Nandflash Sdport


Le disque SSD nous a fait faire un bond en avant dans la capacité d’ouvrir des applications et de lire des fichiers rapidement. Son mécanisme de stockage fonctionne sur les mêmes principes que ceux utilisés par d’autres supports de stockage flash, à savoir la mémoire non volatile, qui empêche la mémoire de disparaître en raison d’une perte de puissance comme c’est le cas dans la RAM. Étant donné que les cartes SD et les SSD utilisent un stockage à semi-conducteurs et n’ont pas de pièces mobiles, y a-t-il des différences notables entre les deux types de mémoire ? Une carte SD de grande capacité ne devrait-elle pas être la même chose qu’un petit SSD ?

Flash NAND expliqué

Presque toute la mémoire que vous utilisez stockée sur une puce autre que la RAM de votre ordinateur utilise une technologie connue sous le nom de flash NAND.

La mémoire flash NAND repose sur d’autres matériels installés dans l’appareil ou intégrés aux puces. Une cellule NAND est une série de semi-conducteurs qui contiennent des données à l’intérieur. La vitesse à laquelle ces cellules lisent et écrivent des informations dépend presque entièrement de leur organisation et de la manière dont les contrôleurs qui collectent et envoient les données coordonnent le processus.

De plus, bien qu’il existe différents types de mémoire flash NAND, chacun avec ses propres avantages et inconvénients, vous pouvez théoriquement déplacer les transistors NAND d’un SSD (comme le 3D TLC NAND trouvé dans le Samsung SSD 850 EVO) vers une carte SD. Pour que le format SD fonctionne, il suffit qu’il puisse communiquer avec les appareils qui le lisent.

Ceci est important car les différences de flash NAND dépendent presque entièrement de la façon dont elles sont regroupées en cellules :

  • cellule monocouche (SLC) – stocke un bit par cellule. C’est de loin l’option la plus chère. Dans les produits grand public normaux, il n’est utilisé que pour la mise en cache sur les SSD et certaines cartes SD haut de gamme (bien que certains SSD, comme les disques NVMe, aient tendance à utiliser des puces RAM pour le cache). Chaque bloc peut être écrit 100 000 fois, ce qui en fait l’option la plus durable.
  • Cellule multi-niveaux (MLC) – stocke deux bits ou plus, mais la plupart du temps stocke deux bits. Ce type de pool de stockage n’est pas courant, mais il est nettement moins cher que la technologie SLC. Les blocs peuvent être écrits 40 000 fois en moyenne.
  • Cellule à trois niveaux (TLC) – est une cellule qui stocke trois bits. C’est en fait le type de cellule le plus courant trouvé dans les SSD. Bien que la résistance de bloc soit nettement inférieure à celle des autres variantes décrites ci-dessus (3000 cycles d’écriture en moyenne), elle est plus que suffisante pour un usage domestique typique.
  • Cellule à quatre niveaux (QLC) – stocke quatre bits, comme vous l’avez peut-être deviné. Certains disques haute capacité optent pour cela car il offre un stockage beaucoup moins cher pour l’archivage, mais la cote d’endurance de bloc de 1000 cycles d’écriture peut être pénalisante pour les ordinateurs qui utilisent le disque pour la mise en cache ou l’échange/échange de fichier de page.

Cartes SD Express vs SSD

Théoriquement, vous pourriez vous retrouver avec une carte SD qui écrit et lit aussi vite qu’un SSD. La plupart du temps, une carte moyenne disponible sur le marché ne sera pas aussi rapide. Cependant, certains fabricants sont mettre des jetons sur la table avec une nouvelle technologie connue sous le nom de SD Express, qui comprend une version simplifiée d’un contrôleur SSD NVMe qui peut dépasser les vitesses SSD conventionnelles.

Bien qu’impressionnant, il ne peut toujours pas servir de remplacement remplaçable à chaud pour les SSD pour une raison simple : l’espace fourni ne permet pas encore aux fabricants de créer de grands caches rapides. Même si cela était possible, vous auriez à faire face à la chaleur que générerait une telle cache. Avec la densité de transistor requise, une carte SD avec un contrôleur et un cache SSD complets et réduits générerait de la chaleur qu’elle ne pourrait pas dissiper dans son boîtier en plastique.

En théorie, oui, ces nouvelles cartes SD Express ont des vitesses de transfert fulgurantes qui rivalisent avec les disques NVMe modernes qui ravissent les passionnés d’informatique comme moi. Cependant, dans la pratique, les opérations de lecture/écriture non séquentielles manqueront toujours de vitesse en raison de l’espace de cache limité.

En un mot, SD Express remplit une fonction précieuse en tant que plate-forme d’enregistrement audio et vidéo en très haute définition, une activité qui nécessite la vitesse de lecture/écriture séquentielle la plus élevée possible. Mais il ne serait toujours pas tout à fait exact de comparer les cartes SD Express aux SSD.

Concentrons-nous un peu sur les différences

Étant donné que les cartes SD ont un espace limité, le microcontrôleur à la recherche de stockage et d’écriture est généralement poussé vers le bord de la carte, comme dans l’image ci-dessous.

puces sdnand

Il y a tellement d’instructions qui pourraient être programmées dans un microcontrôleur de cette taille, et avec une si petite infrastructure, la façon dont une carte SD gère les données est assez rudimentaire. Vous aurez tendance à stocker des données là où il y a de l’espace libre et à lire les choses de la manière la plus nette possible.

Ce n’est pas vrai pour les SSD, qui ont le luxe de mettre toute leur mémoire et leur infrastructure dans un espace qui tient dans la baie de lecteur d’un ordinateur moyen. Le contrôleur est mis en évidence dans l’image ci-dessous.

sdnand-ssd

Même dans les disques NVMe, qui sont beaucoup plus petits et ont des vitesses de lecture/écriture généralement impressionnantes, la quantité d’espace disponible pour le contrôleur est à peu près la même qu’un SSD, et les fabricants choisissent d’utiliser des puces de stockage haut de gamme plus chères qui ont des capacités de stockage plus élevées. densité de transistors pour gagner de la place.

Toute l’infrastructure du SSD est conçue pour garantir qu’aucune cellule n’est utilisée plus que les autres, en gardant chaque opération de fichier aussi équilibrée que possible. C’est exactement ce que vous attendez d’un lecteur qui effectue de nombreuses opérations de lecture/écriture sur une plate-forme où la durée de vie de chaque cellule est limitée par le nombre de fois que vous y écrivez.

L’augmentation de l’espace permet également aux fabricants d’insérer des puces qui stockent les données en cache, ce qui est crucial pour gérer rapidement les opérations lourdes et répétitives. Pas de temps perdu et tout est transféré en douceur.

De plus, le volume supplémentaire du disque lui permet de dissiper plus de chaleur. Cela le rend capable d’avoir plus de contrôleurs gourmands en énergie qui seraient irréalisables dans un format SD (car il consomme plus d’énergie que les petits appareils portables pourraient fournir, et chauffe considérablement).

En général, chaque plate-forme a été conçue pour fonctionner dans des environnements spécifiques. Les cartes SD sont mieux utilisées pour le stockage et la lecture de fichiers, tandis que les SSD sont optimisés pour exécuter la partition du système d’exploitation d’un ordinateur. L’un a un rôle plus simple, tandis que l’autre doit être plus intelligent et plus adaptable. Il ne s’agit pas seulement de vitesse ici, mais aussi de flux de travail et de polyvalence.

Questions fréquentes

1. Que signifie « N-bit MLC » ?

Étant donné que la cellule à plusieurs niveaux (MLC) signifie “deux bits ou plus par cellule”, certaines entreprises n’utilisent pas les termes TLC ou QLC pour décrire leurs unités. Si vous regardez les spécifications d’un SSD et qu’il indique quelque chose comme “MLC 3 bits”, cela signifie simplement qu’il s’agit d’un lecteur de cellule à trois niveaux (TLC).

2. Pourquoi le cache est-il si important ?

Lorsque des données sont écrites sur votre SSD, le contrôleur doit trouver un emplacement pour les écrire. En raison du nivellement de l’usure et d’autres technologies qui aident à équilibrer le lecteur, vous devrez peut-être «réfléchir» pendant un certain temps avant de vous installer sur un endroit où vous pourrez mettre vos nouvelles données. Si vous faites cela très fréquemment, cette période de “réflexion” sera perceptible à moins que le lecteur n’ait un endroit où mettre l’accumulation. Le cache agit comme un conteneur temporaire pour ce backlog.

3. A quoi servent les classes de vitesse sur les cartes SD ?

La classe de vitesse sur une carte SD est utilisée pour déterminer le type de vidéo que vous pouvez enregistrer en direct directement sur le stockage. Une carte de classe 2 peut enregistrer de la vidéo compressée, tandis que la classe 10 peut faire du Full HD (résolution 1920×1080).

Crédit image : Johann H. Addicks/GFDL1.2 (via Wikimedia Commons)

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