23 Aug

سرعت شگفت انگیز SSD Optane ها دست یافتنی شد!

سرعت شگفت انگیز SSD Optane ها دست یافتنی شد!

سرعت شگفت انگیز SSD Optane ها دست یافتنی شد!

در همایش پیشین IDF،اینتل برای اولین بار برخی از نتایج نسل جدید حافظه های ذخیره سازی خود را ارائه کرد.بدین ترتیب که Optane،جدید ترین فناوری SSD های اینتل،در IDF به نمایش گذاشته شد.

به گفته اینتل،Optane تا دو برابر از سالید های موجود در بازار سریع تر بوده و این سرعت فقط رقمی نیست که بر روی کاغذ به نگارش در می آید.متاسفانه،بسیاری از ارقام اعلام شده در رابطه با پهنای باند و سرعت پردازش،گاها تحت شرایط آزمایشگاهی بدست آمده و در بسیاری از کامپیوترها قابل دستیابی نیست.در آخرین همایش IDF،سامسونگ از یک سالید ساده در برابر یک نمونه Optane استفاده کرد.SSD Optane با سرعتی در حدود 2 گیگابایت در ثانیه،به انتقال یک فایل پرداخت.اما این حرکت کوچک تنها شیرین کاری Intel نبود.در مقایسه هایی که تنها در قالب فایل های ویدئویی و اسلاید به نمایش درآمد،مقایسه SSD 750 نیز بسیار جالب توجه بود.750 که در زمره پر سرعت ترین سالید های موجود در جهان قرار می گیرد،شرایط رقابت را به بدترین شکل ممکن به Optane واگذار کرد.

در یک کامپیوتر مشابه و یک فایل واحد،آزمونی برگزار شد که طی آن SSD 750 در 35 ساعت موفق به نقل  و انتقال فایل شد و این در حالی بود که Optane همان عملیات را تنها در 10 ساعت به پایان رساند.اما بیکار ماندن پردازنده های موجود در حین کار با Optane نشان از گلوگاهی بود که در اثر معماری آنها به وجود آمده بود.این پردازنده ها که همگی از تولیدات قدرتمند اینتل بودند،مقداری از لود و توان خود را خالی نشان داده اند.طبیعی است که این نقاط ضعف در KabyLake و احتمالا AM4 ZEN دیده نخواهد شد.در نتیجه Optane با سرعتی بیش از اسلاید های موجود نیز فعالیت خواهد کرد.اینتل در IDF 2016 اعلام کرد که SSD های جدید در پایان سال 2016 روانه بازار خواهند شد.از سوی دیگر اما قیمت تمام شده آنها می تواند بسیاری از کاربران را شکه نماید!

سرعت شگفت انگیز SSD Optane ها دست یافتنی شد!

(image)

در همایش پیشین IDF،اینتل برای اولین بار برخی از نتایج نسل جدید حافظه های ذخیره سازی خود را ارائه کرد.بدین ترتیب که Optane،جدید ترین فناوری SSD های اینتل،در IDF به نمایش گذاشته شد.

به گفته اینتل،Optane تا دو برابر از سالید های موجود در بازار سریع تر بوده و این سرعت فقط رقمی نیست که بر روی کاغذ به نگارش در می آید.متاسفانه،بسیاری از ارقام اعلام شده در رابطه با پهنای باند و سرعت پردازش،گاها تحت شرایط آزمایشگاهی بدست آمده و در بسیاری از کامپیوترها قابل دستیابی نیست.در آخرین همایش IDF،سامسونگ از یک سالید ساده در برابر یک نمونه Optane استفاده کرد.SSD Optane با سرعتی در حدود 2 گیگابایت در ثانیه،به انتقال یک فایل پرداخت.اما این حرکت کوچک تنها شیرین کاری Intel نبود.در مقایسه هایی که تنها در قالب فایل های ویدئویی و اسلاید به نمایش درآمد،مقایسه SSD 750 نیز بسیار جالب توجه بود.750 که در زمره پر سرعت ترین سالید های موجود در جهان قرار می گیرد،شرایط رقابت را به بدترین شکل ممکن به Optane واگذار کرد.

(image)

در یک کامپیوتر مشابه و یک فایل واحد،آزمونی برگزار شد که طی آن SSD 750 در 35 ساعت موفق به نقل  و انتقال فایل شد و این در حالی بود که Optane همان عملیات را تنها در 10 ساعت به پایان رساند.اما بیکار ماندن پردازنده های موجود در حین کار با Optane نشان از گلوگاهی بود که در اثر معماری آنها به وجود آمده بود.این پردازنده ها که همگی از تولیدات قدرتمند اینتل بودند،مقداری از لود و توان خود را خالی نشان داده اند.طبیعی است که این نقاط ضعف در KabyLake و احتمالا AM4 ZEN دیده نخواهد شد.در نتیجه Optane با سرعتی بیش از اسلاید های موجود نیز فعالیت خواهد کرد.اینتل در IDF 2016 اعلام کرد که SSD های جدید در پایان سال 2016 روانه بازار خواهند شد.از سوی دیگر اما قیمت تمام شده آنها می تواند بسیاری از کاربران را شکه نماید!

سرعت شگفت انگیز SSD Optane ها دست یافتنی شد!

خبرگزاری دانشگاه های کشور

25 Apr

آشنایی کامل با بخش های مختلف SSD ها (کالبد شکافی فنی)

آشنایی کامل با بخش های مختلف SSD ها (کالبد شکافی فنی)

آشنایی کامل با بخش های مختلف SSD ها (کالبد شکافی فنی)

عزیزان و همراهان “مجموعه سخت افزار”،از آنجایی که یکی از وظایف سخت افزار ارائه مقالات تخصصی است،ما نیز به این بخش از فعالیت خود اهمیت داده و همواره در پی ارائه این دسته از مقالات هستیم.از سوی دیگر بسیاری از خوانندگان ما به طور تخصصی پیگیر مباحث فوق هستند و استقبال شما دوستان از این مقالات بسیار بالا است.اینبار نیز برای اولین بار تصمیم به توضیح بلوک دیاگرام (Block Diagram) درایوهای سالید (SSD) گرفتیم.برای غرق شدن در دنیای SSD ها با ما همراه باشید.

 

درایو سالید (solid state drive) یک اکوسیستم تک هدفه است که به منظور ذخیره انواع اطلاعات به صورت دیجیتالی طراحی و تولید شده است.درایوهای سالید در انواع متفاوت تولید می شوند که از جمله آنها می توان به مدل های مشهور 2.5 اینچی،PCIe،M.2 و مدل های سرور اشاره کرد.در این مطلب قصد پرداخت به انواع درایوهای سالید را نداریم.برای آشنایی سطحی با مهمترین انواع SSD می تواند به مطلب معرفی انواع درایوهای سالید مراجعه نمایید.اما الگوریتم اجرای درایوهای سالید بین اکثر مدل ها مشترک است.منظور از اکثر مدل ها،مدل های کاربری است؛چرا که در برخی از مدل های سرور و صنعتی شاهد تغییراتی در بلوک دیاگرام هستیم.به عنوان مثال به دلیل اهمیت خطا یابی و امنیت در مدل های صنعتی،ساختار سخت افزاری آنها نیز متفاوت و به قول معروف سفارشی است.

(شماتیک فنی که در ادامه به توضیح بخش ها می پردازیم)

SSD ها فاقد هر گونه قطعه مکانیکی هستند و به همین علت مصرف انرژی در آنها بسیار پایین است.اما ساختار آنها بسیار پیچیده از هارد دیسک ها (HDD) است.شاید پس از باز کردن کابینت یک درایو سالید شما تنها مجموعه ای ساده از قطعات SMD و NAND ها را مشاهده کنید.اما پیچیدگی این اکوسیستم به حدی است که می توان در باره آن یک کتاب را به نگارش در آورد.تمامی درایوهای سالید از IC هایی نیمه هادی تحت عنوان NAND بهره می برند.در زمان تولید SSD ها بحث بر استفاده از دو نوع تراشه وجود داشت.تراشه های NOR و NAND.تفاوت اصلی این دو تراشه در گیت و سیستم خوانندگی آنها است.تراشه های NOR به طور عمده در بخش هایی مانند ROM مورد استفاده هستند.در تراشه های NOR سلول های حافظه به صورت موازی به یکدیگر متصل هستند و این در حالی است که تراشه های NAND به صورت سریال به یکدیگر متصل هستند.اما به چه علت تراشه های NAND انتخاب شدند؟نمیتوان تراشه های NOR را فاقد کیفیت کافی دانست.به واقع هر کدام برای کاربردی خاص در نظر گرفته شدند.اما هزینه تولید بالا و سرعت خواندن/نوشتن کمتر به نسبت NAND ها باعث انتخاب NAND به عنوان سخت افزار مادر شد.NOR ها هم بیکار نیستند.تجهیزاتی مانند گوشی های موبایل،حافظه های رم و ROM از جمله بخش هایی هستند که این IC ها را درون خود حمل می کنند.

(شماتیک یک IC NOR)

و اما تراشه های NAND.تراشه های NAND نیز به چند زیر مجموعه تمیز داده می شوند.عموم تراشه های NAND امروزی به 3 دسته تقسیم می شوند.MLC،TLC و SLC.تراشه های SLC هر یک از سلول های حافظه،یک بیت اطلاعات را درون خود ذخیره می کنند.اما معایب و مزایای SLC در چیست؟تراشه های SLC به دلیل استفاده از تنها یک لایه،بسیار سریع هستند.از سوی دیگر به دلیل ذخیره پایین در تک لایه،هزینه NAND های SLC بالاتر از دیگر معماری ها است.در نتیجه سالید هایی که با این استاندارد تولید می شوند،از حجم و عمر کمتر به نسبت رقبا برخوردار هستند.معماری MLC امکانات بسیار بهتری را در اختیار تولید کنندگان گذارد.در معماری MLC هر سلول تعداد بیشتری از بیت های داده را درون خود ذخیره می کند.این مهم از طریق شارژ ولتاژی متفاوت صورت می پذیرد.گیت شناور کمک های شایانی به این نوع از طراحی کرده است.

این تراکم در سلول های حافظه موجب آن شده است که IC های با توان ذخیره سازی بالا تولید شوند.به عبارت ساده یک قطعه می تواند حجم بیشتری از اطلاعات را درون خود ذخیره نماید.به همین علت شاهد تولید سالید های میان قیمت در این روزها هستیم.تراشه های TLC نیز تنها از نظر حجم اطلاعات قابل پوشش به نسبت دو معماری دیگر برتری دارند.بهتر است برای شناسایی نقاط قوت و ضعف هر 3 استاندارد،آنها در یک جدول ساده نمایش دهیم.

نوع استاندارد

تعداد تحمل سیکل

نقاط ضعف

نقاط قوت

SLC (Single Layer Cell)

100000

هزینه تمام شده بالا،کمبود ارزش تولید انبوه برای مصارف خانگی،حجم پایین ذخیره سازی

سرعت بالا،عمر بالا به نسبت دیگر معماری ها،مصرف پایین جریان،سرعت نوشتن بالاتر

MLC (Multi Layer Cell)

5000 الی 10000

عمر کمتر به نسبت SLC،عدم استفاده برای ذخیره سازهای تخصصی

هزینه پایین تولید،مقدار ذخیره سازی بالا،مناسب برای محصولات مصرف کننده

TLC (Three Layer Cell)

1000 الی 5000

عمر پایین به نسبت هر دو معماری،سرعت کمتر به نسبت هر دو استاندارد

تراکم بسیار عالی،قابل استفاده برای ذخیره سازهای تخصصی،توانایی استفاده در SSD هایی با حجم بسیار بالا،قیمت تمام شده متعادل

 

این 3 استاندارد،به طور عمومی برای تولید انواع SSD ها استفاده می شود.از سوی دیگر شاهد ورود فناوری هایی مانند V-NAND از سامسونگ و یا 3D-XPONIT کمپانی اینتل،بسیاری از معادلات ذکر شده بهم ریخته است.توانایی ذخیره سازی بیشتر در یک NAND،سرعت بسیار بالاتر از استانداردهای موجود و کاهش توان مصرفی از جمله دستاوردهای این فناوری ها هستند.لایه گذاری 3D را برای اولین بار سامسونگ الکترونیک در سالید های خود به خدمت گرفت.

از استانداردهای معماری که بگذریم،به مبحث مهم الگوریتم معماری و بلوک دیاگرام می رسیم.همانطور که در ابتدای متن نیز به آن اشاره شد،درایوهای سالید در انواع مدل های مختلف تولید می شوند اما شماتیک فنی آنها تقریبا یکسان است.در تصویر زیر شاهد بلوک دیاگرامی ساده اما کامل هستیم.

تراشه NAND

تراشه های NAND را در بخش های اولیه توضیح داده و بدانید که زین پس این قطعات با هر ظاهر و تعدادی که دیده شود،همان نیمه هادی های اصلی هستند.به عبارت دیگر مهمترین بخش یک SSD.

اینترفیس ارتباطی (Interface)

در این قسمت پروتکل ارتباطی تعیین شده است.اینترفیس ها می توانند USB،PCI،SATA و…باشند.البته پروتکل های M.2 نیز از دو رابط PCIe و ساتا پشتیبانی می کنند.در مادربردهای جدید و به لطف چیپست های جدید،اکثر ارتباط های M.2 با باس PCIe در ارتباط است.هر چند که رسیدن به حداکثر سرعت حتی در رابط های نسل سوم از ساتا نیز چندان اتفاق نمی افتد.در چیپست های جدید نیز به دلیل انبوه آدرس دهی های HSIO مشکلی در اختصاص مسیر به این حافظه های وجود ندارد.حتی یک چیپست سطح متوسط مانند B150 نیز قادر به آدرس دهی 18 مسیر HSIO است.

SMART

این قسمت (SMART) شاید در برخی محدود از سالید ها موجود نباشد اما امروزه استفاده از آن بیشتر شده است.قابلیت SMART در سالید ها بسیاری از اطلاعات را مانیتور می کند.نمایش سوابق،درصد چرخه مقاومت،تخمین عمر باقی مانده و به طور کلی وضعیت سالید از جمله وظایف این قسمت است.

Wear Leveling

همانطور که می دانید،تمامی IC های NAND دارای عمری مشخص هستند.تعداد چرخه خواندن و نوشتن در آنها به اصطلاح تخصصی سیکل نامیده می شود.اما آیا تا به حال با خود فکر کرده اید که اگر یک یا چند IC که در “خوش آمد” قرار گرفته اند،مدام در حال خواندن/نوشتن باشند،به طور حتم آنها را زودتر از دست خواهیم داد؟ Wear Levelingوظیفه ی مدیریت الگوریتم سلول ها را به منظور ذخیره سازی،در دست دارد.کنترل آن که یک بخش مدام در چرخه قرار نگیرد و باقی سلول های نیز به همان اندازه در سیکل شریک باشند،وظیفه این بخش به شمار می رود.

موتور رمز گذاری (Encrypt & Decrypt Engine)

درایوهای سالید نیز همواره نیازمند حفظ امنیت هستند.برنامه هایی هستند که به وسیله یک بخش سخت افزاری و یک قسمت نرم افزاری،موتورهای امنیت را تشکیل می دهند.در نتیجه این قسمت وظیفه رمزگذاری و رمز گشایی را بر عهده دارد.یکی از برجسته ترین روش های رمز گذاری، AES256 است.

بافر و کش (Buffer/Cache)

بسیاری از حافظه های موجود،تراشه ها،ریزپردازنده و پردازنده ها،دارای حافظه های نهان،رجیستر و یا ثبات هستند.این مورد چه در سخت افزارهای قدیمی و چه در مدل های جدید،وجود دارد.حافظه های سالید نیز از این امر مستثنی نیستند.SSD ها از حافظه های SRAM/DRAM برای این قسمت استفاده می کنند.حجم این حافظه،به طور مستقیم بسته به حجم درایو دارد.

پردازنده یا کنترلر (CPU/RISC Processor)

به طور حتم در هنگام خرید و یا مطالعه اطلاعات یک درایو سالید،با نام پردازنده و یا کنترلر برخورد داشته اید.پردازش و نظارت بر اطلاعات،موارد مرتبط با نوع ذخیره سازی،سرعت و به طور کلی تصمیمات مهم یک درایو سالید بر عهده تراشه مورد نظر است.

موتور ECC

واژه ECC را در حافظه های رم مورد استفاده در کامپیوترهای ایستگاه کاری و سرور بسیار شنیده ایم.موتور ECC وظیفه چک کردن خطاهای پیش آمده و رفع آنها را بر عهده دارد.به طور کلی با وجود ECC می توان تضمینی برای عدم کرش های داخلی و سرعت مناسب را در کنار قابلیت اعتماد به دست آورد.

Write Abort

این تابع یک لایه امنیتی است.در زمان قطع ناگهانی جریان و مشکلات پیش آمده که به هر علتی و به صورت ناگهانی موجب از دست رفتن روند عادی ارسال/دریافت گردد، Write Abortمانند یک سوپاپ اطمینان عمل کرده و جلوی از دست رفتن اطلاعات را حد ممکن خواهد گرفت.

Miscellaneous I/O

این تابع بسیار ساده است.کنترل پین های NAND و همچنین کمک به برنامه نویسی.

NAND Memory Interface

علاوه بر ارتباط درایو سالید با اینترفیس های دیگر،درون برنامه نیز نیازمند انتخاب بک اینترفیس هستیم.یک استاندارد برای ارتباط NAND ها با سامانه دیجیتالی و برد اصلی که به خروجی ختم می گردد.این قسمت،رابط حافظه داخلی است.بسته به نوع NAND ها،بین یک الی 10 و حتی بیشتر کانال وجود دارد.هر کانال می تواند بخش های متفاوت از NAND را پوشش دهد.

Defect Management

یکی از مشکلات فنی که گریبانگیر SSD ها است،خرابی تعدادی ترانزیستور و یا بخشی از بلوک های یک و یا حتی چند IC است.در این مواقع نیاز به برخی اقدامات وجود دارد.خروج قسمت مورد نظر از سیکل و یا حتی جایگزین کردن آن.حتما از خود می پرسید جایگزین با چی؟بله،در برخی از درایوها،مقدار کمی حافظه یدکی وجود دارد که در صورت خرابی،جایگزین قسمت مورد نظر می گردد.

در نهایت…

تمامی سعی بنده در ساده سازی اما با حفظ نکات تخصصی بوده است.لازم به ذکر است که عدم پرداخت به گزینه هایی مانند ولتاژ و آمپر،به دلیل تنوع بسیار زیاد است.امیدواریم این مقاله کمک کوچکی در آشنایی شما سروران با درایوهای سالید (SSD) باشد.

آشنایی کامل با بخش های مختلف SSD ها (کالبد شکافی فنی)

(image)

عزیزان و همراهان “مجموعه سخت افزار”،از آنجایی که یکی از وظایف سخت افزار ارائه مقالات تخصصی است،ما نیز به این بخش از فعالیت خود اهمیت داده و همواره در پی ارائه این دسته از مقالات هستیم.از سوی دیگر بسیاری از خوانندگان ما به طور تخصصی پیگیر مباحث فوق هستند و استقبال شما دوستان از این مقالات بسیار بالا است.اینبار نیز برای اولین بار تصمیم به توضیح بلوک دیاگرام (Block Diagram) درایوهای سالید (SSD) گرفتیم.برای غرق شدن در دنیای SSD ها با ما همراه باشید.

 

درایو سالید (solid state drive) یک اکوسیستم تک هدفه است که به منظور ذخیره انواع اطلاعات به صورت دیجیتالی طراحی و تولید شده است.درایوهای سالید در انواع متفاوت تولید می شوند که از جمله آنها می توان به مدل های مشهور 2.5 اینچی،PCIe،M.2 و مدل های سرور اشاره کرد.در این مطلب قصد پرداخت به انواع درایوهای سالید را نداریم.برای آشنایی سطحی با مهمترین انواع SSD می تواند به مطلب معرفی انواع درایوهای سالید مراجعه نمایید.اما الگوریتم اجرای درایوهای سالید بین اکثر مدل ها مشترک است.منظور از اکثر مدل ها،مدل های کاربری است؛چرا که در برخی از مدل های سرور و صنعتی شاهد تغییراتی در بلوک دیاگرام هستیم.به عنوان مثال به دلیل اهمیت خطا یابی و امنیت در مدل های صنعتی،ساختار سخت افزاری آنها نیز متفاوت و به قول معروف سفارشی است.

(image)

(شماتیک فنی که در ادامه به توضیح بخش ها می پردازیم)

SSD ها فاقد هر گونه قطعه مکانیکی هستند و به همین علت مصرف انرژی در آنها بسیار پایین است.اما ساختار آنها بسیار پیچیده از هارد دیسک ها (HDD) است.شاید پس از باز کردن کابینت یک درایو سالید شما تنها مجموعه ای ساده از قطعات SMD و NAND ها را مشاهده کنید.اما پیچیدگی این اکوسیستم به حدی است که می توان در باره آن یک کتاب را به نگارش در آورد.تمامی درایوهای سالید از IC هایی نیمه هادی تحت عنوان NAND بهره می برند.در زمان تولید SSD ها بحث بر استفاده از دو نوع تراشه وجود داشت.تراشه های NOR و NAND.تفاوت اصلی این دو تراشه در گیت و سیستم خوانندگی آنها است.تراشه های NOR به طور عمده در بخش هایی مانند ROM مورد استفاده هستند.در تراشه های NOR سلول های حافظه به صورت موازی به یکدیگر متصل هستند و این در حالی است که تراشه های NAND به صورت سریال به یکدیگر متصل هستند.اما به چه علت تراشه های NAND انتخاب شدند؟نمیتوان تراشه های NOR را فاقد کیفیت کافی دانست.به واقع هر کدام برای کاربردی خاص در نظر گرفته شدند.اما هزینه تولید بالا و سرعت خواندن/نوشتن کمتر به نسبت NAND ها باعث انتخاب NAND به عنوان سخت افزار مادر شد.NOR ها هم بیکار نیستند.تجهیزاتی مانند گوشی های موبایل،حافظه های رم و ROM از جمله بخش هایی هستند که این IC ها را درون خود حمل می کنند.

(image)

(شماتیک یک IC NOR)

و اما تراشه های NAND.تراشه های NAND نیز به چند زیر مجموعه تمیز داده می شوند.عموم تراشه های NAND امروزی به 3 دسته تقسیم می شوند.MLC،TLC و SLC.تراشه های SLC هر یک از سلول های حافظه،یک بیت اطلاعات را درون خود ذخیره می کنند.اما معایب و مزایای SLC در چیست؟تراشه های SLC به دلیل استفاده از تنها یک لایه،بسیار سریع هستند.از سوی دیگر به دلیل ذخیره پایین در تک لایه،هزینه NAND های SLC بالاتر از دیگر معماری ها است.در نتیجه سالید هایی که با این استاندارد تولید می شوند،از حجم و عمر کمتر به نسبت رقبا برخوردار هستند.معماری MLC امکانات بسیار بهتری را در اختیار تولید کنندگان گذارد.در معماری MLC هر سلول تعداد بیشتری از بیت های داده را درون خود ذخیره می کند.این مهم از طریق شارژ ولتاژی متفاوت صورت می پذیرد.گیت شناور کمک های شایانی به این نوع از طراحی کرده است.

(image)

این تراکم در سلول های حافظه موجب آن شده است که IC های با توان ذخیره سازی بالا تولید شوند.به عبارت ساده یک قطعه می تواند حجم بیشتری از اطلاعات را درون خود ذخیره نماید.به همین علت شاهد تولید سالید های میان قیمت در این روزها هستیم.تراشه های TLC نیز تنها از نظر حجم اطلاعات قابل پوشش به نسبت دو معماری دیگر برتری دارند.بهتر است برای شناسایی نقاط قوت و ضعف هر 3 استاندارد،آنها در یک جدول ساده نمایش دهیم.

نوع استاندارد

تعداد تحمل سیکل

نقاط ضعف

نقاط قوت

SLC (Single Layer Cell)

100000

هزینه تمام شده بالا،کمبود ارزش تولید انبوه برای مصارف خانگی،حجم پایین ذخیره سازی

سرعت بالا،عمر بالا به نسبت دیگر معماری ها،مصرف پایین جریان،سرعت نوشتن بالاتر

MLC (Multi Layer Cell)

5000 الی 10000

عمر کمتر به نسبت SLC،عدم استفاده برای ذخیره سازهای تخصصی

هزینه پایین تولید،مقدار ذخیره سازی بالا،مناسب برای محصولات مصرف کننده

TLC (Three Layer Cell)

1000 الی 5000

عمر پایین به نسبت هر دو معماری،سرعت کمتر به نسبت هر دو استاندارد

تراکم بسیار عالی،قابل استفاده برای ذخیره سازهای تخصصی،توانایی استفاده در SSD هایی با حجم بسیار بالا،قیمت تمام شده متعادل

 

این 3 استاندارد،به طور عمومی برای تولید انواع SSD ها استفاده می شود.از سوی دیگر شاهد ورود فناوری هایی مانند V-NAND از سامسونگ و یا 3D-XPONIT کمپانی اینتل،بسیاری از معادلات ذکر شده بهم ریخته است.توانایی ذخیره سازی بیشتر در یک NAND،سرعت بسیار بالاتر از استانداردهای موجود و کاهش توان مصرفی از جمله دستاوردهای این فناوری ها هستند.لایه گذاری 3D را برای اولین بار سامسونگ الکترونیک در سالید های خود به خدمت گرفت.

از استانداردهای معماری که بگذریم،به مبحث مهم الگوریتم معماری و بلوک دیاگرام می رسیم.همانطور که در ابتدای متن نیز به آن اشاره شد،درایوهای سالید در انواع مدل های مختلف تولید می شوند اما شماتیک فنی آنها تقریبا یکسان است.در تصویر زیر شاهد بلوک دیاگرامی ساده اما کامل هستیم.

تراشه NAND

تراشه های NAND را در بخش های اولیه توضیح داده و بدانید که زین پس این قطعات با هر ظاهر و تعدادی که دیده شود،همان نیمه هادی های اصلی هستند.به عبارت دیگر مهمترین بخش یک SSD.

(image)

اینترفیس ارتباطی (Interface)

در این قسمت پروتکل ارتباطی تعیین شده است.اینترفیس ها می توانند USB،PCI،SATA و…باشند.البته پروتکل های M.2 نیز از دو رابط PCIe و ساتا پشتیبانی می کنند.در مادربردهای جدید و به لطف چیپست های جدید،اکثر ارتباط های M.2 با باس PCIe در ارتباط است.هر چند که رسیدن به حداکثر سرعت حتی در رابط های نسل سوم از ساتا نیز چندان اتفاق نمی افتد.در چیپست های جدید نیز به دلیل انبوه آدرس دهی های HSIO مشکلی در اختصاص مسیر به این حافظه های وجود ندارد.حتی یک چیپست سطح متوسط مانند B150 نیز قادر به آدرس دهی 18 مسیر HSIO است.

SMART

این قسمت (SMART) شاید در برخی محدود از سالید ها موجود نباشد اما امروزه استفاده از آن بیشتر شده است.قابلیت SMART در سالید ها بسیاری از اطلاعات را مانیتور می کند.نمایش سوابق،درصد چرخه مقاومت،تخمین عمر باقی مانده و به طور کلی وضعیت سالید از جمله وظایف این قسمت است.

Wear Leveling

همانطور که می دانید،تمامی IC های NAND دارای عمری مشخص هستند.تعداد چرخه خواندن و نوشتن در آنها به اصطلاح تخصصی سیکل نامیده می شود.اما آیا تا به حال با خود فکر کرده اید که اگر یک یا چند IC که در “خوش آمد” قرار گرفته اند،مدام در حال خواندن/نوشتن باشند،به طور حتم آنها را زودتر از دست خواهیم داد؟ Wear Levelingوظیفه ی مدیریت الگوریتم سلول ها را به منظور ذخیره سازی،در دست دارد.کنترل آن که یک بخش مدام در چرخه قرار نگیرد و باقی سلول های نیز به همان اندازه در سیکل شریک باشند،وظیفه این بخش به شمار می رود.

(image)

موتور رمز گذاری (Encrypt & Decrypt Engine)

درایوهای سالید نیز همواره نیازمند حفظ امنیت هستند.برنامه هایی هستند که به وسیله یک بخش سخت افزاری و یک قسمت نرم افزاری،موتورهای امنیت را تشکیل می دهند.در نتیجه این قسمت وظیفه رمزگذاری و رمز گشایی را بر عهده دارد.یکی از برجسته ترین روش های رمز گذاری، AES256 است.

بافر و کش (Buffer/Cache)

بسیاری از حافظه های موجود،تراشه ها،ریزپردازنده و پردازنده ها،دارای حافظه های نهان،رجیستر و یا ثبات هستند.این مورد چه در سخت افزارهای قدیمی و چه در مدل های جدید،وجود دارد.حافظه های سالید نیز از این امر مستثنی نیستند.SSD ها از حافظه های SRAM/DRAM برای این قسمت استفاده می کنند.حجم این حافظه،به طور مستقیم بسته به حجم درایو دارد.

پردازنده یا کنترلر (CPU/RISC Processor)

به طور حتم در هنگام خرید و یا مطالعه اطلاعات یک درایو سالید،با نام پردازنده و یا کنترلر برخورد داشته اید.پردازش و نظارت بر اطلاعات،موارد مرتبط با نوع ذخیره سازی،سرعت و به طور کلی تصمیمات مهم یک درایو سالید بر عهده تراشه مورد نظر است.

موتور ECC

واژه ECC را در حافظه های رم مورد استفاده در کامپیوترهای ایستگاه کاری و سرور بسیار شنیده ایم.موتور ECC وظیفه چک کردن خطاهای پیش آمده و رفع آنها را بر عهده دارد.به طور کلی با وجود ECC می توان تضمینی برای عدم کرش های داخلی و سرعت مناسب را در کنار قابلیت اعتماد به دست آورد.

(image)

Write Abort

این تابع یک لایه امنیتی است.در زمان قطع ناگهانی جریان و مشکلات پیش آمده که به هر علتی و به صورت ناگهانی موجب از دست رفتن روند عادی ارسال/دریافت گردد، Write Abortمانند یک سوپاپ اطمینان عمل کرده و جلوی از دست رفتن اطلاعات را حد ممکن خواهد گرفت.

Miscellaneous I/O

این تابع بسیار ساده است.کنترل پین های NAND و همچنین کمک به برنامه نویسی.

NAND Memory Interface

علاوه بر ارتباط درایو سالید با اینترفیس های دیگر،درون برنامه نیز نیازمند انتخاب بک اینترفیس هستیم.یک استاندارد برای ارتباط NAND ها با سامانه دیجیتالی و برد اصلی که به خروجی ختم می گردد.این قسمت،رابط حافظه داخلی است.بسته به نوع NAND ها،بین یک الی 10 و حتی بیشتر کانال وجود دارد.هر کانال می تواند بخش های متفاوت از NAND را پوشش دهد.

(image)

Defect Management

یکی از مشکلات فنی که گریبانگیر SSD ها است،خرابی تعدادی ترانزیستور و یا بخشی از بلوک های یک و یا حتی چند IC است.در این مواقع نیاز به برخی اقدامات وجود دارد.خروج قسمت مورد نظر از سیکل و یا حتی جایگزین کردن آن.حتما از خود می پرسید جایگزین با چی؟بله،در برخی از درایوها،مقدار کمی حافظه یدکی وجود دارد که در صورت خرابی،جایگزین قسمت مورد نظر می گردد.

(image)

در نهایت…

تمامی سعی بنده در ساده سازی اما با حفظ نکات تخصصی بوده است.لازم به ذکر است که عدم پرداخت به گزینه هایی مانند ولتاژ و آمپر،به دلیل تنوع بسیار زیاد است.امیدواریم این مقاله کمک کوچکی در آشنایی شما سروران با درایوهای سالید (SSD) باشد.

آشنایی کامل با بخش های مختلف SSD ها (کالبد شکافی فنی)

آپدیت نود 32 ورژن 9

سپهر نیوز

27 Feb

دنیای از فناوری ها در SSD های جدید Transcend

دنیای از فناوری ها در SSD های جدید Transcend

حافظه های سالید (SSD) که این روزها گل سر سبد کامپیوترهای مدرن و لپ تاپ ها هستند،هر روز در حال پیشرفت و تعالی بیشتر هستند.رقابت بین تولید کننده های تراشه به منظور ارائه فناوری های نو و تولید کنندگان حافظه برای تسخیر بازار ادامه دارد.کمپانی Transcend در روز گذشته جدید ترین سری حافظه های خود را معرفی کرد.این شما و این هم SSD های جدید.

 

Transcend سری جدید SSD های M.2 را روانه بازار کرده است.همانطور که می دانید M.2 های جدید نه فقط بر روی لپ تاپ ها،بلکه در مادربردهای امروزی نیز قابل استفاده هستند.MTS8000 نامی است که این کمپانی بر روی SSD های مورد نظر گذاشته است. Transcendبرای تولید این خانواده از تراشه های MLC NAND بهره گرفته است و عمر بالای آنها را تضمین کرده است.این خانواده از 32 گیگابایت الی 1 ترابایت تولید خواهد شد و سرعت خواندن/نوشتن آنها نیز 560/460 مگابایت عنوان شده است.این در صورتی است که از باس SATA III استفاده گردد.

MTS8000 مجهز به فناوری های حفاظتی،سیستم تصحیح خطا (ECC)،فناوری حالت خواب برای کاهش مصرف جریان در حالت بیکاری،فناوری SMART برای نظارت و مدیریت بلوک ها،مدیریت حفاظت از تمامی داده ها و عمر طولانی تر کردن عمر NAND ها است.علاوه بر تمامی این موارد،فناوری Intel Smart Response Technology (ISRT) نیز این سالید ها را پشتیبانی خواهد کرد.فناوری مذبور به SSD این امکان را می دهد که به عنوان یک حافظه کش بین HDD و سیستم قرار گرفته و سرعت انتقال را خصوصا در فایل های تکراری بسیار بالا می برد.این محصولات در روزهای آینده وارد بازار خواهد شد.

هنر

13 Feb

تکنولوژی جدید Micron قیمت های SSD را کاهش خواهد داد!

تکنولوژی جدید Micron قیمت های SSD را کاهش خواهد داد!

شرکت “میکرون” که این روز ها به دلیل تولید تراشه های GDDR5X بسیار خبر ساز شده است,به همراه یک خبر خوش دیگر در خدمت کاربران جهان دیجیتال قرار گرفته است.از آنجایی که تولید نسل جدید تراشه (IC) های اینتل مقداری با تاخیر همراه شد،میکرون نسل جدید خود را به طور رسمی معرفی کرده است.مهمترین امتیازی که برای کاربران قراهم خواهد شد،قیمت تمام شده یک سالید است.منتظر یک سالید ارزان قیمت باشید!

 

زمانی که برای اولین بار میکرون خبر تولید تراشه های 3D خود را داد،اعلام کرد که به زودی می توان حجم سالید های 2.5 اینچی را به 10 ترابایت افزایش داده و این در حالی است که حجم اشغال شده یا فضای فیزیکی تغییر چندانی نخواهد کرد.از سوی دیگر فاکتور قیمت مهمترین علت برای اقبال سالید ها است و میکرون آن را نیز مد نظر قرار داده است.

فلش ها و یا تراشه های امروزه در بسیاری از مدل ها دارای انباشتگی 2D هستند.با پیشرفت تکنیک هایی مانند MLC NAND،امکان اضافه کردن بیت ها در هر سلول فراهم شد.اما متخصصان همچنان به دنبال اضافه کردن بیت های بیشتر در همان سلول ها بودند.تکنیک 3D به وسیله ایجاد تراکم لایه ایی به صورت عمودی،امکانی مشابه را فراهم می سازد.در نسل اول از فناوری 3D میکرون،هر قالب توسط 32 لایه ساختار بنده شده است.در نتیجه شاهد سلول های چند سطحی MLC هستیم.اما امروزه همه به دنبال 48 لایه در قالب هستند.فناوری TLC با اضافه کردن یک بیت (3 بیت) بیشتر در هر سلول به نسبت MLC،تراکم 384 گیگابیت را ارائه می دهد.اما سلول های جدید میکرون چگالی بیت را به دو برابر افزایش می دهد.اندازه بلوک برای فناوری MLC به 16 مگابایت و برای MLC به 24 مگابایت افزایش خواهد یافت.

فناوری 3D میکرون علاوه بر کاهش سطح خطا،مصرف انرژی را در سطح قابل قبولی پایین نگه میدارد.علاوه بر میکرون،سامسونگ،اینتل و هاینیکس نیز در زمینه تولید تراشه های 3D فعال هستند.3D های جدید از اینترفیس ONFI 4.0 برخوردار است و احتمال کاهش ولتاژ مصرفی تا 1.2 ولت نیز وجود دارد.از سوی دیگر استقامت و طول عمر نیز یک پارامتر مهم برای SSD ها است که میکرون مدعی یک چرخه 30000 نوشتن/پاک کردن برای سلول ها شده است.

در نهایت فناوری جدید میکرون فضای ذخیره سازی را در همان حجم و ولتاژ مصرفی تا بیش از 30% درصد افزایش دهد و این بدان معنی است که SSD های امروزی مانند مدل های 128 و 256 گیگابایتی با همان مصرف انرژی و اشغال فضای فیزیکی،می تواند به دو برابر برسد.این در حالی است قیمت نهایی تغییری نخواهد کرد.اگر تمامی این اتفاقات صورت پذیرد،سالید هایی که در نوت بوک ها قرار می گیرند نیز می توانند عمر باتری را افزایش دهد

وبلاگ اطلاعات

پرشین موزیک

6 Feb

رونمایی OCZ از حافظه‌های SSD جدید Trion 150

ocz-Trion-150

کمپانی او سی زی ( OCZ که به اشتباه او سی زد هم تلفظ می شود ) در نمایشگاه CES امسال درایوهای SSD جدید سری Trion 100 خود را با پورت ساتا ۳ معرفی کرد.حالا OCZ نسل جدید این حافظه ها را که Trion 150 نام دارد را با حافظه‌های فلش TLC که لیتوگرافی ۱۵ …

سیستم اطلاع رسانی

مجله اتومبیل

4 Feb

سونی خانواده جدید SSD های خود را معرفی کرد

سونی خانواده جدید SSD های خود را معرفی کرد

کمپانی های بسیاری این روزها در حال معرفی درایو های SSD 2.5 خود هستند.منظور از برندهای بسیار،فعالیت در حوزه کالای مصرفی کاربران است.کمپانی ژاپنی سونی که در حوزه IT و سخت افزار یک برند شیک و گران قیمت محصوب می گردد،جدیدترین SSD خود را در حاله ایی از ابهامات فنی معرفی کرده است.سونی پس از واگذاری قسمت VAIO و به عبارت بهتر نوت بوک های خود،مقدار زیادی از دنیای سخت افزار فاصله گرفت.تمرکز اصلی این برند هم اکنون در صوت و تصویر،پلی استیشن،دوربین های عکاسی و فیلم برداری،حافظه های ذخیره سازی و گوشی های موبایل است.

 

سونی یک خانواده جدید از SSD های خود تحت عنوان SLW-M را معرفی کرد.این سالید های 2.5 اینچی در حجم های 240 و 480 گیگابایت عرضه خواهند شد.سونی اطلاعاتی در مورد قیمت،زمان عرضه دقیق،کنترلر و فناوری های آنها را منتشر نکرده است اما تنها اطلاعات حاصله،ضخامت 7 میلی متری و سرعت خواندن/نوشتن 560/530 مگابایت بر ثانیه را تائید می کند.علاوه بر آن،سونی نرم افزار اختصاصی خود تحت عنوان SONY SSD را نیر همراه با این خانواده ارائه خواهد کرد.این محصولات نیز از درگاه SATA III برای برقراری ارتباط استفاده خواهند کرد.در نهایت سونی از مجوز فناوری Acronis نیز سخن گفته است.

اخبار

فانتزی

22 Sep

گوشی جدید ترین حافظه SSD سامسونگ با قابلیت های نصب چند منظوره (M.2 PCI SSD 950 PRO)

گوشی جدید ترین حافظه SSD سامسونگ با قابلیت های نصب چند منظوره (M.2 PCI SSD 950 PRO)

جدید ترین حافظه SSD سامسونگ با قابلیت های نصب چند منظوره (M.2 PCI SSD 950 PRO)

پس از ورود حافظه های ذخیره سازی از نوع (NAND)،هارد دیسک های سنتی با چالشی وصف ناپذیر مواجه شدند.تنها نقطه ضعف درایو های SSD هزینه های بالا و عمر فنی آنها بود.پس از گذشت مدتی نزدیک به دو سال،SSD ها با پیشرفت تکنولوژی توانایی هایی اعم استفاده از ویفر های 3D،نمونه IC های جدید،کنترل دما و قیمت های پائین را به فاکتورهای مثبت خود اضافه کرده و تعداد بیشتری از کاربران را به سمت استفاده از این درایوها سوق دادند.حافظه های سالید در مدل های متنوع ایی مانند Msata،M.2،PCI-EXPRESS SSD و SATA SSD تولید میگردند که برخی از آنها هنوز هم از قیمت های بالایی برخوردار هستند.یکی از بهترین نمونه های SSD که هنوز هم با قیمت های نسبتا بالا عرضه میگردد،درایو “NVMe” است.

7 Sep

گوشی آموزش: افزایش کارایی SSD در ویندوز 10

گوشی آموزش: افزایش کارایی SSD در ویندوز 10

آموزش: افزایش کارایی SSD در ویندوز 10

سیستم عامل ویندوز 10 پس از ماه ها انتظار و امید و آرزو توسط مایکروسافت معرفی گردید که به دلیل رابط کاربری تا حدودی متحول شده نسبت به ویندوز 8 و 8.1، برخی از کاربران در یافتن تنظیمات پیشین با مشکل مواجه گردیدند. بسیاری از کاربران نیز به یکباره از سیستم عامل ویندوز ویستا، سون یا حتی XP به ویندوز 10 مهاجرات کرده و فضای متفاوت حاکم سبب گردید تا برای بهتر شدن عملکرد و کارایی تجهیزات به مشاوره نیاز داشته باشند. هر چند نام و نوع تنظیمات نسبت به نسخه های پیشین ویندوز تغییر چندانی نداشته اما لازم دانستیم برای راهنمایی بهتر شما عزیزان، در این بخش به آموزش دو روش آسان و کوتاه برای افزایش کارایی SSD در ویندوز 10 بپردازیم.

30 Aug

گوشی عرضه درایوهای SSD با ظرفیت بیشتر از 100 ترابایت تا 4 سال آینده

گوشی عرضه درایوهای SSD با ظرفیت بیشتر از 100 ترابایت تا 4 سال آینده

عرضه درایوهای SSD با ظرفیت بیشتر از 100 ترابایت تا 4 سال آینده

اینتل جزو کمپانی هایی به حساب می آید که صرف وجود برند آن بر روی یک محصول باعث اطمینان خاطر مصرف کنندگان می شود. همان طور که می دانید حوزه فعالیت آنها فقط به پردازنده ها محدود نمی شود و بازاراهای SSD و همچنین همکاری مشترک با Micron برای تولید NAND نیز از دیگر فعالیت های اینتل به حساب می آیند. به گفته این کمپانی، ظرفیت درایوهای SSD تا پایان سال 2018 از 30 ترابایت فراتر خواهد رفت و این میزان در سال 2019 به بیشتر از 100 ترابایت هم خواهد رسید. البته با توجه به پیش بینی های کمپانی توشیبا این اعداد کمی محافظه کارانه به نظر می رسند اما با این حال می توان به افزایش رقابت در این بازار امیدوار بود. اندکی قبل تر توشیبا اعلام کرده بود که به وسیله تکنولوژی های جدید این شرکت، در سال 2018 ظرفیت درایوهای SSD در محدوده 128 ترابایت خواهد بود و این عدد تا سال 2020 افزایشی تصاعدی را تجربه می کند.