Tehnologia și durata de viață a unităților SSD.
Ce trebuie să știți despre tehnologia și durata de viață a unităților SSD?
Din moment ce SSD-urile au devenit deja populare, ne-am gândit că este un moment bun pentru a săpa un pic mai adânc în tehnologia și ciclul de viață a unităților SSD.
Încă odată, deși explicat în celelalte articole despre SSD publicate pe site-ul DORADO SYSTEMS®, spre deosebire de hard disk-urile tradiționale, locul de stocare a datelor în cazul SSD-urilor nu se află pe o suprafață magnetică, ci în interiorul cipurilor de memorie flash (NAND flash). Prin design, un SSD este realizat din o placă de bază, pe care se află montate unul sau mai multe cipuri de memorie (în funcție de dimensiunea, exprimată tot în GB a unității) și un cip de tip controller, care comandă toate funcțiile SSD-ului.
Memoria de stocare a SSD-urilor este o memorie non-volatilă, cu alte cuvinte, este capabilă să rețină date chiar și fără alimentare. Datele stocate în cipurile flash NAND sunt o încărcare electrică, păstrată în fiecare celulă. Având în vedere acest lucru, apare întrebarea: cât de lungă este durata de viață sau care este ciclul de viață al unui SSD?
Uzura în cazul memoriei flash a unităților SSD.
Se știe că operațiile de scriere uzează celulele de memorie ale unui SSD, reducându-i astfel durata de viață. Dar memoriile se vor uza toate în același mod?
Memoria utilizată în construcția unităților de stocare SSD.
Memoria utilizată în cipurile flash nu este la fel, ci există trei tipuri de memorie NAND:
SLC (Single Level Cell) – 1 biți de date pe celulă
MLC (Multi Level Cell) – 2 biți de date pe celulă
TLC (Triple Level Cell) sau MLC pe 3 biți – trei biți de date pe celulă
Cu cât o celulă are mai multe niveluri, cu atât mai mulți biți de spațiu de stocare pot fi stocați într-o celulă, rezultând astfel posibilitatea producerii de cipuri de capacitate mare. Datorită progreselor tehnologice de astăzi, avem SSD-uri care pot stoca mai multe sute de GB, precum și la un preț accesibil. Tipul de memorie TLC este egal cu aproximativ 50% din totalul cipurilor NAND.
Cu toate acestea, există un dezavantaj: adăugarea mai multor biți la celule reduce fiabilitatea, durabilitatea și performanța acestora. Este destul de ușor să determinați gradul de ocupare a unei celule SLC, deoarece fie este goală, fie este plină. Este mai dificil să faceți același lucru pentru celulele MLC și TLC, deoarece aceste au mai multe stări. Astfel, ca rezultat, o celulă TLC necesită de 4 ori timpul de scriere și de 2,5 ori timpul de citire al unei celule SLC. Când discutăm despre ciclul de viață al unui SSD, stocarea mai multor biți pe celulă înseamnă, de asemenea, accelerarea uzurii memoriei NAND.
Tehnologia cheie de fabricare a unităților de stocare de tip SSD.
O celulă de memorie este realizată de un tranzistor cu poartă plutitoare. Se compune din două porți, poarta de control și poarta plutitoare izolate de un strat de oxid.
Un tranzistor de poartă plutitoare sau Floating gate tranzistor (FGT) este o tehnologie complementară cu semiconductori de oxid de metal (CMOS) capabilă să rețină o încărcare electrică într-un dispozitiv de memorie care este utilizat pentru a stoca date.
Tranzistoarele de poartă plutitoare au fost utilizate mai întâi în memoria programabilă dar numai în citire (EPROM), iar mai târziu în memoria rescriptibilă programabilă numai în citire (EEPROM). Memoria flash este un tip de EEPROM care este programată și ștearsă în blocuri mari.
Componenta cheie din tehnologia de fabricație a unităților SSD
Celulele cipului flash sunt aranjate într-o rețea care are un tranzistor la fiecare intersecție. Fiecare tranzistor are două porți: una este cunoscută sub numele de poartă plutitoare, iar cealaltă se numește poartă de control. Cele două porți sunt separate unele de altele de un material dielectric subțire denumit în general stratul de oxid. Deoarece poarta plutitoare este izolată electric de stratul de oxid, orice electron plasat pe ea este prins acolo. Aceasta este ceea ce face ca memoria flash să fie nevolatilă.
Care este durata de viață a unui SSD?
Tendința în ceea ce privește SSD-ul este de a se concentra pe dezvoltarea de produse bazate pe cipurile de memorie MCL (TLC) pe 3 biți. Memoria TLC începe să domine piața SSD-urilor. În utilizarea obișnuită, se pare că tehnologia MLC pe 2 biți este excesivă din punct de vedere al durabilității și performanței, fără a mai menționa SLC a cărui necesitate scade și dispare complet. Producătorii vor renunța la un ciclu de viață extins în favoarea reducerii costurilor și pentru a permite extinderea memoriilor flash și a capacității acestora de stocare.
Cu toate acestea, se pare că nu există griji cu privire la durata de viață a unei unități de stocare de tip SSD.
Presupunând o scriere de 2TB pe an, conform rezultatelor din teste, durata de viață a unui SSD ar fi egală cu 1000 de ani (2PB = 2000 TB / 2TB an = 1000 de ani). Chiar și cu o cantitate crescută de date care le-au fost scrise, am putea folosi SSD-ul pe o perioadă lungă de timp.
Desigur că teoria nu se potrivește tot timpul cu practica. SSD-urile, deșii mult mai rezistente în timp, se pot defecta și ele oricând. Motivele pot fi defecte de fabricație, precum montaj imperfect al cipurilor pe placa proprie de bază sau șocuri electrice.
Caracteristicile cheie ale unităților SSD.
O altă caracteristică observată în service este faptul că, în majoritatea cazurilor în care am avut SSD-uri mai vechi ce au avut diverse probleme, majoritatea au fost de ordin software. Acele câteva bucăți motate în laptopurile primite în service, au fost etichetate ca instabile pentru o folosire viitoare. Datele însă, au putut fi identificate si destul de facil, recuperate.
În cazul clasicului HDD, după o asemenea purtare (ore de fucționare), datele puteau fi compromise parțial sau uneori chiar imposibil de recuperat folosind metodele clasice. Recuperarea de date de pe HDD este astfel mai dificilă, având o rată de succes scăzută.