Analyse von Solid-State-Laufwerken

1956 wurde die erste Festplatte gebaut! Und lange Zeit wurde der dominierende Markt für Computerfestplatten von Festplatten (HDDS) dominiert, die sperrig und billig sind.
HDD ist eine mechanische Struktur, die zu geringer Bandbreite, hoher Verzögerung, schlechter Stoßfestigkeit, hohem Stromverbrauch, lauten Geräuschen, großem Volumen und Gewicht führt, und lange Arbeitszeit führt zu Verschleiß, es ist leicht, Computerverzögerungen zu verursachen. Was zu tun ist?

Um diese Probleme zu lösen, kamen in den 1990er Jahren Solid-State-Laufwerke (SSDS) mit einer völlig neuen Halbleiterspeichertechnologie auf den Markt. Im Gegensatz zu HDDS bestehen SSDS hauptsächlich aus Controllern, Speicherchips (Flash-Chips, DRAM-Chips) und es gibt mehr Möglichkeiten, SSDS mit Computern zu verbinden. Im Vergleich zu HDD sind die Vorteile erheblich:

■ Schnelle Lese- und Schreibgeschwindigkeit: Hohe kontinuierliche Lese- und Schreibgeschwindigkeit, zufällige Lese- und Schreibgeschwindigkeit, sehr geringe Zugriffszeit.
■ Stoßfest und sturzsicher: Die Möglichkeit eines Datenverlusts kann minimiert werden, wenn Sie sich mit hoher Geschwindigkeit bewegen, kippen und kippen, stoßen und schütteln.
■ Geringer Stromverbrauch: Der Stromverbrauch ist viel geringer als bei herkömmlichen mechanischen Festplatten.
■ Kein Rauschen: kein mechanisches Übertragungsgerät, der Rauschwert liegt nahe bei 0 dB.
■ Breiter Betriebstemperaturbereich: Die meisten Produkte können bei 0~70 Grad Celsius betrieben werden.
■ Leicht: viel weniger Gewicht und Größe als eine mechanische Festplatte.

Was hatte es mit der jungen SSD auf sich, die die HDD schnell überholte?
Evolution des SSD-Erscheinungsbilds: Klein und dünn
Anfänglich wurden SSDs groß und dick gemacht, um die Schnittstelle und den Platz traditioneller HDDS aufzunehmen. Die eigentliche interne SSD-Platine ist jedoch sehr klein, und nach kontinuierlicher Entwicklung sind die beiden letzteren jetzt beliebt: 2,5- Zoll und M.2-Schnittstelle.

Interne SSD-Entschlüsselung: Controller plus Speicherchip
Der SSD-Controller ist für die Ausführung interner SSD-Befehle verantwortlich, übernimmt den gesamten Datentransfer und verbindet den Speicherchip mit der externen Schnittstelle. Außerdem kann der Lastausgleich von Daten auf jedem Speicherchip richtig zugewiesen werden, so dass alle Speicherchips unter einer bestimmten Last parallel arbeiten können, um die Zusammenarbeit verschiedener Chips zu koordinieren und aufrechtzuerhalten.

Speicherchips sind die Grundlage von SSDS, die dafür sorgen, dass Daten auch nach einem Stromausfall gespeichert werden können. Als Speicherchips werden üblicherweise FLASH-Chips verwendet. Wie funktionieren Flash-Chip-basierte SSDs?
SSDs haben typischerweise mehrere Flash-Speicherchips, und der Controller entscheidet, auf welchem ​​Flash-Chip die Daten letztendlich gespeichert werden. Das Lesen und Schreiben von Daten innerhalb des Flash-Speicherchips erfolgt regelmäßig: Jeder Flash-Speicherchip enthält viele Blöcke, von denen jeder in mehrere Seiten unterteilt ist, und jede Seite enthält viele Zellen. Der Zugriff ist in Seite und das Löschen ist in Block.

Wenn Sie sich die Zelle als einen Raum vorstellen, können mehr Menschen hineingehen und mehr Kapazität kann erweitert werden. Je nach gespeicherter Datenmenge kann es in SLC/MLC/TLC/QLC unterteilt werden. SLC speichert 1 Datenbit (2 Zustände), MLC speichert 2 Datenbits (4 Zustände), TLC speichert 3 Datenbits (8 Zustände) und QLC speichert 4 Datenbits (16 Zustände).

Um die Kapazität von Flash-Speichern weiter auszubauen, begann die 3D-NAND-Technologie in Flash-Speicherchips eingesetzt zu werden. So wie Flash-Speicherchips früher Bungalows waren, ermöglicht die 3D-Technologie jetzt, dass Daten in Hochhäusern leben. Die pro Flächeneinheit gespeicherte Datenmenge wird multipliziert.

SSD-Schnittstellen-Iteration: Mehrere Schnittstellen zum Anschließen von Computern
Um herkömmliche HDDS besser aufzurüsten und zu ersetzen, verwendeten SSDS schon früh die gleiche Größe und Schnittstellenspezifikation wie 2,5--Zoll-HDDs. Beide sind SATA-Datenschnittstellen, dh serielle SATA-Kommunikationsbusse.