ساختار داخلی حافظه های SSD

شاید علاقه مند باشید بدانید داخل یک درایو SSD چه چیزی قرار دارد و از چه اجزایی تشکیل شده است . چگونه می شود یک درایو که نصف کف دست می باشد و وزنی کمتر از 200 گرم را به خود اختصاص داده توان ذخیره 512 گیگابایت اطلاعات داشته باشد .  مولفه‌های کلیدی یک SSD یک تراشه کنترلر و تعدادی تراشه حافظه جهت ذخیره سازی اطلاعات است. حافظه‌های اولیه استفاده شده در SSDها از نوع "حافظه فرار DRAM" بود، اما از اوایل سال 2009 که معمولاً از "حافظه‌ غیر فرار  NAND" استفاده می‌شود، سایر اجزا نقش قابل توجی را در بهره‌وری از SSD بازی نمی‌کنند. این باعث شده تا تولید کنندگان این محصول نگاه خود را بر روی NAND‌ها متمرکز نگه دارند.

 

 

کنترلر
هر هارد SSD مانند سایر دستگاه‌های این خانواده (Mass Storages) شامل یک تراشه کنترلر است که علاوه بر وظیفه شناسایی SSD به دستگاه، پلی میان اجزای حافظه NAND و سیستم میزبان است. پردازنده جاسازی شده در این چیپ وظیفه‌ی اجرای کد سطح-فریمور "Firmware-Level" را در سیستم عامل دارد و یکی از مهم‌ترین عوامل عملکرد SSD است.
برخی از مهم‌ترین وظایف کنترلر عبارتند از:
    تصحیح خطا (Error Correction Code (ECC
    تراز کردن پوشش اطلاعات
    نقشه برداری از "بلوک‌های بد" (Bad-Block)
    مدیریت خواندن یکنواخت و خواندن پراکنده
    خواندن و نوشتن حافظه موقت کش (Cach)
    جمع‌آوری اطلاعات زاید
    رمزگذاری

 

 ٢-١) حافظه‌های مبتنی بر فلش
اکثر تولید کنندگان SSD از حافظه‌های غیر-فرار NAND به دلیل  هزینه پایین‌تر در مقایسه با DRAM همچنین توانایی حفظ داده‌ها بدون استفاده از منبع قدرت ثابت و نیز حصول اطمینان از تداوم داده‌ها در صورت قطع برق ناگهانی، در تولید SSDهای‌شان استفاده می‌کنند.
SSDهای مبتنی بر حافظه فلش از SSDهای مبتنی بر حافظه دی رم کند‌تر هستند. حتی برخی از تولیدات اولیه سرعتی پایین‌تر از هارد‌ دیسک‌ها داشتند اما این مشکل با ارائه یک کنترلر جدید برای سال‌های 2009 و بعد از آن حل شد.
این دسته از حافظه‌ها بیشتر برای دستگاه‌هایی استفاده می‌شود که می‌بایست دارای فاکتورهای استاندارد برای ابعادشان باشند (مانند هاردهای 3.5، 2.5 و 1.8 اینچی). همچنین به دلیل کوچک بودن این حافظه‌ها، می‌توان از آنها در ابزارهای کوچک و آن دسته از ابزارهایی که دارای فشردگی ظاهری هستند استفاده کرد.
درایوهای قیمت پایین معمولاً از حافظه‌های فلش مبتنی بر سلول‌های چند سطحی "Multi-Level Cell (MLC)" ساخته می‌شوند که نسبت به حافظه‌های فلش مبتنی بر سلول‌های تک سطحی "Single-Level Cell (SLC)" آهسته‌تر بوده و کمتر می‌توان به آنها اعتماد کرد.


-٢) حافظه‌های مبتنی بر DRAM
SSDهای مبتنی بر حافظه فرار مانند DRAM، توسط دسترسی فوق‌سریع به داده‌ها (که به صورت کلی کمتر از 10 میکروثانیه طول می‌کشد)، مشخص می‌شوند و در درجه اول برای سرعت بخشیدن به برنامه‌های کاربردی استفاده می‌شود.
این ابزارها معمولاً از ترکیب یک باتری یا آداپتور AC/DC خارجی و سیستم پشتیبان‌گیری از داده‌های ذخیره شده تشکیل شده است. این ترکیب برای اطمینان از تداوم داده‌ها در زمان نبودن منبع تغذیه و یا قطع ناگهانی جریان برق در نظر گرفته شده است.
اگر جریان برق قطع شود، باتری نیروی لازم را برای کپی کردن تمام اطلاعات را حافظه دسترسی تصادفی (RAM) به ذخیره سازی عادی، تامین می‌کند و هنگامی که جریان برق مجدداً تامین شد، اطلاعات از ذخیره سازی به به RAM کپی شده و SSD به عملیات عادی خود باز می‌گردد. (شبیه به عملکرد خواب زمستانی (Hibenate) که درسیستم‌های امروزی شاهد آن هستیم).


 ٢-٣) سایر حافظه‌ها
برخی از SSDها از حافظه‌های مقاومت مغناطیسی استفاده می‌کنند و برخی دیگر از ترکیب حافظه‌های DRAM و FLASH استفاده می‌کنند بدین‌صورت که وقتی SSD فاقد منبع تغذیه شود، تمام داده‌ها زا از DRAM به قسمت FLASH خود کپی می‌کند و در هنگامی که نیرو مجدداً تامین می‌شود، SSD تمام داده‌ها را از قسمت FLASH به DRAM منتقل می‌کند.
لازم به ذکر است که بعضی از درایوها از ترکیبی شامل دیسک‌های گردان و حافظه‌های فلش استفاده می‌کنند که به درایوهای دوگانه یا Hybrid معروف هستند.

 
٣) رابط (InterFace)
رابط همان‌گونه که از نامش پیداست نوع درگاهی است که SSD با آن به سیستم میزبان متصل شده و ارتباط برقرار می‌کند.
دستگاه‌های SSD از رابط‌های متفاوتی استفاده می‌کنند که رایج‌ترین آنها عبارتند از:
    رابط اسکازی یا Serial attached SCSI (SAS) که به صورت کلی بر روی سرور‌ها استفاده می‌شود با حداکثر سرعت 3.0 Gbit/s
    رابط ساتا (درگاه سریال) یا Serial ATA (SATA) با حداکثر سرعت 1.5 Gbit/s
    رابط پی‌سی‌آی اکسپرس یا PCI Express با حداکثر سرعت 2.0 Gbit/s
    رابط کانال فیبری یا Fibre Channel  که معمولاً روی سرورها استفاده می‌شود با حداکثر سرعت 200 Mbit/s
    رابط یو‌اس‌بی یا Universal Serial Bass (USB) با حد اکثر سرعت 1.5 Mbit/s
    رابط پاتا (درگاه موازی) یا Parallel ATA (IDE) که معمولاً با رابط SATA جایگزین می‌شود با حداکثر سرعت 26.4 Mbit/s
    رابط اسکازی موازی یا Parallel SCSI که اکثرا بر روی سرور‌ها یافت می‌شود و از سال 2004 به بعد با رابط SAS جایگزین شد. حد اکثر سرعت 40 Mbit/s
    رابط بی‌سیم یا Wifi با حداکثر سرعت 5 Gbit/s
    رابط تاندربولت یا Thunderbolt با حداکثر سرعت 20Gbit/s

منبع : متین