La mémoire flash est un type de mémoire longue durée pour ordinateurs dans laquelle le contenu peut être reprogrammé ou effacé électriquement. Par rapport à la mémoire morte programmable effaçable électriquement, les opérations sur celle-ci peuvent être effectuées dans des blocs situés à différents endroits. La mémoire Flash coûte beaucoup moins cher que l’EEPROM, c’est pourquoi elle est devenue la technologie dominante. Particulièrement dans les situations où un stockage de données stable et à long terme est requis. Son utilisation est autorisée dans des cas très divers : dans les lecteurs audio numériques, les appareils photo et vidéo, téléphones portables et les smartphones dotés d'applications Android spéciales pour la carte mémoire. De plus, il est également utilisé dans les clés USB, traditionnellement utilisées pour sauvegarder des informations et les transférer entre ordinateurs. Il a acquis une certaine renommée dans le monde des joueurs, où il est souvent utilisé pour stocker les données de progression du jeu.

description générale

La mémoire flash est un type capable de stocker des informations sur sa carte pendant une longue période sans consommer d'énergie. De plus, on peut noter la vitesse d'accès aux données la plus élevée, ainsi qu'une meilleure résistance aux chocs cinétiques par rapport aux disques durs. C’est grâce à ces caractéristiques qu’il est devenu si populaire pour les appareils alimentés par piles et batteries rechargeables. Un autre avantage indéniable est que lorsque la mémoire flash est compressée en une carte solide, il est presque impossible de la détruire par des moyens physiques standards, elle peut donc résister à l'eau bouillante et aux hautes pressions.

Accès aux données de bas niveau

La manière d'accéder aux données résidant dans la mémoire flash est très différente de celle des types conventionnels. L'accès de bas niveau est fourni via le pilote. La RAM conventionnelle répond immédiatement aux appels de lecture et d'écriture d'informations, renvoyant les résultats de ces opérations, mais la conception de la mémoire flash est telle qu'il faut du temps pour y réfléchir.

Conception et principe de fonctionnement

À l'heure actuelle, la mémoire flash est très répandue, créée sur des éléments à transistor unique avec une grille « flottante ». Cela permet de fournir une plus grande densité de stockage de données par rapport à la RAM dynamique, qui nécessite une paire de transistors et un élément condensateur. À l'heure actuelle, le marché regorge de diverses technologies permettant de construire des éléments de base pour ce type de support, développées par les principaux fabricants. Ils se distinguent par le nombre de couches, les méthodes d'enregistrement et d'effacement des informations, ainsi que par l'organisation de la structure, qui est généralement indiquée dans le nom.

Actuellement, il existe plusieurs types de puces les plus courantes : NOR et NAND. Dans les deux cas, les transistors de stockage sont connectés aux bus de bits - respectivement en parallèle et en série. Le premier type a des cellules de taille assez grande et permet un accès aléatoire rapide, permettant aux programmes d'être exécutés directement à partir de la mémoire. La seconde est caractérisée petites tailles cellules, ainsi qu'un accès séquentiel rapide, ce qui est beaucoup plus pratique lorsqu'il est nécessaire de construire des dispositifs de type bloc où de grandes quantités d'informations seront stockées.

En majorité des appareils portables Le SSD utilise le type de mémoire NOR. Cependant, les appareils dotés d’une interface USB deviennent de plus en plus populaires. Ils utilisent la mémoire NAND. Petit à petit, il déplace le premier.

Le principal problème est la fragilité

Les premiers échantillons de lecteurs flash produits en série n'ont pas plu aux utilisateurs ayant des vitesses élevées. Cependant, la vitesse d'écriture et de lecture des informations est désormais telle que vous pouvez regarder un long métrage ou exécuter un système d'exploitation sur votre ordinateur. Un certain nombre de fabricants ont déjà présenté des machines dans lesquelles le disque dur est remplacé par une mémoire flash. Mais cette technologie a très inconvénient majeur, ce qui devient un obstacle au remplacement de ceux existants par ce transporteur disques magnétiques. Grâce à la conception de la mémoire flash, elle permet l'effacement et l'écriture d'informations en un nombre limité de cycles, ce qui est réalisable même pour les petits appareils portables, sans parler de la fréquence à laquelle cela est effectué sur les ordinateurs. Si vous utilisez ce type de support comme disque SSD sur un PC, alors une situation critique surviendra très rapidement.

Cela est dû au fait qu'un tel variateur repose sur la propriété des transistors à effet de champ de stocker dans une grille « flottante » dont l'absence ou la présence dans le transistor est considérée comme un un logique ou un zéro en binaire. l'effacement des données dans la mémoire NAND est effectué à l'aide d'électrons tunnelés selon la méthode Fowler-Nordheim avec la participation d'un diélectrique. Cela ne nécessite pas ce qui permet de réaliser des cellules de tailles minimales. Mais exactement ce processus conduit aux cellules, puisque le courant électrique force dans ce cas les électrons à pénétrer dans la grille, surmontant ainsi la barrière diélectrique. Cependant, la durée de conservation garantie d'une telle mémoire est de dix ans. L'usure du microcircuit n'est pas due à la lecture d'informations, mais à des opérations d'effacement et d'écriture, puisque la lecture ne nécessite pas de modification de la structure des cellules, mais laisse uniquement passer un courant électrique.

Naturellement, les fabricants de mémoire travaillent activement à augmenter la durée de vie des disques SSD. de ce genre: ils visent à assurer l'uniformité des processus d'écriture/effacement à travers les cellules du tableau, afin que certaines ne s'usent pas plus que d'autres. Pour répartir uniformément la charge, ils sont principalement utilisés chemins logiciels. Par exemple, pour éliminer ce phénomène, la technologie « wear leveling » est utilisée. Dans ce cas, les données souvent sujettes à modifications sont déplacées vers l'espace d'adressage de la mémoire flash, de sorte que l'enregistrement est effectué à différentes adresses physiques. Chaque contrôleur est équipé de son propre algorithme d'alignement. Il est donc très difficile de comparer l'efficacité des différents modèles, car les détails de mise en œuvre ne sont pas divulgués. Le volume de clés USB augmentant chaque année, il est nécessaire d'utiliser des algorithmes de fonctionnement de plus en plus efficaces pour garantir le fonctionnement stable des appareils.

Dépannage

L'un des moyens les plus efficaces de lutter contre ce phénomène a été de réserver une certaine quantité de mémoire, ce qui garantit l'uniformité de la charge et la correction des erreurs grâce à des algorithmes de redirection logique spéciaux pour remplacer les blocs physiques résultant d'un travail intensif avec un lecteur flash. Et pour éviter la perte d'informations, les cellules défaillantes sont bloquées ou remplacées par des cellules de sauvegarde. Cette répartition logicielle des blocs permet d'assurer l'uniformité de la charge, en augmentant le nombre de cycles de 3 à 5 fois, mais cela ne suffit pas.

Et d'autres types de lecteurs similaires se caractérisent par le fait qu'une table avec un système de fichiers est entrée dans leur zone de service. Il évite les échecs de lecture des informations au niveau logique, par exemple en cas d'arrêt incorrect ou d'arrêt soudain de l'alimentation. énergie électrique. Et comme le système ne fournit pas de mise en cache lors de l'utilisation de périphériques amovibles, la réécriture fréquente a l'effet le plus néfaste sur la table d'allocation de fichiers et la table des matières du répertoire. Et même programmes spéciaux car les cartes mémoire ne sont pas en mesure d'aider dans cette situation. Par exemple, lors d'une requête unique, l'utilisateur a écrasé un millier de fichiers. Et, semble-t-il, je n'ai utilisé qu'une seule fois les blocs où ils se trouvaient pour enregistrer. Mais les zones de service étaient réécrites à chaque mise à jour d'un fichier, c'est-à-dire que les tables d'allocation subissaient cette procédure mille fois. Pour cette raison, les blocs occupés par ces données échoueront en premier. La technologie de nivellement de l’usure fonctionne également avec de tels blocs, mais son efficacité est très limitée. Et quel que soit le type d’ordinateur que vous utilisez, la clé USB tombera en panne exactement au moment où son créateur l’avait prévu.

Il convient de noter que l'augmentation de la capacité des microcircuits de tels dispositifs a seulement conduit au fait que le nombre total de cycles d'écriture a diminué, car les cellules deviennent plus petites, donc de moins en moins de tension est nécessaire pour dissiper l'oxyde. cloisons qui isolent le « portail flottant ». Et ici, la situation est telle qu'avec l'augmentation de la capacité des appareils utilisés, le problème de leur fiabilité a commencé à s'aggraver de plus en plus, et la classe de la carte mémoire dépend désormais de nombreux facteurs. La fiabilité d'une telle solution est déterminée par son caractéristiques techniques, ainsi que la situation actuelle du marché. En raison d’une concurrence féroce, les fabricants sont contraints de réduire leurs coûts de production par tous les moyens. Y compris en raison d'une conception simplifiée, de l'utilisation de composants provenant d'un ensemble moins cher, affaiblissant le contrôle sur la production et d'autres méthodes. Par exemple, une carte mémoire Samsung coûtera plus cher que ses homologues moins connues, mais sa fiabilité soulève beaucoup moins de questions. Mais même ici, il est difficile de parler d'une absence totale de problèmes, et il est difficile d'attendre plus d'appareils de fabricants totalement inconnus.

Perspectives de développement

Bien qu'il existe des avantages évidents, la carte mémoire SD présente un certain nombre d'inconvénients qui empêchent d'étendre davantage sa portée. C'est pourquoi recherche constante Solutions alternatives dans cette zone. Bien entendu, ils tentent tout d’abord d’améliorer les types de mémoire flash existants, ce qui n’entraînera aucun changement fondamental dans le processus de production existant. Il n'y a donc aucun doute sur une seule chose : les entreprises engagées dans la fabrication de ces types de variateurs tenteront d'utiliser tout leur potentiel avant de passer à un autre type, en continuant à améliorer la technologie traditionnelle. Par exemple, une carte Mémoire Sony est actuellement produit dans une large gamme de volumes, on s'attend donc à ce qu'il continue d'être activement épuisé.

Cependant, aujourd'hui, au seuil de la mise en œuvre industrielle, il existe toute une gamme de technologies de stockage alternatif des données, dont certaines peuvent être mises en œuvre dès l'apparition d'une situation de marché favorable.

RAM ferroélectrique (FRAM)

La technologie du principe ferroélectrique de stockage d'informations (Ferroelectric RAM, FRAM) est proposée pour augmenter le potentiel de la mémoire non volatile. Il est généralement admis que le mécanisme de fonctionnement des technologies existantes, qui consiste à réécrire les données en cours de lecture avec toutes les modifications composants de base, conduit à une certaine limitation du potentiel de vitesse des appareils. Et FRAM est une mémoire caractérisée par sa simplicité, sa grande fiabilité et sa rapidité de fonctionnement. Ces propriétés sont désormais caractéristiques de la DRAM - non volatile mémoire vive existant à l'heure actuelle. Mais ici, nous ajouterons également la possibilité de stockage de données à long terme, qui se caractérise par Parmi les avantages d'une telle technologie, nous pouvons souligner la résistance à divers types de rayonnements pénétrants, qui peuvent être demandés dans les appareils spéciaux utilisés pour fonctionner. dans des conditions de radioactivité accrue ou dans l'exploration spatiale. Le mécanisme de stockage d’informations est ici mis en œuvre grâce à l’utilisation de l’effet ferroélectrique. Cela implique que le matériau est capable de maintenir la polarisation en l'absence de champ électrique externe. Chaque cellule mémoire FRAM est formée en prenant en sandwich un film ultra-mince de matériau ferroélectrique sous forme de cristaux entre une paire d'électrodes métalliques plates, formant un condensateur. Dans ce cas, les données sont stockées à l’intérieur de la structure cristalline. Et cela évite l’effet de fuite de charge, qui provoque la perte d’informations. Les données dans la mémoire FRAM sont conservées même lorsque l'alimentation est coupée.

RAM magnétique (MRAM)

Un autre type de mémoire considéré aujourd’hui comme très prometteur est la MRAM. Il se caractérise par des performances de vitesse assez élevées et une indépendance énergétique. dans ce cas, on utilise un film magnétique mince posé sur un substrat de silicium. La MRAM est mémoire statique. Il ne nécessite pas de réécriture périodique et les informations ne seront pas perdues lors de la mise hors tension. À l'heure actuelle, la plupart des experts s'accordent à dire que ce type de mémoire peut être qualifié de technologie de nouvelle génération, puisque le prototype existant démontre des performances à vitesse assez élevée. Un autre avantage de cette solution est le faible coût des puces. La mémoire Flash est fabriquée à l'aide d'un processus CMOS spécialisé. Et les puces MRAM peuvent être produites à l’aide d’un processus de fabrication standard. Par ailleurs, les matériaux peuvent être ceux utilisés dans les supports magnétiques classiques. Il est beaucoup moins coûteux de produire de grandes quantités de tels microcircuits que tous les autres. Une propriété importante de la mémoire MRAM est sa capacité d’activation instantanée. Et cela est particulièrement précieux pour appareils mobiles. Après tout, dans ce type, la valeur de la cellule est déterminée charge magnétique, et non électrique, comme dans la mémoire flash traditionnelle.

Mémoire unifiée ovonique (OUM)

Un autre type de mémoire sur lequel de nombreuses entreprises travaillent activement est un disque SSD basé sur des semi-conducteurs amorphes. Il est basé sur une technologie à changement de phase, similaire au principe de l'enregistrement sur disques classiques. Ici, l’état de phase d’une substance dans un champ électrique passe de cristallin à amorphe. Et ce changement persiste même en l’absence de tension. De tels dispositifs diffèrent des disques optiques traditionnels en ce sens que le chauffage se produit en raison de l'action courant électrique, pas un laser. Dans ce cas, la lecture est effectuée en raison de la différence de réflectivité de la substance dans différents états, perçue par le capteur du lecteur de disque. En théorie solution similaire a une densité de stockage de données élevée et une fiabilité maximale, ainsi que performances accrues. Le nombre maximum de cycles de réécriture pour lesquels un ordinateur est utilisé est ici élevé, un lecteur flash dans ce cas est en retard de plusieurs ordres de grandeur.

Chalcogénure RAM (CRAM) et mémoire à changement de phase (PRAM)

Cette technologie est également basée sur les transitions de phase, lorsque dans une phase la substance utilisée dans le support agit comme un matériau amorphe non conducteur et dans la seconde, elle sert de conducteur cristallin. Le passage d'une cellule mémoire d'un état à un autre s'effectue grâce aux champs électriques et à l'échauffement. Ces puces se caractérisent par leur résistance aux rayonnements ionisants.

Carte imprimée multicouche d'informations (Info-MICA)

Le fonctionnement des appareils construits sur la base de cette technologie est réalisé selon le principe de l'holographie en couche mince. Les informations sont enregistrées comme suit : premièrement, une image bidimensionnelle est formée et transférée vers un hologramme à l'aide de la technologie CGH. Les données sont lues en fixant le faisceau laser sur le bord d'une des couches enregistrées, qui servent de guides d'ondes optiques. La lumière se propage le long d'un axe parallèle au plan de la couche, formant une image de sortie correspondant aux informations enregistrées précédemment. Les données initiales peuvent être obtenues à tout moment grâce à l'algorithme de codage inverse.

Ce type de mémoire se compare avantageusement à la mémoire à semi-conducteurs car elle offre une densité d'enregistrement élevée, une faible consommation d'énergie, ainsi qu'un faible coût des supports de stockage, une sécurité environnementale et une protection contre toute utilisation non autorisée. Mais une telle carte mémoire ne permet pas la réécriture des informations, elle ne peut donc servir que de stockage à long terme, de remplacement des supports papier, ou d'alternative disques optiques pour la distribution de contenu multimédia.

Nous continuons à discuter de la conception et du principe de fonctionnement des périphériques de stockage sur notre site Web. La dernière fois, nous avons discuté de la mémoire Flash (), et aujourd'hui nous nous concentrerons sur l'un des types de mémoire Flash déjà mentionnés, à savoir la mémoire NAND. Nous avons déjà partiellement compris la structure et le fonctionnement de NAND, passons donc à l'examen des algorithmes de base, des méthodes de connexion et de quelques subtilités qu'il ne faut pas oublier lorsque l'on travaille avec NAND.

Commençons par examiner deux types de mémoire NAND, à savoir SLC-( cellule à un seul niveau) et MLC-( cellule à plusieurs niveaux) dispositifs. Dans les appareils SLC, une cellule mémoire stocke un bit d'information - nous avons précisément discuté de ces appareils dans l'article précédent. Seuls deux états d'une cellule mémoire sont possibles ( transistor à effet de champ avec volet flottant). Le premier état correspond à une porte chargée, et le second, respectivement, à une porte déchargée. Tout est simple ici - nous appliquons une tension de seuil et par la présence ou l'absence de courant de drain nous pouvons déterminer dans quel bit est écrit cette cellule mémoire.

Les dispositifs MLC diffèrent en ce sens qu'une cellule unitaire peut stocker plusieurs bits d'information, le plus souvent deux bits. Dans de tels dispositifs, il existe 4 niveaux de charge de la grille flottante, ce qui correspond à 4 états mémorisés possibles :

Pour lire les informations d'une telle cellule, contrairement aux dispositifs SLC, il est nécessaire de surveiller le courant de drain à plusieurs valeurs différentes de la tension de seuil à la grille du transistor.

La mémoire MLC a un nombre inférieur de cycles de réécriture maximum possibles par rapport à la mémoire SLC. De plus, SLC est plus rapide, c'est-à-dire que les opérations de lecture/écriture/effacement sont effectuées en moins de temps. Et comme un seul seuil de tension est utilisé pour déterminer l’état d’une cellule mémoire, la mémoire SLC est moins susceptible de provoquer des erreurs. Mais cela ne veut pas dire que MLC est pire. La mémoire MLC, d'une part, vous permet de stocker plus d'informations et, d'autre part, elle est moins chère. Autrement dit, du point de vue du rapport qualité/prix, MLC semble en principe préférable.

Passons à la structure de la mémoire NAND 😉

Comme nous nous en souvenons, contrairement à la mémoire NOR, lorsque nous utilisons NAND, nous n'avons pas accès à une cellule mémoire arbitraire. Toutes les cellules sont combinées en pages. Et les pages sont combinées en blocs logiques. Chaque page, en plus des informations enregistrées par l'utilisateur, contient des données supplémentaires - des informations sur les blocs « défectueux », des informations de service supplémentaires pour la correction des erreurs.

La difficulté avec la NAND est qu’il est impossible d’accéder à une cellule d’information spécifique. Les données ne peuvent être écrites que page par page, c'est-à-dire que si nous voulons modifier quelques éléments, nous devons alors réécrire la page entière. Et vous ne pouvez effacer les données que par blocs. Voici les caractéristiques de la puce mémoire NAND NAND128W3A à titre d'exemple : taille de page – 512 octets + 16 octets d'informations de service supplémentaires, taille de bloc – 16 Ko, soit 32 pages.

Un autre problème avec la NAND est que le nombre de cycles d'écriture n'est pas infini. Ainsi, si les écritures sont toujours effectuées sur la même page, celle-ci sera tôt ou tard corrompue. Et afin d'assurer une usure uniforme de toutes les cellules mémoire, le contrôleur de mémoire NAND garde une trace du nombre de cycles d'écriture sur chaque bloc mémoire individuel. Si le contrôleur constate qu’un bloc est « mauvais », il peut alors l’ignorer et écrire dans le bloc suivant. Grâce à cela, la durée de vie des supports de stockage est considérablement augmentée. Si nous voulons écrire un large éventail de données, alors à l'intérieur de la puce mémoire, toutes les données seront mélangées en blocs (l'algorithme d'écriture fonctionne dans les blocs les moins usés), et lorsque la tâche de lire ces données se pose, le contrôleur de mémoire NAND organisera les données et nous les remettra sous leur forme originale.

Nous avons réglé la structure et enfin, j'aimerais parler un peu de la façon dont les puces mémoire NAND sont connectées.

Et pour cela, un bus de transfert de données parallèle est utilisé. La largeur du bus est de 8 ou 16 octets, selon appareil spécifique. Les lignes de données sont combinées avec des lignes d'adresse, ce qui réduit le nombre de broches occupées. Les signaux de commande et leur objectif sont bien décrits ici :

Si nous souhaitons connecter de la mémoire à un microcontrôleur, il est préférable de choisir un contrôleur doté d'un support matériel pour le transfert de données via une interface parallèle. Par exemple, de nombreux STM32 sont équipés d'un module FSMC, qui permet de connecter dispositif externe mémoire. Mais nous n'aborderons pas cela maintenant, il est préférable de laisser ce sujet pour de prochains articles 😉 Peut-être que dans un avenir proche, nous essaierons de construire un petit exemple pour STM32, dans lequel nous écrirons et lirons des données de la mémoire NAND, donc à bientôt! )

Les performances et la durée de vie d'un SSD dépendent principalement de la mémoire flash NAND et du micrologiciel du contrôleur. Ce sont les principales composantes du prix d’un variateur, et il est logique de prêter attention à ces composantes lors de l’achat. Aujourd'hui, nous allons parler de NAND.

Si vous le souhaitez, vous pouvez retrouver les subtilités du processus technologique de production de mémoire flash sur des sites spécialisés dans les revues SSD. Mon article s'adresse à un plus large éventail de lecteurs et poursuit deux objectifs :

1. Levez le rideau sur les vagues spécifications publiées sur les sites internet des fabricants et des magasins de SSD.
2. Résolvez les questions que vous pourriez vous poser en étudiant les caractéristiques techniques de la mémoire de différents disques et en lisant des critiques écrites pour les connaisseurs du matériel.

Pour commencer, je vais illustrer le problème avec des images.

Qu'indiquent les spécifications du SSD ?

Spécifications techniques NAND publiées sur les sites officiels des fabricants et dans chaînes de magasins, ne contiennent pas toujours des informations détaillées. De plus, la terminologie varie considérablement et j'ai compilé pour vous des données sur cinq lecteurs différents.

Cette photo vous dit quelque chose ?

Ok, disons que Yandex.Market n'est pas la source d'informations la plus fiable. Tournons-nous vers les sites Web des fabricants : est-ce devenu plus facile ?

Peut-être que ce sera plus clair de cette façon ?

Et si oui ?

Ou est-ce mieux ainsi ?

Pendant ce temps, tous ces lecteurs ont même souvenir! C'est difficile à croire, surtout en regardant les deux dernières photos, n'est-ce pas ? Après avoir lu l'entrée jusqu'à la fin, vous en serez non seulement convaincu, mais vous lirez également des caractéristiques telles qu'un livre ouvert.

Fabricants de mémoire NAND

Il existe beaucoup moins de fabricants de mémoires flash que d’entreprises vendant des SSD sous leurs propres marques. La plupart des lecteurs ont désormais de la mémoire provenant de :

• Intel/Microns
• Hynix
• Samsung
• Toshiba/SanDisk

Ce n'est pas un hasard si Intel et Micron partagent la même place sur la liste. Ils produisent des NAND en utilisant les mêmes technologies dans le cadre de la coentreprise IMFT.

Dans l'usine leader de l'État américain de l'Utah, la même mémoire est produite sous les marques de ces deux sociétés dans des proportions presque égales. Issue de la chaîne d'assemblage de l'usine de Singapour désormais contrôlée par Micron, la mémoire pourrait également venir sous la marque de sa filiale SpecTek.

Tous les fabricants de SSD achètent du NAND auprès des sociétés ci-dessus, donc différents lecteurs Il peut y avoir pratiquement la même mémoire, même si sa marque est différente.

Il semblerait que dans cette situation de mémoire, tout devrait être simple. Cependant, il existe plusieurs types de NAND, qui sont à leur tour divisés selon différents paramètres, ce qui crée de la confusion.

Types de mémoire NAND : SLC, MLC et TLC

ça fait trois différents types NAND, dont la principale différence technologique réside dans le nombre de bits stockés dans la cellule mémoire.

SLC est la plus ancienne des trois technologies et il est peu probable que vous trouviez un SSD moderne avec une telle NAND. La plupart des disques intègrent désormais MLC, et TLC est un nouveau mot sur le marché de la mémoire pour les disques SSD.

En général, TLC est utilisé depuis longtemps dans les clés USB, où l'endurance de la mémoire n'a pas d'importance. importance pratique. Nouveau processus technologiques permettre de réduire le coût d'un gigaoctet de TLC NAND pour les SSD, offrant des performances et une durée de vie acceptables, ce qui intéresse logiquement tous les constructeurs.

Il est intéressant de noter que si le grand public s'inquiète du nombre limité de cycles d'écriture des SSD, à mesure que les technologies NAND se développent, ce paramètre ne fait que diminuer !

Comment déterminer un type de mémoire spécifique dans un SSD

Que vous ayez acheté un SSD ou que vous envisagiez simplement un achat, après avoir lu cet article, vous aurez peut-être une question dans le sous-titre.

Aucun programme n'affiche le type de mémoire. Ces informations peuvent être trouvées dans les avis drive, mais il existe un raccourci, notamment lorsqu'il faut comparer plusieurs candidats à l'achat.

Sur des sites spécialisés, vous pouvez trouver des bases de données sur SSD, et voici un exemple.

Je n'ai eu aucun problème à y retrouver les caractéristiques mémoire de mes disques, à l'exception du SanDisk P4 (mSATA) installé dans la tablette.

Quels SSD ont la meilleure mémoire ?

Passons d’abord en revue les principaux points de l’article :

• Les fabricants de NAND se comptent sur les doigts d’une main
• Les disques SSD modernes utilisent deux types de NAND : MLC et TLC, qui ne font que prendre de l'ampleur
• MLC NAND diffère par les interfaces : ONFi (Intel, Micron) et Toggle Mode (Samsung, Toshiba)
• ONFi MLC NAND est divisé en asynchrone (moins cher et plus lent) et synchrone (plus cher et plus rapide)
• Les fabricants de SSD utilisent des mémoires de différents types et interfaces, créant ainsi une variété de la programmation pour n'importe quel portefeuille
• les spécifications officielles contiennent rarement des informations spécifiques, mais les bases de données Données SSD vous permettent de déterminer avec précision le type NAND

Bien entendu, dans un tel zoo, il ne peut y avoir de réponse claire à la question posée dans le sous-titre. Quelle que soit la marque du disque, la NAND répond aux spécifications indiquées, sinon cela ne sert à rien que les fabricants OEM l'achètent (ils donnent leur propre garantie sur les SSD).

Cependant... imaginez que l'été vous ait plu avec une récolte de fraises sans précédent à la datcha !

Tout est juteux et sucré, mais vous ne pouvez tout simplement pas en manger autant, alors vous avez décidé de vendre certaines des baies que vous avez récoltées.

Allez-vous garder les meilleures fraises pour vous ou les mettre en vente ? :)

On peut supposer que les fabricants de NAND installent le plus meilleure mémoireà vos périphériques de stockage. Considérant Quantité limitée entreprises produisant des NAND, la liste des fabricants de SSD est encore plus courte :

• Crucial (une division de Micron)
• Intel
• Samsung

Encore une fois, il ne s’agit que d’une supposition non étayée par des faits concrets. Mais auriez-vous agi différemment si vous étiez ces entreprises ?

Actuellement, les disques SSD ou SSD gagnent de plus en plus en popularité ( S vieux Sétat D rivière). Cela est dû au fait qu'ils sont capables de fournir à la fois une lecture et une écriture de fichiers à grande vitesse, et bonne fiabilité. Contrairement aux disques durs conventionnels, il n'y a pas d'éléments mobiles et une mémoire flash spéciale, NAND, est utilisée pour stocker les données.

Au moment de la rédaction, les SSD utilisent trois types de mémoire flash : MLC, SLC et TLC, et dans cet article, nous essaierons de déterminer lequel est le meilleur et quelle est la différence entre eux.

La mémoire flash NAND doit son nom à un type spécial de balisage de données - Not AND (logique Not AND). Sans entrer dans les détails techniques, NAND organise les données en petits blocs (ou pages) et permet des vitesses de lecture de données élevées.

Voyons maintenant quels types de mémoire sont utilisés dans les disques SSD.

Cellule à un seul niveau (SLC)

SLC est un type de mémoire déjà obsolète qui utilisait des cellules de mémoire à un seul niveau pour stocker des informations (d'ailleurs, la traduction littérale en russe sonne comme « cellule à un seul niveau »). Autrement dit, un bit de données était stocké dans une cellule. Une telle organisation du stockage des données a permis de fournir une vitesse élevée et une énorme ressource de réécriture. Ainsi, la vitesse de lecture atteint 25 ms et le nombre de cycles de réécriture est de 100 000. Cependant, malgré sa simplicité, la SLC est un type de mémoire très coûteux.

Avantages:

• Vitesse de lecture-écriture élevée ;
• Excellente ressource de réécriture.

Inconvénients :

• Prix ​​élevé.

Cellule à plusieurs niveaux (MLC)

La prochaine étape dans le développement de la mémoire flash est tapez MLC(traduit en russe, cela ressemble à « cellule à plusieurs niveaux »). Contrairement à SLC, il utilise des cellules à deux niveaux qui stockent deux bits de données. La vitesse de lecture-écriture reste à haut niveau, cependant, l'endurance est considérablement réduite. En termes de chiffres, la vitesse de lecture est ici de 25 ms et le nombre de cycles de réécriture est de 3 000. Ce type est également moins cher, c'est pourquoi il est utilisé dans la plupart des SSD.

Avantages:

• Moindre coût;
• Vitesse de lecture-écriture élevée par rapport à disques réguliers.

Inconvénients :

• Faible nombre de cycles de réécriture.

Cellule à trois niveaux (TLC)

Et enfin, le troisième type de mémoire est TLC (la version russe du nom de ce type de mémoire sonne comme « cellule à trois niveaux »). Comparé aux deux précédents, ce type est moins cher et se retrouve actuellement assez souvent dans les campagnes budgétaires.

Ce type est plus dense, stockant 3 bits dans chaque cellule. À son tour, une densité élevée entraîne des vitesses de lecture/écriture plus faibles et réduit l’endurance du disque. Contrairement à d'autres types de mémoire, la vitesse est tombée ici à 75 ms et le nombre de cycles de réécriture à 1 000.

Avantages:

• Haute densité de stockage de données ;
• Faible coût.

Inconvénients :

• Faible nombre de cycles de réécriture ;
• Faible vitesse de lecture-écriture.

Conclusion

Pour résumer, on peut noter que le type de mémoire flash le plus rapide et le plus durable est le SLC. Cependant, en raison de son prix élevé, cette mémoire a été remplacée par des types moins chers.

Le type TLC est économique et en même temps moins rapide.

Et enfin, le juste milieu est le type MLC, qui offre une vitesse et une fiabilité plus élevées que les disques conventionnels et n'est pas trop cher. Pour une comparaison plus claire, vous pouvez consulter le tableau ci-dessous. Voici les principaux paramètres des types de mémoire comparés.

D'abord SSD, ou des disques SSD utilisant mémoire flash, apparus en 1995, étaient utilisés exclusivement dans les domaines militaire et aérospatial. Le coût énorme de l'époque était compensé par des caractéristiques uniques permettant le fonctionnement de tels disques dans des environnements agressifs sur une large plage de températures.

Sur le marché de masse, les lecteurs SSD sont apparus il n'y a pas si longtemps, mais sont rapidement devenus populaires, car ils constituent une alternative moderne au standard disque dur (Disque dur ). Voyons quels paramètres vous devez utiliser pour choisir un disque SSD et de quoi il s'agit réellement.

Appareil

Par habitude, SSD s’appelle un « disque », mais on peut plutôt l’appeler « parallélépipède solide", puisqu'il ne contient aucune pièce mobile, et rien non plus en forme de disque. La mémoire qu'il contient est basée sur les propriétés physiques de la conductivité des semi-conducteurs, donc SSD– un dispositif à semi-conducteur (ou à semi-conducteur), alors qu'un Disque dur peut être appelé un appareil électromécanique.

Abréviation SSD signifie simplement " disque dur ", c'est-à-dire littéralement " disque dur" Il se compose d'un contrôleur et de puces mémoire.

Manette– la partie la plus importante du dispositif qui connecte la mémoire à l’ordinateur. Caractéristiques principales SSD– la vitesse d’échange des données, la consommation électrique, etc. en dépendent. Le contrôleur possède son propre microprocesseur qui fonctionne programme préinstallé, et peut remplir les fonctions de correction des erreurs de code, de prévention de l'usure et de nettoyage des débris.

La mémoire des lecteurs peut être soit non volatile ( NON-ET), et volatile ( RAM).

Mémoire NAND initialement gagné contre Disque dur uniquement dans la vitesse d'accès aux blocs de mémoire arbitraires, et ce n'est que depuis 2012 que la vitesse de lecture/écriture a également augmenté plusieurs fois. Maintenant sur le marché de masse SSD sont présentés par des modèles avec non volatile NON-ET-mémoire.

RAM La mémoire offre des vitesses de lecture et d’écriture ultra-rapides et repose sur les principes de la RAM d’un ordinateur. Une telle mémoire est volatile : s’il n’y a pas d’alimentation, les données sont perdues. Généralement utilisé dans des domaines spécifiques, comme l'accélération du travail avec les bases de données, il est difficile à trouver en vente.

Différences entre SSD et HDD

SSD diffère de Disque dur Tout d’abord, le périphérique physique. Grâce à cela, il présente certains avantages, mais présente également un certain nombre d'inconvénients sérieux.

Principaux avantages:

· Performance. Même par spécifications techniques on peut voir que la vitesse de lecture/écriture est SSD plusieurs fois plus élevé, mais dans la pratique, les performances peuvent varier de 50 à 100 fois.
· Pas de pièces mobiles, donc pas de bruit. Cela signifie également une haute résistance aux contraintes mécaniques.
· La vitesse d'accès à la mémoire aléatoire est beaucoup plus élevée. De ce fait, la rapidité de fonctionnement ne dépend pas de l'emplacement des fichiers et de leur fragmentation.
· Beaucoup moins vulnérable à Champs électromagnétiques.
· Petites dimensions et poids, faible consommation d'énergie.

Défauts:

· Limitation des ressources pour les cycles de réécriture. Signifie écraser cellule séparée Peut une certaine quantité de fois – en moyenne, ce chiffre varie de 1 000 à 100 000 fois.
· Le coût d'un gigaoctet de volume reste assez élevé et dépasse le coût d'un gigaoctet classique. Disque dur plusieurs fois. Cependant, cet inconvénient disparaîtra avec le temps.
· Difficulté voire impossibilité de récupérer des données supprimées ou perdues en raison de la commande matérielle utilisée par le lecteur GARNITURE, et avec une grande sensibilité aux changements de tension d'alimentation : si les puces mémoire sont ainsi endommagées, les informations qu'elles contiennent sont perdues à jamais.

En général, les disques SSD présentent un certain nombre d'avantages que les disques durs standards n'ont pas - dans les cas où les performances, la vitesse d'accès, la taille et la résistance aux contraintes mécaniques jouent un rôle majeur, SDD déplace constamment Disque dur.

De quelle capacité SSD aurez-vous besoin ?

La première chose à laquelle vous devez faire attention lors du choix SSD– son volume. Il existe des modèles en vente avec des capacités de 32 à 2000 Go.

La décision dépend du cas d'utilisation : vous pouvez installer uniquement le système d'exploitation sur le disque et être limité par la capacité. SSD 60-128 Go, ce qui sera largement suffisant pour les fenêtres et installation de programmes de base.

La deuxième option consiste à utiliser SSD comme bibliothèque multimédia principale, mais vous aurez alors besoin d'un disque d'une capacité de 500-1000 Go, ce qui coûtera assez cher. Cela n'a de sens que si vous travaillez avec un grand nombre de fichiers que vous devez réellement fournir. accès rapide. Par rapport à l'utilisateur moyen, ce n'est pas un rapport prix/vitesse très rationnel.

Mais il existe une autre propriété des disques SSD : selon le volume, la vitesse d'écriture peut varier considérablement. En règle générale, plus la capacité du disque est grande, plus la vitesse d’enregistrement est rapide. Cela est dû au fait que SSD capable d'utiliser plusieurs cristaux de mémoire en parallèle à la fois, et le nombre de cristaux augmente avec le volume. C'est-à-dire dans les mêmes modèles SSD avec des capacités différentes de 128 et 480 Go, la différence de vitesse peut varier d'environ 3 fois.

Compte tenu de cette caractéristique, nous pouvons dire que désormais le choix le plus optimal en termes de prix/vitesse peut être appelé Modèles SSD de 120 à 240 Go, ils suffiront pour installer le système et les logiciels les plus importants, et peut-être même pour plusieurs jeux.

Interface et facteur de forme

SSD 2,5"

Le facteur de forme le plus courant SSD est un format 2,5 pouces. Il s'agit d'une « barre » mesurant environ 100x70x7mm, différents fabricants ils peuvent varier légèrement (±1 mm). L'interface des disques 2,5" est généralement SATA3(6 Gbit/s).

Avantages du format 2,5" :

• Prévalence sur le marché, tout volume disponible
• Pratique et facile à utiliser, compatible avec n'importe quelle carte mère
• Prix ​​raisonnable

Inconvénients du format :

• Relativement faible vitesse parmi les SSD - jusqu'à un maximum de 600 Mb/s par canal, contre par exemple 1 Gb/s pour l'interface PCIe
• Contrôleurs AHCI conçus pour les disques durs classiques

Si vous avez besoin d'un disque pratique et facile à monter dans un boîtier de PC et que votre carte mère n'a que des connecteurs SATA2 ou SATA3, Que Disque SSD 2,5"- C'est votre choix. Le système et les programmes bureautiques se chargeront évidemment plus rapidement que le disque dur, et l'utilisateur moyen ne remarquera pas beaucoup de différence avec des solutions plus rapides.

SSD mSATA

Il existe un facteur de forme plus compact - mSATA, tailles 30x51x4 mm. Il est logique de l’utiliser dans les ordinateurs portables et tout autre appareil compact où l’installation d’un disque 2,5 pouces standard n’est pas pratique. S'ils ont un connecteur, bien sûr. mSATA. En termes de vitesse, c'est toujours la même spécification SATA3(6 Gbit/s), et n'est pas différent du 2,5".

SSD M.2

Il existe un autre facteur de forme, le plus compact M.2, remplaçant progressivement mSATA. Conçu principalement pour les ordinateurs portables. Dimensions-3,5x22x42(60,80) mm. Il existe trois longueurs de bandes différentes : 42, 60 et 80 mm, veuillez faire attention à la compatibilité lors de l'installation dans votre système. Les cartes mères modernes proposent au moins un emplacement U.2 pour le format M.2.

M.2 peut être une interface SATA ou PCIe. La différence entre ces options d'interface réside dans la vitesse, et elle est assez importante : les disques SATA affichent une vitesse moyenne de 550 Mo/s, tandis que le PCIe, selon la génération, peut offrir 500 Mo/s par voie pour le PCI-E 2.0. et des vitesses allant jusqu'à 985 Mb/s par ligne PCI-E 3.0. Ainsi, un SSD installé dans un slot PCIe x4 (à quatre voies) peut échanger des données à des débits allant jusqu'à 2 Gb/s en cas de problème. PCI-Express 2.0 et jusqu'à près de 4 Gb/s – en utilisant PCI Express de troisième génération.

Les différences de prix sont importantes : un disque au format M.2 avec une interface PCIe coûtera en moyenne deux fois plus cher. Interface SATA avec le même volume.

Le facteur de forme comporte un connecteur U.2, qui peut avoir des connecteurs différents les uns des autres clés– des « découpes » spéciales en eux. Il y a des indices B et et aussi B&M. Diffèrent dans la vitesse des bus PCIe: clé M. fournira une vitesse allant jusqu'à PCIe x4, clé M. accélérer jusqu'à PCIe x2, comme une clé combinée B&M.

B- le connecteur est incompatible avec M.- connecteur, M.-connecteur respectivement, avec B- connecteur, et B&M Le connecteur est compatible avec n'importe quel. Soyez prudent lors de l'achat de format M.2, puisque la carte mère, l'ordinateur portable ou la tablette doivent disposer d'un connecteur adapté.

SSD PCI-E

Enfin, le dernier facteur de forme existant est une carte d'extension PCI-E. Monté dans la fente en conséquence PCI-E, avoir la vitesse la plus élevée, commandez 2 000 Mo/s en lecture et 1 000 Mo/s en écriture. De telles vitesses vous coûteront cher : il est évident que vous devez choisir un tel variateur pour des tâches professionnelles.

NVM Express

Il y a aussi SSD avoir une nouvelle interface logique NVM Express, conçu spécifiquement pour les SSD. Depuis ancien AHCI il présente des latences d'accès encore plus faibles et un parallélisme élevé des puces mémoire grâce à un nouvel ensemble d'algorithmes matériels.
Il existe des modèles sur le marché avec un connecteur M.2, et en PCIe. Le seul inconvénient du PCIe ici est qu'il occupera un emplacement important, ce qui peut être utile pour une autre carte.

Depuis la norme NVMe conçu spécifiquement pour la mémoire flash, il prend en compte ses fonctionnalités, tout en AHCI encore juste un compromis. C'est pourquoi, NVMe est l’avenir des SSD, et ne fera que s’améliorer avec le temps.

Quel type de mémoire SSD est le meilleur ?

Comprenons les types de mémoire SSD. C'est l'une des principales caractéristiques SSD, déterminer la ressource et la vitesse de réécriture de cellule.

MLC (cellule multi-niveaux)- le type de mémoire le plus populaire. Les cellules contiennent 2 bits, contre 1 bit dans l'ancien type SLC , qui n'est presque plus en vente. Grâce à cela, le volume est plus important, ce qui signifie un coût moindre. Ressource d'enregistrement de 2000 à 5000 cycles de réécriture. Dans ce cas, « écraser » signifie écraser chaque cellule du disque. Ainsi, pour un modèle de 240 Go par exemple, vous pourrez enregistrer au minimum 480 To d’informations. Donc, une telle ressource SSD même avec une utilisation intensive constante, environ 5 à 10 ans devraient suffire (pendant ce temps, il deviendra encore très obsolète). Et pour un usage domestique, il durera 20 ans, de sorte que les cycles de réécriture limités peuvent être complètement ignorés. MLC– c’est la meilleure combinaison fiabilité/prix.

TLC (cellule à trois niveaux)- du nom, il s'ensuit qu'ici 3 bits de données sont stockés dans une cellule à la fois. Densité d'enregistrement ici par rapport à MLC plus élevé en totalité 50% , ce qui signifie que la ressource de réécriture est inférieure - seulement 1 000 cycles. La vitesse d'accès est également plus faible en raison de la densité plus élevée. Le coût actuel n'est pas très différent de celui MLC. Il est largement utilisé depuis longtemps dans les lecteurs flash. La durée de vie est également suffisante pour une solution domestique, mais la susceptibilité aux erreurs non corrigibles et à la « disparition » des cellules mémoire est sensiblement plus élevée, et ce pendant toute la durée de vie.

NON-ET 3D- Il s'agit plutôt d'une forme d'organisation de la mémoire, et non d'un nouveau type. Il y a les deux MLC, donc NAND 3D TLC. Une telle mémoire comporte des cellules de mémoire disposées verticalement et un cristal de mémoire individuel comporte plusieurs niveaux de cellules. Il s'avère que la cellule a une troisième coordonnée spatiale, d'où le préfixe "3D" dans le nom de la mémoire - NON-ET 3D. Il se distingue par un très faible nombre d'erreurs et une endurance élevée grâce à un processus technique plus important de 30 à 40 nM.
Garantie du fabricant pour modèles individuels atteint 10 ans d'utilisation, mais le coût est élevé. Le type de mémoire le plus fiable disponible.

Différences entre les SSD bon marché et les plus chers

Les disques de même capacité, même provenant du même fabricant, peuvent varier considérablement en termes de prix. Un SSD bon marché peut différer d'un SSD coûteux des manières suivantes :

· Type de mémoire moins cher. Par ordre croissant de coût/fiabilité, en gros : CCM≥ MLC ≥ NON-ET 3D.
· Contrôleur moins cher. Affecte également la vitesse de lecture/écriture.
· Presse-papiers. Les SSD les moins chers n'ont peut-être pas de presse-papiers du tout ; cela ne les rend pas beaucoup moins chers, mais cela réduit sensiblement leurs performances.
· Systèmes de protection. Par exemple, les modèles coûteux disposent d'une protection contre les coupures de courant sous la forme de condensateurs de secours, qui permettent d'effectuer correctement l'opération d'écriture et de ne pas perdre de données.
· Marque. Bien entendu, une marque plus populaire sera plus chère, ce qui ne signifie pas toujours une supériorité technique.

Conclusion. Qu'est-ce qui est plus rentable à acheter ?

On peut dire sans se tromper que le moderne SSD Les disques sont assez fiables. La peur de la perte de données et l'attitude négative à l'égard des disques SSD en tant que classe sont totalement injustifiées pour le moment. Si nous parlons de marques plus ou moins populaires, alors même bon marché CCM mémoire adaptée au budget Utilisation à la maison, et sa ressource vous durera au moins plusieurs années. De nombreux fabricants offrent également une garantie de 3 ans.

Donc, si vos fonds sont limités, votre choix se porte sur une capacité de 60-128 Go pour installer le système et les applications fréquemment utilisées. Le type de mémoire n'est pas si critique pour un usage domestique - CCM est-ce que ce sera ou MLC, le disque deviendra obsolète avant que la ressource ne soit épuisée. Toutes choses égales par ailleurs, bien sûr, cela vaut la peine de choisir MLC.

Si vous êtes prêt à vous tourner vers le segment de prix moyen et à apprécier la fiabilité, il est préférable d'envisager SSD MLC 200-500 Go. Pour les modèles plus anciens, vous devrez payer environ 12 000 roubles. Dans le même temps, le volume vous suffit pour presque tout ce qui doit fonctionner rapidement sur votre PC domestique. Vous pouvez également prendre des modèles d'une fiabilité encore plus élevée avec des cristaux de mémoire NON-ET 3D .

Si votre peur de l'épuisement de la mémoire flash atteint des niveaux de panique, alors cela vaut la peine de se tourner vers de nouvelles technologies (et coûteuses) sous forme de formats de stockage. NON-ET 3D. Blague à part, c’est l’avenir. SSD– une vitesse élevée et une fiabilité élevée sont ici combinées. Un tel lecteur convient même aux bases de données de serveur importantes, car la ressource d'enregistrement atteint ici pétaoctet, et le nombre d'erreurs est minime.

Je souhaite inclure les lecteurs avec une interface dans un groupe distinct PCI-E. Il a une vitesse de lecture et d'écriture élevée ( 1 000-2 000 Mbit/s), et en moyenne plus cher que les autres catégories. Si vous mettez la performance au premier plan, alors ceci Le Meilleur Choix. Inconvénient - il occupe l'emplacement PCIe universel, cartes mères Les formats compacts ne peuvent avoir qu'un seul emplacement PCIe.

Au-delà de la concurrence - SSD avec interface logique NVMe, dont la vitesse de lecture dépasse 2000 Mo/s. Comparé à la logique de compromis pour les SSD AHCI, a beaucoup plus grande profondeur files d'attente et concurrence. Prix ​​élevé sur le marché, et meilleures caractéristiques- le choix de passionnés ou de professionnels.