Razčlenjevanje pogona SSD

Leta 1956 je bil ustvarjen prvi trdi disk! Dolgo časa so na prevladujočem trgu računalniških trdih diskov prevladovali trdi diski (HDDS), ki so zajetni in poceni.
Trdi disk je mehanska struktura, kar ima za posledico nizko pasovno širino, veliko zakasnitev, slabo odpornost na udarce, visoko porabo energije, glasen hrup, veliko prostornino in težo, dolg delovni čas pa povzroči obrabo, zato je enostavno povzročiti zaostajanje računalnika. Kaj storiti?

Za rešitev teh težav so v devetdesetih letih prejšnjega stoletja na trg prišli pogoni SSD (SSDS), ki uporabljajo popolnoma novo tehnologijo polprevodniškega shranjevanja. Za razliko od HDDS so SSDS v glavnem sestavljeni iz krmilnikov, pomnilniških čipov (čipi Flash, čipi DRAM) in obstaja več načinov za povezavo SSDS z računalniki. V primerjavi s trdim diskom so prednosti pomembne:

■ Hitra hitrost branja in pisanja: visoka neprekinjena hitrost branja in pisanja, naključna hitrost branja in pisanja, zelo nizek dostopni čas.
■ Odporen proti udarcem in padcem: možnost izgube podatkov je mogoče zmanjšati na minimum pri premikanju z veliko hitrostjo, obračanju in nagibanju, trčenju in tresenju.
■ Nizka poraba energije: poraba energije je veliko manjša kot pri tradicionalnem mehanskem trdem disku.
■ Brez hrupa: brez mehanske prenosne naprave, vrednost hrupa je blizu 0 dB.
■ Širok razpon delovne temperature: večina izdelkov lahko deluje pri 0~70 stopinjah Celzija.
■ Lahek: veliko manjša teža in velikost kot mehanski trdi disk.

Kaj je bilo na mladem SSD-ju, ki je hitro prehitel HDD?
Razvoj videza SSD: majhen in tanek
Sprva so bili SSDS narejeni veliki in debeli, da so se prilagodili vmesniku in prostoru tradicionalnih HDDS. Vendar je dejansko notranje vezje SSD zelo majhno in po nenehnem razvoju sta zadnji dve zdaj priljubljeni: 25-palčni in vmesnik M.2.

Notranje dešifriranje SSD: krmilnik in pomnilniški čip
Krmilnik SSD je odgovoren za dokončanje notranjih navodil SSD, prevzame celoten prenos podatkov in poveže pomnilniški čip z zunanjim vmesnikom. Poleg tega je mogoče pravilno dodeliti uravnoteženje obremenitve podatkov na vsakem pomnilniškem čipu, tako da lahko vsi pomnilniški čipi delujejo vzporedno pod določeno obremenitvijo za usklajevanje in vzdrževanje sodelovanja različnih čipov.

Pomnilniški čipi so osnova SSDS, ki zagotavljajo shranjevanje podatkov tudi po izpadu električne energije. Čipi FLASH se običajno uporabljajo kot pomnilniški čipi. Kako delujejo SSDS na osnovi bliskovnega čipa?
SSDS imajo običajno več pomnilniških čipov flash in krmilnik se odloči, na katerem čipu flash bodo podatki na koncu shranjeni. Branje in pisanje podatkov znotraj čipa flash pomnilnika je redno: vsak čip flash pomnilnika vsebuje veliko blokov, od katerih je vsak razdeljen na več strani, vsaka stran pa vsebuje veliko celic. Dostop je v strani, brisanje pa v bloku.

Če si celico predstavljate kot sobo, lahko vstopi več ljudi in poveča se lahko večja zmogljivost. Glede na količino shranjenih podatkov ga lahko razdelimo na SLC/MLC/TLC/QLC. SLC shrani 1 bit podatkov (2 stanja), MLC shrani 2 bita podatkov (4 stanja), TLC shrani 3 bite podatkov (8 stanj) in QLC shrani 4 bite podatkov (16 stanj).

Da bi še povečali kapaciteto bliskovnega pomnilnika, se je tehnologija 3D NAND začela uporabljati v bliskovnih pomnilniških čipih. Tako kot so bili bliskovni pomnilniški čipi nekoč bungalovi, tehnologija 3D zdaj omogoča, da podatki živijo v visokih stavbah. Količina podatkov, shranjenih na enoto površine, se pomnoži.

Iteracija vmesnika SSD: Več vmesnikov za povezovanje računalnikov
Na začetku je SSDS za boljšo nadgradnjo in zamenjavo tradicionalnih HDDS uporabljal enako velikost videza in specifikacijo vmesnika kot 25-palčni HDDS. Oba sta podatkovna vmesnika SATA, torej serijska komunikacijska vodila SATA.