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NAND SSD : NAND 플래시는 SSD에 어떤 영향을 미칩니 까? [파티션 매직]
요약 :
우리 모두 알고 있듯이 SSD는 집적 회로 어셈블리 (DRAM, NAND 플래시, 3D XPoint)를 사용하여 데이터를 지속적으로 저장하는 저장 장치입니다. 그러나 Amazon에서 검색하면 대부분의 SSD의 저장 매체는 NAND 플래시입니다. 그럼 어때? NAND SSD ? 이 게시물을 읽으십시오. MiniTool NAND 플래시가 무엇이며 SSD에 어떤 영향을 미치는지 설명합니다.
빠른 탐색 :
- NAND 플래시 란?
- NAND 플래시의 결함
- 기술 진보 : 공정 기술
- 기술 발전 : SLC vs MLC vs TLC vs QLC
- 기술 발전 : 2D NAND 대 3D NAND
- NAND SSD 사용시주의 사항
- 결론
- 사용자 의견
NAND 플래시 란?
NAND 플래시는 비 휘발성 플래시 메모리의 한 유형입니다. 데이터를 저장하기 위해 전기 회로에 의존하지만 데이터를 유지하는 데 전력이 필요하지 않습니다. 이는 SSD가 주로 DRAM이 아닌 NAND 플래시를 저장 매체로 사용하는 이유 중 하나입니다 (또 다른 이유는 NAND 플래시가 DRAM보다 저렴하다는 것입니다. ).
더 읽을 거리 :
3D XPoint는 2015 년 7 월 Intel과 Micron Technology가 공동으로 개발 한 비 휘발성 메모리 기술입니다. Intel은이 기술을 사용하는 저장 장치를 위해 Optane을 명명하고 Micron은이를 QuantX라고합니다. 옵 테인의 성능은 NAND SSD보다 좋고 가격은 DRAM보다 낮다고합니다.
NAND 메모리 셀은 제어 및 플로팅 게이트의 두 가지 유형의 게이트로 만들어집니다. 두 게이트 모두 데이터 흐름을 제어하는 데 도움이됩니다. 하나의 셀을 프로그래밍하면 (데이터 쓰기) 전압 전하가 제어 게이트로 보내져 전자가 플로팅 게이트로 들어갑니다. 이러한 충전 방식을 통해 각 NAND 메모리 셀에 데이터를 저장할 수 있습니다.
그러나 NAND 플래시 메모리에서 전원이 분리되면 플로팅 게이트 트랜지스터가 메모리 셀에 추가 전하를 제공하여 데이터를 유지합니다.
NAND 플래시의 결함
NAND 플래시에는 다음과 같은 고유 한 단점도 있습니다.
1. 블록 지우기
일반적으로 NAND 플래시 칩에는 월요일 (논리 유닛 번호); 각 LUN에는 여러 계획 ; 각 비행기에는 수천 개의 블록 ; 각 블록에는 수백 개의 페이지 . 데이터를 쓰거나 읽을 때 단위는 페이지입니다. 그러나 데이터를 지우면 단위는 블록입니다.
반면에 데이터는 일반적으로 임의의 비 연속적인 위치에 기록됩니다. 데이터 수정 또는 쓰기 여부에 관계없이 삭제가 필요합니다. 따라서 쓰기 증폭은 피할 수 없습니다.
2. 제한된 P / E (프로그램 / 삭제)
각 NAND 블록은 지울 수있는 횟수에 제한이 있습니다. 이 수를 초과하면 블록을 사용할 수 없게 될 수 있습니다. P / E주기 수가 초과되면 다음 상황이 발생할 가능성이 가장 큽니다.
- 전자는 부동 게이트에 들어갈 수 없습니다 ( 쓰기 실패 ).
- 플로팅 게이트의 전자는 쉽게 나올 수 있습니다 ( 데이터 보존 문제 ).
- 플로팅 게이트의 전자는 나올 수 없습니다 ( 삭제 실패 ).
SSD의 수명이 걱정된다면 다음 게시물을 읽고 SSD의 수명을 연장하는 방법을 알 수 있습니다.
3. 방해 읽기
플래시 메모리를 여러 번 읽으면 동일한 블록에있는 인접한 메모리 셀의 내용이 변경됩니다 (쓰기 작업이 됨). 원칙은 다음과 같습니다.
각 페이지에는 약 4KB 또는 8KB의 공간이 있습니다. 페이지 내에는 많은 셀이 있습니다. 각 셀은 일반적으로 1 비트의 데이터를 저장합니다 (셀에는 1 비트 이상의 데이터도 저장할 수 있으며 나중에 설명하겠습니다).
페이지를 읽을 때 페이지에있는 셀의 제어 전극에 전압 Vref가인가되고 다른 페이지에있는 셀의 제어 전극에는 상대적으로 더 큰 전압 Vpass가인가되어 일부 전자를 끌어 내기 위해 더 강한 전기장을 생성 할 수 있습니다. 읽지 않은 페이지 (프로그램 데이터)에있는 셀의 플로팅 게이트로 들어가 데이터 오류가 발생합니다.
반면에 블록을 더 많이 지울수록 절연 효과가 나 빠지고 전자가 플로팅 게이트에 들어가기가 더 쉬워집니다.
4. 프로그램 방해
페이지를 쓸 때 페이지에있는 셀의 제어 전극에는 더 높은 전압이 적용되고, 작성되지 않은 다른 페이지의 셀의 제어 전극에는 더 낮은 전압이 적용됩니다. 따라서 전자는 기록 된 페이지에있는 셀의 플로팅 게이트에 쉽게 주입 될 수 있습니다.
그러나 더 높은 전압과 더 낮은 전압이 가까우면, 특히 너무 많은 삭제 시간이 절연 성능을 저하시킬 때 전자가 인접한 메모리 셀에 들어갈 가능성이 매우 높습니다. 이로 인해 데이터 오류도 발생합니다.
기술 진보 : 공정 기술
1986 년 NAND 플래시가 발명 된 이래 제조업체는 공정 기술, 3D NAND, MLC, TLC 및 QLC 개선과 같은 NAND 플래시 기술에서 많은 발전을 이루었습니다. 이 부분에서는 공정 기술에 대해 설명하겠습니다.
비트 당 비용을 줄이고 SSD의 용량을 확장하기 위해 제조업체는 먼저 초기 50nm에서 현재의 16 / 15nm 프로세스 노드로 프로세스 기술을 개선 할 것을 생각합니다.
공정 기술의 숫자는 소스에서 드레인까지의 거리를 나타냅니다. 거리가 짧을수록 전자가 더 빨리 들어가고 트랜지스터의 크기가 작아 져 같은 크기의 칩이 더 큰 용량과 더 빠른 속도를 갖습니다.
그러나 공정 기술이 15nm 노드에 도달하면 한계에 도달하고 있습니다. 한편으로 공정 기술의 지속적인 개선은 비용을 급격히 증가시킬 것이며, 이는 용량 증가로 인한 비용 절감으로 상쇄 될 수 없습니다.
반면에 공정 기술이 20nm 노드 미만이면 전하 누출 (데이터 보존 문제)과 전하 간섭 (읽기 방해 및 프로그램 방해)이 더 분명해집니다.
따라서 공정 기술이 더 발전하면 신뢰성과 성능이 저하됩니다.
기술 발전 : SLC vs MLC vs TLC vs QLC
용량을 늘리고 비용을 더 줄이기 위해 제조업체는 MLC, TLC 및 QLC를 제안했습니다. 이 부분에서는 SLC 대 MLC 대 TLC 대 QLC에 대해 설명하겠습니다.
일반적으로 하나의 메모리 셀은 SLC (Single-Level Cell)라고하는 1 비트의 데이터 만 저장합니다. 예를 들어 각 메모리 셀에 저장할 수있는 비트 수를 늘리면 2 (MLC, Multi-Level Cell의 약어), 3 (TLC, Triple-Level Cell의 약어) 또는 4 ( QLC (Quad-Level Cell의 약자))에 따라 NAND 플래시의 저장 용량도 증가 할 것입니다.
예를 들어, SLC에서 만든 일반 플래시 메모리의 용량은 128GB입니다. 그러면 MLC는 256GB (더블)의 용량을 갖게됩니다. TLC는이를 384GB로 3 배로 늘릴 것입니다. QLC는 512GB까지 4 배로 늘릴 것입니다. 그리고 순차적으로 비용이 절감됩니다.
그러나 용량 증가 및 비용 감소는 성능, 신뢰성 및 수명 감소로 인해 발생합니다.
위에서 언급했듯이 NAND 플래시는 전압을 적용하여 데이터 읽기 및 쓰기를 완료합니다. 이 프로세스에는 하나 이상의 임계 전압 (Vth)이 있습니다.
SLC에서는 한 비트의 데이터 만 저장하므로 임계 전압이 하나뿐입니다. 0 또는 1입니다. 셀의 전압이 임계 전압을 초과하면 0을 의미합니다. 반대로 셀의 전압이 임계 값 미만이면 전압은 1을 의미합니다. 따라서 읽기와 쓰기가 매우 간단하고 빠릅니다.
그러나 하나의 메모리 셀이 더 많은 데이터 비트를 저장하면 더 많은 임계 전압이있게됩니다. 예를 들어, MLC NAND 플래시 메모리는 2 비트의 데이터, 즉 00, 01, 10 또는 11을 저장합니다. 따라서이를 구별하기 위해 3 개의 임계 전압이 필요합니다.
셀에 저장된 데이터 비트가 많을수록 더 많은 임계 전압이 필요하고 전압 신호를 식별하는 데 더 많은 시간이 걸리므로 데이터를 읽고 쓰는 데 더 오래 걸립니다.
반면에 임계 전압이 여러 개인 경우 데이터의 각 비트에 할당 할 수있는 전압이 낮아 지므로 전하 간섭 (읽기 및 프로그램 방해) 가능성이 높아집니다.
팁: MLC는 고급 제품을위한 주류 선택입니다. 현금이 부족하거나 임시 컴퓨터를 업그레이드하지 않는 한 TLC를 선택할 필요가 없습니다.기술 발전 : 2D NAND 대 3D NAND
위의 두 기술과 달리 3D NAND는 용량을 늘리고 비용을 줄이기 위해 서로 다른 아이디어를 제공합니다.
전통적인 2D NAND 플래시 (평면 NAND 플래시)는 2 차원 방식으로 구성됩니다. 아래 그림과 같이 주로 워드 라인 (WL)과 비트 라인 (BL)으로 구성되어 있습니다. 워드 라인은 페이지를 나타냅니다. 비트 라인은 워드 라인 (페이지)의 메모리 셀을 나타냅니다. 워드 라인에는 비트 라인 수만큼 많은 메모리 셀이 있습니다.
워드 라인과 비트 라인이 교차하여 블록을 형성합니다. 그런 다음 블록을 타일링하여 2D NAND 플래시를 형성합니다.
3D 낸드 플래시는 건물처럼 평면 낸드 플래시를 쌓아 올린다. 더 많은 플래시 층을 쌓아 단위 면적당 더 많은 트랜지스터를 증가시킵니다.
이러한 방식으로 제조업체는 NAND 용량을 늘리고 비용을 절감 할 수 있으며 공정 기술을 개선하거나 하나의 셀에 더 많은 데이터 비트를 저장하기 위해 노력할 필요가 없습니다. 결과적으로 용량, 성능 및 안정성이 보장됩니다.
NAND SSD 사용시주의 사항
NAND SSD를 사용하기로 결정한 경우 사용에 대한 몇 가지 참고 사항은 다음과 같습니다.
1. NAND SSD에 OS 설치 : SSD의 장점을 최대한 활용하고 컴퓨터 성능을 크게 향상시킬 수있는 유일한 방법입니다.
2. Windows 7 이상의 OS 버전 실행 : Windows 7 이상의 운영 체제는 디스크 시스템이 SSD인지 여부를 자동으로 감지하고 그에 따라 최적화하는 방법을 결정합니다. 예를 들어 Windows 7에서는 하드 드라이브 조각 모음 만 가능하므로 SSD가 손상되고 수명이 단축됩니다. 그러나 Windows 7 이상의 OS는 SSD를 인식하고 특별한 방법으로 최적화합니다.
3. AHCI 또는 NVMe 모드 활성화 : AHCI 모드를 사용하면 SATA III 인터페이스가있는 저장 장치의 성능을 높일 수 있습니다. NVMe 모드의 경우 SSD에 M.2 인터페이스, PCI 인터페이스 등이있는 경우이 모드를 사용하면 SSD가 최고 속도로 작동 할 수 있습니다. AHCI 및 NVMe에 대한 자세한 내용은 다음 게시물을 참조하십시오. M.2 SSD vs. SATA SSD : 어떤 것이 귀하의 PC에 적합합니까?
4. 4K 정렬 유지 : 4K 정렬 불량은 데이터 쓰기 및 읽기 속도를 크게 감소시킬뿐만 아니라 SSD의 불필요한 쓰기 횟수를 증가시켜 수명에 영향을줍니다.
SSD의 4K 정렬을 유지하려면 MiniTool 파티션 마법사 , 누구의 모든 파티션 정렬 기능이 도움이 될 수 있습니다. 다음 버튼을 클릭하여이 도구를 무료로 다운로드하고 실행 한 다음 선택할 드라이브를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하기 만하면됩니다. 모든 파티션 정렬 , 마지막으로 대다 버튼을 눌러 작업을 실행합니다.
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5. 충분한 여유 공간 예약 : 솔리드 스테이트 드라이브에 저장되는 데이터가 많을수록 성능이 느려집니다. 파티션이 장기간 90 % 이상 사용 된 상태이면 SSD 충돌 가능성이 크게 높아집니다. 따라서 쓸모없는 파일을 적시에 정리하고 영화 나 음악과 같은 대용량 파일을 기계식 하드 디스크에 저장하는 것이 매우 중요합니다.
SSD에서 HDD로 파일을 이동하는 방법 [단계별 가이드] 이 기사에서는 프로그램 파일을 이동하는 방법을 포함하여 SSD에서 HDD로 파일을 이동하는 방법에 대한 가이드를 제공합니다.
더 읽어보기물론 SSD 수명을 연장하고 SSD의 성능을 높이는 다른 방법이 있습니다. 이전에 SSD의 수명을 연장하는 방법에 대한 게시물을 언급했습니다. 따라서 여기에서 다음을 권장합니다. Windows 10 / 8 / 8.1 / 7의 SSD에서 최상의 성능을 얻는 방법 .
NAND SSD는 어떻습니까? NAND 플래시가 SSD에 가져다주는 것은 무엇입니까? 이 게시물을 읽으면 답변을 얻을 수 있습니다. 트윗하려면 클릭
결론
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