تحليل محرك الحالة الصلبة

في عام 1956 ، تم إنشاء أول قرص صلب! ولفترة طويلة ، سيطرت محركات الأقراص الصلبة (HDDS) على السوق المهيمنة على محركات الأقراص الصلبة للكمبيوتر ، وهي محركات الأقراص الصلبة الضخمة والرخيصة.
HDD عبارة عن هيكل ميكانيكي ، ينتج عنه عرض نطاق ترددي منخفض ، وتأخير كبير ، ومقاومة ضعيفة للصدمات ، واستهلاك مرتفع للطاقة ، وضوضاء عالية ، وحجم ووزن كبير ، ووقت عمل طويل ينتج عنه تآكل ، ومن السهل أن يتسبب في تأخر الكمبيوتر. ما يجب القيام به؟

لحل هذه المشكلات ، وصلت محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSDS) التي تستخدم تقنية تخزين أشباه الموصلات الجديدة تمامًا إلى السوق في التسعينيات. تختلف SSDS عن HDDS ، وتتكون بشكل أساسي من وحدات تحكم وشرائح ذاكرة (رقائق فلاش ، ورقائق DRAM) ، وهناك المزيد من الطرق لتوصيل SSDS بأجهزة الكمبيوتر. مقارنةً بـ HDD ، فإن المزايا مهمة:

■ سرعة قراءة وكتابة سريعة: سرعة قراءة وكتابة عالية مستمرة ، وسرعة قراءة وكتابة عشوائية ، ووقت وصول منخفض للغاية.
■ مقاوم للصدمات ومقاوم للسقوط: يمكن التقليل من إمكانية فقد البيانات عند التحرك بسرعة عالية ، والتقليب والإمالة ، والارتطام والاهتزاز.
■ انخفاض استهلاك الطاقة: استهلاك الطاقة أقل بكثير من الأقراص الصلبة الميكانيكية التقليدية.
■ لا ضوضاء: لا يوجد جهاز نقل ميكانيكي ، قيمة الضوضاء قريبة من {{0} ديسيبل.
■ نطاق واسع لدرجة حرارة التشغيل: يمكن أن تعمل معظم المنتجات في درجات حرارة تبلغ 0 ~ 70 درجة مئوية.
■ خفيف: وزن وحجم أقل بكثير من القرص الصلب الميكانيكي.

ما الذي يميز SSD الوليدة التي سرعان ما تجاوزت محرك الأقراص الثابتة؟
تطور مظهر SSD: صغير ورفيع
في البداية ، تم جعل SSDS كبيرًا وسميكًا لاستيعاب واجهة ومساحة HDDS التقليدية. ومع ذلك ، فإن لوحة الدائرة الداخلية الفعلية SSD صغيرة جدًا ، وبعد التطوير المستمر ، أصبحت الأخيرتان رائعتان الآن: 2. 5- بوصة وواجهة M.2.

فك تشفير SSD الداخلي: وحدة تحكم بالإضافة إلى شريحة ذاكرة
وحدة تحكم SSD مسؤولة عن إكمال تعليمات SSD الداخلية ، وتتولى نقل البيانات بالكامل ، وتوصيل شريحة الذاكرة بالواجهة الخارجية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تخصيص موازنة تحميل البيانات على كل شريحة ذاكرة بشكل صحيح بحيث يمكن لجميع شرائح الذاكرة العمل بالتوازي تحت حمل معين للتنسيق والحفاظ على تعاون الشرائح المختلفة.

رقائق الذاكرة هي أساس SSDS ، والتي تضمن إمكانية تخزين البيانات حتى بعد انقطاع التيار الكهربائي. تستخدم رقائق الفلاش بشكل شائع كرقاقات ذاكرة. كيف تعمل SSDS القائمة على رقاقة الفلاش؟
عادةً ما تحتوي SSDS على شرائح ذاكرة فلاش متعددة ، ويقرر جهاز التحكم أي شريحة فلاش يتم تخزين البيانات عليها في النهاية. تتم قراءة البيانات وكتابتها داخل شريحة ذاكرة الفلاش بشكل منتظم: تحتوي كل شريحة ذاكرة فلاش على العديد من الكتل ، كل منها مقسم إلى صفحات متعددة ، وتحتوي كل صفحة على العديد من الخلايا. الوصول في الصفحة والمسح في الحظر.

إذا كنت تفكر في الخلية كغرفة ، فيمكن دخول المزيد من الأشخاص ويمكن زيادة السعة. وفقًا لكمية البيانات المخزنة ، يمكن تقسيمها إلى SLC / MLC / TLC / QLC. يخزن SLC 1 بت من البيانات (حالتان) ، يخزن MLC 2 بت من البيانات (4 حالات) ، TLC يخزن 3 بتات من البيانات (8 حالات) ، و QLC يخزن 4 بتات من البيانات (16 حالة).

من أجل زيادة سعة ذاكرة الفلاش ، بدأ استخدام تقنية 3D NAND في رقائق ذاكرة الفلاش. تمامًا كما اعتادت شرائح ذاكرة الفلاش أن تكون من طابق واحد ، تسمح التقنية ثلاثية الأبعاد الآن للبيانات بالعيش في المباني الشاهقة. يتم مضاعفة كمية البيانات المخزنة لكل وحدة مساحة.

تكرار واجهة SSD: واجهات متعددة لتوصيل أجهزة الكمبيوتر
في وقت مبكر ، من أجل ترقية واستبدال HDDS التقليدية بشكل أفضل ، استخدمت SSDS نفس حجم المظهر ومواصفات الواجهة مثل 2. 5- بوصة HDDS. كلاهما عبارة عن واجهات بيانات SATA ، أي حافلات اتصالات SATA التسلسلية.