Análisis de unidades de estado sólido

¡En 1956, se creó el primer disco duro! Y durante mucho tiempo, el mercado dominante de discos duros para computadoras estuvo dominado por los discos duros (HDDS), que son voluminosos y baratos.
HDD es una estructura mecánica, lo que resulta en un bajo ancho de banda, alta demora, poca resistencia a los golpes, alto consumo de energía, ruido fuerte, gran volumen y peso, y el tiempo de trabajo prolongado producirá desgaste, es fácil causar retrasos en la computadora. ¿Qué hacer?

Para resolver estos problemas, las unidades de estado sólido (SSDS) que utilizan tecnología de almacenamiento de semiconductores completamente nueva llegaron al mercado en la década de 1990. A diferencia de los HDDS, los SSDS se componen principalmente de controladores, chips de memoria (chips Flash, chips DRAM) y hay más formas de conectar los SSDS a las computadoras. Comparado con HDD, las ventajas son significativas:

■ Velocidad de lectura y escritura rápida: alta velocidad de lectura y escritura continua, velocidad de lectura y escritura aleatoria, tiempo de acceso muy bajo.
■ A prueba de golpes y anticaídas: la posibilidad de pérdida de datos se puede minimizar cuando se mueve a alta velocidad, se voltea, se inclina, se golpea y se sacude.
■ Bajo consumo de energía: el consumo de energía es mucho menor que el del disco duro mecánico tradicional.
■ Sin ruido: sin dispositivo de transmisión mecánica, el valor del ruido está cerca de 0 dB.
■ Amplio rango de temperatura de funcionamiento: la mayoría de los productos pueden funcionar a 0~70 grados Celsius.
■ Ligero: mucho menos peso y tamaño que un disco duro mecánico.

¿Qué tenía el incipiente SSD que superó rápidamente al HDD?
Evolución de la apariencia de SSD: pequeño y delgado
Inicialmente, los SSDS se hicieron grandes y gruesos para acomodar la interfaz y el espacio de los HDDS tradicionales. Sin embargo, la placa de circuito interna de SSD real es muy pequeña y, después de un desarrollo continuo, las dos últimas ahora son populares: 2.5-pulgadas e interfaz M.2.

Descifrado SSD interno: controlador más chip de memoria
El controlador SSD es responsable de completar las instrucciones SSD internas, realiza toda la transferencia de datos y conecta el chip de memoria a la interfaz externa. Además, el equilibrio de carga de datos en cada chip de memoria se puede asignar correctamente para que todos los chips de memoria puedan funcionar en paralelo bajo una cierta carga para coordinar y mantener la colaboración de diferentes chips.

Los chips de memoria son la base de SSDS, que garantizan que los datos se puedan almacenar incluso después de un corte de energía. Los chips FLASH se utilizan comúnmente como chips de memoria. ¿Cómo funcionan los SSDS basados ​​en chips flash?
Los SSDS suelen tener varios chips de memoria flash y el controlador decide en qué chip flash se almacenan los datos en última instancia. La lectura y escritura de datos dentro del chip de memoria flash es regular: cada chip de memoria flash contiene muchos bloques, cada uno de los cuales está dividido en varias páginas, y cada página contiene muchas celdas. El acceso está en Página, y la limpieza está en Bloque.

Si piensa en la celda como una habitación, pueden entrar más personas y se puede ampliar la capacidad. Según la cantidad de datos almacenados, se puede dividir en SLC/MLC/TLC/QLC. SLC almacena 1 bit de datos (2 estados), MLC almacena 2 bits de datos (4 estados), TLC almacena 3 bits de datos (8 estados) y QLC almacena 4 bits de datos (16 estados).

Para expandir aún más la capacidad de la memoria flash, la tecnología 3D NAND comenzó a usarse en chips de memoria flash. Así como los chips de memoria flash solían ser bungalows, la tecnología 3D ahora permite que los datos vivan en edificios de gran altura. La cantidad de datos almacenados por unidad de área se multiplica.

Iteración de interfaz SSD: Múltiples interfaces para conectar computadoras
Al principio, para actualizar y reemplazar mejor los HDDS tradicionales, los SSDS usaban el mismo tamaño de apariencia y especificación de interfaz que los HDDS de 2.5- pulgadas. Ambos son interfaces de datos SATA, es decir, buses de comunicación SATA serie.