آشنایی با ساختار SSD

ساختار SSD یا Solid State Drive به طور معمول از سه بخش اصلی زیر تشکیل شده است:

1. Nand Flash: فضایی که داده های شما در آنجا ذخیره می شود، که از نوع حافظه های غیر فرار می باشد. منظور از غیر فرار حافظه ای است که برای نگهداری اطلاعات نیاز به جریان برق ندارد.
2. حافظه DDR: مقدار کمی حافظه فرار که برای دسترسی سریع اطلاعات مورد استفاده قرار می‌گیرد و البته در همه مدل ها تعبیه نشده است.
3. کنترل کننده: واسط اصلی برای ارتباط Nand Flash با کامپیوتر است. این کنترل کننده همچنین مدیریت عملکرد را برعهده دارد.

Nand Flash چیست؟

این بخش از ساختار SSD از سلول‌هایی تشکیل شده است که بیت‌ها را در خود نگاه می دارند. این بیت‌ها با هر بار ایجاد جریان برق خاموش و یا روشن می‌شوند. چگونگی قرار گرفتن این بیت‌های خاموش و روشن در کنار یکدیگر، بیان کننده نحوه ذخیره اطلاعات در SSD  ها است. نکته جالب اینکه، تعداد بیت‌ها در هر سلول تعیین کننده نام فلش است. برای مثال، فلش یک لایه (SLC) در هر سلول خود فقط یک بیت را جای داده است.

دلیل اینکه از SLCها فقط در SSDهایی با گنجایش کم استفاده می کنند، این است که فلش NAND ماهیت فیزیکی ثابتی را در بورد مدار چاپی (PCB) اشغال می‌کند. فراموش نکنید که بورد حافظه  برای جا شدن در کامپیوتر شما، باید ابعاد استانداردی از کنترلر، حافظه DDR و فلش را در خود جای دهد. در حافظهMLC  تعداد بیت‌ها در هر سلول 2 برابر است و این در حالی است که در TLC این تعداد 3 برابر شده است که این امر، امکان افزایش ظرفیت SSD ها را فراهم کرده است.

سازندگان حافظه‌هایی با گنجایش یک بیت در هر سلول (SCL ) دلایل خاص خود را دارند. SLC ها، عنوان سریع ترین و پایدار ترین نوع حافظه را یدک می کشند. به همین دلیل است که شرکت های بزرگ تجاری برای سرور های خود حافظه SLC را ترجیح می دهند ولی در عین حال ضعف گران بودن و عدم امکان افزایش گنجایش SSD را دارند.

این در حالیست که تولید حافظه‌های MLC و TLC نسبت به SLC ها مقرون به صرفه تر است که در SSD هایی با گنجایش بیشتر کاربرد دارند. با وجود طول عمر  و سرعت نسبتا کمتر ، این حافظه ها به دلیل قیمت پایین، نزد مصرف کنندگان و کاربران خانگی محبوبیت بیشتری پیدا کرده اند. درک درست از حافظه NAND نه تنها به شما در انتخاب SSD مناسب کمک می کند، بلکه می توانید بودجه ای مناسب برای خرید این نوع محصولات اختصاص دهید و هوشمندانه خرید کنید.

ساختار ذخیره سازی اطلاعات روی NAND Flash

نقش سلول سطح یک (SLC) در ساختار SSD

این نوع حافظه دارای مزیت دقت بسیار بالا در خواندن/نوشتن اطلاعات است و همچنین دارای طول عمر طولانی می باشد. از این حافظه عمری بین 000/90 تا 000/100 بار خواندن/نوشتن انتظار می رود. بازار SCL ها در بین شرکت های تجاری، بدلیل عمر طولانی و در عین حال عملکرد و دقت بالا، بیشترین درخواست را داشته است. این نوع حافظه را به دلیل گنجایش کم و هزینه بالا به ندرت در کامپیوترهای خانگی و مصرفی می توان یافت.

ویژگی های مثبت

• دارای بیشترین طول عمر در بین تمامی فلش‌های دیگر
• فضای مطمئن و کوچکتر در برابر خطاهای خواندن / نوشتن
• قابلیت عملکرد در گستره دمایی وسیع تر

ویژگی های منفی

• گرانترین حافظه موجود در بازار
• معمولا فقط در SSD های کم گنجایش کاربرد دارد

SLC مناسب چه کاربرانی است؟

این نوع حافظه کاربرد تجاری و صنعتی دارد و اکثرا در سرور ها مورد استفاده قرار می گیرد.

eMLC  ( سلول چند سطحی تجاری)

این نوع حافظه همان MLC است. با این تفاوت که برای استفاده تجاری جهت خواندن/نوشتن بهتر، بهینه شده است. تعداد سیکل خواندن/نوشتن این حافظ بین 000/20 تا 000/30 بار تخمین زده می‌شود. eMLC نسبت به SLC ارزانتر است، با این وجود برخی نکات مثبت را حفظ کرده است.

ویژگی های مثبت:

• انتخاب ارزانتری نسبت به SLC برای یک SSD تجاری محسوب می شود.
• نسبت به MLC دارای پایداری و عملکرد بهتری است.

eMLC مناسب چه کاربرانی است؟

این نوع حافظه کاربرد تجاری و صنعتی دارد و بیشتر در سرور ها مورد استفاده قرار می گیرد.

MLC  ( سلول چند سطحی)

همانطور که از اسم این نوع حافظه پیداست، سلول هایش گنجایش چند بیت را در خود دارند. مزیت بارز این فلش نسبت به SLC، هزینه پایین ساخت آن است که این مزیت متوجه مصرف کننده ها بوده و به همین خاطر است که بسیاری از برندها به سراغ آن می روند. با این حال طول عمر خواندن/نوشتن MLC قابل قیاس با SLC نیست و تعداد آن در حدود 000/10 بار برای هر سلول برآورد شده است.

ویژگی های مثبت:

• هزینه تولید پایین که باعث می شود کاربران حرفه ای نیز بتوانند از آن بهره برند.
• نسبت به TLC، قابل اطمینان تر است.

MLC مناسب چه کاربرانی است؟

کابران حرفه ای، گیمر ها و علاقمندان به کامپیوتر

 TLC(سلول 3 سطحی)

این فلش 3 بیت را در هر سلول جای می دهد طول عمر خواندن/نوشتن آن در حدود 000/3 تا 000/5 بار برای هر سلول برآورد شده است.

ویژگی های مثبت:

• پایین ترین هزینه ساخت که منجر به ارزانتر شدن SSD می شود.
• قابل اطمینان مطلوب برای کاربران خانگی و حرفه ای

TLC مناسب چه کاربرانی است؟

برای کاربران حرفه ای و عادی جهت استفاده در سیستم های دسکتاپ، لپتاپ و …

 دوره عمر SSD

مانند همه چیزهای خوب، SSD ها هم برای همیشه ماندگار نیستند. همانطور که در بالا اشاره شد طول عمر این سخت افزار، مستقیما به NAND فلش آن بستگی دارد. برای مثال درSSD هایی که در آن SLC بکار رفته است، طول عمر طولانی‌تری نسبت به MLC و  TLC دارند و البته با قیمتی به نسبت گرانتر.

حال سوال کلیدی اینجاست که طول عمر SSD های مجهز به  MLC و TLC، که عمدتا مصرف کنندگان از آنها استفاده می‌کنند، چقدر است؟

 برای پاسخ به این سوال، وب سایت techreport.com  چندین SSD در سطح مصرف کننده را که عمدتا مجهز به فلش MLC بودند و تنها یکی از آنها فلش TLC داشت را مورد بررسی و آزمایش قرارداد. نتیجه امیدوار کننده بود! تمامی SSD ها در برابر ورود حداقل 700 ترابایت اطلاعات دوام آوردند و برخی از آن ها از مرز یک پتابایت (PB، برابر با 1000 ترابایت) هم عبور کردند.

این نتیجه بدین معنی است که مصرف کنندگان واقعا نگران طول عمر SSD خود نباشند و شک را کنار بگذارند. اگر کاربرد شما از SSD، ذخیره موزیک، عکس، نرم افزار، مدارک شخصی و یا حتی بازی کردن است، خیالتان راحت باشد که حالا حالا ها برای شما کار خواهد کرد. این نوع کاربرد در مقایسه با کاربرد‌های صنعتی بسیار سبک و ناچیز است.

نکته: کسانی که نگران عمر SSD خود هستند، می توانند از طریق فناوری تحلیل و گزراش گیری و همچنین رصد هوشمند، طول عمر آن را دنبال کنند.
ما در این مقاله به نحوه محاسبه طول عمر درایو SSD پرداخته ایم.

SSD حرفه ای در برابر SSD تجاری

انتظارات و درخواست‌ها از SSD های حرفه ای، آنها را از نوع تجاری جدا می کند. در نوع حرفه ای، طراحی بر اساس استانداردهای بسیار بالایی برای ارائه خدمات پایدار و پیشرفته در مراکز نظامی و دانشگاهی صورت می گیرد. برای مثال سرورهای پایگاه داده نیاز به SSD هایی دارند که 24 ساعته در 7 روز هفته در شرایط سخت با سرعت بالا کار کنند.

این در حالی است که SSD های تجاری بسیار ارزانتر و نسخه تعدیل شده نوع حرفه ای هستند. این طور به نظر می رسد که شما به عنوان یک مصرف کننده بسیاری از ویژگی ها را در این نسخه در اختیار ندارید. ولی با در نظر گرفتن قیمت پایین و گنجایش بالاتر SSD تجاری و مصرفی برایتان ارزشمند می شود. علاوه بر این سازندگان همواره به دنبال بالا بردن کارکرد و در عین حال پایین آوردن قیمت هستند.