Las unidades de estado sólido están ganando popularidad en el mercado debido a sus interfaces de lectura y alta velocidad de alta velocidad y celdas flash 3D que crearán nuevas arquitecturas de almacenamiento de datos. En el futuro, los SSD tendrán una capacidad de varios terabytes y podrán transferir varios gigabytes de datos por segundo, lo que reemplazará gradualmente a los discos duros mecánicos en el futuro. A continuación, el sistema de inicio presentará estas tecnologías de antemano. Los SSD cargan los sistemas operativos y las aplicaciones a una velocidad de dos a tres veces más rápida que los discos duros mecánicos, por lo que las computadoras sin SSD están un poco obsoletas. Sin embargo, de hecho, los SSD solo pueden reproducir completamente su rendimiento cuando se utilizan como dispositivos de almacenamiento masivo en el servidor. En la interfaz SATA de las computadoras personales, las conexiones SATA solo pueden proporcionar 300 MB por segundo (SATA 2.0) según diferentes estándares. También conocida como la interfaz 3G o 600 MB por segundo (SATA 3.0 también se conoce como la interfaz 6G), no hay posibilidad de que el SSD realice su rendimiento completo. De hecho, las actuales cajas de disco duro de 2,5 pulgadas utilizadas en los SSD están desarrolladas para permitir el uso de discos duros mecánicos en computadoras portátiles. Se afinan para ser las más adecuadas para los cabezales de lectura /escritura de discos duros mecánicos para leer datos sobre discos metálicos giratorios. El disco duro de estado sólido puede ser muy pequeño, un chip de memoria es en realidad tan pequeño como una CPU, se puede instalar una pluralidad de chips de memoria en el disco duro de estado sólido y el chip de control puede leer o escribir en paralelo el chip de memoria. Puede ser mucho más rápido que la interfaz SATA. Próximamente veremos nuevas interfaces en las placas madre y las computadoras portátiles. La nueva interfaz puede admitir velocidades de transferencia de datos más rápidas y puede transferir varios gigabytes de datos por segundo, lo que dará cuenta del potencial de la tecnología flash. En segundo lugar, la densidad de datos de los SSD aumentará drásticamente y el precio de los medios de almacenamiento flash disminuirá significativamente. Podemos obtener SSD de 500 GB a un precio bajo. Y, gracias al nuevo modelo de celdas flash, podremos obtener un SSD de terabyte más asequible en el futuro. Interfaces de alta velocidad Los SSD de próxima generación están listos para despegar, y serán más rápidos que todos los SSD en el mercado actual. Utilizarán una nueva interfaz: SATA Express (Serial ATA Express, SATAe para abreviar), que reenviará los datos SATA a través de PCI-E. Hasta ahora, solo la tarjeta gráfica está transmitiendo datos a través de PCI-E. La interfaz SATAe conectada al PCI-E se puede conectar a dos enchufes SATA. La velocidad de transmisión de la interfaz SATA puede alcanzar hasta 600MB /s, mientras que la velocidad de transmisión de la generación anterior PCI-E 2.0 puede alcanzar los 400MB /s por canal. La nueva generación PCI-E La velocidad de transmisión por canal de 3.0 puede ser tan alta como 1 GB /s. Dado que el SSD de la interfaz SATAe utiliza al menos dos canales para transmitir datos a través de PCI-E, la velocidad de transmisión de SATAe estará entre 800MB /sy 2GB /s. Pero la actualización de SATAe no es solo una interfaz, sino un nuevo estándar de interfaz. Por razones de compatibilidad, SATAe continuará admitiendo el estándar de Interfaz de controlador de host avanzado (AHCI). El estándar AHCI es un estándar de interfaz desarrollado conjuntamente por varias compañías bajo el liderazgo de Intel en 2004. El tiempo de respuesta de este estándar es lento. Y este estándar que debe ser reemplazado pronto está a punto de ser reemplazado por un nuevo estándar de interfaz: el estándar de Interfaz de Controlador de Host de Memoria No Volátil (NVMHCI) es un dedicado para unidades de estado sólido de alto rendimiento SATAe. Desarrollado como estándar de interfaz, el conjunto de instrucciones de NVMHCI transfiere datos en paralelo con el número de núcleos de CPU. La CPU puede procesar directamente todas las instrucciones de almacenamiento y lectura sin hacer cola. Además, NVMHCI transfiere comandos directamente entre la CPU y el controlador SSD sin almacenamiento intermedio, lo que resulta en menores tiempos de respuesta. Optimización de la memoria flash ¿Estas son solo teorías o son realmente factibles? De hecho, las SSD que transmiten datos a través de PCI-E se han utilizado en servidores durante mucho tiempo, y estas SSD pueden alcanzar tasas de transferencia muy superiores a 4 GB /s. Sin embargo, debido a la falta de controladores, no se pueden instalar dispositivos similares en la computadora de un usuario personal. La única excepción es RevoDrive (una combinación de unidades de estado sólido y un adaptador PCI-E). El SSD M.2 es un producto de transición diseñado para computadoras portátiles y destinado a usuarios individuales. Actualmente, el SSD M.2 sigue utilizando la interfaz SATA, pero la nueva interfaz SATAe permitirá que M.2 se conecte a través de PCI-E. El Plextor M6E y el Samsung XP941 son SSD M.2 que se pueden conectar a PCI-E. Se pueden usar con las nuevas placas base de chipset de la serie 9 de Intel que son compatibles con el estándar SATAe. Desafortunadamente, las placas base de los conjuntos de chips H97 y Z97 permiten hasta dos canales PCI-E 2.0, lo que limita la velocidad de transferencia del SSD a 800MB /s. Para unidades de estado sólido como el Plextor M6E, el problema es pequeño, porque los dos huecos en el zócalo SSD (comúnmente conocido como clave B) indican que solo se utilizan dos canales para la transmisión. Sin embargo, para el Samsung XP941, solo hay un hueco en el zócalo (conocido comúnmente como tecla M), que puede usar el disco duro de estado sólido de cuatro canales, y la velocidad máxima no se puede lograr por las restricciones de la placa base. Para una unidad de estado sólido de alta velocidad como la Samsung XP941, necesitará una tarjeta adaptadora de unidad de estado sólido con una ranura PCI-E o la placa base Z97 Extreme6 de ASRock. Actualmente, esta placa base puede proporcionar una conexión PCI-E de 4 canales para M.2. La futura interfaz PCI-E 3.0 permitirá a los SSDs de SATAe utilizar plenamente su rendimiento. El chip de control actual solo admite PCI-E 2.0. Sin embargo, el SandForce 3700 se lanzará pronto. Además de ser compatible con AHCI, el chip de control también puede Soporte para NVMHCI. Luego, el controlador PCI-E 3.0 de Toshiba, OCZ Jetstream Express, estará disponible el próximo año, e Intel planea introducir un conjunto de chips compatible con PCI-E 3.0. El precio de una unidad SSD de gran capacidad con una capacidad de memoria flash 3D de hasta 4 TB sigue siendo bastante asequible, pero las unidades SSD con precios similares son solo de 250 GB a 500 GB. Sin embargo, esta es solo la situación actual. Se espera que el tamaño y el diseño de las unidades de memoria flash alcancen una nueva etapa en los próximos años, y los SSD podrán revertir completamente esta situación. Actualmente, las celdas de memoria flash utilizadas en los SSD son como los transistores de una CPU. La única diferencia es que las celdas flash pueden almacenar la carga permanentemente en la puerta flotante. Actualmente, los fabricantes han actualizado con éxito el proceso de fabricación de celdas flash a 20 nm y se están moviendo rápidamente hacia otro proceso más pequeño. Cada mejora en la tecnología significa una reducción en los costos y los costos de producción, por lo que los fabricantes están felices de cambiar a otro tipo de unidad de flash: flash 3D. La capacidad de los SSD es otro problema que afecta el precio. En la actualidad, el mayor SSD SanDisk Optimus Max tiene una capacidad de 4 TB, pero básicamente solo los usuarios empresariales gastarán decenas de miles de dólares para comprar. Para los SSD utilizados por usuarios individuales, esta tecnología flash no es realista. Samsung y Toshiba actualmente están tomando otro camino. Logran el propósito de almacenar 3 bits de datos (8 cargas diferentes que representan un valor binario entre 000 y 111) para cada celda flash almacenando celdas flash TLC con 8 niveles de carga diferentes en la puerta flotante, a través del aumento de la densidad de almacenamiento. Aumentar la capacidad de los SSDs. Sin embargo, esta unidad de flash solo puede admitir 1 000 operaciones de escritura o eliminación. Normalmente, la unidad flash MLC utilizada por el SSD para usuarios individuales puede grabar 2 bits de datos por unidad y puede soportar 10,000 operaciones de escritura o eliminación. La unidad de estado sólido PM853T del servidor con unidad TLC, Escrituras de dispositivo por día de Samsung (DWPD, que indica la cantidad de datos que el SSD puede escribir todos los días) es de 0,3 a 1,6 veces para todo el disco. Puede garantizar una vida de 5 años. Obviamente, el PM853T solo es adecuado para datos que rara vez se actualizan. Por el contrario, otros SSD de servidor comunes, DWPD, suelen estar entre 10 y 30. Las limitaciones de la memoria flash 2D Si desea lograr un rendimiento de alto costo y mantener una alta capacidad y alta calidad, la única forma es reducir el tamaño de la unidad de memoria flash. Sin embargo, si el tamaño de la unidad de memoria flash se comprime aún más, la unidad de memoria flash puede tener problemas si el tamaño es inferior a 20 nm. En primer lugar, para resolver la limitación de la quema por láser a una longitud de onda de 193 nm en el proceso de producción, la herramienta de exposición ultravioleta que resuelve este problema sigue siendo demasiado costosa para la producción de celdas de memoria flash. Además, los fabricantes también se enfrentan a limitaciones físicas. Cuando el tamaño de la carcasa de la unidad es inferior a 20 nm, algunos componentes tendrán solo unas pocas capas atómicas y es imposible continuar encogiéndolas. Además, una capa inter-poli dieléctrica (IPD) entre la puerta de control y la puerta flotante también puede causar problemas. La compuerta de control descarga o llena la carga de la compuerta flotante aplicando un voltaje, y la compuerta flotante debe mantener su carga, por lo que sus alrededores están rodeados por IPD, lo que evita que la carga se escape a través de la compuerta de control. La capa IPD no puede ser demasiado delgada. Cuando el grosor de la IPD es inferior a 10 nm, la carga de la puerta flotante disminuirá con el tiempo. En la actualidad, los fabricantes han mejorado el proceso de celdas flash a 16nm ~ 19nm. La compuerta de control originalmente hecha de silicio ha sido reemplazada por metal y óxido de silicio, y IPD ha sido reemplazada por material de alto dieléctrico, como la oxidación. Oye Por lo tanto, es posible construir una puerta de control más efectiva, y ya no es necesario rodear la puerta flotante desde tres lados. En cambio, el espacio entre las puertas de control de las celdas está lleno de burbujas para reducir la interferencia. Sin embargo, estas medidas no pueden resolver el problema completamente para resolver el problema de IPD y solo pueden jugar un cierto retraso. La limitación de la memoria flash 3D flash 3D que se rompe a través de la limitación se puede resolver mediante diferentes métodos. Por ejemplo, la estructura de la unidad de memoria flash tiene solo una capa adyacente entre sí, y en su lugar se utiliza la estructura 3D que se puede apilar. Cuanto mayor sea la densidad de almacenamiento. Samsung introdujo por primera vez el concepto de memoria flash 3D en 2013. La primera generación de V-Nand contiene 24 capas de celdas de memoria flash, logrando la misma densidad de almacenamiento de la mejor memoria flash 2D actual. Aunque las celdas superpuestas requieren un espacio de 80 nm de diámetro, la gran estructura apilada todavía tiene sus ventajas. La memoria flash V-Nand funciona a bajos voltajes y admite 35,000 ciclos de escritura o borrado, más de tres veces la unidad MLC. Y de acuerdo con la introducción de Samsung, la velocidad de escritura también aumentará exponencialmente. Samsung tiene un gran plan de producción, y se espera que el chip V-Nand aumente de 128GB a 1TB en 2018. De hecho, esto solo necesita apilar más capas, y la capa 192 puede alcanzar 1TB. Sobre la base de esta densidad de datos, el costo de los SSD entre 4 TB y 8 TB será asequible para usuarios individuales. La industria cree que mientras la memoria flash 3D se apile sobre 40 capas, el precio por GB será más barato que el flash 2D. Técnicamente, la memoria flash de Toshiba Bit Coste Escalable (BICS) es casi la misma que la memoria flash V-Nand. BICS utiliza una capa de memoria hecha de nitruro de silicio que rodea la carga en la capa de memoria por dos capas de óxido. Las puertas de control adyacentes a la celda pueden eliminar la carga de la capa de memoria o pueden escribirse. La memoria flash V-NAND funciona de la misma manera, pero la capa de almacenamiento utiliza otros materiales, y su capa de almacenamiento no está envuelta en óxido a base de silicona, sino envuelta en material de alto dieléctrico hecho de aluminio. De acuerdo con la introducción de Samsung, la compuerta de control usa nitruro de tantalio para asegurar una remoción más rápida de la unidad, y el nuevo material también asegura el nivel de carga, lo que aumenta aún más la vida útil. En la actualidad, Toshiba está en el proceso de reconstruir el BICS de fabricación de equipos de producción de chips, la muestra se puede lanzar desde marzo de 2015. Aunque el prototipo BICS actual solo planea apilar 16 capas, se puede esperar que más de 30 capas de chips vendidos oficialmente sean suficientes para competir con el flash V-NAND. Los expertos del mercado de IHS creen que la memoria flash 3D estará en todas partes en 2016, la densidad de datos podrá competir con los discos duros mecánicos, y si el precio se pierde, es probable que los discos duros mecánicos pronto se conviertan en historia. Este artículo proviene de [System Home] www.xp85.com