SSDs SATA e M.2 colocados sobre uma mesa ao lado de um laptop

Tecnologia Flash NAND e Unidades de Estado Sólido (SSDs)

Se você possui um pendrive ou cartão SD Kingston, você já possui produtos que incorporam a memória flash, também conhecida como flash NAND. Globalmente, o consumo de flash NAND explodiu nos últimos cinco anos e novos produtos, como SSDs, agora estão fazendo incursões significativas em dispositivos de computação empresarial desde notebooks, computadores, estações de trabalho e servidores.

A seguir um rápido resumo do que você precisa saber sobre a memória Flash NAND.

Memória Flash NAND não volátil

Um dos benefícios do flash NAND é seu armazenamento não volátil de dados. Diferentemente da memória DRAM que precisa ser ativada continuamente para reter dados, a memória NAND retém dados mesmo se a energia estiver desligada - tornando-a ideal para armazenamento de dispositivos portáteis.

SSDs M.2 e mSATA
Tipos de Flash NAND

Existem atualmente cinco tipos de armazenamento em memória flash NAND e a diferença entre eles é o número de bits que cada célula pode armazenar. Cada célula pode armazenar dados – um bit por célula para SLC NAND, dois bits por célula para MLC, três por célula para TLC, quatro bits por célula para QLC e cinco bits por célula para PLC. Assim, SLC NAND armazenaria um “0” ou “1” em cada célula, MLC NAND armazenaria “00”, “01”, “10”, ou “11” em cada célula e assim por diante. Esses cinco tipos de NAND oferecem diferentes níveis de desempenho e características de resistência em uma variedade de preços, sendo o SLC o de mais alto desempenho e o mais caro no mercado de NAND.

3D NAND

No 3D NAND, múltiplas camadas de células de memória são empilhadas verticalmente juntamente com interconexões entre as camadas. Empilhar múltiplas camadas de células de memória em camadas verticais cria maior capacidade de armazenamento e, ao mesmo tempo uma menor ocupação, aumentando o desempenho por permitir conexões de modo geral mais curtas para cada célula de memória. Também reduz o custo por byte comparado ao 2D NAND. Os dispositivos flash 3D NAND podem utilizar os modelos MLC, TLC ou QLC.

SSD SATA em um servidor caddy com a metade para fora de uma baia de armazenamento de servidor
Nivelamento de desgaste da célula de NAND

As células NAND não são projetadas para durar para sempre. Diferentemente do DRAM, suas células irão sofrer desgaste com o tempo à medida que os ciclos de gravação forem mais presentes do que os ciclos de leitura. Os dispositivos de armazenamento NAND têm um número limitado de ciclos de gravação, mas o nivelamento de desgaste administra o desgaste das células executado pelo controlador flash encontrado no dispositivo. Todos os pendrives, cartões SD e SSDs possuem um controlador NAND que administra o flash NAND e executa funções como nivelamento de desgaste e correção de erros.

Para prolongar a vida de dispositivos de armazenamento NAND, o controlador flash NAND assegura que todos os dados gravados sejam distribuídos igualmente por todos os blocos físicos do dispositivo, para que uma área do NAND não sofra um desgaste maior do que outra.

Unidades de Estado Sólido (SSDs)
Nos últimos anos, o custo do flash NAND caiu o suficiente para tornar novos dispositivos de armazenamento básico, como unidades de estado sólido, possíveis para sistemas-clientes e servidores. Os SSDs são substitutos diretos dos discos rígidos (ou discos rígidos giratórios padrão) em computadores com interfaces compatíveis como SATA ou SAS.

Os SSDs oferecem vantagens significativas em desempenho e durabilidade sobre os discos rígidos comuns. Os SSDs não têm partes móveis; são dispositivos semicondutores. Por esse motivo, os SSDs não sofrem de latências mecânicas como os discos rígidos e, sem partes móveis, os SSDs podem ter muito mais choques e vibração do que um disco rígido, o que os tornam ideais para uma ampla gama de aplicações em dispositivos portáteis e móveis.

No passado, as unidades de estado sólido eram projetadas com chips de memória DRAM e eram caras, tornando-se adequadas apenas para aplicações exigentes de servidor.

Nos dias de hoje, com os custos mais baixos do flash NAND, os SSDs estão sendo usados em diversas aplicações variando desde computação para consumidores até computação militar.

SSD U.2 em um servidor caddy com a metade para fora de uma baia de armazenamento de servidor
Resistência do SSD

A Kingston usa memória flash NAND com uma classificação de resistência projetada para a carga de trabalho de um SSD. Isso permite à Kingston oferecer uma variedade de SSDs para uma aplicação a um preço competitivo.

Os SSDs Cliente e Empresarial da Kingston são oferecidos com uma classificação de resistência de vida útil para ajudar a adaptar o SSD à carga de trabalho pretendida. Para SSDs Cliente, a Kingston oferece uma especificação TBW (Terabytes Gravados) que permite aos usuários prever a vida útil do SSD em sua aplicação.

Os SSDs Empresariais da Kingston são classificados de modo similar com uma classificação TBW e também uma especificação DWPD (Gravações da unidade por dia) que tem por base a TBW e o período de garantia do SSD. Por exemplo, um SSD de 1TB que tenha uma classificação de resistência de 1DWPD significa que um usuário pode gravar 1TB de dados por dia no SSD durante 5 anos. A especificação TBW/DWPD é uma ferramenta para clientes corporativos que implantam SSDs Kingston em seus ambientes empresariais como parte do seu planejamento da estrutura de TI.

A Kingston fornece um software utilitário chamado “KSM” (Kingston Storage Manager) para monitorar a expectativa de vida do SSD. Pense nele como um medidor de gasolina em um carro onde o usuário pode verificar periodicamente o status do SSD.

Desempenho do SSD

A maioria dos sistemas de Clientes não está mais limitada pelo desempenho do processador. Eles são quase sempre limitados pelo armazenamento. Discos rígidos têm latências de acesso em milisegundos, enquanto os SSDs operam em centenas de microsegundos.

Um SSD pode proporcionar uma nova vida e alto desempenho até em sistemas com alguns anos de idade (se tiverem uma interface compatível com SATA). Um sistema baseado em Windows® pode observar seus tempos de reinicialização reduzidos de muitos minutos para um ou menos, fazendo de um SSD uma atualização no desempenho do armazenamento. De modo geral, ele frequentemente oferece o melhor aumento no desempenho do que qualquer outra atualização em um sistema.

Unidades de Estado Sólido

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