SSD, SD, eMMC, Raw NAND, в чем различия?

28

так что базовая технология с SSD, eMMC, SD, USB Flash и т. д. является ли NAND flash правильным? Так есть ли разница между ними в том, как реализованы контроллеры? Или все технологии разные?

Из того, что я знаю, я думаю, что твердотельные накопители предназначены для настольных компьютеров, а eMMC - для мобильных устройств, но есть ли какая-то сложная разница между всеми этими технологиями хранения?

Alistair
источник

Ответы:

17

NAND обозначает N- образное AND . Это часто относится к тому, как логический элемент построен из кремния .

Флэш-память также построена из кремниевых чипов и использует вентили NAND. Это приводит к термину NAND flash . Я подозреваю, что это NAND, на который вы ссылаетесь, но для полноты картины я хотел бы упомянуть фон.

Вы можете создать хранилище с помощью NAND flash, но вам потребуется какой-то способ доступа к нему.

Например, вы можете установить флэш-чип NAND на печатную плату, добавить микросхему контроллера и немного USB-логики, и вы получите USB-накопитель. Или вы можете добавить контроллер SD и поместить его в этот формат, и вы получите SD-карту.

введите описание изображения здесь

Оба они являются относительно простыми устройствами, и когда вы сохраняете на них информацию, вы будете писать в фиксированное местоположение. Это плохо, потому что количество записей во флэш-память NAND ограничено.

Вы можете добавить контроллер на устройство, которое гарантирует, что все записи распределены равномерно по NAND, обеспечивая при этом согласованное изображение для компьютера. Это требует гораздо большего интеллекта в части устройства и делается в SSD . (Предполагается, что твердотельные накопители заменят механические жесткие диски, и поэтому ожидается, что они получат много записей).

Разница между ними заключается только в способе реализации контроллеров?

Для SD / USB pendive: в основном то же самое, только с другим интерфейсом.
Для твердотельных накопителей: совершенно разные контроллеры.

Или все технологии разные?

Существует несколько способов реализации хранилища nand. Основные реализованные различия, кажется, сводятся к:

  • Отдельные клетки , в которых можно хранить высокое напряжение или низкое один ( SLC , или S Ingle уровня). В основном либо «включено», либо «выключено», либо «1» или «0».
  • чипы, которые позволяют несколько уровней мощности. (выключен, слегка заряжен, в основном заряжен, полностью заряжен. Сравните его с передачей сигналов со стерео. SLC будет включать или выключать музыку. MLC будет «выключен», тихая музыка, громкая музыка и режим «без глухоты»).

Это оставляет eMMC .

Я никогда не слышал об этом раньше, но согласно Википедии это стандарт флэш-памяти.

Hennes
источник
Очень краткое и четкое объяснение, Хеннес, спасибо. Я считаю, что eMMC используется в основном на мобильных устройствах (например, устройства Android используют хранилище eMMC, так что в основном это встроенная SD-карта).
Алистер
@Hennes На следующей Intel Compute Stick улучшено хранилище eMMC и USB3. Как вы думаете, ОС будет работать быстрее на SSD через USB3, чем на собственной материнской плате с хранилищем eMMC?
Alpha2k
1
@ Alpha2k Я думаю, загрузка с USB3 SSD требует слишком много времени, чтобы быть быстрее, чем eMMC.
Jiggunjer
1
Верно. USB3 действительно добавляет ненужные накладные расходы. Таким образом, одинаково быстрый диск через прямой интерфейс может / должен быть быстрее, чем тот же диск через USB3. Это предполагает равную способность вспышки и контроллеров. Если один из дисков более современный, вероятно, будет быстрее.
Hennes
31

NAND - необработанная флэш-память

Raw flash использует свой собственный протокол, и этот протокол включает в себя чтение страниц, запись страниц и стирание блоков. Он не работает как диски - диски умеют читать блоки и записывать блоки, флэш-память умеет читать и записывать страницы, а набор страниц, называемый блоком, должен быть удален, прежде чем вы сможете записывать новые данные. Вы можете стереть только ограниченное количество раз, прежде чем блок изнашивается и больше не будет стираться полностью.

SD - "Secure Digital"

Это формат карты памяти. SD-карты содержат крошечный микроконтроллер и NAND. Микроконтроллер реализует FTL (уровень трансляции флэш-памяти), который получает доступ к диску в виде дисков и преобразует его в значимые операции NAND, а также выполняет выравнивание износа и резервирование блоков. SD-карты используют протокол SPI на стороне «хоста». Считыватели карт USB SD преобразуют команды запоминающего устройства USB в команды SPI SD.

eMMC - встроенная MMC

В основном это относится к тому, что вы можете представить как SD-карту, встроенную в материнскую плату (стандарты SD и MMC очень похожи - достаточно того, что устройства чтения SD-карт обычно могут считывать карты MMC) - обычно запаяны и не удаляются. Обычно он подключается к остальной части оборудования через внутреннюю шину SPI. Сотовые телефоны и оборудование ARM, а также другие устройства встроенного типа (например, маршрутизаторы) могут иметь это. ОБНОВЛЕНИЕ: Некоторые более новые недорогие нетбуки с ОС Windows тоже начинают их иметь. Карты SD и eMMC работают медленнее, чем твердотельные накопители, поскольку шина SPI не такая быстрая, как шина SATA.

SSD - «Твердотельный накопитель»

Контроллер + связка NAND, помещенная в корпус жесткого диска. Контроллер реализует FTL (уровень трансляции флэш-памяти), который принимает дисковый доступ к блокам и преобразует его в значимые операции NAND, а также выполняет выравнивание износа и резервирование блоков. Некоторые типы контроллеров, такие как «Sandforce» и т. Д., Хорошо известны. Твердотельные накопители используют протокол SATA и разъем на стороне «хоста».


Если вы находитесь в ситуации, когда вы имеете дело с необработанным NAND, таким как Guruplug, вы несете ответственность за выравнивание износа и защиту блока. Такие файловые системы Linux, как jffs2и такие, делают это, но не нужны там, где работает FTL, как на большинстве SD-карт, USB-карт и т. Д.

LawrenceC
источник
7
Это отличный ответ. Один комментарий: хотя карты MMC / eMMC / SD используют синхронный последовательный интерфейс для связи, этот интерфейс не является SPI, поэтому я бы не стал использовать этот термин. Это сбивает с толку, потому что большинство карт MMC / SD также поддерживают SPI в качестве альтернативного низкоскоростного интерфейса для систем с глубокими встраиваемыми системами (на базе MCU). Однако режим SPI не используется в системах с процессорами приложений x86 или ARM.
Джей Карлсон,
NAND довольно ограничен с ограниченным переписыванием. Почему это вообще используется? Цена?
Сиро Сантилли 新疆 改造 中心 法轮功 六四 事件
FTL и резервирование блоков очень эффективно смягчают ограниченные перезаписи. Боязнь преждевременного износа твердотельных накопителей преувеличена.
LawrenceC
Также следует уточнить, что SSD, SD-карты и флэш-память eMMC все используют NAND в качестве «бэкенда». Каждый из них не позволяет системе получить доступ к необработанной флэш-памяти, но имеет микроконтроллер, принимающий команды и реализующий FTL.
LawrenceC
Очень полезный. Я надеялся, что eMMC будет быстрее, чем m2SATA, так как на самой плате, так сказать, но не так. Спасибо
Джеймс Кэмпбелл
0

Обратите внимание, что это все энергонезависимая память, которая сохраняет данные без питания:

  • Flash - Носитель энергонезависимой памяти.

  • NAND - Тип микросхемы флэш-памяти.

  • SSD - содержит несколько чипов NAND.

Просто чтобы отличить Flash от RAM ( оперативного доступа) типа:

  • SDRAM / DDR - микросхемы энергозависимой памяти, где данные теряются при потере питания.
Ноам Манос
источник