▷ SSD는 무엇이며 어떻게 작동하며 무엇을위한 것입니까?

하드 드라이브 또는 솔리드 스테이트 스토리지 드라이브 또는 SSD 가 여기에 있습니다. 새로운 장비를 구입하는 거의 모든 사용자는이 유형의 저장 장치를 내부에서 찾을 수 있습니다. 그러나 실제로 SSD 란 무엇 이며 어떻게 작동 합니까? 이 기사에서는이 전자 요소와 잘 알려진 HDD 하드 드라이브와 다른 점에 대해 자세히 설명합니다.

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몇 년 전부터 우리는 컴퓨터에서 큰 변화를 경험하게되었습니다. 첫 번째는 멀티 코어 프로세서와 아키텍처였습니다. 이로 인해 장비가 더욱 빨라지고 그래픽 카드, RAM이 향상되었습니다. 그러나 우리 팀에는 여전히 큰 병목 현상이 있었고 하드 드라이브 외에는 없었습니다. 컴퓨터 전체에 집적 회로가 가득 차 있지만 여전히 내부에 기계적인 요소가있었습니다.

따라서 데이터 내용에 대한 액세스가 실제로 느린 경우 매우 빠른 프로세서를 사용하는 것은 쓸모가 없습니다. 이러한 이유와 다른 이유로 인해 디지털 스토리지 산업이 작동하여 새로운 유형의 장치를 만드는 데 드는 비용이 절감되었습니다. 비용이 감소함에 따라 데이터 저장 용량과 안정성도 향상되었습니다.

요즘 우리는 이미 모든 새로운 장비에서이 요소가 실질적으로 표준화되고 공통적입니다. 그리고 비교적 저렴한 가격으로. 빠른 컴퓨터를 원하면 운영 체제에 적합한 컴퓨터 중 하나가 있어야합니다. SSD 드라이브가 무엇인지 살펴 보겠습니다.

SSD 란?

솔리드 스테이트 드라이브 또는 SSD (솔리드 스테이트 드라이브) 는 비 휘발성 메모리 또는 일반적으로 플래시 메모리라고하는 데이터를 기반으로하는 데이터 저장 장치입니다. 따라서 기존 하드 드라이브의 자기 디스크를 교체하십시오.

이전 EEPROM의 후속 제품인이 플래시 메모리는 동일한 작업에서 여러 메모리 위치의 읽기 및 쓰기 작업을 허용하므로 EEPROM 메모리에 비해 속도가 증가하여 각 작업에서 하나의 메모리 셀만 읽을 수 있습니다.

플래시 메모리를 사용하려면 메모리를 저장하기 위해 칩을 사용해야합니다. 일반 하드 디스크의 움직이는 부분을 제거함으로써 액세스 및 쓰기 속도를 상당히 높일 수 있습니다.

2010 년에이 보고서는 또 다른 도약을 가져 왔으며, 이는 실제로 제조 비용을 낮추고 사용자가 보고서에 액세스 할 수있게하는 결과였습니다. 그리고 이러한 플래시 메모리를 제조하기 위해 NAND 도어를 사용합니다.

NAND 로직 게이트 (AND 또는 역 Y)의 가장 두드러진 특징 중 하나는 전원이 차단 된 경우에도 데이터를 유지할 수 있다는 것입니다.

이 NAND 게이트는 비트가 저장되는 항목 인 플로팅 게이트 트랜지스터를 사용하여 만들어집니다. RAM 메모리의 경우, 이 트랜지스터는 플래시 메모리가 아닌 상태를 유지하기 위해 연속 전원 공급 장치가 필요합니다. 플로팅 게이트 트랜지스터가로드되면 내부에 0이 있고 언로드되면 1이 있습니다.

이들 메모리는 매트릭스 형태로 구성되며, 일련의 연속적인 NAND 게이트에 의해 형성된다. 우리는 완전한 행렬 블록을 호출하고 행렬을 구성하는 행을 페이지라고합니다. 이러한 각 행의 저장 용량은 2KB와 16KB 사이입니다. 각 블록에 256 페이지가 있으면 256 KB와 4 MB 사이의 크기가됩니다.

SSD와 RAM의 차이점

이를 통해 가장 먼저 떠오르는 것은 RAM 메모리입니다. 아시다시피, 이 유형의 메모리는 데이터 및 프로그램을 프로세서에 공급하는 데 사용됩니다. 컴퓨터를 끄면 SSD 드라이브와 달리 RAM 메모리가 완전히 비워집니다.

차이점은 NAND 게이트 사용에 있습니다. 이 논리적 요소는 마지막 전기 상태를 내부에 저장하고 전원 공급 장치 없이도 유지됩니다.

제조 기술

기본적으로 이러한 장치의 제조에는 두 가지 스토리지 기술이 있습니다. RAM 기반 드라이브 실험을 시작했습니다. 이를 위해서는 데이터를 잃지 않도록 끊임없이 에너지를 공급하는 요소가 필요했습니다.

이러한 한계로 인해이 장치의 DRAM 기술은 비 휘발성 스토리지가있는 NAND 게이트 모양으로 폐기되었습니다. 이것은 현재 사용되고 있으며 세 가지 제조 기술이 있습니다.

SLC 또는 개별 레벨 셀

이 방법을 사용하면 각 메모리 셀에 대해 1 비트의 데이터를 저장할 수 있습니다. 그 구조는 얇은 메모리 칩과 단일 레벨의 스토리지를 얻는 개별 실리콘 웨이퍼로 구성됩니다. 이 칩은 데이터 액세스 속도가 높고 수명이 길며 에너지 소비가 적다는 장점이 있습니다. 다른 한편으로, 그들은 더 적은 메모리 용량을 가지므로 더 많은 수의 모돈을 건설해야하므로 건설 비용이 증가합니다.

현재 제조는 스토리지 품질이 우수한 산업 및 서버 클러스터 환경으로 제한됩니다.

MLC 또는 다단계 셀

이 제조 방법은 이전 방법과 반대입니다. 각 메모리 칩은 실리콘 웨이퍼를 적층하여 단일 멀티 레벨 칩을 형성함으로써 제조됩니다. 그것의 장점은 칩당 더 큰 저장 용량의 장점에 대해, 각각의 셀에 대해 2 비트를 저장할 수 있으며, 이는 총 4 개의 다른 상태를 만든다. 또한 제조 비용이 저렴합니다.

단점으로, 우리는 이전의 경우와 반대의 입장을 인용합니다. 접근 속도가 느리고 내구성이 적은 칩입니다.

TLC 또는 트리플 레벨 셀

이 경우 제조 프로세스는 각 셀에 3 비트를 구현하여 최대 8 개의 상태를 저장할 수 있습니다. 제조 가격이 저렴하고 컨텐츠에 대한 액세스가 덜 효율적입니다. 따라서 가장 저렴한 단위이지만 셀 수명은 약 1000 쓰기로 제한됩니다.

트림 기술

SSD 스토리지 장치에 보류중인 주제는 정확히 내구성입니다. 메모리 셀의 모든 쓰기 및 지우기에 대해 메모리 셀의 성능이 저하됩니다. 이로 인해 사용량이 많은 드라이브가 빠르게 성능 저하되어 파일 무결성 오류 및 파일 손실이 발생합니다.

SSD에서 파일을 삭제하는 과정은 매우 복잡합니다. 행 수준에서 내용을 쓸 수 있지만 블록 수준에서만 삭제할 수 있습니다. 즉, 이 블록에 삭제해야 할 파일 외에 유용한 파일이 있으면 삭제됩니다.

유효한 파일이 삭제되지 않도록하려면 이러한 파일을 가져 와서 새 행에 저장 한 다음 블록을 삭제하고 이전에 있던 유효한 데이터를 다시 작성해야합니다. 이 모든 과정의 결과는 여분의 쓰기 및 삭제를 수행함으로써 메모리 셀의 추가 열화이다.

이에 대한 응답으로 TRIM과 같은 기술이 등장합니다. TRIM은 운영 체제와 저장 장치 사이의 통신을 허용 하여 SSD 자체에 데이터를 지워야하는 것은 시스템 자체입니다. Windows에서 데이터를 지울 때 데이터는 물리적으로 지워지지 않고 대신 사용되지 않는 소유권을 얻습니다. 이것은 메모리 셀의 기록 및 물리적 소거 프로세스를 감소시킨다. Microsoft에서이 기술은 Windows 7부터 구현되었습니다.

SSD 드라이브의 물리적 구성 요소

SSD 드라이브의 구성 요소와 관련하여 세 가지 중요한 요소를 언급 할 수 있습니다.

컨트롤러: NAND 메모리 모듈에서 수행되는 작업을 관리하고 관리하는 프로세서입니다.

캐시: 또한 이러한 유형의 장치에는 장치에서 RAM 및 프로세서로의 데이터 전송 프로세스 속도를 높이는 DRAM 메모리 장치가 있습니다.

커패시터: 커패시터는 정전시 데이터 무결성을 유지하는 기능이 있습니다. 컷으로 인해 움직이는 데이터가있는 경우 커패시터 덕분에이 데이터를 저장하여 손실을 피할 수 있습니다.

연결 기술

SATA

일반 SSD는 일반 하드 드라이브와 동일한 연결 기술을 가지고 있습니다. 즉, SATA 3 포트를 사용하여 마더 보드에 연결합니다. 이러한 방식으로 600MB / s의 전송 속도를 갖습니다.

PCI-Express

그러나 NVMe 라는 더 빠른 연결 및 통신 기술이 있습니다. 이 방법을 사용하면 장치가 마더 보드의 PCI-Express 확장 슬롯에 직접 연결됩니다. 이러한 방식으로 최대 2GB / s의 읽기 속도와 1.5GB / s의 쓰기 속도를 달성 할 수 있습니다.

일반적으로이 하드 드라이브는 일반적인 2.5 인치 직사각형 캡슐화 형식이 없지만 캡처 기나 방열판없는 그래픽 카드와 같은 확장 카드처럼 보입니다.

M.2

이것은 중형 및 단기적으로 SATA 유형을 대체하기위한 새로운 통신 표준입니다. SATA 및 NVMe 통신 프로토콜을 모두 사용합니다. 이 장치는 마더 보드에있는 특정 포트에 직접 연결됩니다. 이런 식으로 우리는 PCI-E 슬롯을 차지하지 않으며 특정 포트를 갖게됩니다. 이 표준은 PCI-E의 속도는 없지만 SATA보다 훨씬 빠르며 모든 제조업체의 드라이브는 이미 적당한 가격에 있습니다.

SSD를 고려해야 할 측면

SSD를 구입할 때 장단점과 시스템이 적절한 지 알아야합니다.

파일 시스템

우리가 보았 듯이 SSD 드라이브 관리는 일반 하드 드라이브와는 상당히 다릅니다. 그렇기 때문에 기존 파일 시스템은 이러한 드라이브 요구에 맞게 내부 운영 구조를 업데이트해야했습니다. 그렇지 않은 경우 장치의 급속한 성능 저하로 인해 수명이 크게 단축됩니다.

NTFS

확실한 예는 Windows 파일 시스템입니다. Windows Vista가 파티션을 시스템에 올바르게 맞추기 때문에 구현 된 첫 번째 최적화 중 하나입니다. 섹터 구성은 기계 장치와 SSD가 다르기 때문에 추가 읽기 및 쓰기 작업을 수행해야했습니다.

Windows 7 이후 버전에서는 시스템에서 파일 조각 모음, Superfetch 서비스, ReadyBoost 비활성화 및 TRIM 명령 도입과 같은 SSD 개선을 통해 SSD 수명을 연장합니다.

기계식 디스크에 비해 SSD의 장점

• 읽기 / 쓰기: 기계 구성 요소를 제거함으로써 기본 작동이 크게 증가합니다. 가장 눈에 띄고 중요한 특성입니다. 응용 프로그램 및 파일 열기: 위에서 바로 응용 프로그램 및 파일을 훨씬 빠르게 열면 컴퓨터의 시작 시간이 크게 줄어 듭니다. 장애 및 보안: 데이터 정리를 개선하여 장애 사이의 시간이 상당히 증가하고 트랜잭션의 보안이 향상되며 장치가 가득 찼거나 비었을 때 성능에 변화가 없습니다. 한 번 물리적으로 삭제하면 파일을 완전히 복구 할 수 없으므로 파일 삭제가 더 안전합니다. 에너지: 적은 에너지 소비와 열 생산이 필요합니다. 소음: 기계적 요소가 없기 때문에 소음 발생이 없습니다. 무게와 저항: 기계적 구성 요소와 크기를 줄이면 무게가 줄어들고 충격에 대한 저항력이 훨씬 좋아집니다.

SSD의 단점

• 유용한 수명: 이 장치는 일반적으로 기존 디스크보다 수명이 짧습니다. 이는 이들 및 제조 기술에 제공되는 사용 강도와 관련이 있습니다. 가격: GB 당 비용은 기존 디스크보다 훨씬 높습니다. 따라서 우리는 더 큰 용량의 디스크를 더 높은 가격으로 찾을 수 있습니다. 스토리지 용량: 하드 드라이브는 여전히 기계식 드라이브보다 적은 스토리지 용량으로 시장에 존재합니다. (한참 전에 Nimbus Data가 100TB SSD를 구축 할 계획이라고 발표 된 이후) 하드웨어 제한 때문이 아니라 그 비용 때문입니다. 데이터 복구: 장점에서 논의 된 것처럼 SSD는 파일을 영구적으로 삭제하며, 삭제 된 파일을 복구하려는 경우에도 단점입니다. 그럼에도 불구하고 TRIM 기술은 이와 관련하여 우리에게 기회를 제공합니다. 치명적인 장애: 기계식 디스크가 점차 저하되어 감지 할 수 있지만 SSD는 경고없이 실패하며이 오류는 총체적이며 최종적입니다. 따라서 파일을 거의 완전히 잃게됩니다. 유지 관리 작업: 이 경우 이러한 작업은 하드 드라이브를 손상시킬 수 있습니다. SSD 조각 모음은 의미가 없지만 공간의 일부를 가상 메모리로 구성하지 않는 것이 좋습니다. 이 과정으로 인해 더 많이 마모됩니다.

기계식 하드 드라이브에 대한 모든 세부 정보를 알고 싶다면 다음 기사를 참조하십시오.

이것으로 SSD의 정의와 작동 방식 에 대한 설명을 마칩니다. 도움이 되셨습니까? 질문이 있습니까? ?