
Tämä johtuu siitä, että asema ei voi aktivoida TRIM-toimintoa. Koska komento ei ole käynnissä, lohkojen tiedostoja ei poisteta. Näin ollen ne on helppo palauttaa.
Palautusohjeet
Ensin pitää löytää hyvä ohjelma. SSD-aseman palauttaminen ei ole helppo tehtävä. Kuten flash-aseman tapauksessa, käyttäjän on kokeiltava useita ohjelmia kerralla. Siksi sinun on ensin asennettava muutama apuohjelma.
Tämän jälkeen sinun on kytkettävä SSD. Monet käyttäjät suosittelevat USB:n käyttöä SATA:n sijaan. Tämä johtuu siitä, että "alkuperäinen" portti voi aktivoida TRIM-komennon, ja vastaavasti tiedostot poistetaan pysyvästi.
Jos liität aseman USB:n kautta, poisto ei aktivoidu, mikä tarkoittaa, että asiakirjat pysyvät ennallaan.
Kun olet kytkenyt laitteen, voit suorittaa ohjelman. Olipa apuohjelma mikä tahansa, niillä kaikilla on samanlainen käyttöliittymä. Sinun tarvitsee vain valita asema, jonka haluat palauttaa. Tämän jälkeen käyttäjän on suoritettava diagnostiikka ja sitten itse palautusprosessi.
tuloksia
Kun ohjelma kerää kaikki tiedot, näkyviin tulee taulukko, jossa ilmoitetaan kaikki kadonneet tiedot. Jotkut ohjelmat käyttävät tiettyjä merkintöjä. Jos tiedosto voidaan palauttaa ja tallentaa tietokoneelle, sen vieressä on vihreä valintamerkki. Jos se on vaurioitunut ja sen palautuminen on epävarmaa, sen vieressä on keltainen valintamerkki. Punainen väri osoittaa, että tiedostot ovat vakavasti "tuhotettu" ja niistä on vain jäänteitä. Näin ollen tällaista dataa ei voida "reinkarnoida".
Ohjelmat
On olemassa suuri määrä ohjelmia tietojen palauttamiseksi SSD-levyltä. Voit esimerkiksi käyttää Magic Partition Recovery -ohjelmaa. Apuohjelma voi käsitellä poistetut osiot ja vialliset sektorit.
Ohjelma toimii useiden tiedostomuotojen kanssa. Hän voi skannata aseman lyhyessä ajassa ja laatia sitten raportin. SSD:stä on myös syvällinen analyysi. Tässä tapauksessa apuohjelma toimii tiedostojen sisällön kanssa ilman tiedostotaulukkoa.
Magic Uneraser on toinen asiakirjojen palautusohjelmisto. Se eroaa edellisestä versiosta vain käyttöliittymässä. Toimii kaikkien olemassa olevien mediatiedostomuotojen kanssa. Skannaa aseman nopeasti ja kerää myös raportin palautetuista tiedoista. Apuohjelma on yhteensopiva kiintolevyasemien, SSD-asemien, muistikorttien ja flash-asemien kanssa.
Korjaus
Puhuttaessa SSD-ohjaimen palauttamisesta, on syytä mainita laitteen fyysiset vauriot. Jostain syystä asema hajosi, sinun ei pitäisi heti heittää sitä pois. Monet asiantuntijat sanovat, että se on täysin mahdollista korjata. Tässä kysymys on erilainen: onko käyttäjällä tarvittavat työkalut ja taidot?
Tässä tapauksessa sinun on tiedettävä lukualue, muistityypit, vakiovirheet. Asiantuntijat tarkastavat laitteen huolellisesti, irrottavat sirut, valitsevat telineen ja skannaavat levyn.
Tavallinen käyttäjä ei tietenkään pysty suorittamaan tällaisia toimintoja. Tätä varten sinun on ymmärrettävä aseman laite sekä oltava asianmukaiset tarkastusohjelmat ja korjaustyökalut.
SSD-markkinat monipuolistuvat vähitellen. SSD-asemien kapasiteetti kasvaa ja samalla muistin gigatavuhinta laskee. On kuitenkin vielä ennenaikaista sanoa, että SSD-asemista on tullut suosittuja. Pääsyynä tähän on niiden alhainen (perinteisiin kiintolevyihin verrattuna) kapasiteetti ja erittäin korkea (taas perinteisiin kiintolevyihin verrattuna) muistin gigatavuhinta. Siksi SSD-aseman läsnäolo kodin pöytätietokoneessa on enemmän poikkeus säännöstä. Lisäksi jopa netbookeissa ja kannettavissa tietokoneissa SSD-asemat ovat edelleen erittäin harvinaisia. Samalla on jo selvää, että tiedontallennusjärjestelmien tulevaisuus on SSD-asemissa, jotka syrjäyttävät kiintolevyasemia entisestään markkinoilta. Milloin se tapahtuu? Kyllä, itse asiassa heti, kun ne ovat kapasiteetiltaan ja kustannuksiltaan verrattavissa kiintolevyihin. Sitten jälkimmäinen yksinkertaisesti katoaa luokkana, koska SSD-levyillä on useita kiistattomia etuja kiintolevyihin verrattuna.
Tässä artikkelissa tarkastelemme joitain nykyaikaisten SSD-asemien toiminnan ominaisuuksia, jotka joskus aiheuttavat paljon kysymyksiä ja hämmennystä, puhumme niiden arkkitehtuurin ominaisuuksista sekä mahdollisista vaihtoehdoista näiden asemien käyttämiseksi kannettavissa tietokoneissa, tietokoneissa. ja palvelimia.
SSD-asemiin siirtymisen merkitys
Nykyaikaiset keskusprosessorit, jotka määrittävät tietokoneen laskentaominaisuudet, ylittävät huomattavasti perinteisten kiintolevyasemien (HDD) suorituskyvyn. Tästä johtuen tiedontallennusalijärjestelmät ovat monissa tapauksissa se pullonkaula, joka estää tietokoneen suorituskyvyn yleisen kasvun. RAID-ryhmiin perustuvien kalliiden ratkaisujen käyttö ratkaisee vain osittain prosessorien ja kiintolevypohjaisten tallennusalijärjestelmien suorituskyvyn epätasapainon. Ja tulevaisuudessa prosessorien ja kiintolevyjen suorituskyvyn epätasapaino vain kasvaa, ja tulemme väistämättä siihen tulokseen, että tietokoneen suorituskykyä monissa sovelluksissa ei enää määritä prosessorin suorituskyky, vaan se lepää. heikoimmalla lenkin - tiedontallennusalijärjestelmällä. Joten vuodesta 1996 lähtien prosessorien keskimääräinen suorituskyky on kasvanut 175-kertaiseksi, kun taas kiintolevyjen suorituskyky (eli 20 kt:n lohkojen selektiivistä lukemista) on vain 1,3-kertainen.
|
Nykyään ainoa tapa ratkaista tämä ongelma on siirtyä kiintolevyistä flash-muistiin perustuviin SSD-levyihin (Solid State Drives). Nämä asemat pystyvät tarjoamaan suorituskyvyn, joka on täysin yhdenmukainen nykypäivän moniytimisprosessorien suorituskyvyn kanssa.
Korkea suorituskyky ei kuitenkaan ole SSD-levyjen ainoa etu. Ne ovat myös täysin äänettömiä, koska niissä ei ole liikkuvia osia ja varsinkin kannettavissa tietokoneissa ne kuluttavat paljon vähemmän virtaa kuin kiintolevyt. Näin ollen perinteisen 2,5 tuuman kiintolevyn virrankulutus aktiivisessa tilassa on noin 2,5-3 W ja noin 0,85-1 W lepotilassa (Idle). Jos kiintolevy ei ole aktiivinen, se siirtyy hetken kuluttua (asetuksista riippuen) virransäästötilaan (valmiustilaan tai lepotilaan) ja kun se poistuu tästä tilasta, sen pyöriminen kestää noin 1-2 sekuntia. SSD:n (ei-palvelin) tyypillinen virrankulutus aktiivisessa tilassa on noin 0,15 W ja lepotilassa - 0,06 W. Lisäksi, kun se on määritetty oikein, siirtyminen aktiivisesta tilasta virransäästötilaan tapahtuu automaattisesti, jos levy on passiivinen 25 ms. Ja nämä levyt käynnistyvät melkein välittömästi, koska niillä ei yksinkertaisesti ole mitään pyöritettävää. Huomaa, että jotta SSD siirtyy automaattisesti virransäästötilaan, sinun on otettava käyttöön Device Initiated Power Management (DIPM) -ominaisuus rekisterissä, koska HIPM (Host Initiated Power Management) -ominaisuus on oletusarvoisesti asetettu, kun asema itse tekee niin. eivät hallitse siirtymistä virransäästötilaan ja käyttöjärjestelmään.
SSD-asemat eivät ole huonompia kuin perinteiset kiintolevyasemat sellaisilta ominaisuuksiltaan kuin keskimääräinen vikojen välinen aika (MTFB). Joten, jos kiintolevyn keskimääräinen vikojen välinen aika on noin 300 tuhatta tuntia, niin SSD-asemilla se on yli miljoona tuntia.
Vaikuttaa siltä, että jos SSD-levyjen edut ovat niin ilmeisiä, miksi niitä ei ole vielä käytetty laajalti? Valitettavasti SSD-asemilla on myös vakavia haittoja. Ensinnäkin nykyaikaiset SSD-levyt eivät ole verrattavissa kiintolevyihin kapasiteetin suhteen. Joten jos kiintolevyjen (3,5 tuumaa) kapasiteetti saavuttaa 3 TB, SSD-levyjen (2,5 tuumaa) enimmäiskapasiteetti on vain 512 Gt. Totta, jos vertaamme 2,5 tuuman SSD- ja HDD-asemia, niin niiden kapasiteetti on melko vertailukelpoinen.
Toinen SSD-asemien haittapuoli on niiden hinta, joka on useita kertoja korkeampi kuin kiintolevyjen.
SSD-levyjen kapasiteetin osalta kaikki ei kuitenkaan ole niin huonoa kuin miltä saattaa näyttää. SSD-tallennuskapasiteetti kasvaa paljon nopeammin kuin HDD-tallennuskapasiteetti, eikä ole kaukana päivä, jolloin SSD-tallennuskapasiteetti ylittää HDD-tallennuskapasiteetin. Tässä on mielenkiintoisia tilastoja sen todistamiseksi. Vuonna 2006 Intel, yksi SSD-markkinoiden johtavista toimijoista, valmisti NAND-flash-muistisiruja SSD-levyille 90 nm:n prosessitekniikalla, kun niiden kapasiteetti oli 1 tai 2 Gbps. Vuonna 2009 Intel julkaisi flash-muistisiruja jo 34 nm:n prosessitekniikalla, ja sirujen kapasiteetti alkoi olla 32 Gbps. Vuonna 2010 yritys hallitsi 25 nm:n valmistusprosessia 64 Gt:n flash-muistisiruille. Kuten näet, SSD-asemien flash-muistisirujen kapasiteetin kasvuvauhti on vaikuttava: itse asiassa se kaksinkertaistuu joka vuosi. Joten pian SSD-levyjä on enemmän kuin kiintolevyjä.
On myös huomattava, että vaikka SSD-levyjen laaja käyttö on vielä kaukana, ei pidä paikkaansa väittää, ettei SSD-levyjä osteta ollenkaan. Tilastot ovat seuraavat: vuonna 2008 SSD-levyjä myytiin maailmassa vain 700 tuhatta kappaletta, vuonna 2009 myyntimäärä oli jo 2 miljoonaa kappaletta ja tänä vuonna ennusteiden mukaan 5,9 miljoonaa kappaletta. Vuoteen 2013 mennessä SSD-asemien markkinoiden oletetaan olevan 61,8 miljoonaa kappaletta.
Joten SSD-asemien myyntiennusteet ovat erittäin optimistisia, mutta ne eivät vastaa pääkysymykseen: mitä käyttäjien pitäisi tehdä tänään, kun SSD-asemien kapasiteetti ei vieläkään ole tarpeeksi korkea ja niiden kustannukset ovat edelleen erittäin korkeat? Jos puhumme kotikäyttäjistä, ei tietenkään ole järkevää heittää pois kiintolevyjä SSD-levyn asentamiseksi. Voit kuitenkin parantaa tietokoneesi suorituskykyä käyttämällä SSD-asemia. Optimaalinen ratkaisu on, kun pöytätietokone käyttää yhden SSD:n ja yhden tai useamman kiintolevyn yhdistelmää. Voit asentaa käyttöjärjestelmän ja kaikki ohjelmat SSD-levylle (80 Gt:n levy riittää tähän) ja käyttää kiintolevyä tietojen tallentamiseen.
Flash-solulaite
Kuten sanoimme, SSD-levyjen tärkein etu on niiden parempi suorituskyky verrattuna kiintolevyihin, mutta erityisiä ominaisuuksia, kuten peräkkäisiä ja selektiivisiä luku- ja kirjoitusnopeuksia, ei annettu. Ennen kuin harkitset SSD-asemien nopeusominaisuuksia sekä SSD-asemien tyyppejä, sinun on kuitenkin tutustuttava niiden arkkitehtuurin ominaisuuksiin ja tietojen lukemiseen ja kirjoittamiseen näille asemille. Aloitetaan lyhyellä kuvauksella flash-muistisolun rakenteesta.
Yksinkertaisimmalla tasollaan flash-muistisolu on n-kanavainen MOSFET-transistori ns. kelluvalla portilla. Muista, että tavallinen n-kanavainen MOSFET-transistori (rakenne n-p-n) voi olla kahdessa tilassa: auki ja lukittu (kiinni). Ohjaamalla nielun ja portin välistä jännitettä voidaan luoda elektroninjohtavuuskanava ( n-kanava) lähteen ja viemärin välillä (kuva 1). Jännitettä, jolla johtavuuskanava esiintyy, kutsutaan kynnysjännitteeksi. Johtokanavan läsnäolo vastaa transistorin avointa tilaa ja poissaolo (kun transistori ei pysty johtamaan virtaa lähteestä viemäriin) - lukittu.
Riisi. 1. MOSFET-laite (avoin ja suljettu tila)
Avoimessa tilassa nielun ja lähteen välinen jännite on lähellä nollaa ja suljetussa tilassa se voi saavuttaa korkean arvon. Transistori itsessään ei tietenkään pysty tallentamaan tietoa. Itse asiassa kelluva suljin on tarkoitettu tietojen tallentamiseen (kuva 2). Se on valmistettu monikiteisestä piistä ja on täysin ympäröity dielektrisellä kerroksella, mikä antaa sille täydellisen sähköisen kosketuksen puuttumisen transistorin elementtien kanssa. Kelluva portti sijaitsee ohjausportin ja alustan välissä p-n-siirtymät. Tällainen suljin pystyy säilyttämään siihen asetetun varauksen (negatiivisen) rajoittamattoman ajan (jopa 10 vuotta). Ylimääräisen negatiivisen varauksen (elektronien) läsnäolo tai puuttuminen kelluvalla hilalla voidaan tulkita loogisena ykkösenä ja nollana.
Riisi. 2. Kelluvan hilan transistorilaite ja muistisolun sisällön lukeminen
Harkitse ensin tilannetta, jossa kelluvalla portilla ei ole elektroneja. Tässä tapauksessa transistori käyttäytyy kuten jo käsitelty perinteinen transistori. Kun ohjausporttiin syötetään kynnysarvoa vastaava positiivinen jännite (muistisolun alustus), hila-alueelle syntyy johtavuuskanava - ja transistori menee avoimeen tilaan. Jos kelluvaan hilaan asetetaan ylimääräinen negatiivinen varaus (elektroneja), niin se kompensoi ohjaushilan synnyttämää sähkökenttää jopa kynnysjännitteen ollessa kytkettynä ohjaushilan synnyttämää sähkökenttää ja estää johtumiskanavan muodostumisen, eli transistori on suljetussa tilassa.
Siten varauksen olemassaolo tai puuttuminen kelluvassa hilassa määrittää yksiselitteisesti transistorin tilan (avoin tai kiinni), kun sama kynnysjännite kohdistetaan ohjaushilaan. Jos jännitteen syöttö ohjausporttiin tulkitaan muistisolun alustukseksi, niin lähteen ja nielun välistä jännitettä voidaan käyttää arvioimaan kelluvan hilan varauksen olemassaoloa tai puuttumista.
Toisin sanoen, jos hilalla ei ole ohjausjännitettä, riippumatta kelluvan hilan varauksen olemassaolosta tai puuttumisesta, transistori on aina kiinni, ja kun hilaan kohdistetaan kynnysjännite, portin tila transistori määräytyy varauksen läsnäolon perusteella kelluvassa hilassa: jos varaus on, transistori suljetaan ja lähtöjännite on korkea; jos latausta ei ole, transistori on auki ja lähtöjännite on alhainen.
Transistorin suljettu tila (johtamiskanavan puuttuminen) tulkitaan yleensä loogiseksi nollaksi, ja avointa tilaa (johtamiskanavan olemassaolo) käsitellään loogisena yksikkönä. Siten muistisolua alustettaessa (kynnysjännitettä hilaan syötettäessä) kelluvan hilan varauksen esiintyminen tulkitaan loogiseksi nollaksi ja sen puuttuminen käsitellään loogisena nollana (katso taulukko).
Se osoittautuu eräänlaiseksi perusmuistisoluksi, joka voi tallentaa yhden informaatiobitin. Tässä tapauksessa on tärkeää, että kelluvan hilan varaus (jos sellainen on) voidaan ylläpitää mielivaltaisen pitkän ajan sekä muistisolun alustuksen aikana että ohjaushilan jännitteen puuttuessa. Tässä tapauksessa muistisolu on haihtumaton. Jää vain selvittää, kuinka asettaa lataus kelluvaan porttiin (kirjoittaa muistisolun sisältö) ja poistaa se sieltä (poistaa muistisolun sisältö).
Varaus asetetaan kelluvaan hilaan joko kuumaelektroniruiskutusmenetelmällä (CHE-Channel Hot Electrons) tai Fowler-Nordheim-tunnelointimenetelmällä (kuva 3). No, varaus poistetaan vain Fowler-tunnelointimenetelmällä.
Riisi. 3. Tietobitin kirjoittaminen ja poistaminen kelluvaporttitransistoriin
Kuumaelektroniruiskutusmenetelmää käytettäessä nielu- ja ohjausporttiin syötetään korkea jännite (ohjausporttiin syötetään kynnysarvoa korkeampi jännite), jotta kanavan elektronit saavat tarpeeksi energiaa voittamaan kanavan aiheuttaman potentiaaliesteen. ohut dielektrinen kerros ja tunneli kelluvan hilan alueelle (luettaessa ohjausporttiin syötetään vähemmän jännitettä, eikä tunnelointivaikutusta havaita).
Varauksen poistamiseksi kelluvasta hilasta (muistisolun tyhjennysprosessi) ohjaushilaan syötetään korkea negatiivinen jännite ja lähdealueelle positiivinen jännite. Tämä saa elektronit tunneloimaan kelluvan hilan alueelta lähdealueelle (Fowler-Nordheim (FN) kvanttitunnelointi).
Tarkastelemamme kelluva hilatransistori voi toimia flash-muistin yksikkösoluna. Yksitransistorisoluissa on kuitenkin useita merkittäviä haittoja, joista suurin on huono skaalautuvuus. Tosiasia on, että muistitaulukkoa järjestettäessä jokainen muistisolu (transistori) on kytketty kahteen kohtisuoraan väylään: ohjausportit - väylään, jota kutsutaan sanalinjaksi, ja nielut - väylään, jota kutsutaan bittilinjaksi (tulevaisuudessa tämä organisaatiota harkitaan NOR -arkkitehtuurin esimerkin avulla). Koska piirissä on korkea jännite kuuman elektronin injektiotallennuksen aikana, kaikkien linjojen - sanojen, bittien ja lähteiden - on sijaittava riittävän suurella etäisyydellä toisistaan, jotta saavutetaan vaadittu eristystaso, mikä luonnollisesti vaikuttaa rajoituksiin. Flash-muisti.
Toinen yksitransistorin muistisolun haittapuoli on liiallisen varauksen poiston vaikutus kelluvasta hilasta, jota kirjoitusprosessi ei voi kompensoida. Tämän seurauksena kelluvaan hilaan muodostuu positiivinen varaus ja transistori pysyy aina päällä.
Myös muun tyyppisiä muistisoluja käytetään laajalti, kuten SST-solu (kuva 4), jonka on kehittänyt Silicon Storage Technology, Inc. SST-solun transistorissa kelluvien ja ohjausporttien muotoja on muutettu. Ohjausportti on kohdistettu reunansa kanssa viemärin reunaan, ja sen kaareva muoto mahdollistaa kelluvan portin sijoittamisen osittain sen alle ja samanaikaisesti lähdealueen yläpuolelle. Tällainen kelluvan hilan järjestely mahdollistaa toisaalta prosessin, jossa siihen asetetaan varaus kuuman elektronin injektiomenetelmällä, ja toisaalta prosessin, jossa varauksen poistaminen johtuu Fowler-Nordheim tunnelointiefekti.
Riisi. 4. SST-muistisolun rakenne
Kun varaus poistetaan, elektronitunnelointia ei tapahdu lähdealueelle, kuten tarkasteltavassa yksitransistorikennossa, vaan ohjaushila-alueelle. Tätä varten ohjausporttiin syötetään korkea positiivinen jännite. Ohjausportin synnyttämän sähkökentän vaikutuksesta kelluvasta hilasta tunneloidaan elektroneja, mitä helpottaa sen reunoja kohti kaareva muoto.
Kun kelluvaan hilaan asetetaan varaus, viemäri maadoitetaan ja lähde- ja ohjausporttiin syötetään positiivinen jännite. Tässä tapauksessa ohjausportti muodostaa johtamiskanavan, ja nielun ja lähteen välinen jännite "kiihdyttää" elektroneja antaen niille tarpeeksi energiaa potentiaaliesteen ylittämiseen, eli tunneloimaan kelluvalle hilalle.
Toisin kuin yhden transistorin muistisolussa, SST-solussa on hieman erilainen järjestelmä muistiryhmän järjestämiseksi.
Monitasoiset ja yksitasoiset flash-muistikennot
Kaikki tähän mennessä käsitellyt muistisolutyypit pystyvät tallentamaan vain yhden bitin tietoa solua kohden. Tällaisia muistisoluja kutsutaan yksitasoisiksi (Single Level Cell, SLC). On kuitenkin myös sellaisia soluja, joista jokainen tallentaa useita bittejä, nämä ovat monitasoisia soluja tai MLC (Multi Level Cell).
Kuten jo mainittiin kuvattaessa yksitransistorin muistisolua, loogisen yksikön tai nollan olemassaolo määräytyy bittilinjan jännitteen arvon perusteella ja riippuu kelluvan hilan varauksen olemassaolosta tai puuttumisesta. Jos ohjaushilaan kohdistetaan kynnysjännite, niin kelluvan hilan varauksen puuttuessa transistori on auki, mikä vastaa loogista yksikköä. Jos kelluvassa hilassa on negatiivinen varaus, joka suojaa kentällänsä ohjausportin luomaa kenttää, niin transistori on suljetussa tilassa, mikä vastaa loogista nollaa. On selvää, että jopa kelluvan hilan negatiivisen varauksen ollessa läsnä, transistori voidaan kytkeä avoimeen tilaan, mutta tätä varten ohjaushilaan on kytkettävä jännite, joka ylittää kynnysarvon. Siksi kelluvan hilan varauksen puuttuminen tai olemassaolo voidaan arvioida ohjaushilan jännitteen kynnysarvon perusteella. Koska kynnysjännite riippuu kelluvan hilan varauksen arvosta, on mahdollista paitsi määrittää kaksi rajoittavaa tapausta - varauksen puuttuminen tai olemassaolo, vaan myös arvioida varauksen määrää kynnysjännitteen arvon perusteella. . Jos siis kelluvalle hilalle on mahdollista sijoittaa eri määrä varaustasoja, joilla kullakin on oma kynnysjännitearvonsa, niin yhteen muistisoluun voidaan tallentaa useita informaatiobittejä. Esimerkiksi 2 bitin tallentamiseksi yhteen soluun käyttämällä tällaista transistoria on tarpeen erottaa neljä kynnysjännitettä, eli kelluvalle hilalle on pystyttävä sijoittamaan neljä eri varaustasoa. Sitten kullekin neljästä kynnysjännitteestä voidaan määrittää kahden bitin yhdistelmä: 00, 01, 10, 11.
Jotta yhteen soluun voidaan kirjoittaa 4 bittiä, on tarpeen erottaa jo 16 kynnysjännitettä.
MLC-soluja kehittää aktiivisesti Intel, joten MLC-kennoihin perustuvaa muistitekniikkaa kutsutaan nimellä Intel StrataFlash.
Huomaa, että SLC-muistisolut tarjoavat suuremmat luku- ja kirjoitusnopeudet. Lisäksi ne ovat kestävämpiä, mutta niihin perustuvat SSD-levyt ovat kalliimpia, koska samalla kapasiteetilla MLC- ja SLC-muistisoluihin perustuvien SSD-levyjen kanssa itse muistisolujen määrä MLC-levyllä on puolet vähemmän ( nelitasoisen solumuistin tapauksessa). Siksi SLC-muistisoluihin perustuvia SSD-levyjä käytetään pääasiassa palvelimissa.
Flash Array -arkkitehtuuri
Yksinkertaisinta tarkastelemaamme kflash-muistisolua, joka pystyy tallentamaan yhden bitin tietoa, voidaan käyttää haihtumattomien muistiryhmien luomiseen. Tätä varten sinun tarvitsee vain yhdistää useita soluja yhdeksi taulukoksi sopivalla tavalla, eli luoda muistiarkkitehtuuri.
Flash-muistiarkkitehtuurityyppejä on useita, eli tapoja yhdistää muistisolut yhdeksi taulukoksi, mutta NOR- ja NAND-arkkitehtuurit ovat yleisimpiä. Huomaa, että SSD-levyt käyttävät NAND-tyyppistä muistijärjestelyä, mutta tämän arkkitehtuurin ominaisuuksien ymmärtämiseksi on loogista ensin harkita yksinkertaisempaa NOR-arkkitehtuuria. Lisäksi NOR-arkkitehtuuri oli ensimmäinen flash-muistissa käytetty arkkitehtuuri.
NOR-arkkitehtuuri (kuva 5) tarkoittaa rinnakkaista tapaa yhdistää muistisolut taulukkoon. Kuten jo todettiin, muistisolun alustamiseksi, eli solun sisältöön pääsyn saamiseksi, on tarpeen käyttää kynnysjännitearvoa ohjausporttiin. Siksi kaikki ohjausportit on kytkettävä ohjauslinjaan nimeltä Word Line. Muistisolun sisällön analysointi suoritetaan signaalitasolla transistorin nielussa. Siksi transistorien nielut on kytketty linjaan, jota kutsutaan bittilinjaksi.
Riisi. 5. NOR-arkkitehtuuri
NOR-arkkitehtuuri on saanut nimensä loogisesta operaatiosta "OR-NOT" (englanninkielinen lyhenne - NOR). Looginen NOR-operaatio useilla operandiilla tuottaa arvon yhden, kun kaikki operandit ovat nollia, ja nolla-arvon kaikissa muissa tapauksissa. Tässä tapauksessa tarkoitamme transistorien kytkemisen periaatetta yleensä, ei erityisesti kelluvia hilatransistoreja.
Tarkastellaan esimerkiksi useita transistoreita (ilman kelluvaa hilaa), jotka on kytketty samaan bittilinjaan (kuva 6). Tässä tapauksessa, jos ainakin yksi transistori on auki, bittilinjan lähtöjännite on alhainen. Ja vain siinä tapauksessa, että kaikki transistorit ovat kiinni, bittilinjan jännite on korkea. Saamme totuustaulukon transistorien porttien tulojännitteistä ja bittilinjan lähtöjännitteestä, joka vastaa loogisen funktion "OR-NOT" (NOR) totuustaulukkoa. Siksi tällaista transistorien yhdistelmää kutsutaan NOR:ksi.
Riisi. 6. NOR-transistoriliitäntä
NOR-arkkitehtuuri tarjoaa satunnaisen nopean pääsyn mihin tahansa muistikennoon, mutta kirjoitusprosessit (käyttäen kuumaelektroni-injektiomenetelmää) ja tietojen poistaminen ovat melko hitaita. Lisäksi NOR-arkkitehtuurilla varustettujen flash-muistisirujen tuotannon teknologisista ominaisuuksista johtuen solukoko on suuri, joten tämä muisti ei skaalaudu hyvin.
Toinen yleinen flash-muistiarkkitehtuuri on NAND-arkkitehtuuri (kuva 7), joka vastaa loogista NAND-toimintoa. NAND-operaatio tuottaa arvon nolla vain, kun kaikki operandit ovat nollia, ja arvon yksi kaikissa muissa tapauksissa. NAND-arkkitehtuuri tarkoittaa transistorien sarjakytkentää, jossa kunkin transistorin nielu on kytketty viereisen transistorin lähteeseen ja useiden sarjaan kytkettyjen transistorien sarjassa vain yksi niistä on kytketty bittilinjaan. Lisäksi, kun tarkastellaan yhteysarkkitehtuuria, emme puhu erityisesti kelluvista hilatransistoreista.
Riisi. 7. NAND-arkkitehtuuri
Tarkastellaan ryhmää tällaisia transistoreja, jotka on kytketty sarjaan (ilman kelluvaa hilaa) (kuva 8). Jos ohjausjännite kaikkien transistorien porteissa on yhtä suuri kuin kynnysarvo, niin kaikki transistorit ovat avoimessa tilassa ja lähtöjännite (bittilinjan jännite) on alhainen, mikä vastaa loogista nollaa. Jos ainakin yhden transistorin tulojännite on alhainen (kynnysarvon alapuolella), eli jos ainakin yksi transistori on off-tilassa, niin bittijohdon jännite on korkea, mikä vastaa loogista yksikköä. Saamme loogisen funktion "NAND" (NAND) totuustaulukkoa vastaavan totuustaulukon transistoreiden porttien tulojännitteistä (jännite sanalinjalla) ja lähtöjännitteestä bittilinjalla. Siksi tällaista transistorien yhdistelmää kutsutaan NANDiksi.
Riisi. 8. Transistorien kytkentä NAND-kaavan mukaan
Kelluvan hilan NAND-kytkentäkaaviossa tavanomaiset transistorit (ilman kelluvaa hilaa) on kytketty molemmista päistä sarjaan kytkettyyn transistorien ryhmään, jotka eristävät transistoriryhmän sekä maadosta että bittilinjasta ja yhdistävät koko transistoriryhmän bittiviiva, kun ne alustetaan.
NOR-arkkitehtuuriin verrattuna tämä arkkitehtuuri mahdollistaa valmistusprosessin erityispiirteiden vuoksi (yhdistämällä vierekkäisten transistorien nielut ja lähteet sekä paljon pienempi määrä johtimia) transistorien kompaktimman järjestelyn ja siksi se skaalautuu hyvin . Toisin kuin NOR-arkkitehtuurissa, jossa tiedot kirjoitetaan kuumaelektroni-injektiomenetelmällä, NAND-arkkitehtuurissa tallennus tapahtuu FN-tunnelointimenetelmällä, mikä mahdollistaa nopeamman tallennuksen toteuttamisen kuin NOR-arkkitehtuurissa.
Luonnollisesti herää kysymys: kuinka NAND-arkkitehtuurissa voidaan käyttää yhtä muistisolua (lukea solun sisältö)? Itse asiassa, jos ainakin yksi tällaisen sarjaan kytketyn ryhmän transistoreista on suljetussa tilassa (mikä voidaan tulkita vastaavan transistorin kelluvan hilan varauksen läsnäoloksi), niin bittilinjan jännite olla korkea riippumatta jäljellä olevien solujen tilasta. Tiettyyn soluun pääsyä varten ei riitä, että yksinkertaisesti syötetään kynnysjännite sitä solua vastaavan transistorin hilaan ja mitataan jännite bittilinjalla. On myös välttämätöntä, että kaikki muut transistorit ovat avoimessa tilassa. Tätä varten sitä muistisolua, jonka sisältö on luettava, vastaavan transistorin hilalle syötetään kynnysjännitearvo ja kaikkien muiden transistorien hilalle jännite, joka ylittää kynnysarvon ja joka riittää muodostamaan kynnysarvon. johtavuuskanava, vaikka kelluvassa hilassa olisi varaus, mutta riittämätön varausten kvanttitunnelointiin. Tässä tapauksessa kaikki nämä transistorit menevät avoimeen tilaan ja bittilinjan jännite määräytyy sen mukaan, onko transistorin kelluvassa hilassa varauksen olemassaolo tai poissaolo, joka vastaa käytettävää muistisolua.
NAND-flash-muistin looginen rakenne
Kuten olemme jo todenneet, SSD-levyt käyttävät NAND-muotoista flash-muistia, joten jatkossa keskitymme vain NAND-flash-muistiin.
Huolimatta siitä, että flash-muisti mahdollistaa yhden solun lukemisen, kirjoittamisen ja tyhjennyksen, perusmuistisolujen tehokkaampaa käyttöä varten ne yhdistettiin taulukoiksi, joissa on nelitasoinen rakenne. Alimmalla tasolla on perusmuistisolu, ja alkeissoluja, jotka on yhdistetty 4 kilotavua dataa sisältäväksi taulukoksi, kutsutaan muistisivuksi. 128 tällaista sivua muodostaa 512 KB:n muistilohkon (joskus muistilohkoon sisältyy 64 sivua), ja 1024 lohkoa muodostaa 512 megatavun taulukon. Siten solujen taulukoiksi yhdistämisen looginen rakenne on melko yksinkertainen. Sivu on kuin klusteri (sektori) kiintolevyllä ja edustaa vähimmäistietokokoa, jonka flash-muisti pystyy käsittelemään. Kiintolevyklusterin ja flash-sivun välillä on kuitenkin perustavanlaatuinen ero, kun suoritetaan luku-, kirjoitus- ja poistotoimintoja. Joten jos kiintolevyllä klusteri voidaan lukea, kirjoittaa ja poistaa, niin flash-muistissa luku- ja kirjoitustoiminnot ovat mahdollisia 4 kt:n sivuilla ja tietojen poistaminen on mahdollista vain 512 kt:n lohkoissa. Lisäksi kun tiedot on kirjoitettu sivulle, niitä ei voi yli kirjoittaa ennen kuin ne on tyhjennetty (poistettu).
SSD-asemien tiedonkirjoitustoimintojen ominaisuudet
Joten, kuten olemme jo todenneet, tietojen kirjoittaminen ja lukeminen NAND-flash-muistiin on mahdollista 4 kt:n sivuilla, ja tietojen poistaminen on mahdollista vain 512 kt:n lohkoissa. Yleensä tietojen kirjoittaminen SSD-levyille on hyvin erilainen kuin sama prosessi kiintolevyille. Tämä johtuu esimerkiksi siitä, että SSD-levyjen suorituskyky vaihtelee ajan myötä ja peräkkäisen ja selektiivisen flash-muistin nopeudet eroavat toisistaan. Selvittääksemme nämä ilmiöt, katsotaanpa tarkemmin kiintolevy- ja SSD-levyille kirjoittamisen prosesseja.
HDD-kiintolevyjen tapauksessa pienintä kiintolevynhallintajärjestelmän käsittelemää tietoyksikköä kutsutaan sektoriksi tai lohkoksi. Kiintolevyllä sektorin koko on 4 kt (uudemmissa malleissa) tai 512 tavua. Levyllä olevien sektoreiden (lohkojen) osoittamiseen käytetään LBA (Logical Block Addressing) -menetelmää, jossa jokaisella kiintolevyllä osoitetulla lohkolla on oma sarjanumeronsa - kokonaisluku, joka alkaa nollasta (eli ensimmäinen lohko LBA = 0, toinen LBA = 1 jne.). Levyn LBA-lohkojen lukumäärä määräytyy sylinterien, raitojen, sektoreiden ja luku-/kirjoituspäiden lukumäärän mukaan. Siten LBA-lohkon numero lasketaan kaavalla:
LBA = [(sylinteri x No_of_heads + Heads) x Sektorit/raita] + )
