La technologie et le cycle de vie du SSD – Ce que vous devez savoir

À l’approche du Flash Memory Summit la semaine prochaine, j’ai pensé que ce serait le bon moment pour examiner la technologie et le cycle de vie des SSD. Contrairement aux disques durs conventionnels, les données des SSD ne se trouvent pas sur une surface magnétique, mais à l’intérieur des puces de mémoire flash (flash NAND). De par sa conception, un SSD se compose d’une carte mère, de quelques puces mémoire (selon la taille du disque en Go) et d’un contrôleur qui contrôle le SSD.

La mémoire des SSD est une mémoire non volatile, ce qui signifie qu’elle est capable de stocker des données même sans électricité. Nous pouvons considérer les données stockées dans les puces flash NAND comme une charge électrique qui est conservée dans chaque cellule. Dans ce contexte, la question se pose : quelle est la durée de vie ou le cycle de vie d’un SSD ?

L’usure des mémoires flash
On sait que les processus d’écriture usent les cellules mémoire d’un SSD et réduisent leur durée de vie. Mais les souvenirs s’useront-ils tous de la même manière ?

La mémoire utilisée dans les puces flash n’est pas la même, il existe en fait trois types de NAND :

SLC (Single Level Cell) – 1 bit de données par cellule
MLC (Multi Level Cell) – 2 bits de données par cellule
TLC (Triple Level Cell) ou 3 bits MLC – 3 bits de données par cellule
Vous pouvez voir : plus une cellule est de niveau a, plus les bits ont d’espace de stockage dans une cellule, ce qui entraîne la production de puces de plus grande capacité. Grâce aux avancées technologiques d’aujourd’hui, nous avons des SSD qui peuvent stocker plusieurs Go à un prix abordable. Pas étonnant qu’un récent rapport montre que le type de mémoire TLC devrait représenter environ 50% de toutes les puces NAND d’ici la fin de 2015, avec des coûts de production environ 15 à 20% inférieurs à ceux des puces MCL.

Cependant, il y a un inconvénient : ajouter plus de bits aux cellules diminue leur fiabilité, leur durabilité et leurs performances. Il est assez facile de déterminer l’état (combien d’espace dont elle dispose) d’une cellule SLC car elle est soit vide, soit pleine, tandis que les cellules MLC et TLC sont plus difficiles à faire de même car elles ont plusieurs états. En conséquence, une cellule TLC nécessite 4 fois le temps d’écriture et 2,5 fois le temps de lecture d’une cellule SLC. Lorsqu’on parle du cycle de vie d’un SSD, stocker plusieurs bits par cellule signifie également accélérer l’usure de la mémoire NAND.

Une cellule mémoire est constituée d’un transistor à grille flottante. Il se compose de deux grilles, la grille de contrôle et la grille flottante, qui sont isolées par une couche d’oxyde (voir illustration schématique à droite). Chaque fois que des opérations sont effectuées, par ex. B. programmation et effacement de la cellule, porte la couche d’oxyde qui piège les électrons sur la grille flottante. Par conséquent, lorsque la couche d’oxyde est affaiblie, un drainage d’électrons de la grille flottante peut se produire.

Combien de temps durent les SSD ?
C’est la question à un million de dollars, bien sûr il est impossible de donner une réponse exacte, mais… lisez la suite !

La tendance des SSD est de se concentrer sur le développement de produits basés sur une mémoire MCL (TLC) 3 bits. La mémoire TLC commence à dominer le marché des SSD. Dans l’usage courant, la technologie MLC 2 bits semble être au top en termes de durabilité et de performances, sans parler du SLC, dont le besoin diminue et disparaît presque entièrement. En d’autres termes, les fabricants renoncent à un cycle de vie prolongé afin de réduire les coûts afin de permettre l’extension de la mémoire flash et de sa capacité de stockage.

Cependant, il ne semble pas y avoir de soucis concernant le temps d’exécution d’un SSD. Dans une expérience avec 6 SSD menée par The TechReport pour comprendre comment ils peuvent supporter les écritures, 2 disques sur 6 ont géré des écritures pour 2 Po de données, et tous les SSD testés ont pu écrire des centaines de To sans problème.

Avec une vitesse d’écriture de 2 To par an, la durée de vie d’un SSD serait de 1000 ans selon les résultats de l’expérimentation (2 Po = 2000 To / 2 To an = 1000 ans). Même avec une quantité accrue de données écrites dessus, nous pourrions utiliser notre SSD tranquillement pendant des années et des années à venir.

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