Meniul
AcasăTehnică

Tipuri de memorie flash. Ce este memoria flash

Astăzi, producătorii produc mai multe tipuri de unități de memorie flash: acestea sunt carduri Compact Flash, SmartMedia, MultiMedia Card, SecureDigital Card, Memory Stick și chei USB.

LA OFlash. Primele unități de memorie flash care au apărut pe piață au fost cardurile ATA Flash . Aceste unități sunt fabricate sub formă de carduri standard Card PC . Pe lângă cipurile de memorie flash, în ele este instalat un controler ATA, iar în timpul funcționării emulează un obișnuit IDE -disc. Interfața acestor carduri este paralelă. Carduri ATA Flash nu sunt utilizate pe scară largă și sunt utilizate în prezent extrem de rar.

CompactFlash. Carduri Compact Flash (CF ) au fost oferite de companie SanDisk ca o alternativă mai compactă și mai ușor de utilizat la carduri ATA Flash . Prin urmare, dezvoltatorii standardului CF prevăzută posibilitatea de a opera aceste carduri ca dispozitive PC Card sau ca IDE -dispozitive. În primul caz, cărțile funcționează ca cele obișnuite Card PC dispozitivele și interfața lor „se transformă” într-un autobuz Card PC . În al doilea - cât de dur IDE -discurile și interfața lor funcționează ca o magistrală ATA.

Carduri CF a apărut pentru prima dată în 1994. Toate cardurile de acest tip au o interfață paralelă cu 50 de pini. Apropo, există hărți CF două tipuri - Ture I și Turul II . Carduri de tip Toure II cu doi milimetri mai gros și au apărut doar pentru că corpurile de card Toure le precedau eu nu a permis plasarea memoriei flash de mare capacitate în interior pentru producerea de medii încăpătoare CF . În prezent nu există o astfel de nevoie și cardul Toure II părăsind treptat piața. Vă rugăm să rețineți că drive-urile pentru cardurile Tur II Puteți instala hărți Tur eu , în timp ce contrariul nu este posibil.

Printre cardurile flash, liderul incontestabil în performanță a fost Cardul CF Transcend Ultra Performance 25 x CompactFlash 256 MB, care poate fi considerat pe bună dreptate standardul pentru viteza unităților flash moderne. Viteza de scriere secvenţială/aleatorie a acestui card flash ajunge la 3,6/0,8 MB/s, viteza de citire este de 4,0/3,7 MB/s.

Viteza de operare CF -cardurile încetinesc odată cu creșterea volumului, ceea ce se vede clar în exemplul cardurilor flash512 MB. O creștere de două ori a capacității duce la o scădere cu 30% a productivității. cu excepția vitezei de scriere aleatoare, care a crescut de 2,5 ori - acest lucru pare destul de ciudat și neașteptat.

Caracteristicile vitezei CF -cardurile depind, de asemenea, foarte mult de producător. U Kingston CompactFlash 256 MB - viteza de scriere redusa (scriere secventiala/aleatoria - 1,4/0,3 MB/s), dar in ceea ce priveste viteza de citire a fost lider (4,4/3,8 MB/s). Hartă PQI Hi - Speed ​​​​Compact Flash 256 MB au demonstrat performanță medie în ambele cazuri: scriere - 2,1/0,7 MB/s, citire - 3,8/3,3 MB/s. Carduri SanDisk CompactFlash 256 MB și SanDisk CompactFlash 512 MB au funcționat foarte lent: scriere - 1,1/0,2 și 0,9/0,5 MB/s, citire - 2,3/2,1 și 1,8/1,7 MB/s. Și harta256 MB au scris și citit date la fel de bine.

Dacă comparăm CF -carduri cu alte tipuri de unități, se dovedește că memoria flash nu este deloc atât de lentă pe cât se crede în mod obișnuit! În ceea ce privește performanța, cele mai rapide mostre de memorie flash (să luăm cardul ca standard Transcend Ultra Performance 25x CompactFlash 256 MB) sunt comparabile cu Iomega Zip 750 MB și, în ceea ce privește viteza de scriere secvențială, depășesc chiar și această unitate de mai mult de 1,5 ori! Memoria flash depășește discurile în viteza de scriere secvențială CD-RW De 2 ori, viteza de citire secvențială - cu 10%! Memoria flash depășește discurile MO în viteza de scriere secvențială - de 2 ori - și viteza de citire aleatorie - cu 10%, dar rămâne în urmă cu viteza de citire secvențială și viteza de scriere aleatorie - cu 20%. Memoria flash rămâne în urmă în ceea ce privește viteza de scriere secvențială DVD -discuri (când se „arde” în modul 4x) - de 1,4 ori.

Rețineți că dacă CF - cardul este folosit într-o cameră digitală, atunci viteza este importantă în primul rând pentru aceasta consistentînregistrare - cu cât este mai mare, cu atât mai repede camera va reveni la starea de funcționare după „capturarea” cadrului și „resetarea” acestuia pe cardul flash. Cu toate acestea, viteza de citire CF -cardurile în acest caz sunt și ele importante, deși nu atât de critice - cu cât datele sunt citite mai repede, cu atât camera va funcționa mai repede în modul de vizionare a filmării.

SmartMedia . Design card SmartMedia (SM ) este extrem de simplu. Pe hartă S.M. nu există un controler de interfață încorporat și, de fapt, este vorba de unul sau două cipuri de memorie flash „împachetate” într-o carcasă de plastic. Standard S.M. a fost dezvoltat de companii Toshiba și Samsung în 1995 Map Interface S.M. - paralel, cu 22 de pini, dar numai opt linii sunt folosite pentru transmiterea datelor.

Multimedia Card . Carduri Multi-Media (MMC) ) au o interfață serială cu 7 pini care poate funcționa la frecvențe de până la 20 MHz. În interiorul carcasei de plastic a cardului există un cip de memorie flash și un controler de interfață MMC. Standardul MMC a fost propus în 1997 de companii Hitachi, SanDisk și Siemens.

Securitate digitala Card . Card SecureDigi-tal (SD ) este cel mai tânăr standard de card flash: a fost dezvoltat în 2000 de companii Matsushita, SanDisk și Toshiba. De fapt SD - aceasta este o dezvoltare ulterioară a standardului MMC, astfel încât cardurile MMC pot fi instalate în unități SD (reversul nu va fi adevărat). Interfață SD - 9 pini, serial-paralel (datele pot fi transmise pe rând,două sau patru linii simultan), funcționează la frecvențe de până la 25 MHz. Carduri SD sunt echipate cu un comutator pentru a-și proteja conținutul împotriva scrierii (standardul prevede și o modificare fără un astfel de comutator).

USB -memorie flash. Memorie flash USB (USB -memory) este un tip complet nou de suport de memorie flash care a apărut pe piață în 2001. Prin formular USB - memoria seamănă cu un breloc de formă alungită, constând din două jumătăți - un capac de protecție și unitatea propriu-zisă cu USB - conector (unul sau două cipuri de memorie flash sunt plasate în interiorul acestuia și controler USB).

Lucrați cu USB -memoria este foarte convenabilă - nu sunt necesare dispozitive suplimentare. Este suficient să ai un PC la îndemână care rulează Windows cu USB nefolosit -port pentru a „a ajunge” la conținutul acestei unități în câteva minute. În cel mai rău caz, va trebui să instalați drivere USB -memorie, în cel mai bun caz - nou USB -dispozitivul și unitatea logică vor apărea automat în sistem. Este posibil ca în viitor USB -memoria va deveni principalul tip de dispozitiv pentru stocarea și transferul unor cantități mici de date.

Ce zici de USB? -memorie flash, atunci aceasta este, fără îndoială, o soluție mai convenabilă pentru transferul de date decât cardurile flash - nu este necesară o unitate flash suplimentară. Cu toate acestea, performanța unităților testate de acest tip este Transcend JetFlash 256 MB și Transcend JetFlashA 256 MB - limitat de lățimea de bandă redusă a interfeței USB 1.1. Prin urmare, performanța lor la testele de viteză a fost destul de modestă. Dacă USB -memorie flash echipată cu o interfață rapidă USB 2.0, atunci în ceea ce privește „rata de foc”, aceste unități, desigur, nu vor fi inferioare celor mai bune carduri flash.

Este interesant de observat că în ceea ce privește viteza de scriere secvențială, memoria flash depășește Iomega Zip 750, CD - RW și transportatorii MO și este al doilea după DVD -discuri. Acest lucru subliniază încă o dată că dezvoltatorii de memorie flash au căutat în primul rând să mărească viteza consistentînregistrare, deoarece memoria flash a fost inițial destinată utilizării în camerele digitale, unde acest indicator este în primul rând important.

Ca urmare, putem concluziona că memoria flash este liderul incontestabil în fiabilitate, mobilitate și consum de energie în rândul unităților de capacitate mică și medie, care are, de asemenea, performanțe bune și capacitate suficientă (cardurile flash cu o capacitate de până la 2 GB sunt deja disponibile pe piață astăzi). Fără îndoială, acesta este un tip foarte promițător, dar utilizarea lor pe scară largă este încă limitată de prețurile ridicate.

A devenit indispensabil în dispozitivele mobile (PDA-uri, tablete, smartphone-uri, playere). Unități flash USB și carduri de memorie pentru dispozitive electronice (SD, MMC, miniSD etc.) au fost dezvoltate pe baza memoriei flash.

Definiția 1

Memorie flash(Memorie flash) – memorie nevolatilă și reinscriptabilă cu semiconductor în stare solidă.

Informațiile pot fi citite din memoria flash de un număr mare de ori pe durata de viață a unității (de la $10$ ani), dar numărul de procese de scriere este limitat (aproximativ $100\000$ cicluri de rescriere).

Memoria flash este considerată un tip de mediu de stocare mai fiabil, deoarece... nu conține părți mecanice în mișcare (cum ar fi un hard disk).

Avantajele memoriei flash:

  • acces la date de mare viteză;
  • consum redus de putere;
  • rezistenta la vibratii;
  • ușurință de conectare la un PC;
  • dimensiuni compacte;
  • ieftinătate.

Dezavantajele memoriei flash:

  • număr limitat de cicluri de scriere;
  • sensibilitate la descărcarea electrostatică.

Istoria memoriei flash

Memoria flash a fost inventată pentru prima dată în 1984 USD.

Numele „flash” provine din engleza „flash”, deoarece procesul de ștergere a datelor semăna cu un bliț fotografic.

În 1988 USD, a fost lansat primul procesor comercial NOR flash. În anul următor, a fost dezvoltată arhitectura de memorie flash NAND, care a prezentat viteze de scriere mai mari și o zonă de circuit mai mică.

Principiul de funcționare

Celula elementară de stocare a datelor este un tranzistor cu poartă plutitoare care poate păstra electroni (sarcină) este celula elementară de stocare a datelor din memoria flash. Pe baza tranzistorului, au fost dezvoltate principalele tipuri de memorie flash NAND și NOR. Principiul de funcționare se bazează pe modificarea și înregistrarea sarcinii electrice într-o regiune izolată („buzunare”) a structurii semiconductoare.

Figura 1. Arhitectura memoriei NOR

Figura 2. Arhitectura memoriei NAND

Producătorii de memorie flash folosesc două tipuri de celule de memorie:

  • MLC(Multi-Level Cell - celule de memorie multi-level) - celule mai incapatoare si mai ieftine, dar caracterizate prin timpi mari de acces si un numar mic de cicluri de scriere/stergere (aproximativ $10\000$);
  • SLC(Single-Level Cell - single-level memory cells) - celule cu timpi de acces mai scurti și un număr maxim de cicluri de scriere/ștergere ($100\000$).

Figura 3. Elementele principale ale unei unități flash USB: $1$ – conector USB, $2$ – controler, $3$ – placă PCB, $4$ – modul de memorie NAND, $5$ – oscilator cu cristal, $6$ – indicator LED , $7$ – comutator de protecție la scriere, $8$ – spațiu pentru un cip de memorie suplimentar.

Aplicație

Există Există două utilizări principale pentru memoria flash:

  • ca purtător de informații mobile;
  • ca depozit de software pentru dispozitive digitale.

Adesea, ambele metode sunt combinate într-un singur dispozitiv.

Utilizarea memoriei NOR, care are un volum relativ mic, este de a oferi acces rapid la adrese aleatoare și de a garanta absența elementelor defecte (cipuri ROM standard pentru lucrul cu un microprocesor, cipuri de pornire a computerului (POST și BIOS), de dimensiuni medii. cipuri de stocare a datelor, de exemplu, DataFlash). Volumele tipice variază de la $ 100 $ KB la $ 256 $ MB. Memoria NAND este utilizată în dispozitivele mobile și mediile de stocare care necesită cantități mari de stocare. Practic, acestea sunt chei USB și carduri de memorie de toate tipurile, precum și dispozitive mobile (telefoane, camere, playere). Memoria NAND este încorporată în aparatele de uz casnic: telefoane mobile și televizoare, routere de rețea, puncte de acces, console de jocuri, rame foto și navigatoare.

Figura 4. Diferite tipuri de carduri flash

Tipuri și tipuri de carduri de memorie și unități flash

Nota 1

CF(Compact Flash) este cel mai vechi standard de tip de memorie. Are fiabilitate ridicată, un volum destul de mare (128 GB sau mai mult) și viteză mare de transfer de date (120 MB/s). Datorita dimensiunilor sale mari, este folosit in echipamente video si fotografice profesionale.

MMC (Multimedia Card) este de dimensiuni mici, foarte compatibil cu diverse dispozitive și conține un controler de memorie. Cardul SD (Secure Digital Card) este rezultatul dezvoltării standardului MMC. Cardul are protecție criptografică împotriva copierii neautorizate, protecție sporită a informațiilor împotriva ștergerii sau distrugerii accidentale și un comutator mecanic de protecție la scriere. Capacitate maximă de până la 4 USD GB. SDHC (SD High Capacity) are o capacitate maximă de 32 USD GB.

Există și carduri miniSD și microSD.

Nota 2

Principalii producători de memorie flash NAND sunt Micron/Intel, SK Hynix, Toshiba/SanDisk, Samsung. Principalii producători de controlere de memorie flash NAND sunt Marvell, LSI-SandForce și producătorii de memorie NAND.

Întâlnesc constant confuzie în termen unitate flash, devine adesea cauza unei neînțelegeri între cumpărător și vânzător la alegerea suportului de stocare necesar. Deci, „în masele largi” există următoarele interpretări de bază ale cuvântului flash drive: Flash Drive USB(unitate flash USB), card de memorie microSD(a se citi micro-ES-Di), în general orice card de memorie, în general orice mediu de stocare flash. Aici sub cuvânt flash(citește flash) Mă refer la tehnologia memoriei flash și folosesc termenul englezesc pentru a evita confuzia. Mai mult, uneori văd că oamenii din viața de zi cu zi pot numi simultan oricare dintre aceste dispozitive un flash drive, bazându-se pe faptul că interlocutorul lor, prin context sau cu ajutorul telepatiei, va înțelege despre ce vorbesc!

Nu mă voi certa despre care termen este mai corect, cu atât mai puțin voi sări peste întrebarea dacă „flash” sau „flash” este corect (de fapt, ambele ortografii sunt folosite cel puțin în același mod și nu se poate face nimic în acest sens. aceasta). În loc de dezbateri inutile, voi descrie pur și simplu toate dispozitivele numite prin acest cuvânt și toate cuvintele prin care sunt numite, iar apoi cu siguranță vei putea cumpăra exact ceea ce ai nevoie!

Deci, să începem cu Flash Drive USB. Acest dispozitiv, care este un dispozitiv de stocare universal care conține memorie flash și conectat direct la un conector USB, a dat naștere cuvântului flash drive în limba rusă. Cu toate acestea, cuvântul flashdrive sau flashdrive, derivat din limba engleză Flash Drive, este, de asemenea, popular, la fel ca și unitatea flash (sau unitatea flash) mai oficială. Deoarece este imposibil să găsiți o traducere rezonabilă pentru această expresie (ei bine, nu numiți unitatea flash un „driver care pâlpâie”!), cuvintele unitate flash sau unitate flash ar trebui să fie recunoscute drept cel mai bun termen. Iată exemple tipice de unități flash:

Unitățile flash sunt utilizate în principal pentru a transfera informații între computere. Sau pentru a stoca informații pe care doriți să le aveți întotdeauna cu dvs. Întrucât vorbim de tipologie, remarc că recent unități flash cu conexiune USB 3.0. Ce înseamnă? Aceasta înseamnă că, dacă computerul dvs. are o interfață USB3.0 (diferența sa externă cea mai vizibilă este culoarea albastră), o unitate flash USB3.0 va putea funcționa mai rapid. Dacă îl conectați la USB 2.0 tradițional (ce este pe fiecare computer), atunci viteza sa va fi comparabilă cu viteza unei unități flash obișnuite. Iată cum arată USB3.0 și USB2.0: Acum, a doua categorie de dispozitive numite unități flash: carduri de memorie microSD(sau microSDHC, moștenitorii lor imediati)
Conform observației mele, ele sunt numite unități flash, fie de către cei care nu au ținut niciodată alte medii flash în mâini (și nu este de mirare, deoarece microSD/microSDHC sunt folosite în aproape toate telefoanele, playerele și tot felul de gadgeturi), sau de către cei care au alte nume pentru toate aceste „lucruri mărunte” nu știe. Acestea conțin și memorie flash, ceea ce înseamnă că au dreptul să fie numite unități flash. Dar pentru înțelegere între oameni, este de dorit să diferențiezi cumva conceptele, așa că „cardul de memorie” va suna de preferat, mai ales dacă trebuie să explici vânzătorului de ce ai nevoie. De asemenea, este important să știți că cardurile de memorie sunt diferite! Prin urmare, este bine să adăugați: „un card de memorie atât de mic”, dar chiar și aici puteți avea probleme: există carduri de memorie M2 care sunt foarte asemănătoare ca dimensiune. Din fericire, acestea sunt folosite doar în produsele Sony. Le vom aminti mai jos. Dar este mai bine să vă amintiți cuvintele magice microSD și microSDHC (citiți microESDe și microESDeHaTse). În vorbirea colocvială, apropo, cel mai adesea primul cuvânt (microSD) este folosit pentru a se referi la ambele tipuri de carduri (microSD și microSDHC). Nu e nimic în neregulă cu asta.

Ce trebuie să știți despre cardurile de memorie microSD și microSDHC? În primul rând, prin ce sunt diferite? microSDHC este un standard mai nou care acceptă o capacitate de memorie mai mare de 4 GB. Toate cardurile de memorie de peste 4 GB pot fi doar microSDHC, iar mai puțin de 4 doar microSD. Dar 4 GB nu au noroc: pot fi cutare sau cutare! Cu toate acestea, microSD de 4 GB este foarte rar. Acum, cea mai importantă întrebare: cum să-l alegi pe cel care se potrivește dispozitivului tău? Există două reguli: în primul rând, trebuie să determinați capacitatea maximă a cardului de memorie cu care poate funcționa dispozitivul dvs. (pentru a face acest lucru, deschideți instrucțiunile pentru aceasta sau utilizați o căutare pe Internet). În al doilea rând, trebuie să cumpărați un card care este egal sau mai mic decât capacitatea maximă. Mai mult, toate dispozitivele care acceptă microSDHC vor funcționa cu orice card microSD de orice dimensiune. Există o singură nuanță aici: dacă dispozitivul dvs. afirmă că acceptă un card de cel mult 4 GB, atunci aceasta poate însemna că nu acceptă niciun card microSDHC și acceptă niciun card microSD, inclusiv 4 GB. Sau ar putea însemna că acceptă orice carduri de 4 GB, atât microSD, cât și microSDHC, dar nu acceptă carduri microSDHC de 8 GB și mai sus. Aceasta este aritmetica. Și dacă instrucțiunile nu clarifică acest lucru, atunci va trebui să utilizați vechea „metodă științifică de împingere”.

Acum există o altă caracteristică importantă de care cumpărătorii sunt adesea interesați: ce este? Clasă specificat pentru carduri microSDHC? Este desemnat printr-un număr în interiorul literei engleze C.
Trebuie să spun imediat că acesta nu este un soi ca, să zicem, roșiile. Clasa card de memorie- aceasta este capacitatea sa de a înregistra informații la o anumită viteză minimă garantată. Cu cât clasa este mai mare, cu atât viteza este mai mare. Mai mult, aceasta este tocmai cea mai mică viteză garantată, în timp ce vitezele maxime și medii pot fi semnificativ mai mari. Două cărți de clase diferite pot avea adesea aproape aceeași viteză medie și maximă de scriere, dar dacă una dintre ele are „scăderi” în viteză, adică uneori scrie mai lent, atunci va avea o clasă mai mică. Cu alte cuvinte: clasa garantează că viteza cardului în orice parte a înregistrării nu va scădea sub un anumit prag. De ce este nevoie? Clasa este necesară pentru dispozitivele care înregistrează rapid informații și nu pot aștepta. Acestea sunt în principal camere video care trebuie să înregistreze video, deoarece dacă cardul de memorie nu are timp să înregistreze un cadru în timpul filmării sale, atunci „trenul va pleca”: va trebui înregistrat următorul cadru, urmat de următorul , iar camera va trebui să „aruncă” o parte din informații”, ceea ce va avea un efect negativ asupra calității fotografierii. Deci, din nou, luați instrucțiunile și uitați-vă la ce este scris în el despre clasa cardului de memorie. Dacă nimic, puteți economisi bani dacă este specificată clasa, luați cea specificată sau mai mare;

În cele din urmă, ultimul lucru asupra căruia trebuie să vă decideți atunci când cumpărați un card de memorie microSD/microSDHC este un adaptor sau adaptor la SD. Acesta este un lucru de 4 ori mai mare decât cardul în sine, cu ajutorul căruia micro cardul tău se transformă într-un card SD/SDHC „mare” (vedeți mai jos despre ele). Unele carduri sunt vândute cu adaptor, altele fără. Evaluează dacă ai nevoie de un astfel de adaptor, ținând cont de dispozitivele pe care le ai: camere foto, e-readere vechi etc. Și, de asemenea, nu uitați de cititorul dvs. de carduri: poate că nu citește micro cardurile direct și atunci adaptorul nu vă va răni deloc. În general, adaptorul vă extinde capacitățile în caz de urgență. Pe de altă parte: îl vei găsi în biroul tău când ai nevoie de el? Alegerea este a ta.

Acum să trecem la SD/SDHC hărți
Nu voi spune multe despre ei: aceștia sunt frații mai mari ai cardurilor microSD/microSDHC. Tot ceea ce s-a spus despre acestea este valabil și pentru aceste supra-creșteți (deși este mai probabil ca cardurile „micro” să fie subdimensionate, pentru că la început, dimpotrivă, au existat unele mari, apoi au apărut omologii lor mai mici). Singurul lucru este că nu au adaptoare, deoarece nu trebuie să le adaptezi la tine și sunt folosite în dispozitive mai mari - acestea sunt, în primul rând, camerele de tip point-and-shoot și tot felul de electronice. cărți (deși acestea din urmă sunt din ce în ce mai echipate cu carduri microSDHC).

M2. Numele complet Memory Stick micro M2- acestea sunt carduri foarte asemănătoare cu microSD/microSDHC. Ele diferă prin faptul că sunt utilizate în telefoanele și playerele companiei Sony, Ar fi mai corect să spunem „folosit”, pentru că Sony și-a dat seama în sfârșit că „un om din câmp nu este un războinic” și a început să folosească formatele de linie SD. Dacă sunteți un fericit posesor al unui Sony, aveți grijă și verificați ce card aveți! Aceste carduri nu au nicio clasă.

Ultima carte la care ne vom uita este Bliț compact(în rusă se pronunță „compact flash”, dar este scris aproape întotdeauna în engleză, probabil pentru că a scrie „compact” despre cel mai mare card de pe piață astăzi nu este cumva literar :-).
Datorită dimensiunilor lor decente, aceste carduri au avantajele lor incontestabile: capacitatea este de multe ori mai mare decât cea a altor carduri și viteza este încă de neatins pentru cardurile de memorie SDHC. Prin urmare, ele sunt utilizate în camere mari „avansate” și alte dispozitive solicitante. Rămâne de adăugat că viteza (de data aceasta fără niciun „truc” cu un minim garantat) este indicată printr-un număr și litera X. De exemplu: 133x, 266x, 300x. Numărul reprezintă de câte ori cardul este mai rapid decât o anumită viteză minimă standard de citire a CD-ului.

Dacă nu ați văzut harta preistorică preferată în această recenzie, nu vă supărați! Cu siguranță îl vei găsi pe Wikipedia. M-am limitat în mod deliberat doar la tipurile de media flash care sunt comune astăzi, pentru a nu umple capul nimănui cu informații inutile și pentru a nu transforma articolul într-un arhivar. Deci, acum sunteți înarmat cu cunoștințe, iar alegerea unității flash potrivite nu va fi o problemă pentru dvs. Bucurați-vă de cumpărături!

Bună ziua tuturor!
Articolul de astăzi va marca începutul unei noi, mici serii de articole dedicate stocării informațiilor, diverselor tipuri de memorie, metodelor de scriere/citire a informațiilor și tot ceea ce este legat de aceasta 😉 Și vom începe cu dispozitivul cunoscutei memorie Flash .

Ce este mai exact memoria flash? Da, doar un microcircuit obișnuit, care nu diferă ca aspect de oricare altul. Prin urmare, poate apărea o întrebare rezonabilă - ce se află în interior și cum au loc, în general, procesele de stocare/citire a informațiilor.

Deci, inima multor dispozitive de memorie este tranzistorul cu efect de câmp cu poartă plutitoare. Cea mai strălucită invenție a anilor 70 ai secolului XX. Diferența sa față de tranzistoarele convenționale cu efect de câmp este că între poartă și canal, chiar în dielectric, există un alt conductor - care se numește poartă plutitoare. Iată cum arată totul:

În figură vedem poarta de scurgere-sursă obișnuită, precum și un conductor suplimentar situat în dielectric. Să ne dăm seama cum funcționează acest dispozitiv.

Să creăm o diferență de potențial între scurgere și sursă și să aplicăm un potențial pozitiv la poartă. Ce se va întâmpla atunci? Așa este, curentul va curge prin tranzistorul cu efect de câmp de la scurgere la sursă. Mai mult, curentul este suficient de mare pentru a „perfora” dielectricul. Ca urmare a acestei defalcări, unii dintre electroni vor cădea pe poarta plutitoare. O poartă plutitoare încărcată negativ creează un câmp electric care începe să împiedice fluxul de curent în canal, determinând oprirea tranzistorului. Și dacă opriți alimentarea tranzistorului, electronii de la poarta plutitoare nu vor merge nicăieri și încărcarea sa va rămâne neschimbată mulți ani.

Dar, desigur, există o modalitate de a descărca șurubul plutitor. Pentru a face acest lucru, trebuie doar să aplicați o tensiune de semn opus porții „principale”, care va „conduce” toți electronii, drept urmare poarta plutitoare va rămâne neîncărcată.

Acesta este de fapt modul în care sunt stocate informațiile - dacă există o sarcină negativă pe poartă, atunci această stare este considerată una logică, iar dacă nu există nicio sarcină, atunci este un zero logic.

Am rezolvat stocarea informațiilor, tot ce rămâne este să înțelegem cum putem citi informațiile de la un tranzistor cu poartă flotantă. Și totul este foarte simplu. Când există o sarcină pe o poartă plutitoare, câmpul său electric împiedică curgerea curentului de scurgere. Să presupunem că, în absența încărcării, am putea aplica o tensiune de +5V porții „principale” și, în același timp, curentul a început să curgă în circuitul de scurgere. Când poarta plutitoare este încărcată, o astfel de tensiune nu va putea provoca curgerea curentului, deoarece câmpul electric al porții plutitoare va interfera cu acesta. În acest caz, curentul va curge numai la o tensiune de +10V (de exemplu =)). Acest lucru ne oferă două praguri de tensiune. Și, aplicând, de exemplu, +7,5V, putem, pe baza prezenței sau absenței curentului de scurgere, să tragem o concluzie despre prezența sau absența sarcinii pe poarta plutitoare. Așa sunt citite informațiile stocate.

Cum se leagă toate acestea cu memoria flash? Și este foarte simplu - un tranzistor cu efect de câmp cu o poartă plutitoare este celula de memorie minimă capabilă să stocheze un bit de informații. Și orice cip de memorie constă dintr-un număr mare de tranzistori aranjați într-un anumit fel. Și acum este timpul să ne uităm la principalele tipuri de memorie Flash. Și anume, aș dori să discutăm despre memoria NOR și NAND.

Ambele tipuri de memorie sunt construite pe baza tranzistoarelor cu poartă flotantă, cărora le-am petrecut mult timp astăzi) Și diferența fundamentală este modul în care acești tranzistori sunt conectați.

Designul NOR folosește o masă de conductoare bidimensională. Conductorii se numesc linie de biți și linie de cuvinte. Toate drenurile de tranzistor sunt conectate la linia de biți, iar toate porțile sunt conectate la linia de cuvinte. Să ne uităm la un exemplu pentru o mai bună înțelegere.

Să presupunem că trebuie să citim informații dintr-o anumită celulă. Această celulă, sau mai degrabă acest tranzistor particular, este conectată cu poarta la una dintre liniile de cuvânt și drenul la una dintre liniile de biți. Apoi pur și simplu aplicăm o tensiune de prag liniei de cuvânt corespunzătoare porții tranzistorului nostru și citim starea acesteia ca în exemplul pe care l-am uitat chiar mai sus pentru o celulă.

Cu NAND totul este ceva mai complicat. Dacă revenim la analogia matricei, celulele de memorie NAND sunt o matrice tridimensională. Adică, nu unul, ci mai mulți tranzistori sunt conectați la fiecare linie de biți simultan, ceea ce duce în cele din urmă la o reducere a numărului de conductori și la o creștere a compactității. Acesta este tocmai unul dintre principalele avantaje ale memoriei NAND. Dar cum putem calcula starea unui anumit tranzistor cu o astfel de structură? Pentru a înțelege procesul, luați în considerare diagrama:

După cum se poate vedea din diagramă, o linie de biți corespunde mai multor celule. Și o caracteristică importantă este următoarea: dacă cel puțin unul dintre tranzistori este închis, atunci va exista o tensiune înaltă pe linia de biți. Uite aici:

Într-adevăr, un nivel scăzut pe linia de biți va apărea doar atunci când întregul lanț de tranzistori este deschis (amintiți-vă cursul despre tranzistoarele cu efect de câmp 😉).

Cu acest lucru aparent clar, revenim la întrebarea noastră - cum să calculăm starea unui anumit tranzistor? Și pentru a face acest lucru, nu este suficient să aplicați pur și simplu o tensiune de prag liniei de cuvânt (la poarta tranzistorului) și să monitorizați semnalul pe linia de biți. De asemenea, este necesar ca toate celelalte tranzistoare să fie în stare deschisă. Și acest lucru se face astfel: o tensiune de prag este aplicată la poarta tranzistorului nostru, starea căreia trebuie să citim (ca în cazul memoriei NOR) și se aplică o tensiune crescută porților tuturor celorlalți tranzistori. în acest lanț, astfel încât, indiferent de starea porții plutitoare, tranzistorul sa deschis. Și apoi, citind semnalul din linia de biți, aflăm în ce stare se află tranzistorul care ne interesează (la urma urmei, toate celelalte sunt absolut deschise). Asta e tot)

Așa a ieșit articolul de astăzi) Am descoperit principiul de funcționare și principalele tipuri de Flash, precum și structura și principiul de funcționare al memoriei NAND și NOR. Sper că articolul va fi util și de înțeles, ne vedem curând!

Poate că mulți oameni au observat când au văzut caracteristicile unității lor că capacitatea acesteia nu atinge cea specificată de producător. Acest lucru este valabil nu numai pentru capacitatea unităților flash, ci și pentru toate mediile digitale: hard disk-uri și altele în care capacitatea este măsurată în Megabytes, Gigabytes și, în cele mai recente dispozitive, Terabytes.

Ce se întâmplă aici și există o înșelăciune ascunsă în asta? S-a întâmplat că producătorii de unități, în general, ca și producătorii altor produse, doresc să vândă „bomboane” cu o inscripție frumoasă (capacitate) pentru mai puțini bani. Pentru a câștiga competiția. Dar capacitatea indicată pe unitate este adevărată, dar pe de o parte.

Deci, de ce o unitate flash de 2 GB are de fapt doar 1,86 GB, iar una de 4 GB doar 3,72 GB.

Răspunsul la această întrebare decurge din bazele tehnologiei informatice și anume: 1 kilobyte conține 1024 de octeți și așa mai departe cu megaocteți, gigaocteți...

capacitatea reală ( http://www.ixbt.com/storage/flashdrives/svodka/size.shtml) este ușor diferit.

Ca urmare, făcând un calcul simplu: 4.000.000.0000/1024/1024/1024 = 3,72; obținem cifra 3,72 GB.

Pentru unitățile de capacitate mai mare, abaterea absolută va fi mai mare. De exemplu, pentru un hard disk de 1 Terabyte, capacitatea reală va fi de 931 GB.

În plus, capacitatea utilizabilă a unității depinde de sistemul de fișiere selectat: FAT16, FAT32, NTFS. Suporturile formatate pe sisteme diferite vor avea o capacitate utilizabilă diferită. Acest lucru se datorează faptului că, atunci când un disc este formatat, informațiile de sistem despre acesta sunt scrise pe acesta și sunt diferite pentru diferite sisteme de fișiere.

Ei bine, un ultim lucru. Există un astfel de fenomen precum o unitate flash chinezească: atunci când informațiile sunt introduse în mod deliberat în secțiunea de sistem a unei unități flash de capacitate mică, capacitatea sa este mare. De exemplu, din 1 GB poti face 32 GB. În practică, dacă introduceți această unitate flash în computer, va arăta că capacitatea sa este de 32 GB. Când utilizatorul scrie date într-un volum mai mare decât volumul real, copierea se va finaliza fără erori. Dar va fi posibil să citiți date dintr-un astfel de mediu într-o cantitate proporțională cu volumul real, adică. nu mai mult de 1 GB pentru exemplul nostru.

Memoria flash aparține clasei EEPROM, dar utilizează o tehnologie specială pentru construirea celulelor de stocare. Ștergerea în memoria flash se efectuează imediat pentru o întreagă zonă de celule (în blocuri sau întregul cip). Acest lucru a făcut posibilă creșterea semnificativă a productivității în modul de înregistrare (programare). Memoria flash are o combinație de densitate mare de ambalare (celulele sale sunt cu 30% mai mici decât celulele DRAM), stocare nevolatilă, ștergere și scriere electrică, consum redus, fiabilitate ridicată și cost redus... Acestea sunt memorii reprogramabile.

La fel ca RAM, Memoria flash este modificată electric în sistem, dar ca ROM, blitz-ul este nevolatilși stochează date chiar și după ce alimentarea este oprită. Cu toate acestea, spre deosebire de RAM, Flash nu poate fi rescris octet cu octet. Memoria flash este citită și scrisă octet cu octet și are o nouă cerință: trebuie sters inainte de a scrie date noi.

Memoria flash este memorie semiconductoare și un tip special. A ei celulă unitară, care stochează un bit de informație, nu este un condensator, dar tranzistor cu efect de câmp cu o regiune specială izolată electric numită „poartă plutitoare”. O sarcină electrică plasată în această zonă poate persista mulți ani. Când scrieți un bit de date, celula este încărcată - încărcarea este plasată pe poarta plutitoare, la ștergere - încărcarea este îndepărtată de pe poarta plutitoare și celula este descărcată.

Printre astfel de dispozitive se disting circuite cu blocuri specializate (structuri bloc asimetrice). După numele așa-numitelor blocuri de pornire, în care informațiile sunt protejate în mod fiabil de ștergerea accidentală, memoria se numește Bloc de pornire memorie flash.

Memorie flash Tip de bloc de pornire servește pentru a stoca programe și date actualizate într-o mare varietate de sisteme, inclusiv telefoane mobile, modemuri, BIOS, sisteme de management al motoarelor auto și multe altele. Folosind memoria flash în loc de EEPROM pentru a stoca date parametrice, proiectanții pot reduce costurile și pot îmbunătăți fiabilitatea sistemelor lor.

Avantajele memoriei flash în comparație cu EEPROM:
1.

Viteza de scriere mai mare pentru acces secvential datorita faptului ca stergerea informatiilor in flash se face in blocuri.
2. Costul de producție al memoriei flash este mai mic datorită organizării sale mai simple.
Defect: Scriere lentă în locații aleatorii de memorie.

Memorie cu acces secvenţial Folosit acolo unde datele pot fi puse în coadă.

Memorie flash adresabilă. Stocarea datelor modificate rar. Înregistrarea și ștergerea sunt efectuate de procesorul dispozitivului de calcul în modul normal de funcționare. În acest scop, memoria flash are un control suplimentar al cuvântului de comandă , scris de procesor într-un registru special de pe cip. Când se aplică o tensiune de programare specială, circuitul asigură înregistrarea și ștergerea informațiilor. Înainte de programare, procesorul citește un cod din microcircuit - un identificator care conține codul producătorului și microcircuitul pentru a coordona ștergerea și scrierea automată a algoritmilor.

Toți octeții de memorie sau blocul selectat sunt șterși, după care toți sunt verificați, șterși și verificați din nou.

Programarea memoriei se realizează octet cu octet, informațiile înregistrate sunt verificate. Procesorul citește octetul scris din memorie și îl compară cu cel original.

Unul dintre blocuri este conceput pentru a stoca software-ul BIOS și este protejat hardware împotriva ștergerii accidentale.

Principiul de funcționare și designul memoriei flash

Memoria conține, de asemenea, blocuri de parametri și blocuri principale care nu sunt protejate de ștergerea accidentală. Blocurile principale stochează programele de control principale, iar blocurile de parametri stochează parametrii de sistem modificați relativ frecvent.

Fișier de memorie flash folosit pentru a înlocui hard disk-urile. Reduce consumul de energie, crește fiabilitatea memoriei, reduce dimensiunea și greutatea acestora și crește performanța la citirea datelor. Programul poate fi citit de procesor direct din fișierul de memorie Flash, iar rezultatele sunt și ele scrise acolo.

Dispozitivele de stocare externe compacte detașabile sunt create pe baza memoriei Flash de fișiere.

ZE – MNOP.

2 tensiuni de prag. Up1 – are o valoare mică, 1-2 V. Când este aplicată Up, canalul m/d dren-source este inițiată. Dacă m/d de nitrură și dioxid de siliciu au sarcini, atunci Upore a crescut la 7V.

Memorie flash de scriere (programare).– procesul de înlocuire a 1 cu 0. Ștergerea– înlocuirea 0 cu 1.

3.Arhitectura RS. Procesoare de calculator. Structura procesoarelor și principalele lor caracteristici. Autobuze de sistem și caracteristicile acestora. Autobuze locale. Chipset-uri.
Arhitectura este o ierarhie pe mai multe niveluri de hardware și software, fiecare nivel permite construcția și aplicarea multiple.

Structura este o colecție de elemente și conexiunile lor.

Un computer este un complex de hardware și software conceput pentru a automatiza pregătirea și rezolvarea sarcinilor utilizatorului.

Arhitectura calculatorului- aceasta este o descriere generală a structurii și funcțiilor unui computer la un nivel suficient pentru a înțelege principiile de funcționare și sistemul de comandă al computerului, care nu include detalii despre structura tehnică și fizică a computerului.

Arhitectura include următoarele principii de construcție a computerelor:

1. structura memoriei computerului;
2. metode de accesare a memoriei și a dispozitivelor externe;
3. capacitatea de a schimba configurația;
4. sistem de comandă;
5. formate de date;
6. organizarea interfeţei.

Arhitectura computerelor personale moderne se bazează pe principiul coloana vertebrală-modulară. Comunicarea informațională între dispozitivele computerizate se realizează prin magistrala de sistem(un alt nume este autostrada de sistem).

O magistrală este un cablu format din mai mulți conductori. Câte un grup de conductori fiecare - magistrala de date informațiile prelucrate sunt transmise, pe de altă parte - magistrala de adrese— adresele memoriei sau ale dispozitivelor externe accesate de procesor. A treia parte a autostrăzii - magistrala de control, prin acesta sunt transmise semnale de control (de exemplu, un semnal că dispozitivul este gata de funcționare, un semnal de pornire a funcționării dispozitivului etc.).

Busul de sistem este caracterizat frecvența ceasului și adâncimea de biți. Se apelează numărul de biți transmiși simultan pe magistrală latimea autobuzului. Frecvența ceasului caracterizează numărul de operațiuni elementare de transfer de date într-o secundă. Lățimea magistralei este măsurată în biți, frecvența ceasului este măsurată în megaherți.
Autobuze de sistem

Transferul de informații între MP și alte elemente. Dispozitivele sunt, de asemenea, adresate și sunt schimbate semnale speciale de service. Transmiterea informațiilor prin magistrală este controlată de unul dintre dispozitivele conectate la acesta sau de un nod special dedicat acestui scop, numit arbitru de magistrală.

Autobuz ISA(Industry Standard Architecture) există un conector cu 36 de pini pentru plăcile de expansiune. Datorită acestui fapt, numărul de linii de adresă este de 4, iar numărul de date este de 8. Este posibil să transmiteți 16 biți de date în paralel și, datorită celor 24 de linii de adresă, accesați direct 16 MB de sisteme de memorie. Numărul de linii de întrerupere hardware - 15.

Autobuzul EISA(ISA extins). oferă cea mai mare cantitate posibilă de memorie adresabilă, transfer de date pe 32 de biți, un sistem de întrerupere îmbunătățit, configurarea automată a sistemului și carduri de expansiune. Conectorul EISA de pe placa de sistem a computerului este compatibil ISA. Autobuzul EISA vă permite să adresați 4 GB de spațiu de adrese. Teoretic, viteza maximă este de 33 MB/s. Autobuzul este tactat la o frecvență de aproximativ 8-10 MHz.

Autobuze locale sunt concepute pentru a crește viteza computerului, permițând dispozitivelor periferice (adaptoare video, controlere de stocare) să funcționeze la viteze de ceas de până la 33 MHz și mai mari. Conectorul este de tip MCA.

Autobuze PCI. Între magistrala procesorului local și PCI în sine există un circuit special de potrivire

Conform specificației PCI, la magistrală pot fi conectate până la 10 dispozitive. Busul PCI funcționează la o frecvență fixă ​​de ceas de 33 MHz și oferă atât tensiuni de alimentare de 5, cât și 3,3 V pentru controlere, modul plug and play.

magistrala PCI-X - PCI de înaltă performanță. este sincron, adică toate datele sunt procesate simultan la primirea unui semnal de control. Lățimea magistralei este de 32 de biți. La 33 MHz, debitul teoretic este de 132 MB/s.

Orice informație transmisă de la procesor către alte dispozitive prin intermediul magistralei de date este însoțită de abordare transmis prin magistrala de adrese. Aceasta poate fi adresa unei celule de memorie sau adresa unui dispozitiv periferic. Este necesar ca lățimea magistralei să permită transmiterea adresei celulei de memorie. Astfel, în cuvinte, lățimea magistralei limitează cantitatea de RAM al computerului, aceasta nu poate fi mai mare decât , unde n este lățimea magistralei.

schema de circuit a unui calculator construit pe principiul coloanei vertebrale

Chipset- din engleza „chip set” este un set de cipuri concepute pentru a lucra împreună pentru a îndeplini un set de funcții. Astfel, în calculatoare, chipsetul acționează ca o componentă de conectare care asigură funcționarea în comun a memoriei, CPU, input-output și a altor subsisteme. Chipseturile se găsesc și în alte dispozitive, de exemplu, în unitățile radio ale telefoanelor mobile.

Chipsetul plăcilor de bază de computer este format din două cipuri principale (uneori sunt combinate într-un singur cip):

  1. MCH - Memory Controller Hub - northbridge - asigură interacțiunea între unitatea centrală de procesare (CPU) și adaptorul de memorie și video. Noile chipset-uri au adesea un subsistem video integrat.

    Controlerul de memorie poate fi integrat în procesor (ex. Opteron, Nehalem, UltraSPARC T1).

  2. ICH - I/O Controller Hub - southbridge - asigură interacțiunea între procesor și hard disk, plăci PCI, interfețe IDE, SATA, USB etc.

De asemenea, uneori, chipseturile includ un cip Super I/O, care se conectează la podul de sud și este responsabil pentru porturile RS232, LPT, PS/2 de viteză redusă.

În prezent, principalii producători de chipset-uri pentru computere desktop sunt companiile Intel, nVidia, AMD(care a achiziționat ATI și în prezent produce chipset-uri sub nume propriu), PRIN INTERMEDIULȘi SIS.

Firmă Intel produce chipset-uri numai pentru propriile procesoare. Pentru procesatorii companiei AMD cele mai comune sunt chipset-urile nVidia(produs de obicei sub numele de marcă nForce) și AMD.

Chipset-uri ale companiilor PRIN INTERMEDIULȘi SIS Sunt populare în principal în sectorul low-end, precum și în sistemele de birou, deși grafica lor integrată este semnificativ inferioară nVidia și AMD în ceea ce privește capabilitățile 3D.

⇐ Anterior12345678910Următorul ⇒

Data publicării: 2015-10-09; Citește: 262 | Încălcarea drepturilor de autor ale paginii

Studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018 (0,004 s)...

Comparație a performanței diferitelor tipuri de unități server (HDD, SSD, SATA DOM, eUSB)

În acest articol ne vom uita la modelele moderne de drive server în ceea ce privește performanța și aplicațiile optime.

În prezent, serverele folosesc în principal două tipuri de dispozitive de stocare a datelor - discuri magnetice hard (HDD, hard disk) și unități SSD (SSD, unitate SSD). În plus, sunt folosite și dispozitive precum eUSB Flash Module și SATA DOM. Să ne uităm la toate aceste tipuri mai detaliat.

Hard disk-urile magnetice moderne pot folosi una dintre cele două interfețe - SATA (Serial Advanced Technology Attachment) și SAS (Serial Attached SCSI). Versiunea actuală a interfeței SATA oferă un debit de 6 Gbps. Discurile cu această interfață sunt utilizate în principal în segmentul computerelor personale desktop, dar pot fi folosite și pe servere. În segmentul serverelor, astfel de unități au o viteză a axului de 7.200 rpm. Modelele care vor lua parte la testarea acestui tip de unitate sunt Seagate Constellation.2 ST91000640NS (SATA 7’200, 2.5″) și Seagate Constellation ES ST1000NM0011 (SATA 7’200, 3.5″).

O interfață de disc SAS mai fiabilă și mai productivă este proiectată pentru soluții de server și stații de lucru. Are, de asemenea, un throughput de până la 6 Gbps, dar în modul Full Duplex, ceea ce înseamnă că poate transmite simultan date în ambele direcții la o viteză de 6 Gbps. Discurile cu această interfață au un MTBF (Time Between Failures) mai mare. Mai mult, interfața SAS, spre deosebire de SATA, folosește un set diferit de comenzi cu suport pentru o adâncime mai mare a cozii de solicitare (64 față de 32, cu cât adâncimea cozii este mai mare, cu atât este mai bună optimizarea cozii de execuție a cererilor) și o conexiune cu două porturi pentru posibilă toleranță la erori. O caracteristică importantă a SAS este o conexiune mai personalizată a discurilor cu interfața SAS la diverse backplane, coșuri, expandere, controlere RAID și HBA, sisteme de stocare și alte dispozitive, atât prin porturi interne, cât și externe. În prezent, serverele folosesc discuri SAS cu viteze ale axului de 7’200, 10’000 și 15’000 rpm.

Viteza 7’200 rpm. la început a fost atipic pentru segmentul de servere, dar producătorii de hard disk au decis la un moment dat să producă unități cu o viteză de rotație de 7.200 rpm nu numai cu interfața SATA, ci și cu interfața SAS. În partea lor „mecanică”, aceste unități sunt exact aceleași, diferă doar prin metoda de conectare. Această mișcare a crescut accesibilitatea unităților SAS și a oferit segmentului de servere unități SAS de capacitate mai mare. Domeniul principal de aplicare pentru astfel de unități sunt stațiile de lucru cu buget redus și serverele entry-level. Unitățile testate de acest tip sunt Seagate Constellation.2 ST91000640NS (SAS 7’200, 2.5″) și Seagate Constellation ES.3 ST1000NM0023 (SAS 7’200, 3.5″).

Discurile SAS cu o viteză a axului de 10.000 rpm sunt o soluție bună pentru stații de lucru puternice și soluții de server de clasă enterprise cu costuri reduse. Unitatea testată este Seagate Savvio 10K5 ST9900805SS (SAS 10000 2.5″).

Unitățile SAS cu o viteză a axului de 15.000 rpm sunt cea mai bună alegere pentru serverele corporative, centrele de date (DPC) și sistemele de stocare a datelor (SDS). Unitatea testată este Seagate Cheetah 15K7 ST3300657SS (SAS 15000 3.5″).

Performanța unităților de mai sus la operațiunile de citire/scriere secvențială și aleatorie este prezentată în diagrama următoare.

La aceeași viteză a axului și dimensiunea platanului fizic, unitățile SAS sunt mai rapide decât unitățile SATA, ceea ce se explică prin densitatea mai mare a datelor liniare a unităților SAS în comparație cu unitățile SATA.

Pe de altă parte, unitățile SAS 7’200, 3.5” și SAS 10’000, 2.5” arată rezultate aproape identice. Acest lucru se explică prin faptul că avantajul în viteza de rotație este compensat de dimensiunea fizică mai mică a platourilor cu discuri de 2,5”, drept urmare, cu aceeași densitate de date liniare, viteza liniară a capetelor în raport cu platourile este aproximativ la fel.

În testul de citire aleatorie, care măsoară operațiunile de intrare/ieșire pe secundă (IOPS), unitățile de 2,5" 7'200 RPM au rezultate mai bune decât unitățile de 3,5" cu aceeași viteză, deoarece unitățile "mici" au. Există mai puțină mișcare a capului către sectorul dorit. Unitățile SAS de aici arată din nou rezultate mai bune în comparație cu unitățile SATA, acum datorită optimizării mai bune a ordinii de execuție a solicitărilor aleatoare datorită suportului pentru o adâncime mai mare a cozii de așteptare (64 pentru SAS față de 32 pentru SATA). Avantajul unităților SAS de 10.000 și 15.000 rpm este oferit nu numai de viteza mare a axului, ci și de faptul că au un mecanism de poziționare a capului mai avansat, cu timpi de acces mai scurti.

Unitățile SAS au același avantaj față de unitățile SATA în operațiunile de scriere aleatorie ca și în operațiunile de citire.

SSD-urile care utilizează memorie NAND-Flash nevolatilă au viteze aleatorii de citire și scriere aleatoare de sute de ori mai mari decât HDD-urile, deoarece SSD-urile nu trebuie să miște capul magnetic. În plus, SSD-urile au un consum mai mic de energie și nu au zgomot de funcționare. Dar au si dezavantaje si anume: cost ridicat si, in comparatie cu HDD-uri, volum relativ mic. În segmentul PC-urilor desktop, astfel de unități sunt utilizate împreună cu HDD-urile conform unei scheme în care sistemul de operare și cele mai necesare programe sunt instalate pe SSD, iar toate celelalte date sunt stocate pe HDD. Această abordare crește semnificativ viteza computerului fără a crește considerabil costul acestuia. Pentru testare, am ales o unitate Intel 520 Series de 240 GB. Această unitate este recomandată pentru utilizare în computere desktop, laptopuri și stații de lucru.

Pe segmentul serverelor, situația cu SSD-urile este semnificativ diferită. Plasarea unor cantități mari de date pe un SSD este destul de costisitoare. Dar ele pot fi folosite cu succes pentru stocarea în cache, atunci când memoria cache SSD este folosită pentru a stoca date „fierbinte”, adică date care sunt accesate cel mai des. Acest lucru oferă o creștere uriașă a performanței subsistemului de disc al serverului, în special pentru operațiunile de acces aleatoriu. Unitatea SSD de server testată este Intel DC S3700 100GB.

Când citiți secvențial, drive-urile desktop și serverul arată rezultate aproape identice, dar când scrieți secvențial, tipul de server SSD pierde semnificativ. Acest lucru se datorează faptului că unitatea serverului folosește memorie care permite un ordin de mărime mai mare număr de cicluri de rescriere, dar operațiunile de scriere în sine sunt efectuate mai lent.

Decalajul în operațiunile de scriere aleatorie este, de asemenea, semnificativ, dar acest lucru este cauzat de necesitatea de a oferi resurse de scriere mult mai mari pentru unitățile server.

Unitățile eUSB, precum unitățile SSD, folosesc, de asemenea, module Flash pentru a stoca date, dar sunt instalate direct în conectorul USB de pe placa de bază a serverului. Astfel de unități au o serie de limitări funcționale și de altă natură datorită utilizării unui port USB ca interfață. O versiune completă a sistemului de operare Windows nu poate fi încărcată de pe o astfel de unitate, iar viteza interfeței (480 Mbit/s) este semnificativ mai mică decât cea a SATA (6 Gbit/s). Zona cea mai optimă pentru utilizarea lor în servere este utilizarea unui sistem de operare mic ca bootloader, de exemplu, hypervisorul VMware ESXi.

În clienții subțiri, astfel de unități sunt folosite pentru a stoca o imagine a sistemului de operare Windows Embedded. Unitatea testată este eUSB Transcend 4GB.

Unitățile SATA DOM sunt mai funcționale decât unitățile eUSB. Sunt conectate la fel ca unitățile SSD, la un conector SATA, dar în același timp „arata” mai mult ca o unitate USB decât cu un hard disk.

Proiectarea și principiul de funcționare a unei unități flash

Acestea sunt instalate direct în conectorii SATA de pe placa de bază a unui computer sau server. Este convenabil când un astfel de conector are putere încorporată, altfel trebuie furnizat printr-un cablu suplimentar. Având în vedere că aceste unități sunt conectate la conectori SATA standard, BIOS-ul plăcii de bază funcționează cu ele ca și cu unitățile HDD sau SSD obișnuite, ceea ce face posibilă instalarea unei versiuni complet bootabile a sistemului de operare Windows pe SATA DOM. Într-un server, acest lucru eliberează spațiu în coșul subsistemului de discuri, permițându-i să fie utilizat pentru un disc de matrice RAID. În plus, unitatea SATA DOM se află în interiorul platformei serverului, ceea ce împiedică îndepărtarea accidentală a discului cu sistemul de operare instalat. Astfel de unități pot fi utilizate în segmentele desktop și server, precum și în thin clients, instalând orice sistem de operare sau hypervisor pentru virtualizare. Unitatea testată este SATA DOM Innodisk de 8 GB.

Rezultatele testelor pentru unitățile eUSB-Flash și SATA DOM corespund performanței interfețelor acestora. Conform specificației USB 2.0, viteza este reglată la 25 - 480 Mbit/s, iar pentru SATA 3.0 - 6’000 Mbit/s, ceea ce înclină deja alegerea în favoarea dispozitivelor cu interfață SATA. În grafic vedem o superioritate de 2,5 ori în operațiunile secvențiale de citire și scriere ale SATA DOM Innodisk față de eUSB-Flash.

În testul operațiunilor de citire aleatorie, situația nu se schimbă și SATA DOM este în frunte. Scrierea aleatorie pe ambele unități este la fel de la un nivel foarte scăzut, dar nu sunt destinate acestor operațiuni.

Datele de performanță pentru cei mai buni reprezentanți ai fiecărui tip de unitate din testele noastre sunt prezentate în diagramele următoare. Liderul clar este SSD-ul de la Intel.

Sperăm că articolul nostru vă va ajuta să vă decideți asupra alegerii unei anumite unități. Și chiar există o mulțime din care să alegeți. O varietate foarte mare de unități sunt oferite de producători, dar pentru a obține cele mai bune rezultate trebuie să vă planificați corespunzător nevoile și așteptările de la subsistemele de stocare.

Măsurătorile pentru HDD și SSD au fost efectuate pe același controler Intel RS25DB080. Testarea a fost efectuată utilizând programul IOmeter cu următorii parametri: controler și cache pe disc dezactivate, adâncimea cozii de comandă - 256, parametrul Strip Size - 256KB, dimensiunea blocului de date - 256KB pentru operațiuni secvențiale și 4KB pentru operațiuni aleatoare. Viteza operațiilor secvențiale a fost măsurată în MB/s, aleatoriu - în IOPS (operații de intrare/ieșire pe secundă).

Inginerul departamentului hardware server Andrey Leontyev
03.06.13

Compania taiwaneză Mach Xtreme Technology, specializată în componente de înaltă performanță pentru computere și implicată îndeaproape în producția de unități SSD, a început vânzarea cu amănuntul a unei soluții promițătoare de stocare a datelor numită PCIe SSD MX-EXPRESS.

Memorie flash. Trecut, prezent și viitor

Noul produs are un design cu profil redus, se caracterizează prin următoarele dimensiuni de gabarit: 152,5 x 19 x 69 mm, cântărește 125 de grame, se conectează la computer printr-un slot PCI-Express 2.0 x2, folosește un controler dublu încă nenumit și este disponibil în patru versiuni din punct de vedere al volumului: 128 GB, 256 GB, 512 GB și 1 TB.

Unitatea acceptă certificate ROHS, CE și FCC și nu necesită drivere pentru instalare în sistem. Vitezele de transfer de date variază în funcție de capacitatea unităților. Astfel, pentru soluțiile de 512 GB și 1 TB, viteza de citire secvențială este de 850 MB/s, iar viteza de scriere este de 800 MB/s, nivelul de performanță este în regiunea de 100.000 IOPS, iar timpul de acces este de 0,1 ms.

Unitățile din seria MX-Express au o durată de viață uriașă de 2,5 milioane de ore, pot funcționa la temperaturi ambientale de la zero la 70 de grade Celsius și acceptă TRIM, DuraClass, DuraWrite, RAISE și Garbage Collector. În plus, noul produs vine cu un blank PCI cu profil redus.

Modelul de 128 GB va costa pe toată lumea 309,90 euro, 256 GB - 379,90 euro, 512 GB - 669,90 euro și 1 TB - 1449,90 euro. Garanția de calitate a producătorului pentru dispozitive este de 2 ani.