Những điều cần biết về SSD

Thiết bị lưu trữ SSD đã sẵn sàng xâm chiếm một lãnh địa vốn chỉ dành cho các phương tiện lưu trữ truyền thống.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Những điều cần biết về SSD Những điều cần biết về SSD Thiết bị lưu trữ SSD đã sẵn sàng xâm chiếm một lãnh địa vốn chỉ dành cho các phương tiện lưu trữ truyền thống. Như một kết cục tất yếu, SSD đang xuất hiện với số lượng ngày càng lớn, chinh phục ngày càng nhiều kết quả kiểm định, tạo dựng các công ty mới hoặc làm phá sản các công ty cũ, cũng như rơi tự do về giácả.Cuộc cách mạng trên thị trường còn non trẻ này khiến ít ai còn nghingờ khả năng đạt đến mức độ cạnh tranh xuất sắc của SSD.Lịch sử công nghệ flashFlash có sự khởi đầu khá khiêm tốn tại một phòng thí nghiệm của Tiếnsĩ Dr. Fujio Masuoka trong lúc Toshiba đang nghiên cứu tìm cách giảiquyết nhu cầu về bộ nhớ tĩnh giá rẻ có thể dễ dàng lập trình lại. Trongquá trình kiểm định đầu tiên đối với công nghệ này, Shoji Ariizumi -một đồng nghiệp của Masuoka nhận xét: việc xóa dữ liệu bằng mộtdòng điện (flash) bất ngờ cũng tương tự như một cú nháy flash củacamera. Và trong cuộc Hội thảo thiết bị điện tử IEEE tổ chức năm 1984bộ nhớ đã được giới thiệu sử dụng mạch “ NOR “, và Ariizumi đã giữnguyên tên như thế nên được biết đến với cái tên ‘NOR”.Tại hội thảo IEEE năm đó, Intel cũng có mặt và nhanh chóng nhận ratiềm năng to lớn của công nghệ flash kiểu NOR. Đầu tiên, công ty cótrụ sở tại Santa Clara này định thương mại hóa công nghệ lưu trữ bằngloại IEC 256Kb có giá $20 USD, tức $640 USD mỗi megabyte. Bất chấpcái giá cắt cổ, sự xuất hiện của bộ nhớ NOR đã đạt thành công ngoàisức tưởng tượng và mở đường cho hàng loạt công ty mới ra đời. Rõràng là nghiên cứu của Toshiba đã khơi mào cho một phát minh vĩ đạihơn nhiều so với dự định ban đầu.Tại Hội thảo Solid-State Circuits quốc tế năm 1989, Toshiba cùng vớitiến sĩ Fujio Masuoka lại một lần nữa gây phấn khích cho người xembằng việc giới thiệu bộ nhớ flash dạng NAND. So với NOR, NAND vượttrội cả về tuổi thọ, tốc độ I/O, với giá cả thấp hơn và kích thước nhỏhơn. Và trong khi NOR được sản xuất đại trà trong các thiết bịCompactFlash I của SanDisk năm 1994, thì chỉ một năm sau đó NANDđã tiếp bước trong loạt sản phẩm SmartMedia của Toshiba.Mặc dù NAND vẫn là chủ đạo trong thế giới bộ nhớ flash, nhưng nhiềucông ty vẫn tiếp tục nghiên cứu phát triển cả hai dạng flash này ( NORvà NAND ) . Các nhà sản xuất hy vọng rằng sản phẩm của họ sẽ đápứng được nhu cầu ngày càng cao về dung lượng của người dùng trongkhi vẫn đảm bảo tăng tốc độ, giảm giá thành và cải thiện tính tin cậycủa các thiết bị flash.Bộ nhớ flash hoạt động ra saoCách hoạt động độc đáo của bộ nhớ flash không sử dụng đến bất kỳthành phần hóa học nào, mà đưa dữ liệu đến thẳng Electron ( điện tử ). Để tận dụng được các Electron này, SSD bắt đầu từ ô bộ nhớ ( Cell )flash.Mỗi ô nhớ ( Cell ) có 9 bộ phận chính: Word Line , Bit Line , cổngđiều khiển ( Control Gate ) , Floating Gate , lớp oxit, ống dẫn (Drain ) , nguồn ( Source ) , nối đất ( Ground ) và chất nền. Các ôsiêu nhỏ này có vai trò như những viên gạch xây nên tòa nhà flash. Cótới hàng triệu ô siêu nhỏ như vậy nằm trên một lưới điện.Cấu trúc ô flash NAND. Các đường thẳng màu đen biểu thị đường dẫn không dây hoặc có dây.Tất cả các bộ nhớ SSD đều được thiết kế để ghi lại trạng thái, hoặc độlớn của dòng điện thể hiện bằng một chữ số nhị phân. Mỗi khi dòngđiện bị ngắt, các công nghệ khác như RAM không thể lưu lại đượclượng thông tin đã lập trình bởi chúng không có cách nào giữ lại cácelectron thể hiện thông tin đó. Ngược lại, NAND vẫn bảo toàn đượctrạng thái này bằng cách nhốt các electron lại bằng một quy trìnhmang tên Fowler-Nordheim Tunneling.Quy trình này bắt đầu bằng cách đưa dòng điện dương,khoảng 12 Vvào Word Line và Bit Line . Điện tích dương trên Bit Line sẽ hút mộtdòng Electron từ nguồn ( Source ) qua ống dẫn ( Drain ) và tạo thànhmột dòng điện tới đất ( Ground ) . Trên Word Line , dòng điện cũngđủ mạnh để lấy được ( hút được ) một số Electron mà đang chạy tớiDrain mà dưới tác dụng của Bit Line . Mặc dù lớp oxit cũng là mộtchất cách điện khá mạnh nhưng các Electron này vẫn có khả năngxuyên thủng và mắc kẹt trong Floating Gate . Đây chính là cách bộnhớ flash nhốt được Electron và giữ được các Electron nào có chứathông tin vừa lập trình. Chính điện trường (màu xanh) nằm dọc đường dẫn đã đẩy các Electrong xuyên qua lớp oxit và mắc kẹt lại trong Floating Gate.Việc đọc thông tin sau của ô nhớ flash này được giao phó cho một cảmbiến chuyên làm nhiệm vụ so sánh điện năng của các Electron bị nhốtvới dòng điện tĩnh. Nếu dòng điện trong cổng có độ lớn vượt quá 50%dòng điện hiện thời thì ô sẽ “đóng lại” và hiển thị một con số 0. Cònnếu dòng điện có thể đi qua cổng nổi mà không bị cản trở bởi cácElectron mắc kẹt, cổng đó sẽ “mở” và hiển thị số 1. .Các khối trong bộ nhớ flash chứa đến hàng nghìn ô NAND. Mỗi ...