Perbandingan jenis memori flash NAND. Cara mengetahui berapa lama SSD Anda akan bertahan

Orang modern suka mobile dan membawa berbagai gadget berteknologi tinggi (eng. gadget - device), membuat hidup lebih mudah, tapi apa yang disembunyikan, menjadikannya lebih kaya dan menarik. Dan mereka muncul hanya dalam 10-15 tahun! Miniatur, ringan, nyaman, digital... Gadget telah mencapai semua ini berkat teknologi mikroprosesor baru, namun kontribusi yang lebih besar diberikan oleh salah satu teknologi penyimpanan data yang luar biasa, yang akan kita bicarakan hari ini. Jadi, memori flash.

Ada pendapat bahwa nama FLASH dalam kaitannya dengan jenis memori diterjemahkan sebagai "flash". Faktanya, hal ini tidak sepenuhnya benar. Salah satu versi kemunculannya menyebutkan bahwa untuk pertama kalinya pada tahun 1989-90, Toshiba menggunakan kata Flash dalam konteks “cepat, instan” ketika mendeskripsikan chip barunya. Secara umum, Intel dianggap sebagai penemunya, memperkenalkan memori flash dengan arsitektur NOR pada tahun 1988. Setahun kemudian, Toshiba mengembangkan arsitektur NAND, yang masih digunakan sampai sekarang bersama dengan NOR yang sama pada chip flash. Sebenarnya, sekarang kita dapat mengatakan bahwa ini adalah dua jenis memori berbeda yang memiliki teknologi produksi agak mirip. Pada artikel ini kami akan mencoba memahami desainnya, prinsip pengoperasiannya, dan juga mempertimbangkan berbagai opsi penggunaan praktis.

JUGA BUKAN

Dengan bantuannya, tegangan masukan diubah menjadi tegangan keluaran yang sesuai dengan "0" dan "1". Mereka diperlukan karena voltase berbeda digunakan untuk membaca/menulis data dalam sel memori. Diagram sel ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Ini khas untuk sebagian besar chip flash dan merupakan transistor dengan dua gerbang berinsulasi: kontrol dan mengambang. Ciri penting dari yang terakhir adalah kemampuannya untuk menahan elektron, yaitu muatan. Juga di dalam sel ada yang disebut "drain" dan "sumber". Ketika memprogram di antara mereka, karena pengaruh medan positif pada gerbang kontrol, saluran dibuat - aliran elektron. Beberapa elektron, karena adanya energi yang lebih besar, mengatasi lapisan isolator dan jatuh ke gerbang mengambang. Mereka dapat disimpan di dalamnya selama beberapa tahun. Kisaran tertentu dari jumlah elektron (muatan) pada gerbang mengambang sesuai dengan logika, dan apa pun yang lebih besar dari ini berarti nol. Saat membaca, keadaan ini dikenali dengan mengukur tegangan ambang transistor. Untuk menghapus informasi, tegangan negatif tinggi diterapkan ke gerbang kontrol, dan elektron dari gerbang mengambang berpindah (terowongan) ke sumbernya. Dalam teknologi dari pabrikan yang berbeda, prinsip operasi ini mungkin berbeda dalam cara arus disuplai dan data dibaca dari sel. Saya juga ingin menarik perhatian Anda pada fakta bahwa dalam struktur memori flash, hanya satu elemen (transistor) yang digunakan untuk menyimpan 1 bit informasi, sedangkan dalam jenis memori yang mudah menguap, hal ini memerlukan beberapa transistor dan kapasitor. Hal ini memungkinkan untuk secara signifikan mengurangi ukuran sirkuit mikro yang diproduksi, menyederhanakan proses teknologi, dan akibatnya, mengurangi biaya. Namun satu bit masih jauh dari batas: Intel telah merilis memori StrataFlash, yang setiap selnya dapat menyimpan 2 bit informasi. Selain itu, ada sampel uji coba dengan sel 4 dan bahkan 9-bit! Memori ini menggunakan teknologi sel multi-level. Mereka memiliki struktur normal, tetapi perbedaannya adalah muatannya dibagi menjadi beberapa tingkatan, yang masing-masing diberi kombinasi bit tertentu. Secara teoritis, dimungkinkan untuk membaca/menulis lebih dari 4 bit, namun dalam praktiknya, masalah muncul dalam menghilangkan noise dan kebocoran elektron secara bertahap selama penyimpanan jangka panjang. Secara umum, chip memori yang ada saat ini untuk sel dicirikan oleh waktu penyimpanan informasi yang diukur dalam beberapa tahun dan jumlah siklus baca/tulis yang berkisar antara 100 ribu hingga beberapa juta. Salah satu kelemahan, khususnya, memori flash dengan arsitektur NOR adalah skalabilitas yang buruk: tidak mungkin mengurangi luas chip dengan mengurangi ukuran transistor. Situasi ini terkait dengan cara matriks sel disusun: dalam arsitektur NOR, kontak individual harus dilakukan ke setiap transistor. Memori flash dengan arsitektur NAND bekerja jauh lebih baik dalam hal ini.

NAND

Desain dan prinsip pengoperasian selnya sama dengan NOR. Meskipun, selain logika, masih ada perbedaan penting lainnya - arsitektur penempatan sel dan kontaknya. Berbeda dengan kasus yang dijelaskan di atas, di sini terdapat matriks kontak, di perpotongan baris dan kolom tempat transistor berada. Ini sebanding dengan matriks pasif di layar :) (dan NOR sebanding dengan TFT aktif). Dalam hal memori, organisasi ini agak lebih baik - area sirkuit mikro dapat dikurangi secara signifikan karena ukuran sel. Kerugiannya (pastinya) adalah kecepatan operasi akses acak byte demi byte yang lebih rendah dibandingkan dengan NOR.

Ada juga arsitektur seperti: DiNOR (Mitsubishi), superAND (Hitachi), dll. Arsitektur tersebut tidak mewakili sesuatu yang baru secara fundamental, tetapi hanya menggabungkan properti terbaik dari NAND dan NOR.

Namun demikian, NOR dan NAND saat ini diproduksi dengan persyaratan yang sama dan praktis tidak bersaing satu sama lain, karena karena kualitasnya, keduanya digunakan di area penyimpanan data yang berbeda. Hal ini akan dibahas lebih lanjut...

Di mana memori dibutuhkan...

Cakupan penerapan semua jenis memori flash terutama bergantung pada karakteristik kecepatannya dan keandalan penyimpanan informasi. Ruang alamat memori NOR memungkinkan Anda bekerja dengan byte atau kata individual (2 byte). Di NAND, sel dikelompokkan menjadi blok-blok kecil (mirip dengan cluster hard drive). Oleh karena itu, ketika membaca dan menulis secara berurutan, NAND akan memiliki keunggulan kecepatan. Namun, di sisi lain, NAND secara signifikan lebih rendah dalam operasi akses acak dan tidak memungkinkan pekerjaan langsung dengan byte informasi. Misalnya, untuk mengubah satu byte, Anda memerlukan:

membaca ke dalam buffer blok informasi di mana ia berada
ubah byte yang diperlukan dalam buffer
tulis kembali blok dengan byte yang dimodifikasi

Jika kita menambahkan pengambilan blok dan penundaan akses ke waktu eksekusi operasi di atas, kita akan mendapatkan indikator yang sama sekali tidak bersaing dengan NOR (perhatikan bahwa ini khusus untuk kasus pencatatan byte demi byte). Menulis/membaca berurutan adalah masalah lain - di sini NAND, sebaliknya, menunjukkan karakteristik kecepatan yang jauh lebih tinggi. Oleh karena itu, dan juga karena kemungkinan meningkatkan kapasitas memori tanpa menambah ukuran chip, flash NAND telah digunakan sebagai penyimpan informasi dalam jumlah besar dan untuk transfernya. Perangkat yang paling umum saat ini berdasarkan jenis memori ini adalah flash drive dan kartu memori. Sedangkan untuk flash NOR, chip dengan organisasi seperti itu digunakan sebagai penyimpan kode program (BIOS, RAM komputer saku, ponsel, dll.), terkadang diimplementasikan dalam bentuk solusi terintegrasi (RAM, ROM, dan prosesor dalam satu mini- papan, atau bahkan dalam satu chip). Contoh yang baik dari penggunaan ini adalah proyek Gumstix: komputer papan tunggal seukuran permen karet. Chip NOR-lah yang memberikan tingkat keandalan penyimpanan informasi yang diperlukan untuk kasus seperti itu dan opsi yang lebih fleksibel untuk bekerja dengannya. Volume flash NOR biasanya diukur dalam satuan megabyte dan jarang melebihi puluhan.

Dan akan ada kilatan...

Tentu saja flash merupakan teknologi yang menjanjikan. Namun, meskipun tingkat pertumbuhan produksinya tinggi, perangkat penyimpanan berbasiskan tersebut masih cukup mahal untuk bersaing dengan hard drive desktop atau laptop. Pada dasarnya, kini ruang lingkup dominasi memori flash hanya terbatas pada perangkat seluler. Seperti yang Anda pahami, segmen teknologi informasi ini tidaklah kecil. Selain itu, menurut produsennya, ekspansi flash tidak akan berhenti sampai di situ. Jadi, apa tren pembangunan utama yang terjadi di bidang ini?

Pertama, seperti disebutkan di atas, terdapat fokus yang kuat pada solusi terintegrasi. Selain itu, proyek seperti Gumstix hanyalah tahap peralihan dalam perjalanan untuk mengimplementasikan semua fungsi dalam satu chip.

Selama ini yang disebut sistem on-chip (single-chip) adalah kombinasi memori flash dengan pengontrol, prosesor, SDRAM, atau perangkat lunak khusus dalam satu chip. Misalnya, Intel StrataFlash yang dikombinasikan dengan perangkat lunak Persistent Storage Manager (PSM) memungkinkan penggunaan kapasitas memori secara bersamaan untuk menyimpan data dan menjalankan kode program. PSM pada dasarnya adalah sistem file yang didukung oleh Windows CE 2.1 dan lebih tinggi. Semua ini bertujuan untuk mengurangi jumlah komponen dan mengurangi ukuran perangkat seluler sekaligus meningkatkan fungsionalitas dan kinerjanya. Yang tidak kalah menarik dan relevan adalah pengembangan perusahaan Renesas - memori flash superAND dengan fungsi manajemen bawaan. Sampai saat ini, mereka diimplementasikan secara terpisah di pengontrol, tetapi sekarang terintegrasi langsung ke dalam chip. Ini adalah fungsi pemantauan bad sector, koreksi kesalahan (ECC - pemeriksaan kesalahan dan koreksi), dan pemerataan keausan. Karena mereka hadir dalam satu variasi atau lainnya di sebagian besar firmware pengontrol eksternal bermerek lainnya, mari kita lihat sekilas. Mari kita mulai dengan sektor buruk. Ya, mereka juga ditemukan dalam memori flash: chip sudah keluar dari jalur perakitan dengan rata-rata hingga 2% sel yang tidak berfungsi - ini adalah norma teknologi yang umum. Namun seiring waktu, jumlahnya dapat meningkat (lingkungan tidak boleh disalahkan atas hal ini - pengaruh elektromagnetik, fisik (guncangan, dll.) dari chip flash tidak buruk). Oleh karena itu, seperti halnya hard drive, memori flash memiliki kapasitas cadangan. Jika muncul bad sector, fungsi monitoring mengganti alamatnya di tabel alokasi file dengan alamat sektor dari area cadangan.

Sebenarnya, algoritma ECC bertanggung jawab untuk mengidentifikasi masalah yang buruk - algoritma ini membandingkan informasi yang direkam dengan informasi yang sebenarnya direkam. Selain itu, karena terbatasnya sumber daya sel (masing-masingnya berjumlah beberapa juta siklus baca/tulis), penting untuk memiliki fungsi yang memperhitungkan keausan seragam. Izinkan saya memberi Anda kasus yang jarang namun umum: key fob dengan 32 MB, yang 30 MBnya terisi, dan ada sesuatu yang terus-menerus ditulis dan dihapus di ruang kosong. Ternyata beberapa sel menganggur, sementara sel lainnya menghabiskan sumber dayanya secara intensif. Untuk mencegah hal ini terjadi, pada perangkat bermerek, ruang kosong secara kondisional dibagi menjadi beberapa bagian, yang masing-masing jumlah operasi penulisan dipantau dan dicatat.

Konfigurasi all-in-one yang lebih kompleks kini banyak diwakili oleh perusahaan seperti Intel, Samsung, Hitachi, dll. Produk mereka adalah perangkat multifungsi yang diimplementasikan hanya dalam satu chip (secara standar berisi prosesor, memori flash, dan SDRAM ). Mereka fokus pada penggunaan di perangkat seluler, yang mengutamakan kinerja tinggi dengan ukuran minimal dan konsumsi daya rendah. Ini termasuk: PDA, smartphone, telepon untuk jaringan 3G. Izinkan saya memberikan contoh perkembangan tersebut - sebuah chip dari Samsung yang menggabungkan prosesor ARM (203 MHz), memori NAND 256 MB, dan 256 SDRAM. Ini kompatibel dengan sistem operasi umum: Windows CE, Palm OS, Symbian, Linux dan memiliki dukungan USB. Dengan demikian, berdasarkan hal tersebut, dimungkinkan untuk membuat perangkat seluler multifungsi dengan konsumsi daya rendah, mampu bekerja dengan video, suara, suara, dan aplikasi intensif sumber daya lainnya.

Arah lain untuk meningkatkan flash adalah dengan mengurangi konsumsi daya dan ukuran sekaligus meningkatkan ukuran dan kecepatan memori. Hal ini lebih berlaku untuk chip dengan arsitektur NOR, karena dengan berkembangnya komputer seluler yang mendukung jaringan nirkabel, flash NOR, karena ukurannya yang kecil dan konsumsi daya yang rendah, akan menjadi solusi universal untuk menyimpan dan mengeksekusi kode program. Chip NOR 512 Mbit dari Renesas yang sama akan segera diproduksi massal. Tegangan suplainya adalah 3,3 V (saya ingatkan Anda, mereka dapat menyimpan informasi tanpa menyuplai arus), dan kecepatan operasi tulisnya adalah 4 MB/detik. Pada saat yang sama, Intel telah memperkenalkan pengembangan Sistem Memori Nirkabel StrataFlash (LV18/LV30) - sistem memori flash universal untuk teknologi nirkabel. Kapasitas memorinya bisa mencapai 1 Gbit, dan tegangan operasinya 1,8 V. Teknologi pembuatan chipnya 0,13 nm, dan rencananya akan beralih ke teknologi proses 0,09 nm. Di antara inovasi perusahaan ini, perlu diperhatikan juga pengorganisasian mode operasi batch dengan memori NOR. Ini memungkinkan Anda membaca informasi tidak satu byte pada satu waktu, tetapi dalam blok 16 byte: menggunakan bus data 66 MHz, kecepatan pertukaran informasi dengan prosesor mencapai 92 Mbit/s!

Seperti yang Anda lihat, teknologi berkembang pesat. Tidak menutup kemungkinan pada saat artikel ini diterbitkan akan muncul sesuatu yang baru. Jadi kalau terjadi sesuatu jangan salahkan saya :) Saya harap materinya menarik bagi Anda.

pengantarSolid-state drive atau SSD (solid-state drive), yaitu yang tidak didasarkan pada piringan magnetik, tetapi pada memori flash, telah menjadi salah satu teknologi komputer paling mengesankan dalam dekade terakhir. Dibandingkan dengan hard drive klasik, hard drive ini menawarkan kecepatan transfer data yang jauh lebih tinggi dan waktu respons yang lebih rendah, dan oleh karena itu penggunaannya membawa respons subsistem disk ke tingkat yang benar-benar baru. Hasilnya, komputer yang menggunakan solid-state drive menawarkan respons yang benar-benar responsif kepada pengguna terhadap tindakan umum seperti mem-boot sistem operasi, meluncurkan aplikasi dan permainan, atau membuka file. Dan ini berarti tidak ada alasan untuk mengabaikan kemajuan dan tidak menggunakan SSD saat membuat komputer pribadi baru atau meningkatkan versi lama.

Munculnya teknologi terobosan tersebut diapresiasi oleh banyak pengguna. Permintaan akan solid-state drive tingkat konsumen telah tumbuh secara eksponensial, dan semakin banyak perusahaan mulai bergabung dalam produksi SSD, mencoba meraih pangsa pasar yang berkembang dan menjanjikan. Di satu sisi, hal ini bagus - persaingan yang tinggi menghasilkan harga yang menguntungkan bagi konsumen. Namun di sisi lain, terdapat kekacauan dan kebingungan di pasar solid-state drive klien. Lusinan produsen menawarkan ratusan SSD dengan karakteristik berbeda, dan menemukan solusi yang sesuai untuk setiap kasus tertentu dalam variasi tersebut menjadi sangat sulit, terutama tanpa pengetahuan menyeluruh tentang semua seluk-beluknya. Pada artikel ini, kami akan mencoba menyoroti masalah utama mengenai pilihan solid-state drive, dan kami akan memberikan rekomendasi kami yang akan memungkinkan Anda membuat pilihan yang kurang lebih tepat saat membeli SSD dan mendapatkan produk yang Anda inginkan. itu akan menjadi pilihan yang layak dalam hal kombinasi harga dan kualitas konsumen.

Algoritma seleksi yang kami sampaikan tidak terlalu sulit untuk dipahami. Kami menyarankan untuk tidak terpaku pada fitur platform perangkat keras dan pengontrol yang digunakan dalam berbagai model SSD. Selain itu, jumlahnya telah lama melampaui batas wajar, dan perbedaan sifat konsumennya seringkali hanya dapat dilacak oleh spesialis. Sebaliknya, lebih baik mendasarkan pilihan pada faktor yang sangat penting - antarmuka yang digunakan, jenis memori flash yang dipasang di drive tertentu, dan perusahaan mana yang memproduksi produk akhir. Masuk akal untuk membicarakan pengontrol hanya dalam kasus-kasus tertentu, ketika ini benar-benar sangat penting, dan kami akan menjelaskan kasus-kasus tersebut secara terpisah.

Faktor bentuk dan antarmuka

Perbedaan pertama dan paling mencolok antara solid-state drive yang tersedia di pasaran adalah bahwa solid-state drive tersebut dapat memiliki desain eksternal yang berbeda dan dihubungkan ke sistem melalui antarmuka berbeda yang menggunakan protokol berbeda secara mendasar untuk transfer data.

SSD paling umum dengan antarmuka SATA. Antarmuka ini persis sama dengan yang digunakan pada hard drive mekanis klasik. Itulah sebabnya sebagian besar SSD SATA terlihat mirip dengan HDD seluler: dikemas dalam wadah berukuran 2,5 inci dengan tinggi 7 atau 9 mm. SSD semacam itu dapat dipasang di laptop sebagai pengganti hard drive 2,5 inci yang lama, atau Anda dapat menggunakannya di komputer desktop alih-alih (atau di samping) HDD 3,5 inci tanpa masalah.

Solid state drive yang menggunakan antarmuka SATA telah menjadi semacam penerus HDD, dan ini menentukan distribusinya yang luas dan kompatibilitas yang luas dengan platform yang ada. Namun, antarmuka SATA versi modern dirancang untuk kecepatan transfer data maksimum hanya 6 Gbps, yang tampaknya mahal untuk hard drive mekanis, tetapi tidak untuk SSD. Oleh karena itu, kinerja model SSD SATA paling kuat tidak banyak ditentukan oleh kemampuannya melainkan oleh bandwidth antarmuka. Hal ini tidak secara khusus menghalangi solid-state drive yang diproduksi secara massal untuk menunjukkan kecepatannya yang tinggi, tetapi model SSD yang paling produktif bagi para penggemar mencoba menghindari antarmuka SATA. Namun, SATA SSD adalah pilihan paling cocok untuk sistem modern yang umum digunakan.

Antarmuka SATA juga banyak digunakan pada SSD yang dirancang untuk sistem seluler kompak. Mereka menerapkan batasan tambahan pada ukuran komponen, sehingga drive untuk aplikasi semacam itu dapat diproduksi dalam faktor bentuk khusus mSATA. Solid state drive dengan format ini adalah kartu anak kecil dengan chip yang disolder dan dipasang di slot khusus yang terdapat di beberapa laptop dan nettop. Keunggulan mSATA SSD hanya terletak pada ukurannya yang mini; mSATA tidak memiliki keunggulan lain - ini adalah SSD SATA yang sama persis dengan yang diproduksi dalam casing 2,5 inci, tetapi dalam desain yang lebih ringkas. Oleh karena itu, Anda sebaiknya membeli drive tersebut hanya untuk memutakhirkan sistem yang memiliki konektor mSATA.

Jika bandwidth yang ditawarkan oleh antarmuka SATA tampaknya tidak mencukupi, Anda dapat memperhatikan solid-state drive dengan antarmuka PCI Ekspres. Tergantung pada versi protokol dan berapa banyak baris yang digunakan oleh drive untuk mentransfer data, throughput antarmuka ini dapat mencapai nilai lima kali lebih besar dibandingkan SATA. Drive semacam itu biasanya menggunakan perangkat keras paling kuat, dan kecepatannya jauh lebih cepat dibandingkan solusi SATA konvensional. Benar, SSD PCIe jauh lebih mahal, sehingga sering kali SSD ini termasuk dalam sistem berperforma paling tinggi dalam kategori harga tertinggi. Dan karena SSD PCIe biasanya hadir dalam bentuk kartu ekspansi yang dipasang di slot PCI Express, SSD ini hanya cocok untuk sistem desktop ukuran penuh.

Perlu dicatat bahwa baru-baru ini drive dengan antarmuka PCI Express yang beroperasi menggunakan protokol menjadi populer. NVMe. Ini adalah protokol perangkat lunak baru untuk bekerja dengan perangkat penyimpanan data, yang selanjutnya meningkatkan kinerja sistem saat berinteraksi dengan subsistem disk berkecepatan tinggi. Karena optimasi yang dilakukan di dalamnya, protokol ini benar-benar memiliki efisiensi yang lebih baik, tetapi saat ini solusi NVMe perlu diperlakukan dengan hati-hati: solusi tersebut hanya kompatibel dengan platform terbaru dan hanya berfungsi di sistem operasi versi baru.

Meskipun bandwidth antarmuka SATA semakin tidak mencukupi untuk model SSD berkecepatan tinggi, dan drive PCIe berukuran besar serta memerlukan slot ukuran penuh terpisah untuk pemasangan, drive yang dibuat dalam faktor bentuk secara bertahap mulai digunakan. M.2. Tampaknya SSD M.2 memiliki peluang untuk menjadi standar berikutnya yang diterima secara umum, dan tidak kalah populernya dengan SSD SATA. Namun, Anda perlu ingat bahwa M.2 bukanlah antarmuka baru, tetapi hanya spesifikasi ukuran standar kartu dan tata letak konektor yang diperlukan untuk kartu tersebut. SSD M.2 beroperasi melalui antarmuka SATA atau PCI Express yang cukup familiar: bergantung pada implementasi spesifik drive, salah satu opsi atau opsi lainnya diperbolehkan.

Kartu M.2 adalah papan anak kecil dengan komponen yang disolder ke dalamnya. Slot M.2 yang diperlukan sekarang dapat ditemukan di sebagian besar motherboard modern, serta di banyak laptop baru. Mengingat SSD M.2 juga dapat beroperasi melalui antarmuka PCI Express, drive M.2 inilah yang paling menarik dari sudut pandang praktis. Namun, saat ini jangkauan model tersebut tidak terlalu besar. Namun, jika kita berbicara tentang merakit atau meningkatkan sistem modern berperforma tinggi, khususnya desktop atau laptop gaming, kami menyarankan Anda untuk memperhatikan model SSD M.2 dengan antarmuka PCI Express terlebih dahulu.

Omong-omong, jika sistem desktop Anda tidak dilengkapi dengan konektor M.2, tetapi Anda masih ingin memasang drive tersebut, ini selalu dapat dilakukan menggunakan kartu adaptor. Solusi semacam itu diproduksi oleh produsen motherboard dan oleh banyak produsen kecil dari semua jenis periferal.

Jenis memori flash dan keandalan drive

Pertanyaan penting kedua, yang bagaimanapun juga harus diselesaikan saat memilih, berkaitan dengan jenis memori flash yang dapat ditemukan pada model solid-state drive saat ini. Memori flashlah yang menentukan karakteristik konsumen utama SSD: kinerja, keandalan, dan harganya.

Sampai saat ini, perbedaan antara berbagai jenis memori flash hanya terletak pada jumlah bit data yang disimpan di setiap sel NAND, dan ini membagi memori menjadi tiga jenis: SLC, MLC, dan TLC. Namun, kini setelah produsen memperkenalkan pendekatan baru terhadap pengemasan sel dan meningkatkan keandalan sel dalam teknologi semikonduktor mereka, situasinya menjadi jauh lebih kompleks. Namun, kami akan mencantumkan opsi memori flash utama yang dapat ditemukan di SSD modern untuk pengguna biasa.

Anda harus mulai dengan SLC NAND. Ini adalah jenis memori tertua dan paling sederhana. Ini melibatkan penyimpanan satu bit data di setiap sel memori flash dan, berkat ini, memiliki karakteristik kecepatan tinggi dan sumber daya penulisan ulang yang sangat tinggi. Satu-satunya masalah adalah menyimpan satu bit informasi di setiap sel secara aktif menghabiskan anggaran transistor, dan memori flash jenis ini ternyata sangat mahal. Oleh karena itu, SSD berdasarkan memori seperti itu sudah lama tidak diproduksi, dan tidak ada di pasaran.

Alternatif yang masuk akal untuk memori SLC dengan kepadatan penyimpanan data yang lebih tinggi dalam kristal NAND semikonduktor dan harga yang lebih rendah adalah MLC NAND. Dalam memori tersebut, setiap sel sudah menyimpan dua bit informasi. Kecepatan pengoperasian struktur logis memori MLC tetap pada tingkat yang cukup baik, namun daya tahannya dikurangi menjadi sekitar tiga ribu siklus penulisan ulang. Namun, MLC NAND saat ini digunakan di sebagian besar solid-state drive berkinerja tinggi, dan tingkat keandalannya cukup memadai bagi produsen SSD tidak hanya untuk memberikan garansi lima tahun atau bahkan sepuluh tahun pada produk mereka, tetapi juga juga menjanjikan kemampuan untuk menulis ulang seluruh kapasitas drive beberapa ratus kali.

Untuk aplikasi yang intensitas operasi tulisnya sangat tinggi, misalnya untuk server, produsen SSD merakit solusi berdasarkan solusi khusus eMLC NAND. Dari sudut pandang prinsip operasi, ini adalah analog lengkap dari MLC NAND, tetapi dengan peningkatan ketahanan terhadap penulisan ulang yang konstan. Memori tersebut terbuat dari kristal semikonduktor pilihan terbaik dan dapat dengan mudah membawa beban sekitar tiga kali lipat dibandingkan memori MLC biasa.

Pada saat yang sama, keinginan untuk menurunkan harga produk massal mereka memaksa produsen untuk beralih ke memori yang lebih murah dibandingkan dengan MLC NAND. Dalam penggalangan dana generasi terbaru, hal ini sering ditemukan TLC NAND– memori flash, setiap selnya menyimpan tiga bit data. Memori ini kira-kira satu setengah kali lebih lambat dibandingkan MLC NAND, dan daya tahannya sedemikian rupa sehingga memungkinkan untuk menulis ulang informasi di dalamnya sekitar seribu kali sebelum terjadi degradasi struktur semikonduktor.

Namun, TLC NAND yang tipis sekalipun dapat ditemukan cukup sering di drive masa kini. Jumlah model SSD berdasarkan itu sudah melebihi selusin. Rahasia kelangsungan solusi tersebut adalah produsen menambahkan cache internal kecil ke dalamnya, berdasarkan SLC NAND berkecepatan tinggi dan sangat andal. Beginilah cara kedua masalah diselesaikan sekaligus - baik dengan kinerja maupun keandalan. Hasilnya, SSD berbasis TLC NAND mencapai kecepatan yang cukup untuk memenuhi antarmuka SATA, dan daya tahannya memungkinkan produsen memberikan garansi tiga tahun untuk produk akhir.

Dalam upaya mengurangi biaya produksi, produsen berupaya untuk mengompresi data di dalam sel memori flash. Inilah yang menyebabkan transisi ke MLC NAND dan distribusi memori TLC di drive yang kini meluas. Mengikuti tren ini, kita akan segera menemukan SSD berbasis QLC NAND, yang setiap selnya menyimpan empat bit data, namun kita hanya bisa menebak seperti apa keandalan dan kecepatan solusi tersebut. Untungnya, industri telah menemukan cara lain untuk meningkatkan kepadatan penyimpanan data dalam kristal semikonduktor, yaitu dengan mengubahnya menjadi tata letak tiga dimensi.

Sedangkan pada memori NAND klasik, sel-selnya disusun secara eksklusif planar, yaitu berbentuk larik datar, dalam NAND 3D dimensi ketiga telah dimasukkan ke dalam struktur semikonduktor, dan sel-selnya terletak tidak hanya di sepanjang sumbu X dan Y, tetapi juga di beberapa tingkatan di atas satu sama lain. Pendekatan ini memungkinkan kita untuk memecahkan masalah utama - kepadatan penyimpanan informasi dalam struktur seperti itu dapat ditingkatkan bukan dengan menambah beban pada sel yang ada atau dengan memperkecilnya, tetapi hanya dengan menambahkan lapisan tambahan. Masalah ketahanan memori flash juga berhasil diatasi di 3D NAND. Tata letak tiga dimensi memungkinkan penggunaan teknologi produksi dengan standar yang ditingkatkan, yang, di satu sisi, menyediakan struktur semikonduktor yang lebih stabil, dan di sisi lain, menghilangkan pengaruh timbal balik sel satu sama lain. Hasilnya, sumber daya memori tiga dimensi dapat ditingkatkan kira-kira sebesar urutan besarnya dibandingkan dengan memori planar.

Dengan kata lain, struktur tiga dimensi 3D NAND siap melakukan revolusi nyata. Satu-satunya masalah adalah memproduksi memori semacam itu agak lebih sulit daripada memori biasa, sehingga waktu mulai produksinya telah diperpanjang secara signifikan. Hasilnya, saat ini hanya Samsung yang bisa membanggakan produksi massal 3D NAND. Produsen NAND lainnya masih bersiap meluncurkan produksi massal memori 3D dan baru dapat menawarkan solusi komersial tahun depan.

Jika kita berbicara tentang memori tiga dimensi Samsung, saat ini Samsung menggunakan desain 32 lapis dan dipromosikan dengan nama pemasarannya sendiri V-NAND. Menurut jenis organisasi sel dalam memori tersebut, ia dibagi menjadi MLC V-NAND Dan TLC V-NAND- keduanya adalah NAND 3D tiga dimensi, tetapi dalam kasus pertama, setiap sel menyimpan dua bit data, dan yang kedua - tiga. Meskipun prinsip pengoperasian dalam kedua kasus ini mirip dengan MLC konvensional dan TLC NAND, karena penggunaan proses teknis yang matang, daya tahannya lebih tinggi, yang berarti SSD berbasis MLC V-NAND dan TLC V-NAND memiliki keandalan yang sedikit lebih baik. dibandingkan SSD dengan MLC konvensional dan TLC NAND.

Namun, ketika berbicara tentang keandalan solid-state drive, harus diingat bahwa ini hanya secara tidak langsung bergantung pada sumber daya memori flash yang digunakan di dalamnya. Seperti yang diperlihatkan oleh praktik, SSD konsumen modern yang dirakit dengan memori NAND berkualitas tinggi jenis apa pun sebenarnya mampu menyimpan ratusan terabyte informasi. Dan ini lebih dari sekadar memenuhi kebutuhan sebagian besar pengguna komputer pribadi. Kegagalan drive ketika sumber daya memorinya habis merupakan peristiwa yang tidak biasa, yang hanya dapat dikaitkan dengan fakta bahwa SSD digunakan di bawah beban yang terlalu kuat, yang pada awalnya tidak dimaksudkan untuk itu. Dalam kebanyakan kasus, kegagalan SSD terjadi karena alasan yang sangat berbeda, misalnya, karena pemadaman listrik atau kesalahan pada firmware-nya.

Oleh karena itu, selain jenis memori flash, sangat penting untuk memperhatikan perusahaan mana yang memproduksi drive tertentu. Produsen terbesar memiliki sumber daya teknik yang lebih kuat dan menjaga reputasi mereka dengan lebih baik dibandingkan perusahaan kecil yang dipaksa bersaing dengan raksasa terutama dengan menggunakan argumen harga. Hasilnya, SSD dari produsen besar umumnya lebih andal: SSD tersebut menggunakan komponen berkualitas tinggi yang dikenal, dan proses debug firmware secara menyeluruh adalah salah satu prioritas terpenting. Hal ini dikonfirmasi oleh latihan. Frekuensi klaim garansi (menurut statistik yang tersedia untuk umum dari salah satu distributor Eropa) lebih rendah untuk SSD yang diproduksi oleh perusahaan besar, yang akan kita bahas lebih detail di bagian selanjutnya.

Produsen SSD Yang Harus Anda Ketahui

Pasar SSD konsumen masih sangat muda dan belum terjadi konsolidasi. Oleh karena itu, jumlah produsen solid-state drive sangat besar - setidaknya ada seratus di antaranya. Namun kebanyakan dari mereka adalah perusahaan kecil yang tidak memiliki tim teknik atau produksi semikonduktor sendiri, dan pada kenyataannya hanya merakit solusi mereka dari komponen siap pakai dan memberikan dukungan pemasaran untuk mereka. Tentu saja, SSD yang diproduksi oleh “perakitan” seperti itu lebih rendah daripada produk dari produsen nyata yang menginvestasikan sejumlah besar uang dalam pengembangan dan produksi. Itu sebabnya, dengan pendekatan rasional dalam memilih solid-state drive, Anda sebaiknya hanya memperhatikan solusi yang dihasilkan oleh para pemimpin pasar.

Di antara “pilar” yang menjadi sandaran seluruh pasar solid-state drive, hanya beberapa nama yang dapat disebutkan. Dan pertama-tama ini adalah - Samsung, yang saat ini memiliki pangsa pasar 44 persen yang sangat mengesankan. Dengan kata lain, hampir setiap detik SSD yang terjual adalah buatan Samsung. Dan kesuksesan seperti itu bukanlah suatu kebetulan. Perusahaan tidak hanya secara mandiri membuat memori flash untuk SSD-nya, tetapi juga melakukannya tanpa partisipasi pihak ketiga dalam desain dan produksi. SSD-nya menggunakan platform perangkat keras yang dirancang dari awal hingga akhir oleh para insinyur internal dan diproduksi sendiri. Akibatnya, hard disk canggih Samsung sering kali berbeda dari produk pesaing dalam hal kemajuan teknologinya - hard disk tersebut mungkin berisi solusi canggih yang muncul pada produk dari perusahaan lain jauh di kemudian hari. Misalnya, drive berbasis 3D NAND saat ini hadir secara eksklusif di rangkaian produk Samsung. Dan itulah mengapa para penggemar yang terkesan dengan inovasi teknis dan kinerja tinggi harus memperhatikan SSD perusahaan ini.

Produsen SSD konsumen terbesar kedua – Rajaston, memegang sekitar 10 persen pangsa pasar. Berbeda dengan Samsung, perusahaan ini tidak memproduksi memori flash secara mandiri dan tidak mengembangkan pengontrol, namun mengandalkan penawaran dari produsen memori NAND pihak ketiga dan solusi dari tim teknik independen. Namun, justru inilah yang memungkinkan Kingston bersaing dengan raksasa seperti Samsung: dengan memilih mitra secara terampil berdasarkan kasus per kasus, Kingston menawarkan lini produk yang sangat beragam yang dapat memenuhi kebutuhan kelompok pengguna yang berbeda.

Kami juga menyarankan Anda untuk memperhatikan solid-state drive yang diproduksi oleh perusahaan SanDisk dan Micron, yang menggunakan merek dagang tersebut Penting. Kedua perusahaan ini memiliki fasilitas produksi memori flash sendiri, yang memungkinkan mereka menawarkan SSD berkualitas tinggi dan berteknologi maju dengan kombinasi harga, keandalan, dan kinerja yang sangat baik. Penting juga bahwa ketika membuat produknya, pabrikan ini mengandalkan kerja sama dengan Marvell, salah satu pengembang pengontrol terbaik dan terbesar. Pendekatan ini memungkinkan SanDisk dan Micron untuk secara konsisten mencapai popularitas produk mereka yang cukup tinggi - pangsa pasar SSD mereka masing-masing mencapai 9 dan 5 persen.

Untuk menyimpulkan cerita tentang pemain utama di pasar solid-state drive, perlu disebutkan Intel. Namun sayangnya, tidak dalam cara yang paling positif. Ya, ia juga memproduksi memori flash secara mandiri dan memiliki tim teknik luar biasa yang mampu merancang SSD yang sangat menarik. Namun, Intel fokus terutama pada pengembangan solid-state drive untuk server, yang dirancang untuk beban kerja intensif, memiliki harga yang cukup tinggi dan oleh karena itu kurang diminati oleh pengguna biasa. Solusi kliennya didasarkan pada platform perangkat keras yang sangat lama yang dibeli secara eksternal, dan kualitas konsumennya jauh lebih rendah dibandingkan penawaran pesaing, yang telah kita bahas di atas. Dengan kata lain, kami tidak menyarankan penggunaan solid-state drive Intel di komputer pribadi modern. Pengecualian untuk mereka hanya dapat dibuat dalam satu kasus - jika kita berbicara tentang drive yang sangat andal dengan memori eMLC, yang dilakukan dengan sangat baik oleh raksasa mikroprosesor.

Performa dan harga

Jika Anda membaca bagian pertama materi kami dengan cermat, memilih SSD yang cerdas tampaknya sangat sederhana. Jelas bahwa Anda harus memilih model SSD berbasis V-NAND atau MLC NAND yang ditawarkan oleh produsen terbaik - pemimpin pasar, yaitu Crucial, Kingston, Samsung atau SanDisk. Namun, meski Anda mempersempit pencarian hanya pada penawaran dari perusahaan-perusahaan tersebut, ternyata masih banyak.

Oleh karena itu, parameter tambahan harus dimasukkan dalam kriteria pencarian - kinerja dan harga. Di pasar SSD saat ini, terdapat segmentasi yang jelas: produk yang ditawarkan berasal dari tingkat bawah, menengah, atau atas, dan harga, kinerja, serta ketentuan layanan garansi secara langsung bergantung pada hal ini. Solid-state drive yang paling mahal didasarkan pada platform perangkat keras yang paling kuat dan menggunakan memori flash dengan kualitas terbaik dan tercepat, sedangkan solid-state drive yang lebih murah didasarkan pada platform yang disederhanakan dan memori NAND yang lebih sederhana. Drive tingkat menengah dicirikan oleh fakta bahwa produsen berusaha menjaga keseimbangan antara kinerja dan harga.

Akibatnya, drive hemat yang dijual di toko menawarkan harga spesifik $0,3-0,35 per gigabyte. Model tingkat menengah lebih mahal - biayanya $0,4-0,5 untuk setiap gigabyte volume. Harga spesifik untuk SSD andalan mungkin mencapai $0,8-1,0 per gigabyte. Apa bedanya?

Solusi dalam kategori harga atas, yang terutama ditujukan untuk kalangan antusias, adalah SSD berperforma tinggi yang menggunakan bus PCI Express untuk dimasukkan ke dalam sistem, yang tidak membatasi throughput maksimum untuk transfer data. Drive tersebut dapat dibuat dalam bentuk kartu M.2 atau PCIe dan memberikan kecepatan beberapa kali lebih cepat daripada drive SATA mana pun. Pada saat yang sama, mereka didasarkan pada pengontrol khusus Samsung, Intel atau Marvell dan jenis memori kualitas tertinggi dan tercepat MLC NAND atau MLC V-NAND.

Di segmen harga menengah, drive SATA berperan, terhubung melalui antarmuka SATA, tetapi mampu menggunakan (hampir) seluruh bandwidthnya. SSD tersebut dapat menggunakan pengontrol berbeda yang dikembangkan oleh Samsung atau Marvell dan berbagai memori MLC atau V-NAND berkualitas tinggi. Namun, secara umum, kinerjanya kurang lebih sama, karena lebih bergantung pada antarmuka daripada kekuatan drive. SSD semacam itu menonjol dari solusi yang lebih murah bukan hanya karena kinerjanya, tetapi juga karena perpanjangan masa garansinya, yang ditetapkan lima atau bahkan sepuluh tahun.

Penggerak anggaran adalah kelompok terbesar, di mana solusi yang sangat berbeda mendapat tempatnya. Namun, mereka juga memiliki ciri-ciri umum. Oleh karena itu, pengontrol yang digunakan pada SSD berbiaya rendah biasanya memiliki tingkat paralelisme yang lebih rendah. Selain itu, prosesor ini paling sering dibuat oleh tim teknik kecil Taiwan seperti Phison, Silicon Motion, atau JMicron, bukan oleh tim pengembangan terkenal di dunia. Dalam hal kinerja, penggerak anggaran tentu saja tidak sebanding dengan solusi kelas atas, yang terutama terlihat selama operasi acak. Selain itu, memori flash yang disertakan dalam drive di kisaran harga yang lebih rendah juga bukan level tertinggi, tentu saja. Biasanya di sini Anda dapat menemukan MLC NAND murah, diproduksi sesuai dengan standar produksi “tipis”, atau TLC NAND secara umum. Akibatnya, masa garansi untuk SSD tersebut telah dikurangi menjadi tiga tahun, dan sumber daya penulisan ulang yang dinyatakan juga jauh lebih rendah. SSD berkinerja tinggi

Samsung 950PRO. Wajar jika Anda mencari SSD kelas konsumen terbaik dari perusahaan yang memiliki posisi dominan di pasar. Jadi jika Anda ingin mendapatkan drive kelas premium yang jelas lebih cepat dari SSD lainnya, maka Anda dapat membeli Samsung 950 PRO terbaru dengan aman. Ini didasarkan pada platform perangkat keras milik Samsung, yang menggunakan MLC V-NAND generasi kedua yang canggih. Ini tidak hanya memberikan kinerja tinggi, tetapi juga keandalan yang baik. Namun Anda harus ingat bahwa Samsung 950 PRO disertakan dalam sistem melalui bus PCI Express 3.0 x4 dan dirancang sebagai kartu faktor bentuk M.2. Dan ada satu kehalusan lagi. Drive ini beroperasi menggunakan protokol NVMe, yang berarti hanya kompatibel dengan platform dan sistem operasi terbaru.

SSD Predator Kingston HyperX. Jika Anda ingin mendapatkan solusi paling bebas masalah, yang tentunya kompatibel tidak hanya dengan sistem terbaru, tetapi juga dengan sistem matang, maka Anda sebaiknya memilih Kingston HyperX Predator SSD. Drive ini sedikit lebih lambat dibandingkan Samsung 950 PRO dan menggunakan bus PCI Express 2.0 x4, namun selalu dapat digunakan sebagai drive boot di sistem apa pun tanpa masalah. Pada saat yang sama, kecepatan yang diberikannya beberapa kali lebih tinggi daripada yang disediakan oleh SSD SATA. Dan keunggulan lainnya dari Kingston HyperX Predator SSD adalah tersedia dalam dua versi: sebagai kartu faktor bentuk M.2, atau sebagai kartu PCIe yang dipasang di slot biasa. Benar, HyperX Predator juga memiliki kekurangan yang disesalkan. Sifat konsumennya dipengaruhi oleh fakta bahwa produsen membeli komponen dasar secara eksternal. HyperX Predator SSD didasarkan pada pengontrol Marvell dan memori flash Toshiba. Akibatnya, tanpa kendali penuh atas perangkat keras solusinya, Kingston terpaksa memberikan garansi SSD premiumnya yang telah dikurangi menjadi tiga tahun.

Pengujian dan review Kingston HyperX Predator SSD.

SSD Kelas Menengah

Samsung 850 EVO. Berdasarkan platform perangkat keras milik Samsung, yang mencakup memori flash TLC V-NAND yang inovatif, Samsung 850 EVO menawarkan kombinasi fitur kinerja konsumen yang sangat baik. Pada saat yang sama, keandalannya tidak menimbulkan keluhan apa pun, dan teknologi caching TurboWrite SLC memungkinkan Anda memanfaatkan sepenuhnya bandwidth antarmuka SATA. Yang paling menarik bagi kami adalah varian Samsung 850 EVO dengan kapasitas 500 GB ke atas, yang memiliki cache SLC lebih besar. Ngomong-ngomong, di lini ini juga ada SSD unik berkapasitas 2 TB yang analognya tidak ada sama sekali. Selain semua hal di atas, perlu ditambahkan bahwa Samsung 850 EVO dilindungi oleh garansi lima tahun, dan pemilik drive dari pabrikan ini selalu dapat menghubungi salah satu dari banyak pusat layanan perusahaan ini yang tersebar di seluruh negeri.

SanDisk Ekstrim Pro. SanDisk sendiri memproduksi memori flash untuk drive-nya, tetapi membeli pengontrol secara eksternal. Jadi, Extreme Pro didasarkan pada pengontrol yang dikembangkan oleh Marvell, tetapi Anda dapat menemukan banyak pengetahuan dari SanDisk sendiri. Penambahan yang paling menarik adalah cache nCahce 2.0 SLC, yang di Extreme Pro diimplementasikan di dalam MLC NAND. Hasilnya, kinerja drive SATA sangat mengesankan, dan selain itu, hanya sedikit orang yang acuh terhadap ketentuan garansi, yang ditetapkan pada 10 tahun. Dengan kata lain, SanDisk Extreme Pro adalah pilihan yang sangat menarik dan relevan untuk sistem kelas menengah.

Pengujian dan review SanDisk Extreme Pro.

MX200 yang penting. Ada SSD SATA tingkat menengah yang sangat bagus di kisaran Micron. Crucial MX200 menggunakan memori MLC perusahaan dan, seperti SanDisk Extreme Pro, didasarkan pada pengontrol Marvell. Namun, MX200 semakin ditingkatkan dengan teknologi caching Dynamic Write Acceleration SLC, yang mendorong kinerja SSD di atas rata-rata. Benar, ini hanya digunakan pada model dengan kapasitas 128 dan 256 GB, jadi ini yang paling diminati. Crucial MX200 juga memiliki kondisi garansi yang sedikit lebih buruk - durasinya ditetapkan hanya tiga tahun, tetapi sebagai kompensasinya, Micron menjual SSD-nya sedikit lebih murah dibandingkan pesaingnya.

Model anggaran

SSD Kingston HyperX Savage. Kingston menawarkan SSD murah berdasarkan pengontrol delapan saluran yang lengkap, itulah yang membuat kami terpesona. Benar, HyperX Savage menggunakan desain Phison, bukan Marvell, tetapi memori flashnya adalah MLC NAND biasa, yang dibeli Kingston dari Toshiba. Hasilnya, tingkat kinerja yang diberikan oleh HyperX Savage sedikit di bawah rata-rata, dan dilengkapi dengan garansi tiga tahun, namun di antara penawaran anggaran, drive ini terlihat cukup percaya diri. Selain itu, HyperX Savage terlihat mengesankan dan bagus untuk dipasang di casing berjendela.

Pengujian dan peninjauan Kingston HyperX Savage SSD.

BX100 yang penting. Drive ini lebih sederhana daripada Kingston HyperX Savage, dan didasarkan pada pengontrol empat saluran Silicon Motion, namun meskipun demikian, kinerja Crucial BX100 tidak buruk sama sekali. Selain itu, Micron menggunakan MLC NAND miliknya sendiri di SSD ini, yang pada akhirnya menjadikan model ini proposal anggaran yang sangat menarik yang ditawarkan oleh pabrikan ternama dan tidak menimbulkan keluhan pengguna mengenai keandalan.

Halo semuanya! Beberapa hari yang lalu saya bertemu teman lama saya. Kami mengobrol, dan dia, dengan kata-kata “Lihat ponsel yang saya bawa jalan-jalan sekarang!”, mendemonstrasikan ponsel tombol-tekan Nokia lamanya. Ternyata firmware di iPhone-nya terus-menerus crash - dia harus membawa smartphone tersebut ke service center. Tampaknya itu hal yang lumrah...

Namun, daftar pekerjaan yang akan dilakukan layanan tersebut ternyata tidak biasa bagi sobat. Diagnostik lengkap, pembaruan perangkat lunak (jika perlu) dan "hal-hal biasa" lainnya - semuanya standar dan jelas di sini. Pertanyaan utama diajukan oleh frasa dari master ini - "kemungkinan besar, Anda perlu memutar Nand Flash."

Tentu saja, saya tidak menunjukkan dalam layanan bahwa saya tidak mengerti apa yang mereka bicarakan - mereka mengatakan saya sudah tahu segalanya tanpa Anda. Hal utama adalah melakukannya. Tapi saya pulang dan langsung membuka Google - apa ini Nand Flash? Mengapa repot-repot menggulungnya di suatu tempat di dalam iPhone?

Kami tertawa bersamanya, berpisah, dan saya berpikir - mengapa tidak menulis catatan singkat tentang topik ini? Ini tidak akan memakan banyak waktu, dan bagi orang-orang yang menghadapi masalah yang sama dengan teman saya, akan menjadi sedikit lebih jelas apa yang terjadi dengan ponsel cerdas mereka. Saya pikir - saya berhasil. Ayo pergi! :)

Apa itu Nand Flash di iPhone?

Ini adalah memori internal perangkat. Ya, ya, hal yang sama sering kali tidak dimiliki oleh pemilik iPhone 16 GB.

Secara kasar, Nand Flash di iPhone 7 32 GB sama dengan memori internal 32 GB.

Memori terletak di board sistem utama perangkat dan tidak menonjol sama sekali - sebuah chip yang sangat biasa.

Tentu saja, ini bukan flash drive sama sekali - Anda tidak dapat membongkar iPhone, dengan mudah melepaskan Nand Flash, menginstal yang lain dan berpikir bahwa semuanya akan "OK". Itu tidak akan terjadi. Meskipun demikian, perlu disebutkan bahwa dalam beberapa kasus hal ini masih mungkin dilakukan. Tapi lebih dari itu sedikit lebih jauh. Sementara itu, mari kita beralih ke masalahnya...

Penyebab kegagalan fungsi

Pilihannya tidak banyak, dan semuanya biasanya “standar”:

Perangkat jatuh.
Kerusakan fisik lainnya.
Masuknya cairan.
Pernikahan.
pembobolan penjara.

Tidak ada yang istimewa untuk dijelaskan di sini - jelas jika perangkat dilempar dan diisi air, ini akan mempengaruhi kinerjanya.

Meskipun demikian, saya tetap akan mencatat secara terpisah hal-hal seperti cacat produksi - ini juga sangat mungkin terjadi. Saya menyaksikan situasi serupa - Saya baru saja membeli iPhone, tetapi tidak berfungsi - iPhone melakukan boot ulang, menunjukkan kesalahan saat memulihkan, dan umumnya berperilaku aneh. Kami mengirimkannya ke layanan, sebagai hasilnya - memori Nand Flash rusak dan perangkat diganti.

Gejala Kegagalan Memori Flash iPhone

Kerusakan ini tidak memiliki gejala yang jelas dan spesifik (pesan tidak muncul di layar - perangkat Anda mengalami masalah memori), jadi semua ini hanya dapat ditebak dengan tanda tidak langsung:

Berbicara tentang kesalahan...

Kesalahan iTunes Menunjukkan Kegagalan Nand Flash

Cara paling pasti untuk mengatasi berbagai masalah pada perangkat. Namun, jika iPhone mengalami masalah dengan memori Nand Flash, proses pemulihan mungkin terhenti dan disertai dengan kesalahan karakteristik berikut:

Namun, penting untuk diingat - iTunes dirancang sedemikian rupa sehingga nomor kesalahan yang sama dapat disebabkan oleh beberapa alasan.

Misalnya, kesalahan 4013 dapat menandakan masalah pada chip itu sendiri dan penggunaan kabel yang tidak orisinal untuk menyambung ke PC.

Seperti yang Anda lihat, penyebarannya sangat besar - dari kabel sederhana hingga perbaikan yang sangat rumit. Oleh karena itu, Anda dapat menggunakan daftar kesalahan ini untuk analisis awal situasi, tetapi Anda tidak dapat mempercayainya begitu saja.

Memperbaiki memori Nand Flash - apakah mungkin?

Mungkin. Tapi, tentu saja, tidak “di rumah”. Apalagi tidak semua service center mampu melakukan operasi ini. Misalnya, “di tenda di pasar” kemungkinan besar mereka tidak akan dapat membantu Anda - peralatan yang diperlukan tidak akan ada di sana. Ya, dan pasti ada suatu keterampilan.

Sekali lagi, saya akan mencatat secara terpisah - jika masa garansi iPhone Anda belum habis (), maka Anda tidak perlu membuat apa pun - . Ada kemungkinan besar Anda akan menerima perangkat baru sebagai imbalannya.

Jika garansi “gagal”, tetapi perbaikan memori Nand Flash masih diperlukan, maka pusat layanan memiliki dua opsi untuk memperbaiki situasi:

Omong-omong, jika kita berbicara tentang peralatan untuk firmware Nand Flash, maka pemrogram tersebut cukup beragam, tetapi satu hal yang masih menyatukan mereka - harga. Semuanya menghabiskan banyak uang - tidak semua orang mampu membelinya.

Kesimpulan apa yang dapat diambil dari semua ini? Masalah memori iPhone adalah masalah yang cukup serius yang sangat sulit untuk diperbaiki sendiri. Namun situasinya tidak bisa disebut tanpa harapan. Hal utama adalah menemukan pusat layanan yang baik dengan spesialis yang kompeten dan peralatan yang diperlukan. Dan iPhone akan menyenangkan Anda dengan pekerjaannya untuk waktu yang lama!

P.S. Ya, itu tidak berfungsi sebagai catatan singkat :) Namun, apa adanya - jangan hapus sekarang. Dan informasinya berguna - akan bermanfaat bagi seseorang. Apakah Anda setuju? Masukkan "suka", klik tombol jejaring sosial - dukung penulisnya! Dia mencoba, jujur. Terima kasih!

P.S.S. Apakah Anda memiliki pertanyaan? Apakah Anda memiliki sesuatu untuk ditambahkan ke artikel atau Anda ingin menceritakan kisah Anda? Ada komentar untuk ini - silakan menulis!

Memori flash NAND menggunakan gerbang NOT AND, dan seperti banyak jenis memori lainnya, menyimpan data dalam sejumlah besar sel, dengan setiap sel berisi satu atau lebih bit data.

Semua jenis memori dapat dipengaruhi oleh faktor internal dan eksternal, seperti keausan, kerusakan fisik, kesalahan perangkat keras, dan lain-lain. Dalam kasus seperti ini, kami berisiko kehilangan data sepenuhnya. Apa yang harus dilakukan dalam situasi seperti itu? Jangan khawatir, karena ada program pemulihan data yang dapat memulihkan data dengan mudah dan cepat, tanpa perlu membeli peralatan tambahan atau, dalam kasus ekstrim, mulai mengerjakan kembali dokumen yang hilang. Mari kita lihat lebih dekat memori flash NAND.

Biasanya, array NAND dibagi menjadi banyak blok. Setiap byte dalam salah satu blok ini dapat ditulis dan diprogram secara individual, namun satu blok mewakili bagian terkecil dari array yang dapat dihapus. Dalam blok tersebut, setiap bit memiliki nilai biner 1. Misalnya, perangkat memori flash NAND 2 GB monolitik biasanya terdiri dari 2048 B (128 KB) blok dan 64 per blok. Setiap halaman menampung 2112 Byte, dan terdiri dari 2048 byte data dan zona tambahan 64 byte. Area cadangan biasanya digunakan untuk ECC, informasi keausan sel, dan fungsi perangkat lunak overhead lainnya, meskipun secara fisik tidak berbeda dari halaman lainnya. Perangkat NAND ditawarkan dengan antarmuka 8-bit atau 16-bit. Node data terhubung ke memori NAND melalui bus data dua arah 8 atau 16 bit. Dalam mode 16-bit, instruksi dan alamat menggunakan 8 bit, 8 bit sisanya digunakan selama siklus transfer data.

Jenis Memori Flash NAND

Memori flash NAND, seperti yang telah kami catat, hadir dalam dua jenis: single-level (SLC) dan multi-level (MLC). Memori flash tingkat tunggal - SLC NAND (sel tingkat tunggal) sangat cocok untuk aplikasi yang memerlukan kepadatan tinggi dan sedang. Ini adalah teknologi yang paling mudah digunakan dan nyaman. Seperti dijelaskan di atas, SLC NAND menyimpan satu bit data di setiap sel memori. SLC NAND menawarkan kecepatan baca dan tulis yang relatif tinggi, kinerja yang baik, dan algoritma koreksi kesalahan yang sederhana. SLC NAND bisa lebih mahal dibandingkan teknologi NAND lainnya berdasarkan per-bit. Jika aplikasi memerlukan kecepatan baca yang tinggi, seperti kartu media berperforma tinggi, beberapa drive hibrid, perangkat solid state (SSD), atau aplikasi tertanam lainnya, SLC NAND mungkin merupakan satu-satunya pilihan yang sesuai.

Memori flash bertingkat – MLC NAND (sel bertingkat) dirancang untuk aplikasi dengan kepadatan lebih tinggi dan siklus lambat.

Tidak seperti SLC NAND, sel MLC NAND multi-level menyimpan dua bit atau lebih per sel memori. Tegangan dan arus diterapkan untuk menentukan lokasi setiap bit. Perangkat SLC hanya memerlukan satu level tegangan. Jika arus terdeteksi, nilai bitnya adalah 1; jika tidak ada arus yang terdeteksi, bit ditetapkan sebagai 0. Untuk perangkat MLC, tiga level tegangan berbeda digunakan untuk menentukan nilai bit.

Biasanya, MLC NAND menawarkan kapasitas dua kali lipat SLC NAND per perangkat dan juga lebih murah. Karena SLC NAND tiga kali lebih cepat dari MLC NAND dan menawarkan kinerja lebih dari 10 kali lebih tinggi; namun untuk banyak aplikasi, MLC NAND menawarkan kombinasi harga dan kinerja yang tepat. Faktanya, MLC NAND mewakili hampir 80% dari seluruh pengiriman memori flash NAND. Dan memori flash MLC NAND mendominasi pilihan konsumen di kelas SSD karena performanya lebih unggul dibandingkan harddisk magnetik.

Masa pakai SSD bergantung pada jumlah byte yang telah ditulis ke memori flash NAND. Sebagian besar perangkat berbasis MLC dilengkapi dengan garansi satu hingga tiga tahun. Namun, penting untuk memahami secara pasti bagaimana perangkat akan digunakan, karena SSD berbasis MLC mungkin akan bertahan lebih lama jika diharapkan terjadi beberapa kali penulisan ulang ke disk. Di sisi lain, solusi berbasis SLC akan bertahan lebih lama dari perkiraan tiga tahun, bahkan dalam siklus PE yang parah.

Sejarah lampu kilat NAND

Memori flash NAND merupakan solid-state drive non-volatile yang telah membawa perubahan signifikan pada industri penyimpanan data, yang kini berusia 26 tahun. Memori flash ditemukan oleh Dr. Fujio Masuoka saat bekerja di Toshiba sekitar tahun 1980. Menurut Toshiba, nama "flash" disarankan oleh rekan Dr. Masuoka, Mr. Sho-ji Ariizumi, karena proses penghapusan isi memori mengingatkannya pada flash kamera.

Toshiba mengkomersialkan memori flash NAND pada tahun 1987; banyak yang telah berubah sejak saat itu. Pasar memori flash NAND telah berkembang pesat dengan penjualan delapan kali lebih tinggi dibandingkan penjualan DRAM (Dynamic random access memory). Memori NAND telah menjadi perangkat penyimpanan berkekuatan tinggi dan menjadi pilihan banyak pengguna. Memori seperti itu saat ini digunakan di berbagai kartu memori dan drive USB, penyimpanan cloud ditemukan di banyak pengguna, baik di industri dan bisnis, dan di perangkat rumah. Perangkat Apple iPhone, iPod dan iPad, serta ponsel dan tablet Android, juga banyak menggunakan memori flash NAND. Sejak saat itu, inovasi ini memasuki era baru di mana konsumen selalu dapat mengakses file mereka: video, musik, buku, dan dokumen, di mana pun Anda berada.

NAND berkualitas tinggi diprogram untuk membaca informasi dalam blok atau halaman kecil, sedangkan memori flash NOR membaca dan menulis data 1 byte dalam satu waktu. Memori flash NOR lebih disukai untuk perangkat yang menyimpan dan menjalankan kode, biasanya dalam jumlah kecil.

Pengenalan memori flash NAND solid-state dan perangkat penyimpanan selain hard drive magnetik konvensional telah memberikan pilihan baru bagi perusahaan untuk menjalankan server mereka dan menyimpan aplikasi bisnis utama. Karena memori tersebut tidak memiliki bagian yang bergerak, flash NAND dapat memproses dan memindahkan data dari satu tempat ke tempat lain lebih cepat karena kecepatan baca dan tulis yang sangat baik. Aplikasi di layanan keuangan, ritel, dan layanan web cloud sering kali menjalankan server yang dilengkapi dengan memori flash NAND.

Memori flash menyimpan informasi dalam array yang terdiri dari sel memori dan transistor gerbang mengambang. Dalam perangkat Single Layer Cell (SLC), setiap sel hanya menyimpan satu bit informasi. Beberapa jenis memori flash baru, yang dikenal sebagai perangkat sel multi-level (MLC), dapat menyimpan lebih dari satu bit per sel dengan memilih antara beberapa tingkat muatan listrik untuk diterapkan pada transistor gerbang mengambang dan selnya.

Fakta penting tentang NAND Flash

Evolusi jenis memori flash sangat mengesankan. StorageNewsletter.com, sumber berita elektronik harian industri yang dihormati dan mapan, telah mengikuti perkembangan memori flash NAND selama beberapa waktu dan memiliki seluruh arsip data tentang keberadaan teknologi ini.

Chip flash: Peningkatan volume dan penurunan harga memori flash dan solid-state drive berhubungan langsung dengan proses pembuatan chip memori flash NAND. SanDisk dan Toshiba kini menawarkan lini MLC 128 GB dan chip dengan sel masing-masing 3 bit. Di antara produsen memori flash besar dunia adalah perusahaan seperti: Intel, Samsung, Seagate, Nvidia, LSI, Micron dan Western Digital.

Tombol flash (atau flash drive): Flash drive USB pertama dikembangkan pada akhir tahun 1990an oleh M-Systems, yang kemudian diakuisisi oleh SanDisk. Pada tahun 2001, IBM mulai memproduksi versi memori 8 MB di Amerika Serikat, yang disebut "memori kunci". Sekarang volume memori tersebut mencapai 128 GB dan harga telah diturunkan secara signifikan.

Perusahaan yang sama, M-Systems, menjadi produsen SSD pertama pada tahun 1995. Sejak tahun 1999, SN.com telah mencatat 590 model berbeda yang diluncurkan oleh 97 perusahaan. Di antara yang lainnya, BiTMICRO Networks pada tahun 1999 merilis model E-Disk SNX35 dengan ukuran 3,5 inci dan kapasitas dari 128MB hingga 10GB, waktu akses 500 ms dan kecepatan baca dan tulis 4MB/s menggunakan antarmuka SCSI-2 . Tahun berikutnya, M-Systems memproduksi FFD SCSI 3 GB, SSD 2,5 inci dengan kecepatan baca maksimum 4 MB/s dan kecepatan tulis 3 MB/s.

Hari ini Anda bisa mendapatkan memori 16 TB (PCIe SSD dari OCZ) dengan kecepatan baca hingga 4 GB/dtk dan kecepatan tulis hingga 3,8 GB/dtk. OCZ juga mengumumkan pada tahun 2012 waktu tercepat untuk menulis dan membaca informasi: 0,04 ms untuk operasi baca dan 0,02 ms untuk operasi tulis.

Seringkali kita berada dalam situasi dimana data terhapus atau rusak karena berbagai kesalahan, baik pada sistem maupun kesalahan manusia. Anda dapat mengetahui cara memulihkan data dari kartu memori.

Kriteria untuk memilih perangkat dengan flash NAND

Jadi, saat memilih perangkat (misalnya SSD) dengan teknologi flash NAND, Anda perlu mempertimbangkan beberapa kriteria pemilihan:

Pastikan perangkat SSD, sistem operasi, dan sistem file mendukung TRIM, terutama jika kartu tersebut menggunakan pengontrol hard drive, yang mempersulit proses pengumpulan “sampah”, data yang tidak perlu:

— cari tahu apakah OS Anda mendukung trim dari sumber informasi mana pun; — ada aplikasi yang membantu Anda menambahkan teknologi trim untuk OS Anda jika tidak didukung. Namun pertama-tama, cari tahu apakah ini akan membahayakan kinerja perangkat secara keseluruhan. SSD dengan memori NAND adalah pilihan yang sangat baik ketika Anda membutuhkan kinerja tinggi, kurangnya kebisingan, ketahanan terhadap pengaruh eksternal atau konsumsi daya yang rendah: - pembacaan non-sekuensial akan memberikan peluang untuk meningkatkan kinerja dibandingkan dengan HDD; — mencari tahu tentang kinerja maksimum perangkat agar tidak melebihi batas; Untuk kinerja operasi yang lebih baik dan pengoperasiannya sepanjang waktu, lebih baik memilih SLC daripada MLC: - SSD berbasis NAND sangat bagus untuk mempercepat server, namun perlu diingat bahwa ini juga memerlukan ruang kosong untuk "sampah" dan/ atau memangkas. — Sistem RAID dengan SSD akan memberikan kinerja dan stabilitas tinggi, tetapi gunakan pengontrol serangan yang dirancang khusus untuk SSD, jika tidak, begitu banyak “sampah” akan terakumulasi sehingga sistem trim atau pengumpulan tidak dapat mengatasinya. Perangkat SSD dengan daya tahan lebih besar tentu saja akan bertahan lebih lama: - Misalnya, pilih perangkat 100 GB, bukan 128 GB, 200 GB, bukan 256 GB, dan seterusnya. Maka Anda akan mengetahui dengan pasti bahwa memori sebesar 28 atau 56 gigabyte mungkin merupakan ruang yang dicadangkan untuk menghitung keausan, mengatur ulang file, dan sel memori yang rusak. Untuk penggunaan di industri, produksi atau perkantoran, sebaiknya pilih perangkat kelas bisnis, misalnya perangkat SSD PCI Express (PCIe):

Kartu PCIe dengan pengontrol SSD yang disetel secara khusus dapat memberikan performa I/O yang sangat tinggi dan daya tahan yang baik.

Kami terus mendiskusikan desain dan prinsip pengoperasian perangkat penyimpanan di situs web kami. Terakhir kali kita membahas memori Flash (), dan hari ini kita akan fokus pada salah satu jenis memori Flash yang telah disebutkan, yaitu memori NAND. Kita telah mengetahui sebagian struktur dan pengoperasian NAND, jadi mari kita beralih ke algoritma dasar, metode koneksi, dan beberapa seluk-beluk yang tidak boleh dilupakan saat bekerja dengan NAND.

Mari kita mulai dengan melihat dua jenis memori NAND - yaitu SLC-( sel satu tingkat) dan MLC-( sel bertingkat) perangkat. Di perangkat SLC, satu sel memori menyimpan satu bit informasi - kami telah membahas perangkat tersebut di artikel sebelumnya. Hanya dua keadaan sel memori (transistor efek medan gerbang mengambang) yang dimungkinkan. Keadaan pertama berhubungan dengan gerbang bermuatan, dan keadaan kedua sesuai dengan gerbang kosong. Semuanya sederhana di sini - kita menerapkan tegangan ambang batas dan, dengan ada atau tidaknya arus pengurasan, kita dapat menentukan bit mana yang ditulis ke sel memori tertentu.

Perangkat MLC berbeda karena satu sel unit dapat menyimpan beberapa bit informasi, paling sering dua bit. Pada perangkat tersebut, terdapat 4 tingkat pengisian gerbang mengambang, yang sesuai dengan 4 kemungkinan status tersimpan:

Untuk membaca informasi dari sel seperti itu, tidak seperti perangkat SLC, perlu untuk memantau arus pembuangan pada beberapa nilai tegangan ambang yang berbeda pada gerbang transistor.

Memori MLC memiliki jumlah siklus penulisan ulang maksimum yang lebih kecil dibandingkan dengan SLC. Selain itu, SLC lebih cepat - yaitu, operasi baca/tulis/hapus diselesaikan dalam waktu lebih singkat. Dan karena hanya satu ambang tegangan yang digunakan untuk menentukan status sel memori, kecil kemungkinan memori SLC menyebabkan kesalahan. Namun bukan berarti MLC lebih buruk. Memori MLC, pertama, memungkinkan Anda menyimpan lebih banyak informasi, dan kedua, lebih murah. Artinya, dari segi rasio harga/kualitas, MLC pada prinsipnya terlihat lebih disukai.

Mari beralih ke struktur memori NAND 😉

Seperti yang kita ingat, tidak seperti memori NOR, saat menggunakan NAND kita tidak memiliki akses ke sel memori yang berubah-ubah. Semua sel digabungkan menjadi halaman. Dan halaman-halaman tersebut digabungkan menjadi blok logis. Setiap halaman, selain informasi yang disimpan oleh pengguna, berisi beberapa data tambahan - informasi tentang blok "buruk", informasi layanan tambahan untuk koreksi kesalahan.

Kesulitan dengan NAND adalah tidak mungkinnya mengakses sel informasi tertentu. Data hanya dapat ditulis halaman demi halaman, artinya jika kita ingin mengubah sedikit maka kita perlu menulis ulang seluruh halaman. Dan Anda hanya dapat menghapus data dalam blok. Berikut ciri-ciri chip memori NAND NAND128W3A sebagai contoh: ukuran halaman – 512 byte + 16 byte informasi layanan tambahan, ukuran blok – 16 kBytes, yaitu 32 halaman.

Masalah lain dengan NAND adalah jumlah siklus tulis yang tidak terbatas. Jadi, jika penulisan selalu dilakukan pada halaman yang sama, cepat atau lambat halaman tersebut akan rusak. Dan untuk memastikan keausan yang seragam pada semua sel memori, pengontrol memori NAND melacak jumlah siklus tulis ke setiap blok memori. Jika pengontrol melihat bahwa suatu blok “buruk”, maka pengontrol dapat melewatinya dan menulis ke blok berikutnya. Berkat ini, masa pakai media penyimpanan meningkat secara signifikan. Jika kita ingin menulis data dalam jumlah besar, maka di dalam chip memori semua data akan dicampur menjadi blok (algoritma penulisan bekerja di blok yang paling sedikit dipakai), dan ketika tugas membaca data ini muncul, pengontrol memori NAND akan mengatur data dan memberikannya kepada kami dalam bentuk aslinya.

Kami telah memilah strukturnya, dan terakhir, saya ingin berbicara sedikit tentang bagaimana chip memori NAND terhubung.

Dan untuk ini, bus transfer data paralel digunakan. Lebar bus adalah 8 atau 16 byte, tergantung pada perangkat spesifik. Jalur data digabungkan dengan jalur alamat, yang mengurangi jumlah pin yang ditempati. Sinyal kontrol dan tujuannya dijelaskan dengan baik di sini:

Jika kita ingin menghubungkan memori ke mikrokontroler, maka yang terbaik adalah memilih pengontrol yang memiliki dukungan perangkat keras untuk transfer data melalui antarmuka paralel. Misalnya, banyak STM32 yang dilengkapi dengan modul FSMC yang memungkinkan Anda menyambungkan perangkat memori eksternal. Tapi kita tidak akan membahasnya sekarang; lebih baik tinggalkan topik ini untuk artikel selanjutnya 😉 Mungkin dalam waktu dekat kita akan mencoba membuat contoh kecil untuk STM32, di mana kita akan menulis dan membaca data dari memori NAND, jadi sampai berjumpa lagi! )

OTOMATIS