Тип ячеек памяти

Появление накопителей SSD можно назвать знаменательным моментом в истории развития серверной техники. До этого в ПК и ноутбуках устанавливали только HDD-диски, которые характеризуются достаточно хрупкой конструкцией и низкой скоростью чтения. Также отсутствие механических элементов позволило уменьшить размеры виртуального хранилища, помещая его в достаточно тонкий корпус.

Какая память SSD лучше: отличия

С момента появления первых SSD-накопителей технология активно развивалась. Сегодня на выбор есть несколько его разновидностей. При возникновении трудностей с выбором IT-инженеры ittelo.ru помогут подобрать наиболее подходящий вариант. Но разобраться с их отличиями и схожими чертами можно и самостоятельно.

SLC

Этот тип флеш-памяти характеризуется самой высокой скоростью чтения и записи информации. При этом вероятность возникновения ошибок низкая. Однако технология производства не позволяет создавать накопители большого объема.

Чаще всего устанавливаются на рабочие станции. Обеспечивают максимальную производительность и надежность при обмене данными с процессором.

MLC

Эта версия может хранить несколько бит в одной ячейке. Для чтения данных системе приходится проводить последовательную проверку, что снижает скорость.

Подобный подход позволил увеличить объем накопителя. Но появляется риск потери данных при возникновении системных ошибок.

TLC

Подобный тип накопителей характеризуется ячейками для сохранения по 3 бита информации. Считается наиболее распространенным, так как позволяет сделать накопители более доступными.

Последовательное чтение 3 битов снижает скорость. При этом риски потери данных увеличиваются.

QLC

Тип памяти с ячейками для хранения информации по 4 бита. Считается новой технологией, которая направлена на снижение стоимости накопителей.

Несмотря на меньшую скорость, она выше, если сравнивать с HDD. Также есть вероятность потери данных при чтении и записи.

Виды носителя для SSD

Выделяют два основных типа памяти – NANDи NOR. Оба разрабатывались еще в 1988 году. При этом NORсоздала компания Intel, NAND – Toshiba.

Оба варианта отличаются способом соединения ячеек. NAND характеризуется несколькими преимуществами:

• быстрее;
• дешевле;
• надежнее.

Разработка Intelподходит для создания микропроцессоров, которые сохраняют небольшой объем рабочей информации. В свою очередь NAND подходит для создания карт памяти и накопителей.

Разновидностифлеш-памяти NAND

Флеш-память стала активно использоваться для установки в компактных устройствах. Выделяют несколько ее разновидностей:

• SLC;
• MLC;
• TLC;
• QLC;
• PLC.

Разница заключается в количестве битов, которые могут храниться в одной ячейке. При этом лидером считается SLC. Этот тип считается наиболее производительным и самым дорогим на рынке.

В 2013 году появился тип памяти 3DNAND. Он отличается большей емкостью хранилища. При этом площадь поверхности намного меньше. Флеш-устройство изготавливается при применении чипа MLC, TLCи QLC.

Максимальная производительность

Современные сборки серверов уже практически не упираются в производительность процессора. Основная проблема заключается в том, что при обработке данные сохраняются на жестком диске. Именно задержки на момент обмена данных становятся причиной снижения возможностей всей системы в целом.

Современный SSD-накопитель может вдохнуть новую жизнь даже в старую систему. При замене старого HDD разницу замечают практически все пользователи.

Если рассматривать максимальную производительность, она наблюдается у накопителей, которые работают с PCIExpress 3.0. Многочисленные тесты указывают на то, что пропускная способность может доходить до 31 Гбит/c. У более распространенных SATA это значение находится в районе 0,5 Гбит/с.

Производительность при 65% емкости

Одна из причин популярности SSD – отсутствие механических элементов, что снижает вероятность потери данных. Однако у этого накопителя также есть свой ресурс работы.

Производитель во многом зависит от степени заполнения. Наибольший показатель наблюдается в случае, когда диск заполнен на 50%.

Также со временем меняется емкость. Скорость чтения и памяти снижается вместе с этим показателем. Поэтому при покупке нового диска SSD зачастую проверяют значение емкости.

Тест на заполненном диске

Операционная система Windowsимеет встроенные инструменты проверки диска на появление ошибок. Однако представленный отчет не всегда полностью отражает его состояние. Программы сторонних разработчиков выводят информацию в более понятных цифрах.

Чаще всего используется Kingston SSD Manager. В финальном отчете выводится показатель ресурса работы, возможного заполнения в процентном соотношении. Единственный недостаток – интерфейс на английском языке.

Схожим решением можно назвать CrucialStorageExecutive. Программа оценивает состояние накопителей различных производителей. Информация выводится на русском языке, предусмотрены дополнительные инструменты.

Есть еще несколько способов проверки. Наиболее распространены:

• Программы, создающие большие файлы для проверки заполнения диска. Для этого вы можете использовать CrystalDiskMark.
• Создавайте большие файлы для проверки скорости чтения и записи. Для этого установите DiskSpeed Test на свой компьютер.
• Создайте виртуальный раздел и заполните его полностью. Это считается более точным методом проверки.

При запуске любых тестов необходимо убедиться, что важные данные сохранились на другом диске. Возникающие ошибки могут привести к потере информации.

Флеш-памяти в зависимости от конструкции: NOR и NAND

Конструкция NOR представляет собой классический двумерный массив проводников. На пересечении строк и столбцов устанавливается только одна ячейка. Такое расположение обеспечивает быстрое чтение и запись информации без необходимости последовательного доступа к памяти. Устанавливается исключительно как программная память микропроцессора, например BIOS. Узкая направленность приводит к отсутствию разнообразия.

NAND-память способна считывать данные на высокой скорости в режиме последовательного чтения. Отличие от предыдущей версии в том, что она не может получить доступ к определенному байту.

Низкая стоимость и простота конструкции NAND определили ее использование при создании накопителей. При этом новые технологии позволяют поддерживать скорость чтения и записи на высоком уровне.

Разновидности от технологии хранения информации: SLC, MLC, TLC, QLC

Спустя несколько лет после появления флеш-памяти основным стремлением производителей стало уменьшение себестоимости накопителя при увеличении его емкости. По этому показателю они существенно уступают все тем же HDD.

Плотность ячеек определяет емкость. При этом варианты на 1 терабайт могут устанавливаться уже в компактные мобильные устройства.

Удешевление технологий производства привело к тому, что SSD на базе SLC и MLC практически не встречаются. Наиболее распространен TLC. Новый стандарт QLC еще находится на стадии доработки, но эта технология позволяет приблизить стоимость накопителей к HDD.

Какой выбрать тип памяти для SSD

При выборе диска SSD учитывается несколько показателей. К основным относят:

• Объем. Постоянное увеличение количества цифровой информации и ее качества приводит к тому, что многие устанавливают память не менее 512 ГБ. При этом такой стандарт связан уже не только с ноутбуками и компьютерами, но и современными мобильными устройствами.
• Скорость чтения и записи. Она во многом определяет стоимость памяти. Для большинства пользователей подходят модели со средними значениями. Это связано с простыми задачами. При обработке большого объема данных потребуются варианты с пропускной способностью около 3 Гб/с.
• Стоимость. Для многих считается наиболее важным критерием выбора. Слишком быстрые диски с большим объемом памяти могут обойтись дорого. Но стоит помнить, что при обычных задачах разницу с моделями из среднего ценового сегмента можно и не заметить.
• Размеры. Чем меньше жесткий диск, тем легче и компактнее устройство.

Также учитывается необходимый интерфейс подключения. Он может ограничивать скорость чтения и записи. Бывают:

• SATA. Считается самой распространенной разновидностью. Максимальная скорость записи файлов достигает 6 Гбит/c.
• PCIeNVMe. Поддерживает скорость чтения до 3,5 Гбайт/с. Доступная максимальная скорость умножается на количество каналов.
• SAS. Эта разновидность позволяет увеличить пропускную способность до 12 Гбит/с. Однако такой вариант разъема есть только в дорогих сборках.

 Для большинства покупателей подходит вариант, изготавливаемый по технологии TLC. На многих серверах используется разъем SATA.

Что такое NAND?

Как уже ранее было отмечено,NAND – разновидность конструкции флеш-памяти. Практически все накопители изготавливаются по этой технологии. Есть несколько разновидностей, которые отличаются плотностью ячеек.

При изготовлении используется NAND-контроллер. Он отвечает за управление доступом к памяти, распределением данных по блокам, управляет потоками. Также этот элемент отвечает за энергопотребление и совместимость.

SLC NAND

Разновидность накопителей, которая хранит каждый бит в отдельной ячейке памяти. Это обеспечивает высокую скорость чтения и записи.

Не подходит для хранения большого объема данных. Это связано со сложностями, возникающими при изготовлении.

MLCNAND

Позволяет хранить в одной ячейке два бита данных. Это определяет возможность увеличения емкости без существенного повышения стоимости.

Скорость чтения и записи снизили. Это связано с высокими рисками появления ошибок, которые приведут к потере данных.

TLCNAND

Предусматривает хранение 3 битов данных в одной ячейке. Технология применяется для получения памяти большего объема.

Однако последовательное чтение данных обуславливает высокую вероятность появления ошибок. Поэтому производители еще больше снизили скорость.

3DNAND

Новое решение, которое было представлено в 2013 году. Ячейки памяти стали размещать в несколько слоев, что увеличивает плотность хранения данных в несколько раз. Для получения необходимой структуры используется полупроводниковый кристалл.

Применяемые технологии также позволили снизить стоимость этого решения. Она стала активно использоваться при производстве USB-накопителей, SSD-дисков и карт памяти.

Оптимизация хранения данных

Для увеличения ресурса установленного накопителя следует уделять должное количество внимания оптимизации хранения данных. Главная рекомендация для SSD – сокращение количества операций записи. Это связано с тем, что каждая ячейка характеризуется определенным ресурсом. После его истечения использовать ее уже не получится.

Особенности современных флеш-накопителей учитываются и при создании профессиональных решений. Онлайн конфигуратор сервера позволяет устанавливать накопители, которые предназначены для подобного использования.

На операционной системе WindowsXPследует вручную включить TRIM. Эта функция автоматически стирает удаленные файлы с ячеек. После выхода Windows 7 установленный SSD накопитель определяется автоматически.