Перейти к основному содержимому

Cietvielu atmiņa

Внимание

Дата публикации: 30 октября 2023 года

Ievads​

Cietvielu atmiņa ir datu glabāšanas ierīce, kas informācijas glabāšanai izmanto integrālas mikroshēmas un nesatur kustīgas vai mehāniskas daļas. Tā ir ātrāka par HDD, jo nesatur kustīgas detaļas, kas varētu palēnināt darbību.

Iedalījums​

Pēc energoatkarības​

  • Enerģoneatkarīga
    • SSD (Solid State Drive): kopnes — SATA, PCI-E, M.2_SATA, M.2_NVMe, U.2 (Enterprise)
    • SSHD (Solid State Hybrid Drive) → SSD un HDD vienā korpusā
    • USB Flash
    • Atmiņas kartes: SD (mini, micro), CompactFlash, MemoryStick u.c. → izmanto card reader
  • Energoatkarīga
    • SSD-RAM, I-RAM, HyperDrive: visātrākais atmiņas veids pastāvīgai datu glabāšanai, izmanto akumulatorus

Pēc kopnes (SERIAL)​

  • Serial ATA (SATA)
    • SSD 2.5” form-factor
    • SSD M.2_SATA
  • PCI Express (PCI-e)
    • SSD M.2_NVMe
  • SATA Express (SATAe)
    • SSD U.2 → nodrošina 4 PCI-e lanes, var savienot ar M.2, izmantojot adapteri
  • Universal Serial Bus (USB)
    • USB Flash Memory v1.x, v2.x, v3.x
  • Card reader → izmanto adapterus, piemēram, SD

Tehnoloģijas un īpašības​

NAND (NOT-AND)​

  • Ātrāks par HDD
  • Atmiņas šūnas aizņem mazāk vietas uz viena kristāla
  • Informācijas mērvienības: GB, TB
  • Izmanto Memory Cards, USB Flash, SSD

NOR (NOT-OR)​

  • Ātrāks par HDD un NAND, bet aizņem vairāk vietas uz viena kristāla
  • Informācijas mērvienības: KB, MB
  • Izmanto BIOS, CACHE, Microcontrollers Memory

Uzbūve​

  • Kontrolieris — nodrošina savienojumu starp cietvielu atmiņu un operētājsistēmu
  • DRAM (Dynamic Random Access Memory) — atmiņas buferis
  • NAND moduļi — atmiņas bloki
  • Kopne (BUS) — SATA, PCI-E M.2, USB, Card reader u.c
  • Šūnu līmeņi — bitu skaits vienā šūnā

2D NAND (matrica X, Y)​

  • Maksimālais datu apjoms — 128 GB
    • SLC (Single Level Cell) — 1 šūna / 1 bits [0/1], pārrakstīšanas cikls: min. 100000 reizes
    • MLC (Multi Level Cell) — 1 šūna / 2 biti, pārrakstīšanas cikls: min. 10000 reizes
    • TLC (Triple Level Cell) — 1 šūna / 3 biti, pārrakstīšanas cikls: min. 3000 reizes
    • QLC (Quadro Level Cell) — 1 šūna / 4 biti, pārrakstīšanas cikls: min. 1000 reizes

3D NAND (matrica X, Y, Z)​

  • Papildus slāņi virs katras šūnas, datu apjoms sākas no 256 GB
    • Piemēram, 3D TLC — 1 šūna / 32 slāņi pa 3 biti, kopā 96 biti
    • V-NAND (Vertical NAND), piemēram, Samsung

Informācijas glabāšana​

  • Min. šūna → lappuse (4KB) — ieraksts
  • Bloks = 128 lappuses (512KB) — dzēšana

Parametri​

  • Datu apjoms: KB, MB, GB, TB
  • Datu pārraides ātrums (Transfer rate): MB/s, GB/s
  • Piekļuves ātrums (Access time): ms
  • Lasīšanas/rakstīšanas operāciju skaits sekundē (IOPS — Input/Output Operations Per Second)
  • Trokšņa līmenis: 0 dB
  • Fiziskie izmēri (piemēram, 2.5” for SATA) — form factor
  • Kopnes veids (Bus)
  • S.M.A.R.T. (Self Monitoring, Analysing and Reporting Technology)
  • MTBF (Mean Time Between Failures): stundas
  • TRIM komanda
  • Garbage collection
  • Wear leveling
  • Secure erase
  • Šūnu līmenis (Cell level)