메모리 유형 TLC 및 MLC: 노트북이나 PC에 더 적합합니다. SSD(MLC 또는 TLC)보다 어떤 메모리가 더 좋습니까?

08.07.2019

NAND와 NOR: 그것들이 무엇이고 무엇과 함께 먹나요?

플래시 메모리에 대한 뉴스를 읽으면서 많은 사람들이 NOR 및 NAND와 같은 이상하고 욕설적인 약어를 접한 것 같습니다. 동시에, 원칙적으로 의미에 대한 해독은 제공되지 않았으며 이에 대한 설명을 찾지 못할 가능성이 큽니다. 이 문제에 대해 최소한 어느 정도 명확성을 갖도록 노력합시다.

따라서 약어 NOR 및 NAND는 특정 플래시 메모리 단위에 사용되는 논리 게이트 유형을 나타냅니다. NOR은 NOR 게이트를 나타내고 NAND는 NOT AND를 나타냅니다. 하지만 이제는 필요하지 않은 부울 대수학 및 디지털 논리의 기본 과정을 읽고 싶지 않기 때문에 이러한 기술을 사용한 결과에만 집중하겠습니다.
플래시 드라이브의 주요 기능은 정보를 저장하는 것입니다. 여기에서 첫 번째 차이점이 나옵니다. 오늘날 NAND 기술로 달성한 기록 밀도는 NOR에서 달성한 기록 밀도를 초과하며 그 차이는 크기 단위로 측정됩니다. 그리고 대용량 저장과 소형화에 대한 요구 사항에 따라 사용되는 플래시 메모리 기술이 명확하게 결정됩니다. 그러나 이것이 유일한 기준은 아닙니다. 마찬가지로 중요한 것은 작성된 프로그램 코드를 메모리에서 실행하는 능력입니다. 소위 XIP 기능(XIP - eXecute In Place)이 있습니다. 이러한 가능성은 NOR 기술에는 존재하지만 NAND에는 없습니다. NAND 기술을 사용하여 생산된 메모리의 주요 목적은 데이터를 저장하는 것이며, NOR 기술의 주요 목적은 실행 가능한 프로그램 코드와 데이터(사용 가능한 양이 적기 때문일 뿐만 아니라)를 저장하는 것임이 밝혀졌습니다. 이에 대해서는 잠시 후에 다시 설명하겠습니다.)

플래시 장치는 블록이라는 부분으로 구분됩니다. 이는 특정 물리적 한계를 극복하고 비용상의 이유로 수행되어야 합니다. 특정 블록은 해당 블록이 비어 있거나 지워진 경우에만 플래시 장치에 쓸 수 있습니다. 대부분의 경우 쓰기 작업보다 먼저 지우기 작업을 수행해야 합니다. 그리고 NAND 장치에서 블록 삭제 작업을 즉시 수행할 수 있는 경우 NOR 장치에서는 먼저 블록의 모든 바이트를 0으로 설정해야 합니다. 또한 NOR 장치의 일반적인 블록 크기는 64 또는 128KB(NAND의 경우 8~32KB)이며, 이는 이미 낮은 플래시 속도와 결합되어 쓰기 및 지우기 작업이 더 많은 시간을 차지할 수 있다는 사실로 이어집니다. 몇 초까지. 이는 NOR 플래시를 데이터 저장 매체로 사용하는 데 제한 요소입니다. 그리고 성능 측면에서 적합하다면 이를 사용하여 실행 가능한 코드를 저장하는 것도 가능합니다. 요구 사항은 높지 않아야 합니다. NAND 메모리 삭제 시간은 밀리초 단위로 측정되며 1차입니다. 그리고 불리한 외부 조건에서도 작은 블록 크기는 최소한의 데이터 손실을 보장합니다. 따라서 이 단락을 요약하면 NOR 읽기 작업이 NAND보다 약간 빠릅니다. 반대로 쓰기 작업은 NAND의 경우 더 빠르고 훨씬 더 빠릅니다. 블록 크기가 작기 때문에 NAND는 단위 시간당 삭제 횟수가 더 적고(아래에서 볼 수 있듯이 장치의 수명도 연장할 수 있음) NOR보다 약 3배 빠른 속도로 수행됩니다.

NOR 플래시는 랜덤 액세스 메모리 장치입니다. NOR 칩에는 각 개별 바이트에 대한 주소 지정 및 쉬운 액세스를 허용하는 인터페이스가 있습니다. NAND 메모리 장치의 I/O 인터페이스는 훨씬 더 복잡하며 장치마다, 개발자마다 다릅니다. 동일한 핀(종종 8개)이 제어 신호, 주소 및 데이터를 전송하는 데 사용됩니다. 또한 NAND 플래시에서는 512바이트 블록 단위로 액세스가 수행됩니다. 액세스당 512바이트를 읽거나 씁니다. 각 블록에 대한 액세스는 무작위이지만 개별 바이트에 대한 액세스는 불가능하므로 NAND 메모리는 어떤 의미에서 랜덤 액세스 메모리가 아닙니다. 512바이트 블록의 각 바이트는 순차적으로 메모리 버스에 발행되므로 순차적 액세스에 관해 이야기하는 것이 적절합니다. 그것이 그들이 하는 일입니다. 또는 페이지 구성을 통한 메모리에 관한 것입니다. 이제 NOR이 프로그램 저장 및 실행에 더 적합한 이유와 NAND가 데이터 저장에 더 적합한 이유가 더욱 분명해졌습니다.
NAND 메모리 셀의 회로 설계는 더 간단합니다. NOR에 비해 크기가 작기 때문에 기록 밀도가 높아지고 전력 소비가 줄어들며 생산 비용이 절감됩니다.

하지만 어떤 기술도 긍정적인 측면만 가질 수는 없습니다. 이런 의미에서 NAND도 예외는 아닙니다. 모든 드라이브와 마찬가지로 가끔씩 판독 오류가 발생하고 드라이브 전체가 손상될 수 있습니다. 플래시 메모리 장치의 경우 오류 없는 읽기, 불량 블록 처리 및 읽기/쓰기 주기 수에 대해 이야기하는 것이 중요합니다. 잘못된 비트 빼기 현상(비트 플리핑이라고 함)은 NOR 메모리보다 NAND 메모리에서 더 일반적입니다. 단일 오류 비트로 인한 손상은 해당 비트가 속한 데이터 유형에 따라 결정됩니다. 따라서 멀티미디어 데이터의 경우 이는 중요하지 않지만 프로그램 코드 또는 중요한 데이터의 오류는 매우 비극적인 결과를 초래할 수 있습니다. 이미 말했듯이 이 현상은 NOR 메모리에서는 덜 일반적이며 NAND 기술 기반 메모리에는 추가적인 오류 감지 및 수정 메커니즘을 사용해야 합니다.

NAND 메모리 생산 기술은 아직 불완전하며, 초기에 메모리에는 일정 수의 비기능적 요소가 포함되어 있습니다. NAND에서는 저장 셀 그룹이 블록으로 결합되므로 블록의 셀이 손상되면 블록 전체가 작동할 수 없게 됩니다. 불량 블록으로 판명되었습니다. 따라서 블록의 상태를 모니터링하고 작동하는 블록만 사용해야 합니다. 이는 불량 페이지가 전혀 포함되지 않은 메모리를 생성하는 것보다 훨씬 쉽습니다. 이러한 생성은 매우 비용이 많이 드는 것으로 나타났습니다. 한 번에 LCD 패널). 명백한 이유로 이러한 유형의 결함은 NOR에서는 일반적이지 않습니다.

플래시 칩의 작동 수명은 각 개별 블록에 대해 가능한 최소 및 최대 지우기 주기 수로 표현됩니다(그리고 각 블록 쓰기에는 반드시 예비 삭제가 수반된다는 것을 이미 알고 있습니다). NOR 기술 기반 메모리의 경우 NAND의 경우 각각 10,000 및 1,000,000주기입니다. 모든 것이 매우 간단하며 언급할 내용이 없습니다.
NOR 메모리를 사용하는 것은 비교적 간단합니다. 추가 드라이버가 필요하지 않으며 간단하게 설치하고 사용할 수 있습니다. NAND는 제조업체마다 서로 다른 인터페이스를 사용하고 드라이버가 필요할 가능성이 높기 때문에 더 복잡합니다. 그러나 NAND 메모리에는 많은 장점이 있음에도 불구하고 NOR이 어제오늘의 일이라고 생각해서는 안 됩니다. 오늘날 NOR 메모리는 대용량이 필요하지 않고 성능이 중요하지 않은 수많은 장치에 사용됩니다. NAND는 사용 가능한 대용량 및 성능으로 인해 애플리케이션의 복잡성이 더 커지는 영역에서 애플리케이션을 찾습니다.

플래시 제조회사의 소재를 기반으로 함
엠시스템즈, 삼성 등

소개솔리드 스테이트 드라이브 또는 SSD(솔리드 스테이트 드라이브), 즉 자기 플래터가 아닌 플래시 메모리를 기반으로 하는 드라이브는 지난 10년 동안 가장 인상적인 컴퓨터 기술 중 하나가 되었습니다. 기존 하드 드라이브에 비해 눈에 띄게 빠른 데이터 전송 속도와 훨씬 더 낮은 응답 시간을 제공하므로 이를 사용하면 디스크 하위 시스템의 응답성이 완전히 새로운 수준으로 향상됩니다. 결과적으로 솔리드 스테이트 드라이브를 사용하는 컴퓨터는 운영 체제 부팅, 응용 프로그램 및 게임 실행, 파일 열기와 같은 일반적인 작업에 대해 사용자에게 진정으로 반응하는 응답을 제공합니다. 이는 새 개인용 컴퓨터를 구축하거나 기존 개인용 컴퓨터를 업그레이드할 때 진행 상황을 무시하거나 SSD를 사용하지 않을 이유가 없음을 의미합니다.

이러한 획기적인 기술의 출현은 많은 사용자들에게 높이 평가되었습니다. 소비자급 솔리드 스테이트 드라이브에 대한 수요는 기하급수적으로 증가했으며 점점 더 많은 회사가 SSD 생산에 참여하기 시작하여 성장하고 유망한 시장에서 점유율을 확보하려고 노력하고 있습니다. 한편으로 이는 좋은 일입니다. 경쟁이 치열하면 소비자에게 유리한 가격이 발생합니다. 그러나 반면에 클라이언트 솔리드 스테이트 드라이브 시장에는 혼란과 혼란이 있습니다. 수십 개의 제조업체가 서로 다른 특성을 지닌 수백 개의 SSD를 제공하며, 특히 모든 복잡한 사항에 대한 철저한 지식이 없으면 이러한 다양한 특정 사례에 적합한 솔루션을 찾는 것이 매우 어렵습니다. 이 기사에서는 솔리드 스테이트 드라이브 선택과 관련된 주요 문제를 강조하고 SSD를 구매할 때 어느 정도 정보를 바탕으로 선택하고 원하는 대로 제품을 구입할 수 있도록 권장 사항을 제공합니다. 이는 가격과 소비자 품질의 조합 측면에서 완전히 가치 있는 옵션이 될 것입니다.

우리가 설교하는 선택 알고리즘은 이해하기 그리 어렵지 않습니다. 다양한 SSD 모델에 사용되는 하드웨어 플랫폼과 컨트롤러의 기능에 얽매이지 않는 것이 좋습니다. 더욱이 그 수는 오랫동안 합리적인 한도를 넘어섰으며 소비자 속성의 차이는 전문가만이 추적할 수 있는 경우가 많습니다. 대신, 사용된 인터페이스, 특정 드라이브에 설치된 플래시 메모리 유형, 최종 제품을 생산한 회사 등 정말 중요한 요소를 기반으로 선택하는 것이 좋습니다. 컨트롤러에 대해 이야기하는 것은 실제로 결정적으로 중요한 특정 경우에만 의미가 있으며 이러한 경우는 별도로 설명하겠습니다.

폼 팩터 및 인터페이스

시중에서 판매되는 솔리드 스테이트 드라이브의 첫 번째이자 가장 눈에 띄는 차이점은 서로 다른 외부 설계를 가질 수 있고 데이터 전송을 위해 근본적으로 다른 프로토콜을 사용하는 다양한 인터페이스를 통해 시스템에 연결할 수 있다는 것입니다.

인터페이스가 있는 가장 일반적인 SSD SATA. 이는 기존 기계식 하드 드라이브에 사용되는 인터페이스와 정확히 동일합니다. 이것이 바로 대부분의 SATA SSD가 모바일 HDD와 유사하게 보이는 이유입니다. 즉, 높이가 7mm 또는 9mm인 2.5인치 케이스에 포장되어 있습니다. 이러한 SSD는 기존 2.5인치 하드 드라이브 대신 노트북에 설치할 수도 있고, 3.5인치 HDD 대신(또는 옆) 데스크톱 컴퓨터에서 문제 없이 사용할 수도 있다.

SATA 인터페이스를 사용하는 솔리드 스테이트 드라이브는 HDD의 일종의 후속 제품이 되었으며, 이는 HDD의 광범위한 사용 및 기존 플랫폼과의 폭넓은 호환성을 결정합니다. 그러나 최신 버전의 SATA 인터페이스는 최대 데이터 전송 속도가 6Gbps에 불과하도록 설계되었습니다. 이는 기계식 하드 드라이브에서는 불가능해 보이지만 SSD에서는 그렇지 않습니다. 따라서 가장 강력한 SATA SSD 모델의 성능은 기능보다는 인터페이스 대역폭에 따라 결정됩니다. 이는 대량 생산된 솔리드 스테이트 드라이브가 고속을 드러내는 것을 특별히 막지는 않지만, 매니아를 위한 가장 생산적인 SSD 모델은 SATA 인터페이스를 피하려고 합니다. 그러나 현대적이고 일반적으로 사용되는 시스템에 가장 적합한 옵션은 SATA SSD입니다.

SATA 인터페이스는 소형 모바일 시스템용으로 설계된 SSD에도 널리 사용됩니다. 구성 요소 크기에 추가적인 제한을 가하므로 이러한 애플리케이션용 드라이브를 특수한 폼 팩터로 생산할 수 있습니다. mSATA. 이 형식의 솔리드 스테이트 드라이브는 칩이 납땜된 작은 부속 카드이며 일부 노트북 및 넷탑에 있는 특수 슬롯에 설치됩니다. mSATA SSD의 장점은 단지 소형 크기에 있습니다. mSATA에는 다른 장점이 없습니다. 이는 2.5인치 케이스에서 생산된 SATA SSD와 정확히 동일하지만 디자인이 더욱 컴팩트합니다. 따라서 mSATA 커넥터가 있는 시스템을 업그레이드하는 경우에만 이러한 드라이브를 구입해야 합니다.

SATA 인터페이스가 제공하는 대역폭이 부족해 보이는 경우 인터페이스가 있는 솔리드 스테이트 드라이브에 주의할 수 있습니다. PCI 익스프레스. 프로토콜 버전과 데이터 전송을 위해 드라이브에서 사용하는 라인 수에 따라 이 인터페이스의 처리량은 SATA 처리량보다 5배 더 큰 값에 도달할 수 있습니다. 이러한 드라이브는 일반적으로 가장 강력한 하드웨어를 사용하며 기존 SATA 솔루션보다 속도가 훨씬 빠릅니다. 사실, PCIe SSD는 훨씬 더 비싸기 때문에 대부분 최고 가격 범주의 최고 성능 시스템에 포함됩니다. 그리고 PCIe SSD는 일반적으로 PCI Express 슬롯에 설치된 확장 카드 형태로 제공되므로 풀사이즈 데스크탑 시스템에만 적합합니다.

최근 이 프로토콜을 사용하여 작동하는 PCI Express 인터페이스를 갖춘 드라이브가 대중화되었다는 점은 주목할 가치가 있습니다. NVMe. 이는 데이터 저장 장치 작업을 위한 새로운 소프트웨어 프로토콜로, 고속 디스크 하위 시스템과 상호 작용할 때 시스템 성능을 더욱 향상시킵니다. 최적화로 인해 이 프로토콜은 실제로 더 나은 효율성을 제공하지만 오늘날 NVMe 솔루션은 주의해서 취급해야 합니다. 이는 최신 플랫폼과만 호환되며 새 버전의 운영 체제에서만 작동합니다.

고속 SSD 모델에서는 SATA 인터페이스의 대역폭이 부족해지고, PCIe 드라이브는 부피가 크고 설치를 위해 별도의 풀사이즈 슬롯이 필요한 가운데 폼팩터로 제작된 드라이브가 점차 등장하고 있습니다. M.2. M.2 SSD는 일반적으로 수용되는 다음 표준이 될 가능성이 있는 것으로 보이며 SATA SSD만큼 인기가 높을 것입니다. 그러나 M.2는 또 다른 새로운 인터페이스가 아니라 표준 크기의 카드 사양과 이에 필요한 커넥터 레이아웃일 뿐이라는 점을 명심해야 합니다. M.2 SSD는 매우 친숙한 SATA 또는 PCI Express 인터페이스를 통해 작동합니다. 드라이브의 특정 구현에 따라 둘 중 하나 또는 다른 옵션이 허용됩니다.

M.2 카드는 구성 요소가 납땜된 작은 도터 보드입니다. 이에 필요한 M.2 슬롯은 이제 대부분의 최신 마더보드와 많은 새로운 노트북에서 찾을 수 있습니다. M.2 SSD가 PCI Express 인터페이스를 통해서도 작동할 수 있다는 점을 고려하면 실용적인 관점에서 가장 흥미로운 것은 바로 이러한 M.2 드라이브입니다. 그러나 현재 이러한 모델의 범위는 그리 크지 않습니다. 그러나 최신 고성능 시스템, 특히 게임용 데스크탑이나 노트북을 조립하거나 업그레이드하는 경우 먼저 PCI Express 인터페이스를 갖춘 M.2 SSD 모델에 주의하는 것이 좋습니다.

그런데 데스크탑 시스템에 M.2 커넥터가 장착되어 있지 않지만 여전히 해당 드라이브를 설치하려는 경우 어댑터 카드를 사용하여 언제든지 수행할 수 있습니다. 이러한 솔루션은 마더보드 제조업체와 모든 종류의 주변 장치를 생산하는 수많은 소규모 제조업체에서 생산됩니다.

플래시 메모리 유형 및 드라이브 신뢰성

어떤 경우든 선택할 때 처리해야 할 두 번째 중요한 질문은 현재 솔리드 스테이트 드라이브 모델에서 찾을 수 있는 플래시 메모리 유형에 관한 것입니다. SSD의 주요 소비자 특성인 성능, 신뢰성 및 가격을 결정하는 것은 플래시 메모리입니다.

최근까지 플래시 메모리 종류의 차이는 각 NAND 셀에 몇 비트의 데이터가 저장되는지에 불과했고, 이로 인해 메모리가 SLC, MLC, TLC의 세 가지 종류로 구분되었습니다. 그러나 이제 제조업체가 셀 패키징에 대한 새로운 접근 방식을 도입하고 반도체 기술의 셀 신뢰성을 향상함에 따라 상황은 훨씬 더 복잡해졌습니다. 그러나 일반 사용자를 위해 최신 SSD에서 찾을 수 있는 주요 플래시 메모리 옵션을 나열하겠습니다.

당신은 시작해야 SLC 낸드. 이것은 가장 오래되고 간단한 유형의 기억입니다. 각 플래시 메모리 셀에 1비트의 데이터를 저장해야 하며, 이로 인해 빠른 속도 특성과 엄청난 재작성 리소스를 갖습니다. 유일한 문제는 각 셀에 1비트의 정보를 저장하면 트랜지스터 예산이 적극적으로 소모된다는 점이며, 이러한 유형의 플래시 메모리는 매우 비싸다는 것이 밝혀졌습니다. 따라서 이러한 메모리를 기반으로 한 SSD는 오랫동안 생산되지 않았으며 시장에도 존재하지 않습니다.

반도체 NAND 결정체의 데이터 저장 밀도가 높고 가격이 저렴한 SLC 메모리의 합리적인 대안은 MLC 낸드. 이러한 메모리에는 각 셀이 이미 2비트의 정보를 저장하고 있습니다. MLC 메모리의 논리적 구조의 작동 속도는 상당히 좋은 수준으로 유지되지만 내구성은 약 3,000회 다시 쓰기 주기로 감소됩니다. 그러나 MLC NAND는 오늘날 대부분의 고성능 솔리드 스테이트 드라이브에 사용되고 있으며, 그 신뢰성 수준은 SSD 제조업체가 자사 제품에 대해 5년 또는 심지어 10년 보증을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 또한 드라이브의 전체 용량을 수백 번 다시 쓸 수 있는 능력도 약속합니다.

서버와 같이 쓰기 작업의 강도가 매우 높은 애플리케이션의 경우 SSD 제조업체는 특수한 솔루션을 기반으로 솔루션을 조립합니다. eMLC 낸드. 작동 원리의 관점에서 볼 때 이는 MLC NAND와 완전히 유사하지만 지속적인 덮어쓰기에 대한 저항력이 향상되었습니다. 이러한 메모리는 최고로 선택된 반도체 결정으로 만들어지며 일반 MLC 메모리보다 약 3배의 부하를 쉽게 전달할 수 있습니다.

동시에, 대량 제품의 가격을 낮추려는 욕구로 인해 제조업체는 MLC NAND에 비해 더 저렴한 메모리로 전환하고 있습니다. 최신 세대의 예산 추진에서 종종 발견됩니다. TLC 낸드– 플래시 메모리는 각 셀에 3비트의 데이터를 저장합니다. 이 메모리는 MLC NAND보다 약 1.5배 느리며, 내구성은 반도체 구조가 저하되기 전에 약 1000번 정도 정보를 다시 쓸 수 있을 정도로 내구성이 뛰어납니다.

그러나 이러한 허약한 TLC NAND도 오늘날의 드라이브에서는 꽤 자주 볼 수 있습니다. 이를 기반으로 한 SSD 모델의 수는 이미 12개를 넘어섰습니다. 이러한 솔루션의 실행 가능성의 비결은 제조업체가 고속 및 신뢰성이 높은 SLC NAND를 기반으로 작은 내부 캐시를 추가한다는 것입니다. 이것이 성능과 안정성 측면에서 두 가지 문제를 동시에 해결하는 방법입니다. 결과적으로 TLC NAND 기반 SSD는 SATA 인터페이스를 포화시킬 만큼 충분한 속도를 달성하며 내구성을 통해 제조업체는 최종 제품에 대해 3년 보증을 제공할 수 있습니다.

생산 비용 절감을 위해 제조업체는 플래시 메모리 셀 내부의 데이터를 압축하기 위해 노력하고 있습니다. 이것이 MLC NAND로의 전환을 초래하고 이제 드라이브에 TLC 메모리가 널리 보급되는 원인이 되었습니다. 이러한 추세에 따라 우리는 각 셀이 4비트의 데이터를 저장하는 QLC NAND 기반 SSD를 곧 접하게 되지만 이러한 솔루션의 신뢰성과 속도는 어떨지 짐작할 수 있을 뿐입니다. 다행스럽게도 업계에서는 반도체 결정의 데이터 저장 밀도를 높이는 또 다른 방법, 즉 이를 3차원 레이아웃으로 변환하는 방법을 찾았습니다.

전통적인 NAND 메모리에서 셀은 독점적으로 평면형, 즉 평면 배열 형태로 배열됩니다. 3D 낸드 3차원이 반도체 구조에 도입되었으며, 셀은 X축과 Y축을 따라 위치할 뿐만 아니라 서로 위에 있는 여러 층에 위치합니다. 이 접근 방식을 사용하면 주요 문제를 해결할 수 있습니다. 이러한 구조의 정보 저장 밀도는 기존 셀의 로드를 늘리거나 셀을 소형화하는 것이 아니라 단순히 추가 레이어를 추가하여 늘릴 수 있습니다. 플래시 메모리 내구성 문제도 3D NAND에서 성공적으로 해결되었습니다. 3차원 레이아웃을 통해 표준이 향상된 생산 기술을 사용할 수 있으며, 이는 한편으로는 보다 안정적인 반도체 구조를 제공하고 다른 한편으로는 셀이 서로 상호 영향을 미치는 것을 제거합니다. 결과적으로 3차원 메모리의 자원은 평면 메모리에 비해 대략 10배 정도 향상될 수 있습니다.

즉, 3D NAND의 3차원 구조가 진정한 혁명을 일으킬 준비가 된 것입니다. 유일한 문제는 이러한 메모리를 생산하는 것이 일반 메모리보다 다소 어렵기 때문에 생산 시작이 시간적으로 크게 연장되었다는 것입니다. 결과적으로 현재로서는 삼성만이 3D NAND 대량 생산을 자랑할 수 있습니다. 다른 NAND 제조업체들은 여전히 3D 메모리 대량 생산 출시를 준비 중이며 내년에만 상용 솔루션을 제공할 수 있을 것입니다.

삼성의 3차원 메모리에 대해 이야기하면 현재는 32단 디자인을 사용하며 자체 마케팅 이름인 V-NAND로 홍보되고 있습니다. 이러한 기억은 세포의 조직형태에 따라 다음과 같이 구분된다. MLC V-낸드그리고 TLC V-낸드- 둘 다 3차원 3D NAND이지만 첫 번째 경우 각 개별 셀은 2비트의 데이터를 저장하고 두 번째는 3비트를 저장합니다. 두 경우 모두 작동 원리는 기존 MLC 및 TLC NAND와 유사하지만 성숙한 기술 프로세스를 사용하여 내구성이 더 높으며 이는 MLC V-NAND 및 TLC V-NAND 기반 SSD가 신뢰성이 약간 더 좋다는 것을 의미합니다. 기존 MLC 및 TLC NAND를 탑재한 SSD보다

그러나 솔리드 스테이트 드라이브의 신뢰성에 대해 이야기할 때는 SSD에 사용되는 플래시 메모리의 리소스에 간접적으로만 의존한다는 점을 명심해야 합니다. 실습에서 알 수 있듯이 모든 유형의 고품질 NAND 메모리에 조립된 최신 소비자 SSD는 실제로 수백 테라바이트의 정보를 저장할 수 있습니다. 이는 대부분의 개인용 컴퓨터 사용자의 요구 사항을 충족하는 것 이상입니다. 메모리 리소스가 고갈될 때 드라이브에 장애가 발생하는 것은 다소 특이한 사건입니다. 이는 SSD가 원래 의도하지 않았던 너무 높은 부하에서 사용된다는 사실과만 연관될 수 있습니다. 대부분의 경우 SSD 오류는 정전이나 펌웨어 오류 등 완전히 다른 이유로 발생합니다.

따라서 플래시 메모리의 종류와 함께 특정 드라이브를 어느 회사에서 제조했는지 주목하는 것이 매우 중요합니다. 가장 큰 제조업체는 주로 가격 논쟁을 통해 거대 기업과 경쟁해야 하는 소규모 기업보다 더 강력한 엔지니어링 자원을 보유하고 있으며 명성을 더 잘 관리합니다. 결과적으로 주요 제조업체의 SSD는 일반적으로 더 안정적입니다. 알려진 고품질 구성 요소를 사용하고 펌웨어의 철저한 디버깅이 가장 중요한 우선 순위 중 하나입니다. 이것은 연습으로 확인됩니다. 보증 청구 빈도(유럽 유통업체 중 한 곳의 공개 통계에 따르면)는 대기업에서 제조한 SSD의 경우 더 낮습니다. 이에 대해서는 다음 섹션에서 자세히 설명하겠습니다.

당신이 알아야 할 SSD 제조업체

소비자 SSD 시장은 매우 초기 단계이고 아직 통합을 경험하지 못했습니다. 따라서 솔리드 스테이트 드라이브 제조업체의 수는 매우 많습니다. 적어도 100개 이상이 있습니다. 그러나 대부분은 자체 엔지니어링 팀이나 반도체 생산 시설이 없고 실제로 기성 부품으로 솔루션을 조립하고 마케팅 지원을 제공하는 소규모 회사입니다. 당연히 이러한 '어셈블러'가 생산하는 SSD는 개발과 생산에 막대한 돈을 투자하는 실제 제조업체의 제품보다 열등합니다. 그렇기 때문에 솔리드 스테이트 드라이브를 선택하는 합리적인 접근 방식을 통해 시장 선두업체가 생산한 솔루션에만 주의를 기울여야 합니다.

전체 솔리드 스테이트 드라이브 시장의 기반이 되는 이러한 "기둥" 중에서 몇 가지 이름만 언급할 수 있습니다. 그리고 우선 이건- 삼성, 현재 이 회사는 44%의 매우 인상적인 시장 점유율을 보유하고 있습니다. 즉, 판매되는 거의 모든 SSD가 삼성에서 제작됩니다. 그리고 그러한 성공은 전혀 우연이 아닙니다. 이 회사는 SSD용 플래시 메모리를 독립적으로 만들 뿐만 아니라 설계 및 생산에 제3자가 참여하지 않고 수행합니다. SSD는 사내 엔지니어가 처음부터 끝까지 설계하고 사내에서 제조한 하드웨어 플랫폼을 사용합니다. 결과적으로 삼성의 고급 드라이브는 기술 발전 측면에서 경쟁 제품과 종종 다릅니다. 이러한 고급 솔루션은 훨씬 나중에 다른 회사의 제품에 나타날 수 있습니다. 예를 들어, 3D NAND 기반 드라이브는 현재 삼성 제품 범위에만 존재합니다. 기술 혁신과 고성능에 감탄하는 마니아라면 이 회사의 SSD에 주목해야 하는 이유다.

두 번째로 큰 소비자 SSD 제조업체 – 킹스턴, 약 10%의 시장 점유율을 차지하고 있습니다. 삼성과 달리 이 회사는 플래시 메모리를 독립적으로 생산하지 않고 컨트롤러를 개발하지 않지만 타사 NAND 메모리 제조업체의 제안과 독립 엔지니어링 팀의 솔루션에 의존합니다. 그러나 이것이 바로 Kingston이 Samsung과 같은 거대 기업과 경쟁할 수 있는 이유입니다. Kingston은 사례별로 파트너를 능숙하게 선택함으로써 다양한 사용자 그룹의 요구 사항을 잘 충족하는 매우 다양한 제품 라인을 제공합니다.

또한 회사에서 생산하는 솔리드 스테이트 드라이브에 주의를 기울이는 것이 좋습니다. 샌디스크및 상표를 사용하는 Micron 중대한. 두 회사 모두 자체 플래시 메모리 생산 시설을 보유하고 있어 가격, 신뢰성 및 성능이 탁월하게 조합된 고품질의 기술적으로 진보된 SSD를 제공할 수 있습니다. 또한, 이들 제조업체가 제품을 만들 때 최고이자 최대 규모의 컨트롤러 개발자 중 하나인 Marvell과의 협력에 의존하는 것도 중요합니다. 이러한 접근 방식을 통해 SanDisk와 Micron은 자사 제품의 상당히 높은 인기를 지속적으로 달성할 수 있습니다. SSD 시장 점유율은 각각 9%와 5%에 이릅니다.

솔리드 스테이트 드라이브 시장의 주요 업체에 대한 이야기를 마무리하려면 Intel을 언급해야 합니다. 그러나 불행하게도 가장 긍정적인 방식은 아닙니다. 예, 또한 플래시 메모리를 독립적으로 생산하고 매우 흥미로운 SSD를 설계할 수 있는 우수한 엔지니어링 팀을 보유하고 있습니다. 그러나 인텔은 주로 집약적인 작업 부하를 위해 설계되고 가격이 상당히 높기 때문에 일반 사용자에게는 거의 관심이 없는 서버용 솔리드 스테이트 드라이브 개발에 중점을 두고 있습니다. 클라이언트 솔루션은 외부에서 구입한 매우 오래된 하드웨어 플랫폼을 기반으로 하며 위에서 논의한 경쟁업체의 제안에 비해 소비자 품질이 눈에 띄게 열등합니다. 즉, 최신 개인용 컴퓨터에서는 Intel 솔리드 스테이트 드라이브를 사용하지 않는 것이 좋습니다. 이에 대한 예외는 마이크로프로세서 거대 기업이 매우 잘 수행하는 eMLC 메모리가 탑재된 신뢰성이 높은 드라이브에 대해 이야기하는 경우에만 예외가 될 수 있습니다.

성능과 가격

자료의 첫 번째 부분을 주의 깊게 읽으면 SSD를 지능적으로 선택하는 것이 매우 간단해 보입니다. 시장 리더인 Crucial, Kingston, Samsung 또는 SanDisk와 같은 최고의 제조업체가 제공하는 V-NAND 또는 MLC NAND 기반 SSD 모델 중에서 선택해야 한다는 것은 분명합니다. 그러나 이러한 회사의 제안으로 검색 범위를 좁혀도 여전히 많은 회사가 있는 것으로 나타났습니다.

따라서 검색 기준에 성능 및 가격 등 추가 매개변수를 포함해야 합니다. 오늘날 SSD 시장에서는 명확한 세분화가 이루어졌습니다. 제공되는 제품은 하위, 중간 또는 상위 수준에 속하며 가격, 성능 및 보증 서비스 조건은 이에 직접적으로 좌우됩니다. 가장 비싼 솔리드 스테이트 드라이브는 가장 강력한 하드웨어 플랫폼을 기반으로 하며 최고 품질과 가장 빠른 플래시 메모리를 사용하는 반면, 저렴한 솔리드 스테이트 드라이브는 간단한 플랫폼과 단순한 NAND 메모리를 기반으로 합니다. 중간 수준 드라이브는 제조업체가 성능과 가격 간의 균형을 유지하려고 노력한다는 사실이 특징입니다.

결과적으로 매장에서 판매되는 예산 드라이브는 기가바이트당 $0.3-0.35의 특정 가격을 제공합니다. 중간 수준 모델은 가격이 더 비쌉니다. 비용은 볼륨 1기가바이트당 0.4~0.5달러입니다. 주력 SSD의 특정 가격은 기가바이트당 0.8~1.0달러에 이를 수 있습니다. 차이점이 뭐야?

주로 매니아층을 대상으로 하는 고가 범주의 솔루션은 시스템에 포함하기 위해 PCI Express 버스를 사용하는 고성능 SSD로, 이는 데이터 전송을 위한 최대 처리량을 제한하지 않습니다. 이러한 드라이브는 M.2 또는 PCIe 카드 형태로 만들 수 있으며 SATA 드라이브 성능보다 몇 배 더 빠른 속도를 제공합니다. 동시에 전문적인 Samsung, Intel 또는 Marvell 컨트롤러와 최고 품질 및 가장 빠른 메모리 유형인 MLC NAND 또는 MLC V-NAND를 기반으로 합니다.

중간 가격 부문에서 SATA 드라이브는 SATA 인터페이스를 통해 연결되지만 (거의) 모든 대역폭을 사용할 수 있는 역할을 합니다. 이러한 SSD는 삼성이나 Marvell에서 개발한 다양한 컨트롤러와 다양한 고품질 MLC 또는 V-NAND 메모리를 사용할 수 있습니다. 그러나 일반적으로 성능은 드라이브 전원보다 인터페이스에 더 많이 의존하기 때문에 거의 동일합니다. 이러한 SSD는 성능뿐만 아니라 5년 또는 심지어 10년으로 설정된 보증 기간 연장으로 인해 저렴한 솔루션보다 돋보입니다.

예산 추진은 완전히 다른 솔루션이 자리를 잡는 가장 큰 그룹입니다. 그러나 공통적인 특징도 있습니다. 따라서 저렴한 SSD에 사용되는 컨트롤러는 일반적으로 병렬 처리 수준이 낮습니다. 또한 이러한 프로세서는 세계적으로 유명한 개발 팀이 아닌 Phison, Silicon Motion 또는 JMicron과 같은 소규모 대만 엔지니어링 팀에서 만든 프로세서인 경우가 가장 많습니다. 성능 측면에서 예산 드라이브는 당연히 고급 솔루션과 일치하지 않으며 이는 특히 무작위 작업 중에 눈에 띕니다. 게다가 저가형 드라이브에 포함된 플래시 메모리도 당연히 최고 수준은 아니다. 일반적으로 여기서는 "얇은" 생산 표준에 따라 생산되는 저렴한 MLC NAND 또는 일반적인 TLC NAND를 찾을 수 있습니다. 결과적으로 해당 SSD의 보증 기간은 3년으로 단축되었으며 선언된 재작성 리소스도 크게 낮아졌습니다. 고성능 SSD

삼성 950 프로. 시장에서 지배적인 위치를 차지하고 있는 회사의 최고의 소비자급 SSD를 찾아야 하는 것은 당연한 일입니다. 따라서 다른 어떤 SSD보다 확실히 빠른 프리미엄급 드라이브를 원한다면 최신 Samsung 950 PRO를 안전하게 구입할 수 있습니다. 첨단 2세대 MLC V-NAND를 사용하는 삼성 자체 하드웨어 플랫폼을 기반으로 합니다. 이는 고성능일 뿐만 아니라 우수한 안정성도 제공합니다. 그러나 Samsung 950 PRO는 PCI Express 3.0 x4 버스를 통해 시스템에 포함되어 있으며 M.2 폼 팩터 카드로 설계되었다는 점을 명심해야 합니다. 그리고 또 하나의 미묘함이 있습니다. 이 드라이브는 NVMe 프로토콜을 사용하여 작동합니다. 즉, 최신 플랫폼 및 운영 체제하고만 호환됩니다.

킹스턴 HyperX 프레데터 SSD. 최신 시스템뿐만 아니라 성숙한 시스템과도 확실히 호환되는 가장 문제 없는 솔루션을 얻으려면 Kingston HyperX Predator SSD를 선택해야 합니다. 이 드라이브는 Samsung 950 PRO보다 약간 느리고 PCI Express 2.0 x4 버스를 사용하지만 모든 시스템에서 문제 없이 항상 부팅 드라이브로 사용할 수 있습니다. 동시에, 그것이 제공하는 속도는 어떤 경우에도 SATA SSD가 제공하는 속도보다 몇 배 더 높습니다. Kingston HyperX Predator SSD의 또 다른 장점은 M.2 폼 팩터 카드 또는 일반 슬롯에 설치된 PCIe 카드의 두 가지 버전으로 제공된다는 것입니다. 사실, HyperX Predator에는 유감스러운 단점도 있습니다. 제조업체가 기본 구성 요소를 외부에서 구매한다는 사실은 소비자 속성에 영향을 미칩니다. HyperX Predator SSD는 Marvell 컨트롤러와 Toshiba 플래시 메모리를 기반으로 합니다. 결과적으로 Kingston은 자사 솔루션의 하드웨어를 완전히 제어하지 못한 채 프리미엄 SSD에 대한 보증 기간을 3년으로 단축할 수밖에 없습니다.

Kingston HyperX Predator SSD 테스트 및 검토.

중급 SSD

삼성 850 EVO. 혁신적인 TLC V-NAND 플래시 메모리를 포함하는 Samsung의 독점 하드웨어 플랫폼을 기반으로 하는 Samsung 850 EVO는 소비자 성능 기능의 탁월한 조합을 제공합니다. 동시에 신뢰성으로 인해 불만이 발생하지 않으며 TurboWrite SLC 캐싱 기술을 사용하면 SATA 인터페이스의 대역폭을 최대한 활용할 수 있습니다. 특히 더 큰 SLC 캐시를 갖춘 500GB 이상의 용량을 갖춘 Samsung 850 EVO 변형이 우리에게 매력적입니다. 그건 그렇고, 이 라인에는 2TB 용량의 고유 SSD도 있으며 그 아날로그는 전혀 존재하지 않습니다. 위의 모든 사항에 덧붙여 Samsung 850 EVO에는 5년 보증이 적용되며 이 제조업체의 드라이브 소유자는 언제든지 전국에 흩어져 있는 이 회사의 수많은 서비스 센터에 문의할 수 있습니다.

샌디스크 익스트림 프로. SanDisk는 드라이브용 플래시 메모리를 자체적으로 생산하지만 컨트롤러는 외부에서 구입합니다. 그래서 Extreme Pro는 Marvell이 개발한 컨트롤러를 기반으로 하지만 SanDisk 자체에서 많은 노하우를 찾을 수 있습니다. 가장 흥미로운 추가 사항은 Extreme Pro의 MLC NAND 내부에 구현되는 nCahce 2.0 SLC 캐시입니다. 결과적으로 SATA 드라이브의 성능은 매우 인상적이며, 또한 10년으로 설정된 보증 기간에 무관심한 사람은 거의 없을 것입니다. 즉, SanDisk Extreme Pro는 중급 시스템에 매우 흥미롭고 관련성이 높은 옵션입니다.

SanDisk Extreme Pro 테스트 및 검토.

크루셜 MX200. Micron 제품군에는 매우 우수한 중간급 SATA SSD가 있습니다. Crucial MX200은 회사의 MLC 메모리를 사용하며 SanDisk Extreme Pro와 마찬가지로 Marvell 컨트롤러를 기반으로 합니다. 그러나 MX200은 SSD 성능을 평균 이상으로 향상시키는 Dynamic Write Acceleration SLC 캐싱 기술로 더욱 향상되었습니다. 사실, 128GB 및 256GB 용량의 모델에만 사용되므로 주로 관심을 갖습니다. Crucial MX200의 보증 조건도 약간 더 나쁩니다. 기간은 3년으로 설정되어 있지만 보상으로 Micron은 SSD를 경쟁사보다 조금 더 저렴하게 판매합니다.

예산 모델

킹스턴 HyperX Savage SSD. Kingston은 우리의 마음을 사로잡는 완전한 기능을 갖춘 8채널 컨트롤러를 기반으로 한 저렴한 SSD를 제공합니다. 사실 HyperX Savage는 Marvell이 아닌 Phison의 디자인을 사용하지만 플래시 메모리는 Kingston이 Toshiba에서 구입하는 일반 MLC NAND입니다. 결과적으로 HyperX Savage가 제공하는 성능 수준은 평균보다 약간 낮고 3년 보증이 제공되지만 예산 제품 중에서 이 드라이브는 상당히 자신감 있어 보입니다. 또한 HyperX Savage는 인상적이며 창이 있는 케이스에 설치하면 좋을 것입니다.

Kingston HyperX Savage SSD 테스트 및 검토.

크루셜 BX100. 이 드라이브는 Kingston HyperX Savage보다 단순하고, 군더더기 없는 Silicon Motion 4채널 컨트롤러를 기반으로 하고 있지만, 그럼에도 불구하고 Crucial BX100의 성능은 전혀 나쁘지 않습니다. 또한 Micron은 이 SSD에 자체 MLC NAND를 사용하므로 궁극적으로 이 모델은 유명한 제조업체가 제공하는 매우 흥미로운 예산 제안이 되며 신뢰성에 대한 사용자 불만을 제기하지 않습니다.

NAND 플래시 메모리는 NOT AND 게이트를 사용하며 다른 많은 유형의 메모리와 마찬가지로 각 셀에 하나 이상의 데이터 비트가 포함된 대규모 셀 배열에 데이터를 저장합니다.

모든 유형의 메모리는 마모, 물리적 손상, 하드웨어 오류 등 내부 및 외부 요인의 영향을 받을 수 있습니다. 이러한 경우 데이터가 완전히 손실될 위험이 있습니다. 그러한 상황에서는 어떻게 해야 합니까? 추가 장비를 구입하거나 극단적인 경우 손실된 문서를 처음부터 다시 작업할 필요 없이 쉽고 빠르게 데이터를 복구할 수 있는 데이터 복구 프로그램이 있으니 걱정하지 마세요. 낸드플래시 메모리에 대해 좀 더 자세히 살펴보겠습니다.

일반적으로 NAND 어레이는 여러 블록으로 나누어집니다. 이러한 블록 중 하나의 각 바이트는 개별적으로 작성되고 프로그래밍될 수 있지만 한 블록은 어레이에서 지울 수 있는 가장 작은 부분을 나타냅니다. 이러한 블록에서 각 비트는 1이라는 이진 값을 갖습니다. 예를 들어 모놀리식 2GB NAND 플래시 메모리 장치는 일반적으로 2048B(128KB) 블록과 블록당 64개로 구성됩니다. 각 페이지는 2112바이트를 보유하며 2048바이트의 데이터와 64바이트의 추가 영역으로 구성됩니다. 예비 영역은 페이지의 나머지 부분과 물리적으로 다르지 않지만 일반적으로 ECC, 셀 마모 정보 및 기타 오버헤드 소프트웨어 기능에 사용됩니다. NAND 장치는 8비트 또는 16비트 인터페이스로 제공됩니다. 데이터 노드는 양방향 8비트 또는 16비트 데이터 버스를 통해 NAND 메모리에 연결됩니다. 16비트 모드에서는 명령어와 주소가 8비트를 사용하고 나머지 8비트는 데이터 전송 주기 동안 사용됩니다.

NAND 플래시 메모리의 종류

낸드 플래시 메모리는 앞서 언급한 것처럼 싱글 레벨(SLC)과 멀티 레벨(MLC)의 두 가지 유형으로 제공됩니다. 단일 레벨 플래시 메모리 - SLC NAND(단일 레벨 셀)는 고밀도 및 중간 밀도가 필요한 애플리케이션에 매우 적합합니다. 이것은 가장 사용하기 쉽고 편리한 기술입니다. 위에서 설명한 것처럼 SLC NAND는 각 메모리 셀에 1비트의 데이터를 저장합니다. SLC NAND는 상대적으로 높은 읽기 및 쓰기 속도, 우수한 성능, 간단한 오류 수정 알고리즘을 제공합니다. SLC NAND는 비트당 기준으로 다른 NAND 기술보다 비쌀 수 있습니다. 고성능 미디어 카드, 일부 하이브리드 드라이브, SSD(Solid State Device) 또는 기타 내장형 애플리케이션과 같이 애플리케이션에 높은 읽기 속도가 필요한 경우 SLC NAND가 유일하게 적합한 선택일 수 있습니다.

다중 레벨 플래시 메모리 – MLC NAND(다중 레벨 셀)는 더 높은 밀도와 느린 사이클 애플리케이션을 위해 설계되었습니다.

SLC NAND와 달리 다중 레벨 MLC NAND 셀은 메모리 셀당 2비트 이상을 저장합니다. 각 비트의 위치를 결정하기 위해 전압과 전류가 적용됩니다. SLC 장치에는 하나의 전압 레벨만 필요합니다. 전류가 감지되면 비트 값은 1입니다. 전류가 감지되지 않으면 비트는 0으로 지정됩니다. MLC 장치의 경우 세 가지 다른 전압 레벨을 사용하여 비트 값을 결정합니다.

일반적으로 MLC NAND는 장치당 SLC NAND의 두 배 용량을 제공하며 가격도 저렴합니다. SLC NAND는 MLC NAND보다 3배 빠르며 10배 이상의 성능을 제공하기 때문입니다. 그러나 많은 애플리케이션에서 MLC NAND는 가격과 성능의 적절한 조합을 제공합니다. 실제로 MLC NAND는 전체 NAND 플래시 메모리 출하량의 거의 80%를 차지합니다. 그리고 MLC NAND 플래시 메모리는 성능이 자기 하드 드라이브보다 우수하기 때문에 SSD 클래스에서 소비자 선택을 지배합니다.

SSD의 수명은 NAND 플래시 메모리에 기록된 바이트 수에 따라 달라집니다. 대부분의 MLC 기반 장치에는 1~3년 보증이 제공됩니다. 그러나 디스크에 여러 번 다시 쓰기가 예상되는 경우 MLC 기반 SSD의 수명이 짧아질 수 있으므로 장치가 어떻게 사용되는지 정확히 이해하는 것이 중요합니다. 반면, SLC 기반 솔루션은 심각한 PE 사이클에서도 예상보다 3년 더 오래 지속됩니다.

낸드플래시의 역사

낸드플래시 메모리는 올해로 26년을 맞이한 데이터 스토리지 산업에 큰 변화를 가져온 비휘발성 SSD입니다. 플래시 메모리는 1980년경 도시바에서 근무하던 마스오카 후지오 박사가 발명했습니다. 도시바에 따르면 '플래시'라는 이름은 마스오카 박사의 동료인 아리이즈미 쇼지 씨가 제안한 것으로, 메모리 내용을 지우는 과정이 카메라 플래시를 연상시키기 때문이라고 합니다.

Toshiba는 1987년에 NAND 플래시 메모리를 상용화했습니다. 그 이후로 많은 것이 바뀌었습니다. 낸드플래시 메모리 시장은 DRAM(Dynamic Random Access Memory) 판매량의 8배에 달하는 판매량을 기록하며 급성장했다. NAND 메모리는 내구성이 뛰어난 저장 장치이자 많은 사용자의 선택이 되었습니다. 이러한 메모리는 오늘날 다양한 메모리 카드와 USB 드라이브에 사용되며, 클라우드 스토리지는 산업과 비즈니스, 가정용 장치 등 많은 사용자들 사이에서 발견됩니다. Apple의 iPhone, iPod 및 iPad 장치는 물론 Android 휴대폰 및 태블릿도 NAND 플래시 메모리를 광범위하게 사용합니다. 그 이후로 이 혁신은 소비자가 언제 어디서나 비디오, 음악, 책, 문서 등 자신의 파일에 액세스할 수 있는 새로운 시대로 나아가게 되었습니다.

고품질 NAND는 작은 블록이나 페이지 단위로 정보를 읽도록 프로그래밍되어 있으며, NOR 플래시 메모리는 한 번에 1바이트씩 데이터를 읽고 씁니다. NOR 플래시 메모리는 일반적으로 소량으로 코드를 저장하고 실행하는 장치에 선호됩니다.

기존 자기 하드 드라이브 외에 솔리드 스테이트 NAND 플래시 메모리와 저장 장치가 도입되면서 기업은 서버를 실행하고 주요 비즈니스 애플리케이션을 저장할 수 있는 새로운 옵션을 갖게 되었습니다. 이러한 메모리에는 움직이는 부분이 없기 때문에 NAND 플래시는 뛰어난 읽기 및 쓰기 속도로 인해 한 곳에서 다른 곳으로 훨씬 빠르게 데이터를 처리하고 이동할 수 있습니다. 금융 서비스, 소매, 클라우드 웹 서비스의 애플리케이션은 NAND 플래시 메모리가 장착된 서버를 실행하는 경우가 많습니다.

플래시 메모리는 메모리 셀과 플로팅 게이트 트랜지스터로 구성된 어레이에 정보를 저장합니다. SLC(단일 계층 셀) 장치에서 각 셀은 1비트의 정보만 저장합니다. MLC(다중 레벨 셀) 장치로 알려진 일부 최신 유형의 플래시 메모리는 플로팅 게이트 트랜지스터와 해당 셀에 적용할 여러 레벨의 전하 중에서 선택하여 셀당 1비트 이상을 저장할 수 있습니다.

NAND 플래시에 대한 주요 사실

플래시 메모리 유형의 발전은 인상적입니다. 업계에서 인정받고 확립된 일일 전자 뉴스 소스인 StorageNewsletter.com은 오랫동안 NAND 플래시 메모리 개발을 추적해 왔으며 이 기술의 존재에 대한 전체 데이터 아카이브를 보유하고 있습니다.

플래시 칩: 플래시 메모리와 솔리드 스테이트 드라이브의 생산량 증가와 가격 하락은 NAND 플래시 메모리 칩의 제조 공정과 직접적인 관련이 있습니다. SanDisk와 Toshiba는 이제 128GB MLC 라인과 각각 3비트 셀을 갖춘 칩을 제공합니다. 세계의 주요 플래시 메모리 제조업체 중에는 Intel, Samsung, Seagate, Nvidia, LSI, Micron 및 Western Digital과 같은 회사가 있습니다.

플래시 키(또는 플래시 드라이브): 최초의 USB 플래시 드라이브는 1990년대 후반 M-Systems에 의해 개발되었으며 나중에 SanDisk에 인수되었습니다. 2001년에 IBM은 "키 메모리"라고 불리는 8MB 버전의 메모리를 미국에서 생산하기 시작했습니다. 이제 이러한 메모리의 용량은 128GB에 이르고 가격이 크게 인하되었습니다.

같은 회사인 M-Systems는 1995년에 최초의 SSD 제조업체가 되었습니다. SN.com은 1999년부터 97개 회사가 출시한 590가지 모델을 기록했습니다. 그 중 BiTMICRO Networks는 1999년에 3.5인치 크기, 128MB~10GB의 용량, 액세스 시간 500ms, SCSI-2 인터페이스를 사용하여 읽기 및 쓰기 속도 4MB/s의 E-Disk SNX35 모델을 출시했습니다. . 다음 해에 M-Systems는 최대 읽기 속도가 4MB/s이고 쓰기 속도가 3MB/s인 3GB FFD SCSI, 2.5인치 SSD를 생산했습니다.

현재 최대 4GB/s의 읽기 속도와 최대 3.8GB/s의 쓰기 속도를 갖춘 16TB 메모리(OCZ의 PCIe SSD)를 얻을 수 있습니다. OCZ는 또한 2012년에 정보 쓰기 및 읽기에 가능한 가장 빠른 시간(읽기 0.04ms, 쓰기 작업 0.02ms)을 발표했습니다.

시스템 오류나 인적 오류 등 다양한 오류로 인해 데이터가 삭제되거나 손상되는 상황을 자주 발견할 수 있습니다. 메모리 카드에서 데이터를 복구하는 방법을 알아볼 수 있습니다.

낸드플래시 탑재 기기 선택 기준

따라서 NAND 플래시 기술이 탑재된 장치(예: SSD)를 선택할 때 다음과 같은 몇 가지 선택 기준을 고려해야 합니다.

SSD 장치, 운영 체제 및 파일 시스템이 TRIM을 지원하는지 확인하십시오. 특히 카드가 하드 드라이브 컨트롤러를 사용하는 경우에는 "쓰레기", 불필요한 데이터 수집 프로세스가 복잡해집니다.

— 귀하의 OS가 모든 정보 소스에서 트림을 지원하는지 확인하십시오. — 지원되지 않는 OS에 대한 트림 기술을 추가하는 데 도움이 되는 응용 프로그램이 있습니다. 하지만 먼저 이것이 장치의 전반적인 성능에 해를 끼치는지 확인하십시오. NAND 메모리가 탑재된 SSD는 고성능, 소음 부족, 외부 영향에 대한 저항성 또는 낮은 전력 소비가 필요할 때 탁월한 선택입니다. - 비순차 읽기는 HDD에 비해 성능을 향상시킬 수 있는 기회를 제공합니다. — 한계를 초과하지 않도록 장치의 가능한 최대 성능을 알아봅니다. 더 나은 운영 성능과 24시간 운영을 위해서는 MLC보다 SLC를 선택하는 것이 좋습니다. - NAND 기반 SSD는 서버 속도를 높이는 데 적합하지만 "쓰레기" 및/또는 "쓰레기"를 위한 여유 공간도 필요하다는 점을 기억하십시오. 또는 다듬기. — SSD가 포함된 RAID 시스템은 높은 성능과 안정성을 제공하지만 SSD용으로 특별히 설계된 RAID 컨트롤러를 사용하십시오. 그렇지 않으면 너무 많은 "쓰레기"가 축적되어 트림 또는 수집 시스템으로도 처리할 수 없습니다. 내구성이 더 뛰어난 SSD 장치는 물론 더 오래 지속됩니다. - 예를 들어 128GB 대신 100GB 장치를 선택하고, 256GB 대신 200GB를 선택하는 등의 방법을 사용합니다. 그러면 28GB 또는 56GB 등의 메모리가 마모 계산, 파일 재구성 및 결함이 있는 메모리 셀을 위해 예약된 공간일 수 있음을 확실히 알게 될 것입니다. 산업, 생산 또는 사무실에서 사용하려면 PCI Express(PCIe) SSD 장치와 같은 비즈니스급 장치를 선택하는 것이 좋습니다.

특별히 조정된 SSD 컨트롤러가 포함된 PCIe 카드는 매우 높은 I/O 성능과 우수한 내구성을 제공할 수 있습니다.

안녕하세요 여러분! 얼마 전 나는 오랜 친구를 만났습니다. 우리는 이야기를 나누었고, 그는 “지금 내가 들고 다니는 전화기 좀 보세요!”라고 말하면서 자신의 오래된 노키아 푸시버튼 전화기를 보여주었습니다. iPhone의 펌웨어가 지속적으로 충돌하는 것으로 밝혀졌습니다. 그는 스마트폰을 서비스 센터로 가져가야 했습니다. 흔한 일이 될 것 같은데...

그러나 서비스가 수행할 작업 목록은 내 친구에게 이례적인 것으로 나타났습니다. 전체 진단, 소프트웨어 업데이트(필요한 경우) 및 기타 "일반적인 사항" - 여기에서는 모든 것이 표준적이고 명확합니다. 주요 질문은 마스터의 이 문구에서 제기되었습니다. "대부분 Nand 플래시를 롤오버해야 합니다."

물론 나는 그들이 말하는 내용을 이해하지 못했다는 것을 서비스에서 보여주지 않았습니다. 그들은 내가 당신 없이는 이미 모든 것을 알고 있다고 말합니다. 가장 중요한 것은 그것을하는 것입니다. 그런데 집에 와서 바로 구글로 갔어요. 이게 뭐죠, 낸드 플래시요? 굳이 iPhone 내부 어딘가에 굴려야 하는 이유는 무엇입니까?

우리는 그와 함께 웃고 헤어졌고 나는 생각했습니다. 이 주제에 대해 짧은 메모를 작성하는 것이 어떨까요? 시간이 많이 걸리지 않을 것이며, 내 친구와 같은 문제에 직면한 사람들에게는 스마트폰에 무슨 일이 일어나고 있는지 조금 더 명확해질 것입니다. 나는 생각했다 – 내가 해냈다. 가다!:)

아이폰의 낸드플래시란?

이것은 장치의 내부 메모리입니다. 예, 예, 16GB iPhone 소유자에게는 종종 부족한 것과 같은 것이 있습니다.

대략적으로 말하면 iPhone 7 32GB의 Nand Flash는 동일한 32GB 내부 메모리입니다.

메모리는 장치의 메인 시스템 보드에 있으며 어떤 식으로도 눈에 띄지 않습니다. 매우 일반적인 칩입니다.

당연히 이것은 플래시 드라이브가 아닙니다. iPhone을 분해하고 Nand 플래시를 쉽게 분리하고 다른 플래시를 설치하면 모든 것이 "정상"이라고 생각할 수 없습니다. 수 없습니다. 그러나 어떤 경우에는 이것이 여전히 가능하다는 점을 언급할 가치가 있습니다. 그러나 이에 대해 좀 더 자세히 설명합니다. 그동안 문제를 살펴보겠습니다.

오작동의 원인

옵션은 그리 많지 않으며 일반적으로 모두 "표준"입니다.

장치가 떨어졌습니다.
기타 물리적 손상.
액체 유입.
결혼.
탈옥.

여기서는 특별히 설명할 내용이 없습니다. 장치를 던지고 물로 채우면 성능에 영향을 미칠 것이 분명합니다.

그러나 제조상의 결함과 같은 점을 별도로 언급하겠습니다. 이는 또한 매우 가능합니다. 비슷한 상황을 목격했습니다. 방금 iPhone을 구입했지만 실제로 작동하지 않습니다. 재부팅되고 복원 시 오류가 표시되며 일반적으로 이상하게 작동합니다. 결과적으로 우리는 그것을 서비스에 보냈습니다. Nand 플래시 메모리에 결함이 있었고 이후 장치를 교체했습니다.

iPhone 플래시 메모리 오류의 증상

이 오작동에는 명확하고 구체적인 증상이 없으므로(메시지가 화면에 나타나지 않고 장치에 메모리 문제가 있음) 이 모든 것은 간접적인 징후로만 추측할 수 있습니다.

오류에 대해 말하면 ...

Nand 플래시 오류를 나타내는 iTunes 오류

장치의 다양한 문제를 처리하는 가장 확실한 방법입니다. 그러나 iPhone에 Nand 플래시 메모리에 문제가 있는 경우 복구 프로세스가 중단되고 다음과 같은 특징적인 오류가 나타날 수 있습니다.

그러나 이것을 기억하는 것이 중요합니다. iTunes는 동일한 오류 번호에 여러 가지 이유가 있을 수 있도록 설계되었습니다.

예를 들어, 오류 4013은 칩 자체의 문제와 PC에 연결하기 위해 와이어를 잘못 사용했다는 신호를 보낼 수 있습니다.

보시다시피, 간단한 전선부터 매우 복잡한 수리까지 범위가 매우 넓습니다. 따라서 상황에 대한 예비 분석을 위해 이 오류 목록을 사용할 수 있지만 맹목적으로 신뢰할 수는 없습니다.

낸드플래시 메모리 수리, 가능할까?

아마도. 그러나 물론 "집에서"는 아닙니다. 또한 모든 서비스 센터에서 이 작업을 수행할 수 있는 것은 아닙니다. 예를 들어, "시장의 텐트에서" 그들은 당신을 도울 수 없을 가능성이 높습니다. 거기에는 필요한 장비가 없을 것입니다. 그리고 어떤 종류의 기술이 있어야합니다.

다시 한 번 별도로 언급하겠습니다. iPhone의 보증 기간()이 만료되지 않은 경우 아무것도 발명할 필요가 없습니다. 그 대가로 새 장치를 받을 가능성이 높습니다.

보증이 "실패"했지만 Nand 플래시 메모리 수리가 여전히 필요한 경우 서비스 센터에는 상황을 수정할 수 있는 두 가지 옵션이 있습니다.

그건 그렇고, Nand Flash 펌웨어 장비에 대해 이야기하면 그러한 프로그래머는 매우 다양하지만 여전히 가격이라는 한 가지를 통합합니다. 그들 모두는 많은 비용이 듭니다. 모든 사람이 그런 것을 감당할 수있는 것은 아닙니다.

이 모든 것에서 어떤 결론을 내릴 수 있습니까? iPhone 메모리 문제는 스스로 해결하기가 매우 어려운 상당히 심각한 문제입니다. 그러나 상황은 절망적이라고 할 수 없습니다. 가장 중요한 것은 유능한 전문가와 필요한 장비를 갖춘 좋은 서비스 센터를 찾는 것입니다. 그러면 iPhone은 오랫동안 작업으로 당신을 기쁘게 할 것입니다!

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NAND 메모리의 기원은 플래시 메모리를 기반으로 했는데, 플래시 메모리는 훨씬 일찍 등장하여 NAND 메모리에 비해 동작 속도, 내구성, 칩 면적이 확실히 낮은 솔리드 스테이트 드라이브에 사용되었습니다. 플래시 메모리는 1984년 도시바에서 근무하던 마스오카 후지오(Fujio Masuoka)에 의해 발명되었습니다. 캘리포니아주 샌프란시스코에서 열린 1984년 IEEE(국제 전자 장치 회의)에서 Fujio Masuoka의 디자인을 발표한 후 Intel은 1988년에 최초의 상용 NOR 플래시 칩을 출시했습니다. NAND 플래시 메모리의 출현은 Toshiba가 1989년 International Solid-State Circuits Conference에서 발표했습니다.

플래시 메모리, NAND 메모리 종류

플래시 메모리의 근본적인 차이점은 셀이라고 불리는 부동 게이트 트랜지스터 배열에 1비트의 정보를 저장한다는 것입니다. SSD 드라이브에 사용되는 NAND 메모리에는 SLC와 MLC의 두 가지 유형이 있습니다. SLC와 MLC 메모리 유형의 차이점은 무엇입니까? SLC 장치에는 각 트랜지스터에 1비트만 저장하는 단일 레벨 셀이 있는 반면, 다중 레벨 MLC는 각 셀에 여러 비트의 정보를 저장할 수 있습니다. 이는 트랜지스터의 플로팅 게이트에 서로 다른 수준의 전하를 사용한 결과입니다. (논리 0 또는 1) 정보를 인코딩하는 원리는 모든 경우에 동일합니다. 세포의 구조만 다릅니다. MLC 레벨의 깊이는 최대 4에 도달할 수 있습니다. 즉, 최대 4비트의 정보를 저장할 수 있는 반면 SLC는 더 간단한 단위이며 1비트를 저장합니다.

MLC 기술을 사용하면 레벨을 늘려 디스크 용량을 크게 늘리고 물리적 크기는 변경하지 않고 기가바이트당 비용을 줄일 수 있습니다. 이것이 바로 이 기술의 긍정적인 특성이 끝나는 곳입니다. 레벨이 추가될 때마다 신호 레벨을 인식하는 작업이 더욱 복잡해지고 SSD 디스크의 작동 수명이 단축되며 셀 주소를 검색하는 데 필요한 시간이 늘어나고 오류 가능성도 높아집니다. 오류 제어는 하드웨어에서 수행되는데, MLC 기술의 경우 전자 제어 비용이 증가하고 이에 따라 SSD의 최종 비용이 증가합니다. 글로벌 시장에서 널리 판매되는 SSD 드라이브는 4단계 기록이 가능한 MLC 기술을 사용합니다. 이 경우 데이터는 (11), (10), (01), (00)으로 인코딩됩니다. SLC의 경우 단일 레벨 셀은 0 또는 1 값만 가질 수 있습니다.

크기와 가격이 동일한 SLC 셀을 사용한 솔루션은 저장되는 정보량 측면에서 MLC보다 확실히 열등하지만 동시에 더 빠르고 내구성이 뛰어납니다. 따라서 제조업체는 전체 디스크 용량이 더 작은 칩을 더 많이 사용해야 하며, 이는 결국 동일한 크기의 MLC 디스크에 비해 SLC 디스크의 가격을 두 배 이상 증가시킵니다.

NAND 메모리의 기본 셀을 쓰고 읽는 메커니즘

절연 게이트 전계 효과 트랜지스터 또는 MOSFET인 NAND 메모리용 트랜지스터의 동작을 보다 자세히 설명하려고 합니다.

정보 저장에 사용할 수 있는 전계 효과 트랜지스터의 주요 특징은 최대 10년 동안 "부동" 게이트에 전하를 유지할 수 있다는 것입니다. "플로팅" 게이트 자체는 다결정 실리콘으로 만들어졌으며 유전체 층으로 완전히 둘러싸여 있어 트랜지스터 요소와 전기적 접촉이 없습니다. 이는 제어 게이트와 p-n 접합 기판 사이에 위치합니다. 전계 효과 트랜지스터의 제어 전극을 게이트라고 합니다. 이 경우 전기적 저항으로 인해 발생하는 p-n 접합의 전도도는 전위차에 의해 제어되며, 이로 인해 p-n 접합의 상태에 영향을 미치는 전기장이 생성됩니다.

트랜지스터의 중요한 요소는 드레인과 소스이기도 합니다. 셀에 기록된 정보의 비트를 변경하려면 컨트롤 게이트의 전압에 의해 전기장이 생성되고 터널 효과가 발생합니다. 이를 통해 일부 전자가 유전층을 통과하여 플로팅 게이트로 이동하여 전하를 제공하고 그에 따라 단위 셀을 약간의 정보로 채울 수 있습니다.

플로팅 게이트에 축적된 전하는 판독에 사용되는 드레인-소스 컨덕턴스에 영향을 미칩니다.

기록 및 읽기 메커니즘의 이러한 차이는 이러한 모드의 다양한 전력 소비에 분명히 영향을 미칩니다. NAND 메모리는 쓸 때 전류를 많이 소모하지만, 읽을 때는 에너지 소모량이 상대적으로 적습니다. 정보를 삭제하기 위해 컨트롤 게이트에 높은 음전압을 가하고 플로팅 게이트의 전자가 소스로 이동합니다. 최신 SSD를 구성하는 것은 페이지, 블록 및 어레이로 결합된 기본 셀입니다.

NAND 메모리 수명

SSD 드라이브에 사용할 수 있는 NAND 메모리의 주요 특징은 외부 전원 없이 데이터를 저장할 수 있다는 것입니다. 그러나 이 기술은 셀의 논리적 상태 변경 횟수에 제한을 가하므로 이 셀에 대한 다시 쓰기 주기 횟수가 제한됩니다. 이는 유전층이 점진적으로 파괴되기 때문입니다. 이 효과는 설계 기능으로 인해 플로팅 게이트 전하를 변경하기 위한 예비 용량이 작기 때문에 MLC 셀에서 훨씬 빠르게 발생합니다. 셀을 읽는 것도 셀의 수명에 영향을 주지만 이 영향은 쓰기/삭제할 때보다 훨씬 덜 중요하므로 읽기 주기는 무제한으로 간주되며 SSD 디스크의 수명은 가능한 다시 쓰기 주기 수로 측정됩니다.

모든 SSD 디스크에는 표준 쓰기/읽기 작업에 액세스할 수 없는 부분이 포함되어 있습니다. 불량 블록을 교체하기 위한 예비 공간이 있는 자기 HDD 드라이브와 유사하게 셀 마모 시 예비 공간으로 필요합니다. 추가 셀 예비 셀은 동적으로 사용되며 기본 셀이 물리적으로 마모되면 교체용 예비 셀이 제공됩니다.

다음은 SLC 기술이 적용된 SSD 드라이브와 MLC 셀이 적용된 드라이브의 작동을 구별하는 주요 특성에 대한 대략적인 비교표입니다.

이 표는 이러한 기술의 모든 장점과 단점을 명확하게 보여줍니다. 이는 MLC에 비해 SLC 솔루션의 우수성을 보여 주지만 SSD 드라이브의 인기에 대한 주요 기준인 가격을 나타내지는 않습니다. 그러한 솔루션의 비용이 급격히 감소하기 때문에 이를 표시할 필요가 없습니다. MLC 드라이브는 모든 면에서 SLC에 비해 열등하지만 가격이 두 배 이상 높고 동일한 양의 데이터를 저장해도 더 컴팩트할 수 있다고 가정해 보겠습니다.

SSD 디스크 구조: 셀 크기, 페이지 크기, NAND 메모리 블록

기본 메모리 셀을 보다 효율적으로 사용하기 위해 다단계 구조의 어레이로 결합했습니다. 1비트(SLC의 경우) 또는 일반적으로 2비트(현재 세대의 MLC의 경우) 데이터를 저장하는 하나의 셀은 페이지라는 그룹으로 결합되어 4KB의 데이터를 보유합니다.

SSD 드라이브 작업을 위한 특수 알고리즘

플래시 메모리 셀의 제한된 쓰기/삭제 주기로 인해 개발자는 SSD 드라이브를 작동하기 위한 올바른 알고리즘을 만들어 SSD 드라이브가 전체 저장 공간을 고르게 "소모"할 수 있도록 해야 했습니다. 이미 언급했듯이 전체 디스크 볼륨은 512KB 크기의 블록으로 나누어지고, 차례로 읽기 및 쓰기 작업이 수행되는 4KB 용량의 페이지로 나뉩니다. 그러나 페이지에 정보를 쓴 후에는 해당 정보를 지울 때까지 덮어쓸 수 없습니다. 문제는 기록되는 정보의 최소 크기가 4KB보다 작을 수 없으며, 최소 512KB 블록에서는 데이터가 지워질 수 있다는 점이다. 이를 위해 컨트롤러는 데이터를 그룹화하고 전송하여(이 알고리즘은 아래에서 설명함) 전체 블록을 해제합니다. 이 작업을 수행하면 응답 시간이 늘어나고 SSD 리소스가 감소하지만 희생해야 할 부분이 있습니다.

쓰기/삭제 알고리즘에 대해 이야기해 봅시다.

운영 체제의 쓰기 요청에 따라 미디어 컨트롤러는 정보의 크기와 구조를 결정합니다. 빈 블록 수가 충분하면 새 블록이 할당되고, 여기에 쓰기 위해 OS로 전송된 데이터가 복사됩니다. 그러나 디스크가 가득 차고 빈 블록 수가 충분히 줄어들면 이 작업은 훨씬 더 복잡해집니다. 컨트롤러는 점점 더 가장 적합하고(사용 가능한 페이지 수 측면에서) 부분적으로 점유된 블록을 찾아 빈 블록에 다시 쓰고 쓰기를 위해 OS에서 수신한 데이터와 결합하여 완전히 채웁니다. 그런 다음 이전 블록이 지워집니다. 이 알고리즘을 사용하면 완전히 채워진 블록 하나와 빈 블록 하나를 얻게 되며, 이는 쓰기 가능한 빈 블록 그룹에 포함됩니다. 쓰기 요청이 이루어지면 컨트롤러는 이 그룹의 블록만 사용합니다.

컨트롤러에는 일반적으로 10개의 채널이 장착되어 있습니다. 특히 Intel의 SSD 디스크 컨트롤러에는 이 개수의 채널이 있습니다. 전체 칩 풀은 각 데이터 교환 채널에 균등하게 할당됩니다. SSD 드라이브 기술 개발의 현 단계에서 첫 번째 채널과 상호 작용하는 메모리 칩은 두 번째, 세 번째 및 후속 채널과의 작동에서 교차할 수 없지만 이 문제는 가까운 시일 내에 해결될 수 있습니다. 디스크에 있는 모든 메모리에 대해 "부동" 링크를 사용하는 것은 매우 논리적입니다. 작은 데이터의 대기열을 기록해야 하는 경우가 종종 있으며 컨트롤러는 전체 블록을 모든 채널에 자동으로 배포하지만 셀 간의 연결은 유지됩니다. 이 데이터 조각은 하나의 논리 단위입니다.

데이터 삭제 작업은 삭제되는 데이터의 양과 위치에 따라 직접적으로 달라집니다. 모든 정보가 하나의 블록 또는 블록 그룹에 기록되어 완전히 점유된 경우 블록은 간단히 지워지고 비어 있는 것으로 표시되며 가능한 최고 속도로 후속 기록을 위한 준비가 됩니다. 그러나 이런 이상적인 경우가 항상 발생하는 것은 아닙니다.

전체 블록이 아니라 그 안에 있는 여러 페이지를 삭제해야 하는 경우 컨트롤러는 데이터를 지우지 않고 논리적으로 삭제하지만 페이지 데이터를 삭제된 것으로 표시하기만 하면 됩니다. 앞으로 남은 정보는 녹음을 위해 들어온 새로운 정보와 합쳐져 빈 블록에 기록될 것이며, 원본 블록은 이미 녹음 알고리즘에 설명된 대로 완전히 삭제되어 빈 것으로 표시될 것입니다.

트리밍이 필요한 이유는 무엇입니까?

이는 TRIM 명령을 통해 SSD 드라이브의 보다 균일한 마모와 보다 빠른 데이터 처리를 보장하는 또 다른 중요한 기술입니다. 이를 통해 체인을 구축하고 해제된 블록의 우선순위를 결정할 수 있습니다. 이전에는 이 작업이 OS에 할당되었지만 최신 SSD 컨트롤러는 이미 드라이브 펌웨어의 하드웨어에서 이 기능을 지원합니다. 블록을 지우는 데 걸리는 시간은 디스크의 여유 공간과 기하급수적으로 관련됩니다. 정보가 적고 여유 공간이 많을수록 SSD에서 "트리밍"이 더 빠르게 수행됩니다. 디스크가 75% 찼을 때에도 유휴 시간에 비해 정리 기능은 여전히 눈에 띄지 않습니다. 그러나 여유 공간이 15% 미만으로 남게 되면 트리밍이 어려워집니다. 당연히 종속성의 일부는 정보 유형(정적, 즉 거의 이동되지 않고 대부분 읽기 전용 또는 동적)에 따라 완전히 결정됩니다. IBM 연구에 따르면 SSD의 이상적인 작동 조건은 SSD가 75% 미만이고 정적 정보와 동적 정보의 비율이 3:1일 때입니다.

TRIM은 최신 솔리드 스테이트 드라이브의 필수적인 부분입니다. 블록을 올바르게 정렬하고 쓰기를 준비하기 때문에 디스크에 데이터가 2/3 이상 차면 성능이 향상됩니다. 이를 통해 새 디스크와 이미 75% 가득 찬 디스크의 속도 차이를 2-3%로 줄일 수 있습니다.

기본적으로 운영 체제는 일반 HDD 디스크와 함께 작동하도록 구성되어 있습니다. 즉, 사용자는 자기 디스크 속도를 높이기 위한 "이전" 메커니즘과 조각 모음 알고리즘을 비활성화해야 합니다. 또한 SSD 드라이브의 모든 공간을 사용하지 않는 것에 대해 걱정하는 것이 중요합니다.

SSD 드라이브에 사용되는 캐시 버퍼는 무엇입니까?

SSD 드라이브의 캐시 버퍼는 HDD 드라이브의 일반적인 쓰기/읽기 절차 속도를 높이는 데 사용되지 않습니다. 대부분의 제조업체는 SSD의 기술 사양에도 그 양을 표시하지 않습니다. 우리는 그것을 이해하는 데 익숙하기 때문에 일반 캐시 메모리로 간주할 수 없습니다. SSD 디스크의 캐시 메모리는 디스크 셀의 위치 및 점유 테이블을 저장하는 데 동적으로 사용됩니다. 동시에 디스크에 빈 공간이 충분하지 않은 경우 지워진 셀의 임시 정보를 저장할 수 있습니다. 테이블은 3차원 매트릭스이며 SSD 컨트롤러의 주요 보조 도구입니다. 이 데이터를 기반으로 디스크는 추가 셀 삭제에 대한 결정을 내립니다. 또한 디스크에서 사용 가능한 각 블록의 사용 빈도 및 강도에 대한 정보를 저장합니다. 또한 물리적 마모로 인해 녹음이 불가능한 "장소"의 주소도 여기에 기록됩니다.

SSD 컨트롤러

SSD 드라이브의 매우 중요하고 지속적으로 개선되는 요소는 컨트롤러입니다. 컨트롤러의 주요 임무는 읽기 및 쓰기 작업을 제공하는 것이지만 SSD 드라이브의 많은 물리적 기능으로 인해 컨트롤러는 데이터 레이아웃 구조를 관리하는 역할도 담당합니다. 컨트롤러는 이미 기록된 셀과 기록되지 않은 셀의 블록 배치 매트릭스를 기반으로 쓰기 속도를 최적화하고 SSD 드라이브의 가장 긴 수명을 보장합니다. NAND 메모리의 설계 특성상 각 셀을 개별적으로 작업하는 것은 불가능합니다. 위에서 말했듯이 4KB 페이지로 합쳐져 있고, 페이지를 완전히 채워야만 정보를 기록할 수 있다. 512KB에 해당하는 블록의 데이터를 지울 수 있습니다. 이러한 모든 제한 사항은 컨트롤러의 올바른 지능형 알고리즘에 특정 책임을 부과합니다. 따라서 적절하게 구성되고 최적화된 컨트롤러는 SSD 드라이브의 속도 성능과 내구성을 크게 바꿀 수 있습니다.

결과

현재로서는 자기 디스크에 대한 SSD 드라이브의 완전한 승리에 대해 이야기하기에는 너무 이릅니다. SSD 드라이브의 용량과 속도를 고려하여 기존 HDD의 유사한 매개변수와 비교해 보면 솔리드 스테이트 드라이브로 전환하는 데 있어 주요 제한 요소는 여전히 가격입니다. 지난 몇 년간의 분석에 따르면 제조업체는 NAND 메모리 가격 인하를 꺼리는 것으로 나타났습니다. 지난 6개월 동안만 SSD 가격이 소폭 하락하는 추세를 볼 수 있는데, 이는 글로벌 위기로 인한 소비자 수요 감소로 인한 것일 가능성이 높습니다. 솔리드 스테이트 드라이브는 수년 동안 세계 시장에서 광범위하게 출시되었지만 디지털 기술의 중요한 기간조차도 자기 디스크와 관련된 "저장된 정보의 GB당 가격" 측면에서 경쟁력에 영향을 미칠 수는 없었습니다. . 자기 디스크 당 기록 밀도는 지속적으로 증가하고 있으며 이는 점점 더 용량이 큰 모델의 출시에 기여합니다(현재 2TB 용량의 HDD가 널리 사용 가능). 이러한 시장 분포로 인해 구매자는 읽기 속도나 진동/충격에 대한 저항이 긴급하게 필요한 경우에만 SSD 드라이브를 선호하게 될 수 있지만, 대부분의 정보는 여전히 기존 하드 드라이브에 저장됩니다.

HDD 자기 디스크와 비교한 SSD의 장점과 단점:

장점:

훨씬 빠른 읽기 속도;
소음이 전혀 없습니다.
움직이는 부품이 없기 때문에 신뢰성이 높습니다.
저전력 소비;
진동 하중에 대한 높은 저항성.

결점:

저장된 정보의 GB당 비용이 높습니다.
데이터 기록 및 삭제 주기가 제한되어 있습니다.

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