Análise de unidade de estado sólido

Em 1956, o primeiro disco rígido foi criado! E por muito tempo, o mercado dominante de discos rígidos de computador foi dominado por discos rígidos (HDDS), que são volumosos e baratos.
O HDD é uma estrutura mecânica, resultando em baixa largura de banda, alto atraso, baixa resistência ao choque, alto consumo de energia, ruído alto, grande volume e peso, e longo tempo de trabalho produzirá desgaste, é fácil causar atraso no computador. O que fazer?

Para resolver esses problemas, unidades de estado sólido (SSDS) usando tecnologia de armazenamento semicondutor totalmente nova chegaram ao mercado na década de 1990. Diferente dos HDDS, os SSDs são compostos principalmente por controladores, chips de memória (chips Flash, chips DRAM) e existem mais maneiras de conectar SSDs a computadores. Em comparação com o HDD, as vantagens são significativas:

■ Velocidade rápida de leitura e gravação: alta velocidade contínua de leitura e gravação, velocidade aleatória de leitura e gravação, tempo de acesso muito baixo.
■ À prova de choque e anti-queda: A possibilidade de perda de dados pode ser minimizada ao se mover em alta velocidade, virar e inclinar, bater e tremer.
■ Baixo consumo de energia: o consumo de energia é muito menor do que o disco rígido mecânico tradicional.
■ Sem ruído: sem dispositivo de transmissão mecânica, o valor do ruído é próximo a 0 dB.
■ Ampla faixa de temperatura operacional: a maioria dos produtos pode operar a 0~70 graus Celsius.
■ Leve: muito menos peso e tamanho do que o disco rígido mecânico.

O que havia no incipiente SSD que rapidamente ultrapassou o HDD?
Evolução da aparência do SSD: pequeno e fino
Inicialmente, os SSDs eram grandes e grossos para acomodar a interface e o espaço dos HDDS tradicionais. No entanto, a placa de circuito interno real do SSD é muito pequena e, após desenvolvimento contínuo, as duas últimas agora são populares: interface de 2,5-polegadas e M.2.

Descriptografia interna do SSD: controlador mais chip de memória
O controlador SSD é responsável pela conclusão das instruções internas do SSD, realiza toda a transferência de dados e conecta o chip de memória à interface externa. Além disso, o balanceamento de carga de dados em cada chip de memória pode ser alocado adequadamente para que todos os chips de memória possam funcionar em paralelo sob uma determinada carga para coordenar e manter a colaboração de diferentes chips.

Os chips de memória são a base dos SSDS, que garantem que os dados possam ser armazenados mesmo após uma falha de energia. Os chips FLASH são comumente usados ​​como chips de memória. Como funcionam os SSDs baseados em chip flash?
Os SSDs normalmente têm vários chips de memória flash, e o controlador decide em qual chip flash os dados serão armazenados. A leitura e gravação de dados dentro do chip de memória flash é regular: cada chip de memória flash contém muitos blocos, cada um dos quais é dividido em várias páginas, e cada página contém muitas células. O acesso está na página e a limpeza está no bloco.

Se você pensar na célula como uma sala, mais pessoas podem entrar e mais capacidade pode ser expandida. De acordo com a quantidade de dados armazenados, pode ser dividido em SLC/MLC/TLC/QLC. SLC armazena 1 bit de dados (2 estados), MLC armazena 2 bits de dados (4 estados), TLC armazena 3 bits de dados (8 estados) e QLC armazena 4 bits de dados (16 estados).

Para expandir ainda mais a capacidade da memória flash, a tecnologia 3D NAND começou a ser usada em chips de memória flash. Assim como os chips de memória flash costumavam ser bangalôs, a tecnologia 3D agora permite que os dados vivam em prédios altos. A quantidade de dados armazenados por unidade de área é multiplicada.

Iteração de interface SSD: várias interfaces para conectar computadores
No início, para melhor atualizar e substituir os HDDS tradicionais, os SSDs usavam o mesmo tamanho de aparência e especificação de interface que os HDDS de 2,5-polegadas. Ambas são interfaces de dados SATA, ou seja, barramentos de comunicação serial SATA.