Как работают SSD?

Флеш-память – отдельная и интересная тема, которая очень актуальна на сегодняшний день. В этой статье мы разберем основные принципы работы твердотельных накопителей и узнаем, как работают SSD.

На привычных нам жестких дисках – HDD – информация хранится на нескольких платтерах (это такие магнитные пластины внутри устройства), где специальный инструмент – актуатор, с помощью считывающих головок, получает информацию с маленького крутящегося диска. В SSD информация размещена с помощью флеш-памяти типа NAND. Здесь можно отметить веяние прогресса: когда-то эту технологию можно было использовать только с помощью проводов, но сейчас рынок наполнен и проводными и беспроводными вариантами SSD.

Итак, теперь перейдем к принципам работы SSD. Информация хранится в ячейках памяти, которые состоят из транзисторов с плавающим затвором. В них бывают разные направления напряжения, благодаря которым электроны двигаются между каналом NAND и управляющим затвором. В тот момент, когда на затвор подается напряжение, происходит притяжение электронов вверх и образование электрического поля. Оно помогает достичь электронам самого плавающего затвора. При этом препятствие в виде оксида не позволяет им продвинуться дальше. Все это – процесс программирования ячейки.

Одним из главных преимуществ SSD над HDD является отсутствие вращающихся дисков подвижных частей. За счет этого, скорость работы с данными у SSD значительно превосходит скорость обработки информации на жестких дисках. Некоторое время назад планарная флеш-память NAND ушла на покой, уступив пост 3D NAND – более современному типу. Преимущества этой памяти в более сильной устойчивости к износам, так как она не требует подачи высокого напряжения во время записи данных в ячейку памяти. Пока что производители продолжают поддержку и развитие этого направления: подавляющее большинство накопителей на рынке на сегодняшний день именно с типом памяти 3D NAND. Они, конечно, более дорогие по сравнению с предыдущей версией, но и прослужат они гораздо дольше.

В случае с 3D NAND у нас имеется цилиндр, верхний слой которого выполняет функции управляющего затвора, а внутренний слой – изолятора. Ячейки расположены друг под другом, образуя своеобразный стек. Сам модуль управления находится под массивом памяти, а ячейки – на свободной площади чипа. 3D NAND сейчас – новейшее решение в области памяти, накопления данных с самой лучшей производительностью и пропускной способностью. Но это явно не предел. Посмотрим, что будет дальше.