Pamięć flash i dyski SSD. Pudełko UTK

Podobne dokumenty
Dyski półprzewodnikowe

Potrzeba instalacji w napędach SSD akumulatorów ograniczała jednak możliwości miniaturyzacji takich napędów.

Dyski twarde napędy optyczne i pamięci flash

Systemy operacyjne i sieci komputerowe Szymon Wilk Superkomputery 1

Dyski SSD a systemy plików

43 Pamięci półprzewodnikowe w technice mikroprocesorowej - rodzaje, charakterystyka, zastosowania

Test wiedzy z UTK. Dział 1 Budowa i obsługa komputera

Podstawy Informatyki JA-L i Pamięci

BUDOWA KOMPUTERA. Monika Słomian

Temat: Pamięci. Programowalne struktury logiczne.

Dodatkowa pamięć w kieszeni - o przenośnych nośnikach danych

Składowanie danych. Tomasz Lewicki. maj WWSIS, Wrocław. Tomasz Lewicki (WWSIS, Wrocław) Archiwizacja dokumentów i danych maj / 17

Artykuł zawiera opis i dane techniczne

NB Sweex Card Reader 16 in 1 USB 2.0

RODZAJE PAMIĘCI RAM. Cz. 1

DYSKI SSD. Skrót SSD pochodzi od Solid State Disk (albo Drive), co po polsku można przetłumaczyć jako dysk (lub napęd) stały.

Technologie informacyjne - wykład 2 -

Systemy operacyjne. dr inż. Marcin Czajkowski. Studia podyplomowe Wydział Informatyki PB

Architektura systemu komputerowego

Twardy dysk. -urządzenie pamięci masowej

Pamięć. Podstawowe własności komputerowych systemów pamięciowych:

Optymalizacja wydajności dysków pendrive. Cluster alignment.

Architektura komputerów

Popularne pamięci FLASH firmy GigaDevice

Parametry techniczne. Testy

Nowe biznesowe laptopy Samsung wytrzymują do jednej tony nacisku

Macierze RAID MARCEL GAŃCZARCZYK 2TI 1

Komputer IBM PC niezależnie od modelu składa się z: Jednostki centralnej czyli właściwego komputera Monitora Klawiatury

Dydaktyka Informatyki budowa i zasady działania komputera

HDD DOCKING STATION PRO External HDD & Memory Card Management

Wykład 2. Temat: (Nie)zawodność sprzętu komputerowego. Politechnika Gdańska, Inżynieria Biomedyczna. Przedmiot:

Technologia informacyjna. Urządzenia techniki komputerowej

T:3 Przechowywanie danych. dr inż. Stanisław Wszelak

Pamięci optyczne Układ optyczny stanowiący istotę napędu CD/DVD składa się z kilku podstawowych elementów: dioda laserowa emituje wiązkę światła

Technika mikroprocesorowa. W. Daca, Politechnika Szczecińska, Wydział Elektryczny, 2007/08

4.5. Pamięci masowe. Moduł 1. Podstawy technik informatycznych

Architektura komputerów

Pamięć wirtualna. Przygotował: Ryszard Kijaka. Wykład 4

Test z Urządzenia Techniki Komputerowej - klasa II FI

Szczegółowy opis przedmiotu zamówienia

1. Jak zamówić usługę USB PVR? 2. Mam dekoder, który nie obsługuje USB PVR, a chciałbym zamówić usługę. Co mam zrobić?

Niniejszy załącznik zawiera opis techniczny oferowanego przedmiotu zamówienia.

Historia pamięci typu FLASH... 2 Definicja pamięci typu FLASH... 2 Wersje pamięci FLASH... 2 Pamięci NOR... 2 Pamięci NAND... 2 Zasada działania...

SKŁADOWANIE DANYCH W PAMIĘCI FLASH - STUDIUM PRZYPADKU

Pamięci masowe. ATA (Advanced Technology Attachments)

Jednostka centralna. Miejsca na napędy 5,25 :CD-ROM, DVD. Miejsca na napędy 3,5 : stacja dyskietek

Cele RAID. RAID z ang. Redundant Array of Independent Disks, Nadmiarowa macierz niezależnych dysków.

Test dysku Intel SSD DC S GB. Wpisany przez Mateusz Ponikowski Wtorek, 22 Październik :22

Komputer i urządzenia z nim współpracujące.

Komputer DELL Optiplex 3020 MT (Midi Tower) Intel Core i QUAD 4 x 3,4 GHz / 8 GB / 120 GB SSD / DVD-RW / Windows 10 Professional

Wersja polska. Wstęp. Zawartość opakowania. Połączenia. DS010 Sweex Multi Panel & Card Reader 53-in-1

Struktura i funkcjonowanie komputera pamięć komputerowa, hierarchia pamięci pamięć podręczna. System operacyjny. Zarządzanie procesami

Niezwykle szybki. Trwały. Imponujący. Dysk SSD Nytro XF1440 NVMe

Przygotowanie do etapu szkolnego Wojewódzkiego Konkursu Informatycznego w roku szkolnym 2016/2017. Budowa komputera, część 1.

Komputer stacjonarny DELL Optiplex 7010 MT (Midi Tower) Intel Core i QUAD 4 x 3,4 GHz / 8 GB / 120 GB SSD / DVD-RW / Windows 10 Professional

Architektura Systemów Komputerowych. Pamięci masowe Dysk sztywny - obsługa dysku Pamięci optyczne Pamięci półprzewodnikowe

Bootowalny pendrive USB z Windows

System mikroprocesorowy i peryferia. Dariusz Chaberski

KABLE, PRZEJŚCIÓWKI > DICOTA i-tec USB 3.0 All-in-One Zewnętrzny czytnik. DICOTA i-tec USB 3.0 All-in-One Zewnętrzny czytnik

Typ usługi Opis Szacowany koszt

Cyfrowe układy scalone

Wykład II. Pamięci półprzewodnikowe. Studia Podyplomowe INFORMATYKA Architektura komputerów

Tranzystor JFET i MOSFET zas. działania

Zasada działania pamięci RAM Pamięć operacyjna (robocza) komputera - zwana pamięcią RAM (ang. Random Access Memory - pamięć o swobodnym dostępie)

System komputerowy, rodzaje, jednostki pamięci

Rynki sprzedaży: 10% Japonia 10% Taiwan 15% Chiny 25% Ameryka 25% Europa 15% Inni. Obroty firmy w latach :: Japonia; 10% Inni; 15%

OFERTA HANDLOWA. Odzyskujemy dane z dysków o średnicy 3.5", 2.5". Zajmujemy się dyskami magnetycznymi oraz dyskami SSD *.

Wykład II. Pamięci operacyjne. Studia stacjonarne Pedagogika Budowa i zasada działania komputera

Załącznik nr 4 do SIWZ Szczegółowa kalkulacja cenowa

PRZEWODNIK PO SPRZEDAŻY:

Easy CD/DVD Recorder Instrukcja

Podzespoły Systemu Komputerowego:

actidata napędy taśmowe serii actitape

Cyfrowe układy scalone

Najważniejsze zalety

Wyższa niezawodność, ochrona danych i bezpieczeństwo

G H J E PL. C A: Oznaczenia kart B: Gumowe nóżki C: Rzepy D: Kontrolka aktywności E: Kontrolka zasilania

Komputer stacjonarny DELL Optiplex 9010 MT (Midi Tower) Intel Core i QUAD 4 x 3,4 GHz / 8 GB / 120 GB SSD / DVD-RW / Windows 10 Professional

Pamięci zewnętrzne Dysk magnetyczny:

Pamięci magnetorezystywne MRAM czy nowa technologia podbije rynek pamięci RAM?

WOJEWÓDZKI KONKURS INFORMATYCZNY DLA UCZNIÓW DOTYCHCZASOWYCH GIMNAZJÓW ETAP SZKOLNY BIAŁYSTOK, 22 LISTOPADA 2017 R.

dr hab. Joanna Jędrzejowicz Podstawy informatyki i komputeryzacji Gdańska Wyższa Szkoła Humanistyczna

1. Wprowadzenie. 2. Charakterystyka produktu:

urządzenie elektroniczne służące do przetwarzania wszelkich informacji, które da się zapisać w formie ciągu cyfr albo sygnału ciągłego.

Cyfrowe układy scalone

PYTANIA BUDOWA KOMPUTERA kartkówki i quizy

1. Budowa komputera schemat ogólny.

Który z podzespołów komputera przy wyłączonym zasilaniu przechowuje program rozpoczynający ładowanie systemu operacyjnego? A. CPU B. RAM C. ROM D.

Podstawy Informatyki. Michał Pazdanowski

NOWE MODELE ZEWNĘTRZNYCH DYSKOW Z SERII CANVIO O WIĘKSZEJ POJEMNOŚCI

DPS CLICK zintegrowany cyfrowy system obróbki i wydruku zdjęć dla klienta

Jak utworzyć RAMdysk w systemie Windows?

SZCZEGÓŁOWE INFORMACJE DOTYCZĄCE KONFIGURACJI OFEROWANEGO SPRZĘTU. Przetarg nieograniczony Dostawa sprzętu komputerowego

Technologie cyfrowe semestr letni 2018/2019

OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA (wykaz/cennik asortymentowo ilościowy) - OPZ. Kol. 1 Kol. 2 Kol. 3 Kol. 4 Kol szt. 34 szt. 10 szt. 10 szt.

Najważniejsze zalety. Skuteczność pamięci NAS dla profesjonalnych twórców treści kreatywnych oraz w małych i średnich przedsiębiorstwach

Cyfrowe aparaty fotograficzne. Paweł Jamer

Pamięć RAM. Pudełko UTK

Cennik. System. Instalowanie systemu operacyjnego MS Windows oraz jego. CD/DVD, komunikatory

Transkrypt:

Pamięć flash i dyski SSD M@rek Pudełko UTK

ROM (Read-Only Memory) Pamięci ROM PROM (Programmable Read- Only Memory) EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) Programowalna pamięć trwała kasowalna światłem ultrafioletowym EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory) Programowalna pamięć trwała kasowalna sygnałem elektrycznym 2

Budowa komórki pamięci FLASH 3

Zasada działania pamięci FLASH Komórka pamięci Flash składa się z tranzystora, który pomiędzy podłożem, a bramką sterującą (Control Gate - CG) posiada odizolowaną bramkę pływającą (Floating Gate - FG). Zasada działania opiera się na przechowywaniu informacji w tranzystorach polowych MOSFET. Zwykły tranzystor składa się ze źródła i drenu - półprzewodnika typu N+ (P+) oddzielonego półprzewodnikiem typu P (N) nad którym umieszczona jest elektroda - bramka. Jeśli napięcie bramki jest równe napięciu podłoża - nie występuje pole elektryczne w półprzewodniku typu P (N) i nie będzie płynął prąd od rdzenia do drenu - tranzystor jest wyłączony. Przyłożenie napięci do bramki wywołuje pole elektryczne w półprzewodniku typu P (N) i wytworzenie w nim obszaru o tym samym typie co źródło i dren. Tranzystor jest włączony. Tranzystor tego typu pobiera prąd tylko w momencie przełączania stanu. Raz umieszczone elektrony na FG mogą pozostać tam przez wiele lat, pamiętając zaprogramowany stan. 4

Odczyt/zapis komórki FLASH Zmiana jedynki na zero Czysta komórka pamięci Flash posiada nienaładowaną FG, co odpowiada binarnej jedynce. Przykładając wysokie napięcie (12 V) elektrony "wskoczą" na FG i zostanie zaprogramowane binarne zero. W celu poprawy szybkości zapisu przykłada się krótkie impulsy, a następnie sprawdza czy wartość została poprawnie zapisana. Udało się dzięki temu skrócić czas zapisu komórki do kilkudziesięciu nanosekund, czas ten nie jest jednak deterministyczny. Odczyt Odczyt polega na przyłożeniu napięcia do bramki sterującej CG i w zależność od stanu naładowania FG tranzystor będzie przewodził lub nie. Czyszczenie pamięci Przyłożenie wysokiego napięcia o odwrotnej polaryzacji powoduje wyczyszczenie zawartości komórki, Impuls prądu o natężeniu blisko 200 A przypomina ten przepływający przez lampę błyskową i stąd nazwa pamięci. Kasowanie jest możliwe tylko blokami po kilka tysięcy bitów. Cykl programowania-zapisywanie (Program/Erase - P/E) może zostać powtórzony maksymalnie od 10 000 do 1 000 000 razy. Po tym czasie zużyta pamięć ulega uszkodzeniu. 5

PAMIĘĆ NOR I NAND 6

Pamięć NOR i NAND 7

NOR Komórki pamięci typu NOR są połączone równolegle (bit line linia bitu, linia pionowa). Dzięki temu możliwy jest dostęp do pojedynczej komórki. Wadą jest złożona struktura układu pamięci oraz zajmowanie dużego miejsca. Jest też kosztowna. 8

NAND Komórki pamięci typu NAND są połączone szeregowo (Word Line - Linia słowa lub linia pozioma). Dzięki temu możliwy jest tylko dostęp do całego bloku danych. 9

Pamięć FLASH EEPROM Właściwości Pamięć na bramkach NOR Pamięć na bramkach NAND Dostęp do pamięci Bezpośredni Sekwencyjny Czas zapisu Długi Krótszy Czas kasowania Długi Krótszy Trwałość Stosunek ceny do wielkości 10 000 100 000 cykli zapisu/odczytu Gorszy 100 000 1 000 000 cykli zapisu/odczytu Korzystniejszy Zastosowanie Firmware różnych urządzeń Pamięć masowa 10

Organizacja bloków Oprócz pamięci na dane współczesne układy posiadają oddzielne kilka bajtów na każdy blok do przechowywania sum kontrolnych (Error Correction Code - ECC). Typowe rozmiary stron i bloków współczesnych pamięci NAND wynoszą: 32 strony x 512 B + 16 B na ECC = blok 16 kb 64 strony x 2048 B + 64 B na ECC = blok 128 kb 64 strony x 4096 B + 128 B na ECC = blok 256 kb 128 stron x 4096 B + 128 B na ECC = blok 512 kb 11

Stany napięć w komórce Pamięć FLASH SLC Single-Level Cell (1 bit 2 stany) MLC Multi-Level Cell MLC (2 bity 4 stany) MLC (3 bity 8 stanów) MLC (4 bity 16 stanów) 12

SLC a MLC SLC Single-Level Cell (pojedynczy bit w kilku komórkach) SLC zapewnia wysoką niezawodność i odporność na błędy. Ma niższą gęstość zapisu, szybszy czas odczytu i dłuższą żywotność. Jest też odporny na szerszy zakres temperatur. MLC Multi-Level Cell (wiele bitów w jednej komórce) MLC wykorzystuje naładowanie bramki pływającej FG do poziomów pośrednich. 4 poziomy - 0, 1/3, 2/3 i 1 umożliwiają zapisanie 2 bitów w jednej komórce. 8 poziomy - 0, 1/7, 2/7, 3/7, 4/7, 5/7, 6/7 i 1 umożliwiają zapisanie 3 bitów w jednej komórce. Pamięci MLC mają 2-3 krotnie wyższą gęstość zapisu, wolniejszy czas odczytu o kilkadziesiąt procent i 10-krotnie mniejszą żywotność w porównaniu do SLC. MLC są też podatne na błędy i gubienie informacji przy zmianach temperatur. 13

SLC i MLC 14

Skala miniaturyzacji pamięci Flash 15

Problemy Komórka do zapisu danych musi być pusta nie może zawierać żadnych danych. Trzeba skasować jej zawartość Skasować można tylko cały blok komórek. Kasowanie trwa dłużej niż zapis/odczyt Zapis trzeba skoordynować z kasowaniem. Plik aktualizowany i nadpisywany trzeba zaznaczyć jako usunięty, a nowy umieścić w innym miejscu. Niekiedy konieczna defragmentacja wewnętrzna, by mieć odpowiednio duży blok do zapisu. Ograniczona ilość skasowań komórki. 16

Rozwiązania Kontroler rozdziela równomiernie operacje zapisu na całą przestrzeń nośnika. Równoważenie zużycia (wear levelling) Nośnik dysponuje obszernym buforem, gdzie dane są układane w odpowiednie struktury przed zapisem. Nie ma sensu defragmentowanie nośnika Flash. 17

18

Rodzaje pamięci FLASH Karty pamięci Pendrive Dysk SSD 19

Karta pamięci Pamięć Flash w postaci niewielkiej karty zawierającej do kilkudziesięciu GB pamięci. Stosowana w aparatach fotograficznych, telefonach komórkowych, smartfonach, tabletach i innych urządzeniach audiowizualnych. 20

Karty pamięci SM SmartMedia MMC MultiMedia Card minisd microsd SD Secure Digital MS Memory Stick Memory Stick Duo CF CompactFlash xd xd Picture Card Memory Stick Micro SDHC Secure Digital High Capability SDXC Secure Digital Extended Capability Memory Stick PRO Duo 21

Przykładowe karty 22

23

Dyski SSD 24

Budowa dysku SSD 25

Dysk SSD Dysk SSD to twardy dysk wykorzystujący pamięć typu FLASH do zapisu danych. Fizycznie wygląda i zachowuje się jak twardy dysk, ale wewnątrz jest pełen komórek EEPROM. 26

Porównanie SSD i HDD Dyski SSD są całkowicie pozbawione ruchomych części Jako nośnik wykorzystują układy pamięci flash. Są odporne na uszkodzenia mechaniczne. Działa bezszelestnie Oferują krótki czas dostępu, rzędu kilku ms a nie kilkunastu jak to ma miejsce w dyskach konwencjonalnych. Stała prędkość odczytu. 27

Testy HDD i SSD 28

Testy HDD i SSD 29

Kontroler dysku SSD 30

Zalety i wady dysków SSD Niska pojemność przy relatywnie dużym koszcie gigabajta. Rzadko wykorzystywane do archiwizowania danych. Pamięci zewnętrzne wykorzystujące nośnik SSD. Szybki interfejs USB 3.0 (650 MB/s). Główny nośnik z systemem i kilkoma najważniejszymi aplikacjami. Drugi dysk tradycyjny na dane Płyta główna z interfejsem SATA II lub nowszym Laptopy Największa różnica w prędkości pracy przy zmianie dysku HDD na SSD. Dyski HDD laptopów są bardzo wolne (5400 obr./min i transfer 60-80 MB/s). Przeciętny dysk SSD jest dwa lub więcej razy szybszy. Odporność na uszkodzenia powstałe w trakcie ruchu Szeroki zakres temperatur pracy Desktopy W desktopach dysk wymaga szybkiej i nowoczesnej płyty głównej. Szósta generacja płyt do procesorów Sandy Bridge obsługuje SATA III standardowo, przez mostek południowy. Płyty główne z chipsetem Intela piątej generacji obsługiwały SATA III tylko przez dodatkowy układ Marvella i niezbyt dobrze współpracowały z kontrolerem SSD tej samej firmy. 31

Dyski hybrydowe HHD (Hybrid Hard Disk) Dysk hybrydowy to połączenie w jednej obudowie dysku SSD i tradycyjnego HDD. Dane często odczytywane i rzadko zapisywane (np. pliki wykonywalne, biblioteki) są umieszczone na SSD a dokumenty i pliki często edytowalne są lokowane na HDD. HHD posiada system samouczący się, który analizuje wykorzystanie plików i odpowiednie sam kopiuje do SSD. MS Windows startuje z dysku. Pliki systemowe kopiowane są na SSD i przy powtórnym użyciu ich są dużo szybciej wysyłane. 32

33

Dyski HHD 34

Współpraca dysków HDD i SSD Najlepszą opcją jest posiadanie 2 dysków: po jednym z każdego typu. Na dysku SSD najlepiej zainstalować system operacyjny i najważniejsze aplikacje SSD umożliwi szybki rozruch i dostęp do danych Na dysku HDD trzymać duże zbiory danych (filmy, zdjęcia) i rzadziej używane aplikacje. 35