In che modo le unità a stato solido (SSD) memorizzano e recuperano i dati?

A un livello molto semplice, un SSD è come un grande foglio di plastica coperto da una griglia di quei dossi che si vedono sui coperchi delle coppe. Per scrivere un file sul disco, fai scoppiare e decomprimere i dossi per rappresentare il file in termini di 1 e 0 secondi. Per leggere dal disco, fai scorrere il dito su di essi e senti lo schema dei dossi spuntati e non.

Questi dossi sono chiamati celle di memoria flash e possono esserci miliardi o trilioni di essi impacchettati in diverse decine di strati su un chip di silicio. Sono costituiti da transistor e condensatori microscopici e sono “spuntati” e “non spuntati” applicando una tensione positiva o negativa attraverso di essi, che immagazzina una piccola quantità di carica elettrica o la rilascia. Per controllare lo stato di una di queste celle, è possibile misurare la tensione attraverso di essa per vedere se vi è carica immagazzinata in quella cella. Un chip controller sull'SSD riceve comandi di lettura e scrittura dal computer host e applica le tensioni necessarie alle giuste righe e colonne di celle per scrivere e leggere blocchi di diverse migliaia di celle, chiamate “pagine”. Il formato esatto dei dati sul disco dipende interamente dal controller e potrebbe non essere coerente tra i diversi modelli di SSD – fintanto che il controller implementa un protocollo comune (SATA o NVMe, ad esempio), il computer non cura.

Queste celle non sono perfette e la ripetuta scrittura e cancellazione di una cella provoca l'usura e la perdita della capacità di accumulare carica. Quando ciò accade, il controller non può più leggere da quelle celle, causando la perdita di dati. Per combattere l'usura della memoria flash, un controller SSD è abbastanza intelligente da distribuire le letture e le scritture su molti miliardi di celle a sua disposizione. Questo processo è noto come “livellamento dell'usura”. Anche con questo algoritmo in azione, un disco ha una quantità limitata di cicli di lettura / scrittura prima che la probabilità di un incidente di perdita di dati diventi più che trascurabile. Questa quantità è generalmente espressa in cicli di scrittura, in cui un ciclo di scrittura consiste nell'utilizzare una volta ogni cella sul disco. Per questo motivo, gli SSD di capacità maggiore impiegano in media più tempo a fallire.

Ce n'è davvero uno cosa affascinante che l'altra ottima spiegazione non ha menzionato. Se i dati vengono archiviati come addebiti, perché non fuoriescono non appena il computer non è in grado di trattenere la carica nelle celle (come ciò che accade nella RAM)? Gli SSD mantengono la carica in una scatola impenetrabile da cui non è possibile uscire. Ma ecco il problema: se la scatola sarà impenetrabile e non richiede alimentazione per tenerla chiusa, non può avere un “coperchio” o “porta” che potrebbe aprirsi quando l'alimentazione è spenta. Di conseguenza, non c'è nemmeno ingresso al box. L'unico modo in cui la carica può entrare nella scatola è di tipo di “teletrasporto” attraverso il muro della scatola usando un processo noto come tunnel quantistico. Sebbene la scatola sia impenetrabile senza aperture, la carica è in grado di passare attraverso la solida barriera e improvvisamente si trova dall'altra parte, intrappolata all'interno della scatola.

Le piccole porte minuscole che memorizzano uno 0 o un 1 chiamato chiavistelli NAND memorizzeranno ogni singolo bit. Ora per leggere e scrivere, ogni istruzione arriva come una stringa di binario “codificato” e dice “Ciao! Ecco il mio indice iniziale, la mia lunghezza e offset bit. Scrivimi!” E il controller scrive dove ritiene sia meglio attraverso una serie di controlli.

Posso darti la spiegazione tecnica, ma questo è Spiegami non ELI 25. Il lungo e breve è che le unità a stato solido sono fondamentalmente rinforzate schede SD. Rafforzato acquista un lotto , ma fondamentalmente schede SD.