Unità SSD SATA e M.2 poggiate su un tavolo accanto a un laptop.

Tecnologia flash NAND e drive a stato solido (SSD)

Se si possiede un drive flash USB o una scheda SD, allora si è già in possesso di prodotti che integrano le memorie flash, note anche come NAND Flash. Globalmente, il consumo di memorie NAND Flash è esploso negli ultimi cinque anni e nuovi prodotti come gli SSD stanno ora diffondendosi sempre più nei dispositivi informatici aziendali, dai notebook ai desktop alle workstation e ai server.

La sezione sotto include una breve panoramica di ciò che è necessario sapere sulle memorie Flash NAND.

Memorie NAND Flash non volatili

Uno dei vantaggi delle memorie NAND flash consiste nella non-volatilità dei dati memorizzati. A differenza delle memorie DRAM, che devono essere alimentate in continuazione al fine di tenere i dati in memoria, le memorie NAND mantengono i dati anche quando il dispositivo è disalimentato, facendone la soluzione ideale per i dispositivi portatili.

SSD M.2 e mSATA
Tipologie di memorie NAND Flash

Attualmente, esistono cinque tipi di memorie NAND Flash, che differiscono tra loro per il numero di bit che ciascuna cella è in grado di memorizzare. Ciascuna cella può memorizzare dati, un bit per cella nel caso delle memorie SLC NAND, due bit per cella nel caso dei modelli MLC, tre bit per cella nel caso dei modelli TLC, quattro bit per cella nel caso dei modelli QLC e cinque bit per cella nel caso delle versioni per PLC. Pertanto, le SLC NAND sono in grado di memorizzare un valore "0" o "1" in ciascuna cella, mentre le MLC NAND possono memorizzare coppie di valori, "00", "01", "10" o "11", in ciascuna cella, e così via. Questi cinque tipi di NAND offrono differenti livelli di prestazioni e caratteristiche di durata, con gamme di prezzi differenti, in cui le versioni SLC rappresentano versioni più potenti e costose sul mercato NAND.

3D NAND

Le memorie NAND 3D integrano strati multipli di celle impilati verticalmente e interconnessi tra loro. La sovrapposizione di strati multipli di celle di memoria su pile verticali offre una maggiore capacità di storage a fronte di dimensioni più compatte ed espande le prestazioni, consentendo di utilizzare connessioni complessivamente più corte per ciascuna cella di memoria. Tale soluzione consente anche di ridurre i costi per byte rispetto alle memorie 2D NAND. I dispositivi NAND Flash 3D possono utilizzare design di tipo MLC, TLC o QLC.

SSD SATA in un caddy per server, estratti a metà fuori dallo slot di alloggiamento del server
Livellamento dell'usura delle celle NAND

Le celle NAND non sono progettate per durare in eterno. A differenza delle DRAM, le celle di questo tipo tendono a usurarsi con il tempo, in quanto i cicli di scrittura comportano una maggiore usura rispetto a quelli di lettura. I dispositivi di storage NAND dispongono di un numero limitato di cicli di scrittura, ma la funzione di livellamento dell'usura consente di gestire l'usura delle celle ed è gestito dal controller flash che risiede sempre sul dispositivo. Tutti i drive flash USB, le schede SD e gli SSD utilizzano controller NAND che gestiscono le memorie flash e utilizzano funzioni come livellamento dell'usura e correzione degli errori.

Al fine di estendere la durata dei dispositivi di storage NAND, il controller NAND Flash garantisce che tutti i dati scritti vengano uniformemente distribuiti su tutti i blocchi fisici del dispositivo, in modo da non causare usure disuniformi e precoci della NAND.

Drive a stato solido (SSD)
In questi ultimi anni, il costo delle NAND Flash è diminuito in maniera sufficiente a renderle i dispositivi di storage primari, come nel caso dei drive a stato solido, una scelta ampiamente sostenibile per sistemi client e server. Gli SSD sono sostitutivi diretti degli hard disk tradizionali (i tradizionali dischi a testine rotanti), utilizzati sui computer con interfacce compatibili, come SATA o SAS.

Gli SSD offrono notevoli prestazioni e durate rispetto agli hard disk di tipo standard. Gli SSD non dispongono di parti mobili; si tratta di dispositivi basati su semiconduttori. In virtù di tale caratteristica, gli SSD non sono soggetti alle latenze tipiche dei dispositivi meccanici, come gli hard drive. Inoltre, l'assenza di parti in movimento rende gli SSD più resistenti a urti e vibrazioni rispetto agli hard drive tradizionali, così da risultare la soluzione ideale per un'ampia gamma di applicazioni mobili e portatili.

In precedenza, i drive a stato solido venivano realizzati con chip di memoria DRAM, piuttosto costosi e per questo motivo venivano impiegati principalmente in applicazioni server intensive.

Oggi, con i costi ridotti delle memorie NAND Flash, gli SSD sono sempre più utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni, che vanno dai prodotti consumer ai prodotti aziendali, fino ai dispositivi militari.

SSD U.2 in un caddy per server, estratto a metà fuori dallo slot di alloggiamento del server
Durata dei drive SSD

Kingston utilizza memorie NAND Flash con caratteristiche di durata progettate per i carichi di lavoro degli SSD. Ciò consente a Kingston di offrire un'ampia varietà di SSD per una determinata applicazione, a un prezzo competitivo.

Gli SSD client e enterprise di Kingston includono certificazioni di durata per l'intero ciclo di vita, al fine di allineare le prestazioni degli SSD con i carichi di lavoro previsti. Nel caso degli SSD client, Kingston offre specifiche TBW (terabyte scritti) che consentono agli utenti di predire la durata utile degli SSD nelle loro applicazioni.

Gli SSD per impieghi aziendali Kingston offrono caratteristiche TBW simili, unitamente a DWPD (scritture su drive per giorno) basate sui parametri TBW e sul periodo di garanzia dell'SSD. Per esempio, un SSD da 1 TB con una classe di durata pari a 1DWPD permette all'utente di scrivere fino a 1 TB di dati al giorno sull'SSD per un periodo di 5 anni. Le specifiche TBW/DWPD sono uno strumento per gli utenti aziendali che desiderano implementare un SSD Kingston nei loro ambienti aziendali come parte dei processi di pianificazione delle loro infrastrutture IT.

Kingston offre un'utility software chiamata "KSM" (Kingston Storage Manager), che consente di tracciare la durata del ciclo di vita dell'SSD. Si pensi a un indicatore del livello del carburante, in cui l'utente può periodicamente verificare lo stato dell'SSD.

Prestazioni SSD

La maggior parte dei sistemi client non è più soggetta ad alcuna limitazione delle prestazioni del processore. Tali dispositivi non hanno pressoché alcuna limitazione in termini di storage. Gli hard drive possono accedere ai dati in millisecondi, mentre gli SSD operano in termini di microsecondi.

Un SSD è in grado di dare nuova vita e un impulso alle prestazioni anche su sistemi oramai più datati (a condizione che dispongano di un'interfaccia SATA compatibile). Un sistema basato su Windows® è in grado conseguire una riduzione dei tempi di avvio che passa da alcuni minuti a meno di un minuto, rendendo gli SSD una soluzione di upgrade ad alte prestazioni. Nel complesso, un SSD si dimostra quasi sempre la migliore soluzione per incrementare le prestazioni di un sistema.

Drive a stato solido

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