3d v nand что это

Как выбрать SSD накопитель в 2020 году

3d v nand что это

Ускоряете компьютер? Первое, что приходит в голову — это процессор, память и видеокарта. Об ускорении «винчестера» некоторые задумываются в последнюю очередь, выбирая его по остаточному принципу.

И хорошо, если в списке покупок оказывается все-таки твердотельный накопитель, а не единственный безальтернативный жесткий диск.

Эта небольшая шпаргалка поможет чуть лучше разобраться в современных технологиях накопителей и не растеряться при выборе SSD для своего компьютера. 

Форм-факторы: mSATA, M.2, 2.5″ и PCI Express  чем они отличаются?

Действительно, SSD выпускаются в трех разных форм-факторах. Строго говоря, есть еще внешние накопители, которые могут иметь вообще любой вид и подключаться к компьютеру посредством Thunderbolt или USB, но мы сейчас не о них. 

2,5″ (два с половиной дюйма) — это типичный размер ноутбучного жесткого диска. Простой и понятный, поэтому в таком же корпусе стали выпускать и твердотельные накопители, чтобы проще было модернизировать старые устройства, да и для новых особо ничего не выдумывать.

Разъем и кабель SATA, питание тоже как у жесткого диска. Большой алюминиевый корпус для хорошего теплоотвода. Это преимущества 2,5-дюймового формата SSD. Недостатки растут из них же: SATA — медленный интерфейс.

Он не дает раскрыться технологии SSD, да и в таких габаритах нет потребности, современные твердотельные накопители могут занимать гораздо меньше места. 

mSATA — формат накопителя, который проще всего описать как 2,5″ без корпуса. То есть, это небольшая плата с чипами памяти, имеющая разъемы передачи данных и питания по стандарту SATA. Компактнее предыдущего варианта, но с тем же медленным интерфейсом.

M.2 — современный компактный формат для большинства SSD. Это, по сути, плата с микросхемами, которая подключается напрямую к материнской плате. Без кабелей и громоздких корпусов. Изначально этот формат появился там, где теснее всего, то есть, в ноутбуках.

Но со временем прижился и в настольных компьютерах. Минусом такого решения можно считать разве что недостаточный теплоотвод: некоторым моделям, работающим в режиме высоких нагрузок, нужны дополнительные радиаторы.

В большинстве случаев при выборе SSD для домашнего игрового компьютера есть смысл выбирать именно формат M.2.

Кстати, цифры 2280 в названии (ещё бывают варианты 2230, 2242, 2260) указывают всего лишь на размер платы в миллиметрах, где 22 — ширина (у всех одинаковая), а 80 — длина (влияет по сути только на место, занимаемое внутри системного блока).

PCI Express — тут главное не запутаться. Смотрите: этим термином называют как интерфейс передачи данных, так и физический разъем на материнской плате.

Сейчас мы говорим как раз о разъёме, точнее, о форм-факторе карты расширения, устанавливаемой в слот PCI Express. Плюс такого варианта реализации SSD — в возможности использовать более быструю конфигурацию PCIe x8.

Но такая карта расширения, крупная и занимающая неожиданный слот, больше подойдет для сервера, хотя можно поэкспериментировать и дома, если позволяет бюджет.

Вот, это важный момент. С форм-факторами 2,5″ и mSATA все понятно, они работают по интерфейсу SATA. Накопители в формате карт для слота PCI Express работают по интерфейсу PCI Express. А вот стандарт M.2 заставляет нас все-таки поглубже разобраться в этих интерфейсах, потому что есть M.2-накопители, работающие как по более медленному протоколу SATA, так и по более быстрому PCIe.  

SATA — это старый добрый интерфейс для подключения жестких дисков знакомыми красными проводами (олдфаги помнят еще более старый IDE с широкими серыми шлейфами, но эти технологии древности для SSD бесполезны).

Максимальная пропускная способность SATA достигает 600 Мбайт/сек. Этого с головой хватало жестким дискам, но для быстрой флеш-памяти это явно узкое место. Поэтому накопитель формата М.

2, работающий по интерфейсу SATA (его можно отличить по двум прорезям-ключам на разъеме с контактами) — не самое быстрое решение.

NVMe (Non-Volatile Memory Express) — более быстрый протокол работы накопителей. Физически он использует тот же разъем М.2, но передает данные по шине PCI Express. Которая, в свою очередь, имеет разные версии, дальше расскажем подробнее.

PCIe 4.0: в чем отличие от PCIe 3.0?

Скорость. Да, там в спецификации есть про повышенную надежность работы, но основное отличие именно в скорости. Пропускная способность четвертой версии интерфейса PCIe вдвое выше, чем у третьей.

Максимальная скорость одного канала (PCIe x1) составляет почти два гигабайта в секунду (1,969 Гбайт/с). Для SSD-накопителей, работающих через разъём M.2 с интерфейсом PCIe x4 потолок составит, соответственно, 7,87 Гбайт/с.

Как вы уже знаете, предел возможностей SATA III составляет всего 600 Мбайт/с, это примерно в 13 раз медленнее. 

У Apple, как всегда, все по-своему. Твердотельные накопители в макбуках и аймаках прошли общую для всех эволюцию интерфейсов, перейдя с SATA на PCIe.

А вот разъемы на накопителях там свои, несовместимые с классическими M.2, хотя протокол передачи данных тот же.

Так что если вы апгрейдите макбук, выбирайте накопитель, поддерживаемый макбуками, причем обратите внимание на особенности конкретно своей модели.  

Айопс (расшифровывается как input/output operations per second) — это важный параметр скорости накопителя. Со скоростью передачи данных по разным интерфейсам мы уже разобрались, но есть еще один нюанс.

Насколько велики задержки при попадании информации внутрь накопителя и при извлечении их оттуда? Вот на этот вопрос как раз и отвечает показатель IOPS. И у накопителей SSD он гораздо выше, чем у классических жестких дисков.

Чисто механически: жесткому диску, для того, чтобы считать информацию с определенного участка пластины, нужно какое-то время, чтобы физически «поднести» магнитную головку к нужному месту. Твердотельные накопители лишены таких сложностей.

Поэтому, если у HDD показатель IOPS измеряется сотнями, то у SSD — десятками и сотнями тысяч, причем у самых производительных вроде Samsung SSD 980 PRO этот параметр достигает миллиона. 

SLC, MLC, TLC, QLC —  в чем разница?

Разница в количестве бит информации, которое можно сохранить в одной ячейке памяти. Чем больше, тем плотнее упакована информация в накопителе и тем больше его ёмкость при аналогичной стоимости. Но скорость доступа при этом может быть ниже. Давайте по порядку.

SLC (Single-Level Cell) — тип флеш-памяти, где в одной ячейке хранится один бит информации. Такая память будет быстрой и энергоэффективной, но весьма дорогой.

MLC (Multi-Level Cell) — тут в одной ячейке можно хранить не один бит данных, а много. Целых два (потому что случаи с большим количеством бит впоследствии получили свои собственные названия, о них дальше). Соответственно, плотность данных выше, стоимость одного гигабайта ниже, но скорость и выносливость накопителя теоретически уступают SLC.

Впрочем, современные технологии позволяют эти нюансы понемногу компенсировать. Чтобы не сталкиваться с чисто физическими ограничениями при производстве чипов памяти, ячейки стали делать трехмерными, то есть, на одном слое микросхемы размещать сразу несколько ячеек, как бы «в высоту». Так появились приставки 3D у типов памяти TLC и QLC. 

TLC (Triple-Level Cell) — три бита данных в ячейке. Такая память также может называться 3-bit MLC или MLC-3, потому что это фактически одна из разновидностей MLC. Современные технологии производства уже позволяют делать такие чипы весьма быстрыми .

QLC (Quad-Level Cell) — четыре бита данных в ячейке, то есть, 4-bit MLC. В данный момент такая память считается наиболее доступной, хотя и уступает по скоростным характеристикам другим описанным типам.

А что значит V-NAND?

Это один из типов упомянутой выше 3D флеш-памяти. Во-первых, следует знать, что вся флеш-память делится на два больших класса NAND и NOR.

Они отличаются логикой организации доступа к данным, и для современных SSD используется только память типа NAND. А вот уточнение «V-NAND» говорит о том, что это память с вертикальным типом организации трехмерной структуры ячеек.

Еще есть горизонтальный тип, но вникать в такие тонкости при выборе конкретного накопителя вам вряд ли понадобится.

Хорошо, а о чем говорит показатель TBW?

О том, сколько всего данных гарантированно можно записать на этот накопитель. Это один из показателей надежности накопителя. Как известно, SSD тоже подвержены износу, и одну ячейку нельзя перезаписывать бесконечное количество раз.

Чем больше заявленный производителем параметр TBW (Total Bytes Written), тем больше данных может быть записано на диск в течение его жизненного цикла. TBW обычно измеряется в терабайтах.

Для домашнего пользователя значения 100 может хватить на добрый десяток лет использования, а вот для сервера, который постоянно перезаписывает данные, этого может быть маловато. 

Что такое S.M.A.R.T. и зачем нужна эта технология?

S.M.A.R.T. звучит похоже на smart, то есть, что-то умное. В случае с накопителями это self-monitoring, analysis and reporting technology, то есть, технология самоанализа состояния устройства. Жесткий диск или SSD, поддерживающий S.M.A.R.T., может своевременно предупредить о намечающихся проблемах в работе.

Точнее не так, накопитель умеет только определять и хранить набор важных параметров, а вот сообщать о них пользователю технически будет уже операционная система или специальная программа. Технология S.M.A.R.T. изначально разрабатывалась именно для жестких дисков, поэтому в ней есть много параметров, связанных с его анатомией.

Но с приходом SSD появились особенные параметры и для них (количество циклов записи, счетчики разнообразных ошибок, состояние пула резервных блоков). Для пользователя это важный сигнал: если S.M.A.R.T. говорит об износе накопителя, вы можете заранее позаботиться о покупке нового и резервном копировании данных.

А не в панике и в последний момент, как обычно.

Ура! Теперь вы без труда расшифруете надпись вроде «M.2 2280 PCIe 4.0 x4 V-NAND TLC» (подсказка: это накопитель размером 22х80 миллиметров с разъемом М.2, который работает на быстрой шине PCI Express 4.0 в четыре потока и содержит чипы «трехмерной» флеш-памяти с возможностью хранения трех бит данных в каждой ячейке). Можно брать.

При поддержке Samsung SSD 980 PRO

В работе над этим редакционным материалом, созданным с учетом интересов читателей gg, участвовал рекламодатель — компания Samsung, заинтересованная в том, чтобы вы больше узнали о возможностях современных SSD-накопителей и после прочтения этого текста знали на что нужно обращать внимание при выборе такого хранилища данных для своего компьютера.

Samsung SSD 980 PRO: следующий уровень производительности SSD

  • первый потребительский твердотельный накопитель (SSD) Samsung с интерфейсом PCIe 4.0 NVMe
  • скорость чтения до 7000 МБ/с (в 2 раза быстрее, чем SSD с интерфейсом PCIe 3.0, и в 12,7 раза быстрее, чем SSD с интерфейсом SATA)
  • никелевое покрытие, способствующее контролю перегрева и отведу тепла от NAND чипа
  • встроенный фирменный алгоритм термоконтроля повышает долговечность и стабильность
  • приложение Samsung Magician для контроля состояния, оптимизации производительности и защиты данных
  • качество и надежность мирового бессменного лидера с 2003 года в производстве флеш-памяти

Топовый SSD для игр и приложений, требующих высокой производительности

https://www.youtube.com/watch?v=Bz7qUUc3eD4

Это NVMe накопитель в форм-факторе M.2 2280 с интерфейсом PCIe 4.0. Заявленная скорость чтения и записи составляет 7000 и 5000 MB/s соответственно, а скорость ввода-вывода достигает одного миллиона IOPS.

Для борьбы с перегревом используется пассивный теплорассеиватель, никелевое покрытие и специальные алгоритмы термоконтроля. Статус накопителя, параметры S.M.A.R.T.

, опции шифрования и производительности можно посмотреть в фирменном ПО Samsung Magician Software.

лучше не найти

Для тех, кто хочет знать больше

Источник: https://gagadget.com/65690-kak-vyibrat-ssd-nakopitel-v-2020-godu/

Что выбрать MLC, TLC или QLC? (а также о V-NAND, 3D NAND и SLC)

3d v nand что это

Выбирать комплектующие для компьютеров всегда сложно. Если раньше, когда технологии только развивались, трудность заключалась в недостаточном количестве информации, то сейчас в ее обилии трудно уследить за всеми новинками. В этой статье мы поговорим о SSD накопителях и технологиях, которые в них используются.

Что такое твердотельный накопитель?

Накопители, использующие энергонезависимую память, относительно новое изобретение, которое появилось только во второй половине 90-х годов.

В отличие от жестких дисков, которые хранили информацию на магнитных пластинах, и считывали ее с помощью считывающей головки, на SSD информация хранится в массиве ячеек памяти, состоящем из транзисторов с плавающим затвором, здесь используется такая же технология, как и во flash накопителях.

Благодаря отсутствию движущихся частей, скорость работы SSD накопителей выше, а работают они тише, меньший вес, потребление энергии примерно на 80% ниже, отсутствие нужды в дефрагментации. Все это хорошо, но к огромному минусу можно отнести невозможность восстановления удаленной информации.

Флеш-память для SSD определяется плотностью записываемых данных и количеством уровней сигнала, поддерживаемых одной ячейкой. Она представляет ячейки памяти на основе полупроводников, организованные специальным образом. Все потребительские SSD, находящиеся в продаже имеют тип памяти NAND. По типу хранения они разделяются на четыре группы:

  • Первый тип флеш-памяти, который был применен в твердотельных накопителях, SLC (Single Level Cell – одноуровневая ячейка). Он поддерживает всего лишь один уровень сигнала, поэтому может записывать только 1 бит информации, который является 0 или 1, в зависимости от положения транзистора.
  • MLC (Multi Level Cell – многоуровневая ячейка) – улучшенная версия SLC. В этой версии может записываться несколько уровней сигнала, из-за чего количество информации, который можно записать в одну ячейку равняется 2 битам. Это увеличивает плотность записи и снижает цену на гигабайт емкости в 2 раза.
  • TLC (Triple Level Cell – трехуровневая ячейка) – улучшенная версия MLC. За счет тонкого управления уровнем заряда ячейки, и повышением чувствительности считывания, в одном элементе флеш-памяти может храниться 3 бита информации.
  • QLC (Quad Level Cell – четырехуровневая ячейка) – На 2019 год является самым новым видом памяти. Одна ячейка способна хранить 4 бита данных одновременно. Цена на эту флеш-память ниже чем у предыдущих.

Повышая емкость ячейки флеш-памяти, компании снижают стоимость SSD накопителей, но это также снижает ресурс диска, влияя на количество циклов перезаписи.

Чем больше емкость, тем меньше раз можно будет перезаписывать данные, и, в какой-то момент, циклы перезаписи закончатся, и можно будет только считывать хранящуюся информацию.

Кроме того, транзистор, который хранит данные, из-за перехода на многоуровневые типы флеш-памяти стал чувствительнее, а значит, он быстрее изнашивается. Какое количество перезаписей выдерживают разные типы ячеек?

  • для SLC количество перезаписей около 100 тысяч
  • для MLC – около 10 тысяч
  • для TLC – 3-5 тысяч
  • QLC переживают всего около 1 тысячи циклов

Еще одна проблема, связанная с повышением плотности – снижение скорости. Из-за того, что контроллеру нужно понимать разницу между комбинациями бит, нагрузка увеличивается. Как следствие, увеличивается время, затраченное на чтение и запись. То есть, чем больше состояний поддерживающихся флеш-памятью в SSD накопителе, тем медленней происходит запись.

Что выбрать MLC или TLC?

Мы не будем говорить о SLC дисках, так как они почти отсутствуют в потребительском сегменте, если же они там есть, то цены на них слишком высоки. Из всего вышесказанного, можно сказать, что MLC лучше для пользователей, чем TLC, так как

  • Работает с более высокой скоростью
  • Имеет более продолжительный срок службы
  • Использует меньшее количество энергии во время работы

Минус MLC – более высокая, по сравнению с TLC, цена.

Однако мы не можем сказать этого наверняка, так как можно купить более новый SSD с TLC памятью, который будет более емким, с более новым набором характеристик, которые окажутся лучше, чем у накопителя с MLC памятью.

Но можно точно сказать, что до 10000 рублей TLC покупать намного выгодней, чем MLC.

Кроме этого, нужно учитывать, что SSD накопители не предназначены для хранения большого количества информации, но они подходят для установки операционной системы и программ, которыми вы пользуетесь, так как увеличивают скорость загрузки.

V-NAND, 3D NAND, 3D TLC

При покупке или изучении SSD накопителей, вам могут встретиться эти обозначения, давайте разберемся, что они означают?

SLC, MLC, TLC и QLC это ячейки, расположенные в плоскости. Для увеличения памяти нужно большее количество кристаллов, но уменьшать их сложно, и неизвестно, оправдается ли уменьшение кристаллов с экономической точки зрения.

Поэтому разработчики решили делать твердотельные накопители, размещая ячейки не только в плоскости, но и слоями. Из-за этого чипы будут трехмерными, как следствие, появится возможность помещения большего количества информации на такую же единицу площади.

Такая флеш-память более долговечна, благодаря тому, что нет нужды в подаче высокого напряжения при записи данных в ячейку.

Первая компания, которая начала производство многослойной памяти – Samsung. В 2013 году они сообщили о первом выпуске трехмерных чипов MLC типа, под названием 3D V-NAND. В них содержалось 24 слоя. Через год число слоев увеличилось до 32, а тип памяти изменился на TLC. Технология, которую использовали Samsung сделала чипы памяти более экономичными, надежными и быстрыми.

Для создания многослойной памяти производители напыляют какое-то число слоев на кремниевую пластину, которые образовывают линии слов, и создают очень большое количество отверстий, для последующего формирования линий битов.

Какой максимум слоев может быть нанесен? Из расчетов высоты 32-слойной V-NAND (4мкм) к высоте пластины (625-775мкм), можно создать более 190 слоев памяти.

Это только теоретические расчеты, поэтому вряд ли такое значение будет достигнуто, но это показывает перспективы развития технологии 3D NAND.

Технологии продолжают развиваться. Год от года технология создания твердотельных накопителей улучшается. Их цена падает, а скорость и время работы растет. Хотя SSD все еще не заменили жесткие диски, можно сказать, что это технологии, которые будут развиваться и дальше еще долгое время.

Источник: https://lenovo-smart.ru/chto-vybrat-mlc-tlc-ili-qlc-a-takzhe-o-v-nand-3d-nand-i-slc.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.