Здравствуйте. Выбирая SSD сегодня, можно обращать внимание только на скорости чтения и записи, форматы подключения и, конечно, ёмкость. Этого будет вполне достаточно. Но если посмотреть на другие характеристики, можно сделать выбор точнее, и в первую вам пригодится тип памяти, который иногда в характеристиках помечается как NAND. О том, 3D NAND SSD что это значит и как это учитывать при выборе твердотельного накопителя, поговорим сегодня.
Что такое NAND 3D в SSD накопителе
В SSD есть энергонезависимая флеш-память, благодаря которой данные и хранятся внутри запоминающего устройства. От её типа зависит многое — сколько раз можно перезаписывать ячейки памяти, скорость записи и чтения, энергопотребление накопителя, надёжность и долговечность. Учитывая это, легко предположить, что от типа флеш-памяти будет зависеть и стоимость SSD накопителя.
Для начала стоит сказать, что флеш-память сегодня делится на два типа — NOR и NAND. Они отличаются друг от друга способом объединения ячеек в массив, что влияет на область их применения.
NOR создан компанией Intel, флэш-память с ним используется в основном для микропроцессоров и хранения небольших объёмов данных. Эта технология была вытеснена с рынка, когда появилась другая — NAND. Она оказалась не только более гибкой, но ещё и дешёвой в производстве, а потому её активно используют на флешках, разнообразных картах памяти и жёстких дисках SSD. Разработали флеш-память этого типа в компании Toshiba в конце 80-х. При этом NOR была создана немногим раньше.
3D NAND, который вы чаще можете встретить в характеристиках накопителей памяти — наследник технологии NAND, её улучшенное продолжение. Это в целом одна и та же технология, просто в первоначальной ячейки размещаются одним слоем, а в новой — в несколько слоёв.
В первом случае транзисторы объединяются последовательно в группы по 16 или 32 ячейки в каждой. Так образуются страницы для записи данных, которые, в свою очередь, объединяются в блоки. Из-за такой конструкции приходится оперировать блоками, а переключаться между ячейками произвольно не получается. Для чтения данных это не проблема, но с записью могут возникнуть трудности, ведь для изменения бита приходится читать и перезаписывать весь блок. То есть даже те ячейки, которые и так были свободны. Из-за этого и возникают ограничения количества циклов перезаписи.
Такой подход к размещению ячеек влияет и на ёмкость накопителя. Здесь чем ближе они друг к другу на кристалле, тем лучше. Но постоянно делать ячейки меньше не получится, как и ставить их плотнее, поэтому в какой-то момент технология потребовала развития.
Так появился 3D NAND, где ячейки размещаются вертикально, а не на единой плоскости. Ёмкость кристалла возросла, а влияние ячеек друг на друга снизилось, почти исключая перетекание заряда. Первыми такую технологию использовали Samsung, им и принадлежит разработка. Благодаря особенности вертикального размещения ячеек можно поддерживать большую ёмкость памяти без потери других характеристик.
Помимо типа памяти нужно также учитывать технологию хранения информации, которая как раз и помечается аббревиатурами SLC, QLC, TLC, MLC и т. д. Они актуальны и для NAND, и для 3D NAND.
Какой тип памяти лучше — 3D NAND, MLC, TLC, QLC, 3D XPoint
Так как среди SSD дисков можно встретить флэш-память только NAND типа, подробнее стоит рассказать только про технологию хранения информации, рассказав, как работает каждая из них. Различаются они небольшой, но очень важной деталью, которая влияет на все их преимущества и недостатки. Зная это, вы сможете заранее прикидывать, что ожидать от устройства.
SLC
SLC — первый тип, здесь 1 бит информации записывается на одну ячейку. Так как в ней хранится либо 0, либо 1, скорость записи данных и их чтения здесь очень высока. Благодаря этому у накопителей с такой флеш-памятью высокая производительность и огромный ресурс для перезаписи, поэтому накопители с SLC служат дольше всех и считаются наиболее надёжными.
Однако, низкая плотность размещения данных — всего 1 бит на 1 ячейку — делает накопители с этим флеш-памяти очень дорогими. И устройство с хоть сколько-нибудь приличным объёмом будет стоить очень дорого. Поэтому для обычного пользования SSD с такой памятью не найти, они производятся для серверов и промышленного оборудования.
MLC
Здесь уже помещаются 2 бита на ячейку, и устройства с этим видом флэш-памяти стоят немного дешевле тех, что сделаны на SLC.
Если сравнивать с SLC, скорость записи и чтения здесь ниже, но при этом производительность в целом очень хороша, да и запас циклов перезаписи большой, пусть даже предоставляет 10 000 циклов P/E против 100 000 циклов у SLC. Потребление энергии при этом очень маленькое, на потребительском рынке найти лучшую энергоэффективность точно не получится.
Также устройства с памятью MCL чувствительны к программным ошибкам, что является единственным их заметным минусом.
Этот вариант уже можно найти на потребительском рынке, но учитывайте, что стоимость будет высока, учитывая количество плюсов.
TLC
Здесь на ячейку приходится уже 3 бита данных. Скорость чтения и записи здесь ещё ниже, чем в прошлом варианте, что влияет на производительность и запас перезаписи — предоставляется около 3000 циклов P/E. В целом, это неплохой показатель.
При этом дешевизна позволяет создавать накопители с действительно большими объёмами за сравнительно небольшие деньги. Но помните, что не только производительность, но и долговечность страдает, а вот потребление энергии растёт, но всё ещё остаётся оптимальным.
Поэтому нередко накопители с этим типом памяти становятся самыми дешёвыми в линейке.
QLC
Несмотря на то, что что-то дешевле TLC предлагают не все производители, есть тип флеш-памяти, позволяющий записывать 4 бита на ячейку — QLC. Устройства с такой флеш-памятью стоят дешевле всех. Скорость записи и чтения у них самая низкая, как и долговечность всего устройства. А вот потребление энергии будет наиболее высоким.
Но и такое вы можете приобрести, если будет нужно что-то совсем дешёвое, а качество будет заботить не настолько сильно. Это единственный плюс таких накопителей памяти.
Выводы
Так как SLC в продаже не найти, а характеристики QLC оставляют желать лучшего, чаще всего выбор делают между MLC и TLC. Учитывайте, что иногда более современные устройства с TLC могут превосходить по характеристикам менее современные накопители на MLC, так что смотрите на картинку целиком и сравнивайте цены.
В конце стоит упомянуть про 3D XPoint. Как вы помните, раньше я говорил, что самих типов флэш-памяти два — NOR и NAND. Рынок захватил второй, но создатели NOR, Intel, захотели всё же вернуться в глобальную продажу, и создали новую энергонезависимую память — 3D XPoint. По идее она будет быстрее и долговечнее всех вариантов флеш-памяти, но это ещё предстоит изучить потребителям. Предложения на рынке уже есть, но цены кусаются на момент написания материала.
Опираясь на новые знания о флеш-памяти, вы сможете сделать более удачный выбор нового SSD накопителя, точно зная, за какие преимущества отдаёте деньги. И будете сразу знать, на что рассчитывать — на какие скорости, на какой срок службы. И не забывайте разницу между NAND и его улучшенной версией.
О других деталях, которые нужно учитывать при выборе SSD, я расскажу в другой раз, а пока вы можете подписаться на мои социальные сети, чтобы не пропустить появление новых интересных статей. Увидимся!
С уважением, автор блога Андрей Андреев.
