8-900-374-94-44
Эта статья должна дать четкое представление что такое flash память в телефоне и зачем она нужна. Я потрачу немного времени и расскажу про нее, что знаю. Вы прочтите, потому что редко от мастера увидишь такие статьи. Их пишут, как правило, те кто не разбирается в вопросе)).
В любом современном смартфоне и планшете есть внутренняя память. Это знаете как на «русском» языке? Лежит USB флешка в кармане и на ней хранятся фотографии, документы. А когда мы ее подключим к компьютеру или ноутбуку, то увидим содержимое. Тем самым микросхема флеш-памяти содержит и хранит наши файлы. Друзья, не путайте ее с micro SD карточкой памяти (внешняя карта памяти). Чип флеш памяти изображен на рисунке 1.
Рисунок 1
Рисунок 2
Такая микросхема имеет разные размеры — форм-фактор, разный объем памяти.
Производители мобильных телефонов и планшетов повсеместно начали оснащать таким чипом свои девайсы. Началось это примерно с 2013 года. Раньше применялась nand память (Рисунок 2). Причиной смены явились: скорость передачи информации, размер накопителя. Не стоит забывать, что у flash памяти eMMC свой внутренний контроллер. Он отвечает за распределение и хранение ваших файлов. А у nand чипов эту роль выполнял процессор устройства. Да и техника наша с вами постоянно совершенствуется.
Сгорела плата в телефоне.
В сервисе разводят руками и говорят: «Сгорела плата в телефоне», примерно так.
Для микросхем флеш памяти eMMC ресурс работы около 3 лет.
Почему я хочу поставить акцент на этот аспект? Потому что флеш память меняется отдельно и дешевле за стоимость замены платы. С некоторой стороны заменить плату выгоднее, чем тратить время на ремонт. А самое главное, мастеров, умеющих менять отдельно flash память на пальцах можно пересчитать. Учитывайте, что плату вам установят с другого такого же телефона. То есть вы получаете кота в мешке. Где гарантии что ресурс не выработан у чипа, что стоит на ней?
Не будем останавливаться на компетентности сотрудников различных сервисов.
Остановимся на том как определить что пора менять чип.
А как узнать? Легко. Я пишу вам симптомы, а вы выбираете свой пункт и все становится на свои места)).
Внимание!!!Имейте в виду, что удалится вся информация!Вот все вышеперечисленные пункты происходят от чего. Информация во флеш памяти как говорилось выше распределяется по адресам и в них хранится. Вот вы файлик сохранили в телефоне, это файлик в соответствии с таблицей файловой системы разносится по разным адресам. А нашли старую фотографию, удалили ее с телефона, осталось место свободное, следующий файл будет заполнять это место.
Это как сиденье в автобусе на котором мы сидим ежедневно.
Одно мягкое место посидело, ушло, второе пришло… Вот стирается обивка и приходит в негодность. Тоже самое и с ячейком (адресом), со временем она становится медленной. Потом вовсе нельзя на ней хранить 0 или 1.
Контроллер ее помечает неисправной и пересчитывает на другие адреса. В итоге мы имеем большое количество ошибок и сбои в работе. А глобально, вот вы, например, телефон постоянно включаете и выключаете. Это сказывается на области Flash памяти где хранится прошивка телефона. Вовсе перестает включаться и да: «сгорела флеш память». Вот откуда это понятие))).
А вот интересный момент, так сказать яркий пример. У одного моего постоянного клиента упал телефон Xiaomi. После падения перезагружается. Батарейку не снять, нет инструмента. Он его по заряжал, кинул в сторону и взял другой телефон на время. Через месяц дошел до нас только)). Сняли мы микросхему памяти, проверяем ее специальным программатором flash памяти. Износ превысил 80%. Ну тут вроде бы понятно, удар видимо это как оправдание неисправности.
У кого ж телефон не падает? Правда? А не тут то было. Мы вычитали и достали файлы (кстати есть статья про извлечение файлов из памяти). Не путайте с понятием восстановление удаленных файлов. Заменили новую память, включаем телефон, а он перезагружается. Друзья, проблема оказалась в том, что после удара нарушилась в процессоре пайка, и вся проблема из-за контакта. А память страдала-страдала, да и выстрадала.
Ну раз уже задели тему извлечения, давайте остановимся. Важно понять, что в последнее время производители телефонов стали шифровать данные пользователя. Это зависит и от операционной системы, например, с версии android 7.0 уже раздел с файлами ваши зашифрован. Ну или пользователь сам может зашифровать свой аппарат. Люди часто звонят и спрашивают, вот сгорела плата, как извлечь фото из андроид моего. Вот если не зашифровано ничего, то решаемо. Просто процедуры извлечения разные, от простых до трудоемких способов. Для таких случаев в основном флеш память выпаивается и через программатор флеш памяти считывается содержимое.
Такие программаторы стоят больших денег. Поэтому и цена на такие работы дорогая. Всегда помните, что принеся неквалифицированным ребятам свой аппарат, по сути вы станете как минер… ))) Ошибается единожды. Раскурочат, сломают напополам флеш память и пиши пропало. В общем думайте сами)).
В первую очередь, есть новые микросхемы еще в доступе. Либо микросхемы снятые когда-то с бракованных по другим причинам плат в телефонах. Это плюс, новый чип — новая жизнь. А знаете, что можно варьировать объемом флеш памяти? Вот стояла у вас микросхема на 4 Гб, а мы можем поставить на 16 Гб. И все буде отлично и без нареканий работать. Плюс ко всему ж есть гарантия 4 месяца. А, как правило, по опыту, если работает, то уже работает. На ближайшие минимум 2-3 года вы обеспечены работой девайса.
Кстати, любим делать фото работ «До» и «После». Есть и в instagram фото и в профиле на онлайнере в Услугах. В общем, как говорится, себя не похвалишь, никто не похвалит))).
Там можно посмотреть кое-чего для ликбеза.
Итак, берем аппарат, вскрываем его и извлекаем из устройства системную плату. Это то про что выше упоминалось: «Сгорела плата» ))
Ставим ее в держатель для плат. Нужно для ее фиксации, чтобы она была неподвижной. И феном ее выпаиваем. Выпаиваем так, чтобы не повредить сам чип и рядом стоящие не перегреть, а это Мастерство!!! Повредить ее нельзя, потому что оттуда нужны фотографии хозяйке телефона.
Вот мы микросхему выпаяли и подготовили для установки в сокет для чтения программатором флеш памяти ее содержимого.
Поставили в сокет и она прочиталась. На следующем рисунке особо внимательные читатели этой статьи обратят внимание. Версия прошивки 5.0, т.е. телефон не включался, а драгоценные фотографии мы хозяйке достанем.
После всего этого возьмется другая микросхема, рабочая.
Также читайте: «Замена флеш памяти»
сен 2020
Блог Главная
Если у вас есть USB-накопитель или SD-карта Kingston, у вас уже есть продукты с флеш-памятью, также известной как флеш-память NAND. В глобальном масштабе потребление флеш-памяти NAND резко выросло за последние пять лет, и новые продукты, такие как твердотельные накопители, в настоящее время широко внедряются в корпоративные вычислительные устройства, — ноутбуки, настольные компьютеры, рабочие станции и серверы.
Вот краткое описание того, что вам нужно знать о флеш-памяти NAND.
Одним из преимуществ флеш-памяти NAND является энергонезависимое хранение данных.
В отличие от памяти DRAM, которой необходимо постоянное питание для хранения данных, память NAND сохраняет данные даже при отключенном питании. Поэтому она идеально подходит в качестве хранилища для портативных устройств.
В настоящее время существует пять типов флеш-памяти NAND. Они различаются количеством битов, которые может хранить каждая ячейка. В SLC NAND — один бит на ячейку, MLC — два бита на ячейку, TLC — три бита на ячейку, QLC — четыре бита на ячейку, PLC — пять бит на ячейку. Таким образом, SLC NAND может хранить «0» или «1» в каждой ячейке, MLC NAND — «00», «01», «10» или «11» в каждой ячейке и так далее. Эти пять типов памяти NAND обеспечивают различные уровни производительности и срока службы в различных ценовых категориях (SLC является более производительным и наиболее дорогостоящим вариантом на рынке памяти NAND). Узнайте больше о различиях между разными типами памяти NAND.
В 3D NAND несколько слоев ячеек памяти размещаются вертикально, и между слоями организованы взаимосвязи.
Организация нескольких уровней ячеек памяти в вертикальные слои обеспечивает большую емкость хранилища при меньшей площади и повышает производительность благодаря более коротким общим соединениям для каждой ячейки памяти. Этот тип памяти отличается меньшей стоимостью на бит по сравнению с 2D NAND. Во флеш-устройствах 3D NAND могут использоваться чипы MLC, TLC или QLC.
Ячейки NAND не предназначены для вечной эксплуатации. В отличие от памяти DRAM, они со временем изнашиваются, поскольку циклы записи создают большую нагрузку по сравнению с циклами чтения. Устройства памяти NAND имеют ограниченное количество циклов записи, но функция выравнивания износа управляет износом ячеек с помощью контроллера флеш-памяти, который всегда находится на устройстве. На всех USB-накопителях, SD-картах и твердотельных накопителях есть контроллер NAND, который управляет флеш-памятью NAND и выполняет такие функции, как выравнивание износа и исправление ошибок.
Чтобы продлить срок службы устройств памяти NAND, контроллер флеш-памяти NAND гарантирует, что все записанные данные равномерно распределяются по всем физическим блокам устройства, чтобы какие-то области NAND не изнашивались быстрее, чем другие.
За последние несколько лет стоимость флеш-памяти NAND упала в достаточной степени, чтобы для клиентских систем и серверов стало возможным использование новых основных устройств хранения, таких как твердотельные накопители. Твердотельные накопители — это прямая замена жестких дисков (стандартных вращающихся) в компьютерах с совместимыми интерфейсами, такими как SATA или SAS.
Твердотельные накопители обладают значительными преимуществами в плане производительности и долговечности по сравнению со стандартными жесткими дисками. Твердотельные накопители не имеют движущихся частей; все они являются полупроводниковыми устройствами. В связи с этим твердотельные накопители не страдают от механических задержек, как жесткие диски.
А без движущихся частей SSD-накопители могут подвергаться гораздо большим ударным нагрузкам и вибрации, чем жесткие диски, благодаря чему отлично подходят для широкого спектра портативных и мобильных устройств.
Раньше твердотельные накопители разрабатывались на основе чипов DRAM и были дорогостоящими, что делало их пригодными только для требовательных серверных сред.
Сегодня благодаря более низкой стоимости флеш-памяти NAND твердотельные накопители используются в самых разных сферах применения — от потребительских устройств до корпоративных и военных вычислительных систем.
Компания Kingston использует флеш-память NAND с номинальным сроком службы, подходящим для рабочей нагрузки твердотельного накопителя. В результате Kingston может по конкурентоспособной цене предложить твердотельные накопители для различных вариантов применения.
Твердотельные накопители Kingston клиентского и корпоративного класса обладают номинальным сроком службы, соответствующим целевой рабочей нагрузке.
Для клиентских SSD-накопителей компания Kingston предоставляет спецификацию TBW (количество записанных терабайтов), благодаря чему пользователи могут прогнозировать срок службы SSD-накопителя в своем варианте применения.
Корпоративные твердотельные накопители Kingston оцениваются аналогично с использованием спецификации TBW, а также характеризуются значением DWPD (количество перезаписей всего объема накопителя в день), которое определяется на основе TBW и гарантийного срока SSD-накопителя. Например, твердотельный накопитель емкостью 1 ТБ с номинальным эксплуатационным ресурсом 1DWPD означает, что пользователь может записывать на SSD-накопитель 1 ТБ данных в день в течение 5 лет. Значения TBW/DWPD помогают корпоративным клиентам, которые развертывают твердотельные накопители Kingston в своих корпоративных средах, планировать ИТ-инфраструктуру.
Компания Kingston предоставляет программную утилиту «KSM» (Kingston Storage Manager) для отслеживания срока службы SSD-накопителя. Думайте о ней как о датчике уровня топлива, по которому пользователь может периодически проверять состояние SSD-накопителя.
Большинство клиентских систем более не ограничено производительностью процессора. Практически всегда ограничивающим фактором является хранилище. Задержка в работе жестких дисков исчисляется в миллисекундах, в то время как для твердотельных накопителей она составляет сотни микросекунд.
SSD-накопитель может вдохнуть новую жизнь даже в системы, выпущенные несколько лет назад (если они имеют интерфейс, совместимый с SATA), и обеспечить их высокую производительность. В системе на основе ОС Windows® время загрузки сокращается с многих минут до одной или менее, что делает SSD-накопитель средством повышения производительности памяти. В целом, он часто обеспечивает самый высокий прирост производительности по сравнению с любой другой модернизацией системы.
#KingstonIsWithYou
Фильтр Filters Applied
Сортировать по По умолчанию
Загрузить еще
No products were found matching your selection
Основы флэш-памяти NAND
Последнее обновление 22 ноября 2022 г.
Флэш-память NAND — это технология энергонезависимого хранения данных, не требующая питания для хранения данных. Повседневным примером может служить мобильный телефон с флэш-памятью NAND (или микросхемой памяти, как ее иногда называют), где файлы данных, такие как фотографии, видео и музыка, хранятся на карте microSD. Чипы флэш-памяти NAND имеют размер примерно с ноготь и могут хранить огромные объемы данных.
Где используется? NAND в основном используется в картах памяти, флэш-накопителях USB и твердотельных накопителях. Флэш-память NAND окружает нас повсюду — в наших смартфонах, современных телевизорах, компьютерах и планшетах в наших домах и офисах. Он также встречается снаружи, во всех видах оборудования, от светофоров до цифровых рекламных щитов, систем оповещения пассажиров и дисплеев. Все, что имеет искусственный интеллект (ИИ) и нуждается в передаче и сохранении данных, скорее всего, будет содержать флэш-память NAND.
Флэш-память NAND доступна в различных классах; промышленные и потребительские. Существуют значительные различия между NAND промышленного и потребительского класса, поэтому важно учитывать влияние этих различий на надежность, выносливость, соответствие требованиям и общую стоимость владения (TCO), прежде чем выбирать флэш-память NAND, подходящую для вашего приложения. .
Почему он используется?Устройства, изготовленные с использованием флэш-памяти NAND, обладают механической ударопрочностью, высокой прочностью и способны выдерживать высокое давление и температуру по сравнению с традиционными жесткими дисками. В отличие от жестких дисков в них нет движущихся частей, поэтому они идеально подходят для систем, которые вибрируют и трясутся. NAND также предлагает быстрое время доступа для чтения, что имеет решающее значение при обработке большого количества данных.
Каковы его ограничения? NAND имеет конечное число циклов чтения/записи в определенном блоке (каждый раз, когда бит записывается или стирается, составляет цикл программирования/стирания).
Как только устройство попадает к пользователю и находится в эксплуатации (после испытаний производителя на отказ на раннем этапе эксплуатации), его первый день всегда самый лучший. Сбой NAND неизбежен, как только будет достигнут лимит циклов стирания программы. Отдельные ячейки выходят из строя, и общая производительность снижается, что называется износом.
При выходе из строя NAND устройство становится непригодным для использования, что приводит к потере данных и функциональности приложений.
Как я могу предотвратить это? Ответ прост: вы не можете! Усовершенствованные алгоритмы выравнивания износа, избыточного выделения ресурсов и встроенного ПО могут помочь увеличить срок службы NAND. Однако лучший способ — понять, как вы используете данные и каковы ограничения каждого типа используемой памяти NAND. Вместе с технологией повышения надежности вы можете защитить функциональность и данные своих приложений.
Способ изготовления флэш-памяти NAND может существенно повлиять на характеристики производительности.
Флэш-память NAND проходит более 800 различных производственных процессов, и на изготовление одной пластины размером с большую пиццу, обычно диаметром 300 мм, уходит около 30 дней. Фабрики NAND или «FABS» огромны, работают 24/7, 365 дней в году для максимальной эффективности и в 100 раз чище, чем операционные больниц. FABS может производить различные типы флэш-памяти NAND (SLC, MLC, 3D LTC — подробнее об этом ниже) и разных размеров. Некоторые из крупнейших FABS могут производить более 100 000 пластин в месяц.
После того, как пластина разделена или нарезана на отдельные чипсы, они анализируются и оцениваются как 1, 2, 3 или 4, где 1 соответствует наивысшему качеству. Затем чипы отправляются поставщику, например Kingston Technology, который использует NAND в своих продуктах. Чипы самого высокого качества будут иметь лучшие характеристики производительности и, следовательно, более высокую цену.
У каждого типа флэш-памяти NAND есть свои плюсы и минусы. SLC хранит меньше данных, но очень быстр и обладает максимальной надежностью. При этом он самый дорогой. Другие типы NAND могут хранить больше данных и дешевле, но имеют гораздо более низкий уровень надежности и часто медленнее. Таким образом, при принятии решения о том, какая флэш-память NAND подходит для приложения, важно тщательно учитывать эти характеристики и их влияние на производительность приложения. Если вы не уверены, обратитесь за консультацией к специалисту.
Вероятно, ключевым отличием между типами NAND являются циклы выносливости или программного стирания (P/E). Из-за того, как работает флэш-память NAND, требуется, чтобы ячейка была стерта, прежде чем в нее можно будет записать.
Процесс стирания, а затем записи ячейки называется циклом P/E. Каждый раз, когда ячейка стирается, она повреждается или изнашивается, поэтому у каждой ячейки есть время жизни. Это усугубляется составом NAND Flash. Ячейка может быть стерта только как блок и записана как страница. Размер каждого блока и страницы определяется конструкцией чипа NAND Flash, но блок состоит из многих страниц. Если информация в ячейке изменяется, она записывается в другую ячейку, а старые данные помечаются как «готовые к удалению». Затем «хорошие» данные в блоке перемещаются в другое место, и весь блок стирается.
Таким образом, часто даже если данные в ячейке не изменяются, они все равно проходят цикл P/E. Ячейки изнашиваются максимально равномерно с использованием технологии выравнивания износа. Весь этот процесс увеличивает количество циклов P/E и гарантирует, что флэш-память NAND не будет заполнена избыточными данными. Срок службы устройства определяется как выносливость и пропорционален циклам P/E флэш-памяти NAND.
Помните ранее о хранении битов данных в каждой ячейке?
При сравнении различных типов NAND типичные циклы P/E следующие:
В зависимости от устройства и конфигурации флэш-памяти SLC может иметь даже более высокие циклы стирания программ, при этом в некоторых тестах сообщается, что они превышают 100 000, что является феноменальным количеством.
Преодоление разрыва с помощью pLSC (режим SLC) Режим SLC представляет собой гибрид 2-битного MLC на ячейку или 3D TLC Flash с использованием интеллектуальной микропрограммы для эмуляции состояний хранения SLC.
Это приводит к повышению выносливости примерно на 20-30 тыс. циклов P/E (хотя потенциально это может быть намного больше в зависимости от устройства и конфигурации флэш-памяти) при незначительной стоимости по сравнению с SLC. Для промышленных применений, где стоимость и надежность имеют одинаковое значение, это предлагает хорошую золотую середину. На рынке режим SLC часто называют pSLC, а у некоторых производителей есть собственные торговые марки, такие как iSLC и aMLC, но по сути это одно и то же.
Каждое приложение предъявляет различные требования к выносливости, температуре, производительности и хранению данных, поэтому все зависит от того, какие критерии являются наиболее важными. Как правило, для промышленных применений, где требуются качество, надежность и долговечность поставки, используются SLC, pSLC или MLC промышленного класса. Для потребительских технологий, где воздействие потери функциональности или данных не является серьезным, а устройства обычно выбрасываются или заменяются по низкой цене, будет использоваться TLC или 3D TLC.
3D NAND В настоящее время является основным игроком на рынке флэш-памяти NAND. Хотя концепция 3D NAND не нова (она существует уже почти десятилетие), она широко вышла на рынок только в последние пару лет. Возможно, это самая крупная разработка NAND с момента ее создания в 1980-х годах, но заставить 3D NAND стабильно работать было проблемой. Однако теперь эти проблемы преодолены, и технология 3D NAND, несомненно, будет Флэш-память NAND , которую выбирают на долгие годы.
Говоря простым языком, 3D NAND — это укладка микросхем памяти друг на друга. Некоторые производители называют это V (от вертикального) NAND. Цель этой NAND — заставить приложения и устройства работать быстрее и эффективнее, хранить больше информации и потреблять меньше энергии. Первой компанией, запустившей 3D NAND, была Samsung, широко известная и на сегодняшний день крупнейший в мире производитель флэш-памяти NAND, на долю которой приходится более 40% мирового рынка NAND.
Добиться стабильной работы 3D NAND в широком диапазоне рабочих температур (от -40°C до 85°C) было проблемой для некоторых производителей, поставляющих на промышленные рынки. Стандартная рабочая температура от 0°C до 70°C достаточна для потребительского класса, рабочего места, сервера и центров обработки данных, но для приложений, работающих в суровых условиях или удаленных местах, этого температурного диапазона недостаточно. У поставщиков промышленных хранилищ теперь было время проанализировать и протестировать 3D NAND до такой степени, что она стабильно работает в широком диапазоне рабочих температур, и теперь она доступна для промышленных приложений.
Флэш-память 3D NAND обеспечивает более высокую емкость при меньшем физическом пространстве, чем 2D NAND. По сравнению с планарной NAND, 3D NAND может снизить стоимость гигабайта, может улучшить использование электроэнергии для снижения энергопотребления, повысить надежность и обеспечить более высокую производительность записи данных.
Этот вопрос нам задают постоянно, но на самом деле он зависит от того, для чего вы используете хранилище в своем приложении. 3D NAND может подойти, но всегда стоит поговорить с экспертами, чтобы получить правильное решение.
Вопросы?В отношении флэш-памяти NAND нужно многое понять, и мы едва коснулись поверхности в нашем обзоре (мы не хотим вдаваться в технические подробности, поскольку это только запутает ситуацию). Поэтому, если вы используете SD-карты microSD, SSD, USB, mSATA, M.2 или любой другой форм-фактор, в котором у вас возникают проблемы, то почему бы не связаться с нами, мы будем рады помочь вам. Наши технические специалисты готовы и ждут.
Автор
Грэм является руководителем отдела маркетинга отдела промышленных и встраиваемых систем и обладает обширными знаниями в этой области, а также обширным опытом работы в области авиации, аэрокосмической и оборонной промышленности.
Назад к Insights
Звонок Сообщение
Флэш-память NAND — это технология энергонезависимого хранения данных, не требующая питания для хранения данных. Повседневным примером может служить мобильный телефон с флэш-памятью NAND (или микросхемой памяти, как ее иногда называют), где файлы данных, такие как фотографии, видео и музыка, хранятся на карте microSD. Чипы флэш-памяти NAND имеют размер примерно с ноготь и могут хранить огромные объемы данных.
Некоторые примеры флэш-памяти NAND приведены ниже на SD-карте слева и на USB-накопителе справа.
Флэш-память NAND окружает нас повсюду — в наших смартфонах, современных телевизорах, компьютерах и планшетах в наших домах и офисах. Он также встречается снаружи, во всех видах оборудования, от светофоров до цифровых рекламных щитов, систем оповещения пассажиров и дисплеев.
Все, что имеет искусственный интеллект (ИИ) и нуждается в сохранении данных, скорее всего, будет содержать флэш-память NAND.
Флэш-память NAND доступна в различных классах; промышленные и потребительские. Существуют значительные различия между NAND промышленного и потребительского класса, поэтому важно учитывать влияние этих различий на надежность, выносливость, соответствие требованиям и общую стоимость владения (TCO), прежде чем выбирать флэш-память NAND, подходящую для вашего приложения.
Способ изготовления флэш-памяти NAND может существенно повлиять на рабочие характеристики.
Флэш-память NAND проходит более 800 различных производственных процессов, и на изготовление одной пластины (размером с большую пиццу, обычно диаметром 300 мм, см. изображение ниже) уходит около 30 дней. Фабрики NAND или «FABS» огромны, работают 24/7, 365 дней в году для максимальной эффективности и в 100 раз чище, чем операционные больниц. FABS может производить различные типы флэш-памяти NAND (SLC, MLC, 3D — подробнее об этом ниже) и разных размеров.
Некоторые из крупнейших FABS могут производить более 100 000 пластин в месяц.
После того, как пластина разделена или нарезана на отдельные чипсы, они анализируются и оцениваются как 1, 2, 3 или 4, где 1 соответствует наивысшему качеству. Затем чипы отправляются поставщику, например Kingston Technology, который использует NAND в своих продуктах.
Чипы самого высокого качества будут иметь наилучшие рабочие характеристики и, следовательно, более высокую цену.
Проще говоря, данные, хранящиеся во флэш-памяти NAND, представлены электрическими зарядами, хранящимися в каждой ячейке NAND. Разница между одноуровневой ячейкой (SLC) и многоуровневой ячейкой (MLC) NAND заключается в том, сколько бит каждая ячейка NAND может хранить одновременно. SLC NAND хранит только 1 бит данных на ячейку. Как следует из их названий, 2-битная память MLC NAND хранит 2 бита данных на ячейку, а 3-битная MLC NAND хранит 3 бита данных на ячейку. 3-битный MLC называется трехуровневой ячейкой (TLC) и четырехуровневой ячейкой (QLC).
Чем меньше битов на ячейку, тем меньше емкость, но данные записываются и извлекаются быстрее, а микросхема NAND имеет более высокий уровень надежности, поэтому прослужит намного дольше. Таким образом, SLC является самым быстрым и имеет самую высокую надежность, но меньшую емкость (обычно до 64 ГБ). TLC намного медленнее, с низкой выносливостью, но имеет гораздо более высокий порог пропускной способности.
На приведенном ниже графике показаны биты на ячейку и их основные характеристики.
На рынке флэш-памяти NAND появился новый игрок, 3D NAND. Хотя концепция 3D NAND не нова (она существует уже почти десятилетие), она широко вышла на рынок только в последние пару лет. Возможно, это самая крупная разработка NAND с момента ее создания в 1980-х годах, но заставить 3D NAND стабильно работать было проблемой. Однако теперь эти проблемы преодолены, и технология 3D NAND, несомненно, будет Флэш-память NAND на долгие годы.
Говоря простым языком, 3D NAND — это укладка микросхем памяти друг на друга. Некоторые производители называют это V (от вертикального) NAND. Цель этой NAND — заставить приложения и устройства работать быстрее и эффективнее, хранить больше информации и потреблять меньше энергии. Первой компанией, запустившей 3D NAND, была Samsung, широко известная и на сегодняшний день крупнейший в мире производитель флэш-памяти NAND, на долю которой приходится более 40% мирового рынка NAND.
Добиться стабильной работы 3D NAND в широком диапазоне рабочих температур (от -40°C до 85°C) было проблемой для некоторых производителей, поставляющих на промышленные рынки. Стандартная рабочая температура от 0°C до 70°C достаточна для потребительского класса, рабочего места, сервера и центров обработки данных, но для приложений, работающих в суровых условиях или удаленных местах, этого температурного диапазона недостаточно. У поставщиков промышленных хранилищ теперь было время проанализировать и протестировать 3D NAND до такой степени, что она стабильно работает в широком диапазоне рабочих температур, и теперь она доступна для промышленных приложений.
У каждого типа флэш-памяти NAND есть свои плюсы и минусы. SLC хранит меньше данных, но очень быстр и обладает максимальной надежностью. Однако он самый дорогой. Другие типы NAND могут хранить больше данных и дешевле, но имеют гораздо более низкий уровень надежности и часто медленнее. Таким образом, при принятии решения о том, какая флэш-память NAND подходит для приложения, важно тщательно учитывать эти характеристики и их влияние на производительность приложения.
Вероятно, ключевым отличием между типами NAND является выносливость или циклы программного стирания (P/E). Из-за того, как работает флэш-память NAND, требуется, чтобы ячейка была стерта, прежде чем в нее можно будет записать. Процесс стирания, а затем записи ячейки называется циклом P/E. Каждый раз, когда ячейка стирается, она повреждается или изнашивается, поэтому у каждой ячейки есть время жизни. Это усугубляется составом NAND Flash. Ячейка может быть стерта только как блок и записана как страница. Размер каждого блока и страницы определяется конструкцией чипа NAND Flash, но блок состоит из многих страниц. Если информация в ячейке изменяется, она записывается в другую ячейку, а старые данные помечаются как «готовые к удалению». Затем «хорошие» данные в блоке перемещаются в другое место, и весь блок стирается.
Таким образом, часто даже если данные в ячейке не изменяются, они все равно проходят цикл P/E. Ячейки изнашиваются максимально равномерно с использованием технологии выравнивания износа. Весь этот процесс увеличивает количество циклов P/E и гарантирует, что флэш-память NAND не будет заполнена избыточными данными. Срок службы устройства определяется как выносливость и пропорционален циклам P/E флэш-памяти NAND. Помните ранее о хранении битов данных в каждой ячейке?
При сравнении различных типов NAND типичные циклы P/E следующие:
Как видно, существует значительная разница в долговечности NAND, и выбор неправильного типа повлияет на производительность приложений.
3D XPoint (произносится как точка пересечения) — это новый тип памяти, совместно разработанный Intel и Micron. Intel и Micron заявили, что 3D XPoint будет в 1000 раз быстрее и в 1000 раз более долговечным, чем флэш-память NAND, а также будет иметь в 10 раз большую плотность хранения по сравнению с обычной памятью. Ранние продукты, безусловно, быстрее и надежнее, чем NAND, и более плотные, чем обычная память, но они еще не в полной мере соответствуют этим требованиям.
3D XPoint можно найти в линейке продуктов Intel Optane, которые постепенно проникают на рынок настольных компьютеров и ноутбуков.
Режим SLC представляет собой гибрид MLC с 2 битами на ячейку, использующий интеллектуальную прошивку для эмуляции состояний хранения SLC. Это приводит к увеличению срока службы MLC (20–30 000 циклов P/E) всего за небольшую часть стоимости по сравнению с SLC. Для промышленных применений, где стоимость и надежность имеют одинаковое значение, это предлагает хорошую золотую середину.
На рынке режим SLC часто называют pSLC, а у некоторых производителей есть собственные торговые марки, например iSLC и aMLC, но по сути это одно и то же.
В приведенной ниже сравнительной таблице показаны различия между основными типами флэш-памяти NAND и их основные характеристики.
NAND промышленного класса обычно представляют собой SLC, режим SLC и MLC, а до недавнего времени — 3D TLC. Промышленный класс имеет широкие возможности настройки и работает в широком диапазоне рабочих температур от -40 ° C до 85 ° C и используется в аэрокосмической, оборонной, транспортной, медицинской, морской, энергетической и информационно-развлекательной отраслях, и это лишь некоторые из них.
Потребительский сорт не может быть изменен и работает при температуре от 0°C до 70°C. обычно он встречается в телефонах, ноутбуках, планшетах, ПК и телевизорах.
3D NAND — это огромная разработка, которая, несомненно, имеет свои преимущества.
Но действительно ли он идеален для промышленного применения? Ответ заключается в том, что это действительно зависит от того, для чего он используется.
По мере того, как 3D NAND становится все более популярным в промышленных секторах, есть некоторые опасения, что производство SLC и MLC прекратится, поэтому в результате инженеры надеются перейти на технологию 3D NAND. SLC и MLC не исчезнут в одночасье, на самом деле спрос и предложение по-прежнему сильны, учитывая их уникальные рабочие характеристики и атрибуты настройки.
Безусловно, нет необходимости немедленно переходить на 3D NAND, поскольку эта технология все еще является относительно новой для промышленного рынка и будет развиваться в течение следующих нескольких лет по мере того, как специализированные промышленные производители, такие как Innodisk и ATP Electronics, будут расширять границы этой технологии. . Его, безусловно, стоит рассматривать вместе с продуктами SLC и MLC, но он находится в нижней части спектра цен, выносливости и производительности.
В приведенном ниже видео объясняются различия между этими типами флэш-памяти NAND —
Станьте участником, чтобы бесплатно получить неограниченный доступ ко всему контенту DesignSpark!
Зарегистрируйтесь, чтобы стать участником
Уже являетесь участником DesignSpark? Логин
Поделиться этой записью
thumb_upLike star_borderСледите за статьей
Компания Simms International plc, основанная в 1990 году, является частным специализированным дистрибьютором памяти и решений для хранения данных мирового класса среди поставщиков оборудования и инфраструктуры, торговых посредников и интернет-магазинов.