Đề tài Đĩa thể rắn

Nội dung text: Đề tài Đĩa thể rắn

1. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH SỐ 2012 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỀ TÀI: ĐĨA THỂ RẮN GVHD: Đặng Thiện Ngôn Nhóm SV thực hiện: Nguyễn Tấn An 09112114 Phạm Trường Sang 09112261 Mai Kim Tuấn 09112249 TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 1/2012  ĐĨA THỂ RẮN Page 1
2. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH SỐ 2012 1.NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI Mục đích : +Hiểu được cấu tạo ,nguyên lí, hoạt động của “Đĩa thể rắn”. +Có cái nhìn tổng quan hơn về phạm vi ứng dụng , triển vọng tương lai của “Đĩa thể rắn”. +Hiểu thêm bộ môn “Hệ thống điều khiển số”. Phương pháp nghiên cứu: Thu thập thông tin ,tài liệu từ nhiều nguồn sau đó so sánh, phân tích và tổng hợp. 2. BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ Họ và tên Công việc +Tìm tài liệu :Phân loại ;Cấu tạo; PHẠM TRƯỜNG SANG Nguyên lí +Biên soạn :Phân loại; Cấu tạo;Nguyên lí +Góp ý và Chỉnh sửa đề tài +Tìm tài liệu:Phân loại ;Cấu tạo; Phạm NGUYỄN TẤN AN vi ứng dụng; Nguyên lí +Biên soạn: Mục đích,phương pháp nghiên cứu;Phạm vi ứng dụng;Trình bày đề tài ;bìa; Bảng phân công nhiệm vụ; Kết luận +Góp ý và Chỉnh sửa đề tài +Tìm tài liệu : Phân loại ;Cấu tạo; Phạm MAI KIM TUẤN vi ứng dụng; Nguyên lí +Biên soạn: Giới thiệu đề tài;Khái niệm; Cách ghi &Cách đọc +Góp ý và Chỉnh sửa đề tài ĐĨA THỂ RẮN Page 2
3. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH SỐ 2012 3.NỘI DUNG 3.1.GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Những ổ đĩa có dung lượng lớn tới hàngtrăm GB ngày càng phổ biến trên thị trường. Nhu cầu lưu trữ của người dùng không ngừng tăng, cùng với sự tiến bộ của công nghệ lưu trữ đã đưa đến việc xuất hiện của các sản phẩm lưu trữ có dung lượng ngày càng lớn.Trong đó phải kể đến SSD (Solid State Drive – Ổ lưu trữ thể rắn) đã xuất hiện từ năm 1978 nhưng chỉ đến 3 năm gần đây loại đĩa lưu trữ này mới thực sự nhận được sự quan tâm của đông đảo người dùng. Ổ đĩa thể rắn là một ứng cử viên sáng giá với những ưu điểm vượt trội so với ổ cứng HDD.Vậy ổ đĩa SSD là gì? 3.2.ĐỊNH NGHĨA /KHÁI NIỆM [1]Đây thực chất không phải là công nghệ mới mẻ gì.Về cơ bản, SSD đã xuất hiện từ thời kì sơ khai của máy tính, tồn tại ở rất nhiều dạng khác nhau mà điển hình là RAM máy tính. Nhưng vì giá thànhcho mỗi GB dung lượng quá cao, và tốc độ đọc ghi dữ liệu trên đĩa cứng vẫn chưa bị giới hạn bởi tốc độ động cơ nên nó không được quan tâm tới việc thay thế cho ổ cứng cơ học thông thường. Mãi đến những năm 90, các loại chip nhớ Flash mới xuất hiện với sản phẩm đầu tiên là ổ đĩa USB thông dụng ngày nay. Nhưng vào thời kỳ đó, giá thành sản xuất chip nhớ Flash vẫn còn quá đắt so với dung lượng mà nó mang lại. Bởi thế mà công nghệ này vẫn chưa thể sử dụng thay thế cho ổ cứng truyền thống. [1]SSD Trong những năm đầu của thế kỉ 21, giá của bộ nhớ Flash liên tục giảm mạnh. Cùng với sự giới hạn về tốc độ quay của các ổ đĩa đời cũ, việc này đã thúc đẩy các nhà sản xuất nghĩ đến việc làm ra một chiếc ổ cứng sử dụng các chip nhớ Flashvới mục đích chính là phá bỏ giới hạn về tốc độ đọc ghi của ổ cứng truyền thống. Và sau nhiều năm phát triển, ổ cứng thể rắn đã bắt đầu được phổ biến trong các máy tính cá nhân thông thường, ở mức giá chấp nhận được.[1] 3.2.1.Để có thể hiểu sâu hơn về SSD, chúng ta hãy tiến hành so sánh nó với các ổ cứng truyền thống sử dụng động cơ quay đĩa.[2] ĐĨA THỂ RẮN Page 3
4. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH SỐ 2012 So sánh HDD &SSD [2] Sự cố về ổ cứng là vấn đề thường thấy với cả desktop và laptop.Hệ quả nguy hiểm nhất là việc mất đi nhiều dữ liệu quý giá của người sử dụng.Với ổ cứng HDD, một thiết bị cơ điện tử, phần cơ qua năm tháng vận hành sẽ mòn dần và dẫn đến sự cố.Thời gian làm việc tối ưu đối với ổ cứng HDD là khoảng 4 năm. Ổ ứng SSD lại khác. Các chip nhớ flash thông thường có thể ghi/xóa 300.000 lần và với loại chip nhớ flash tốt nhất tuổi thọ lên đến 1.000.000 lần ghi/xóa. Bên cạnh đó, các nhà sản xuất ổ SSD cũng sử dụng nhiều giải pháp khác để kéo dài tuổi thọ.Vì thế, một ổ cứng SSD có thể sử dụng tốt trong nhiều năm nhưng còn phụ thuộc vào dung lượng đĩa. 3.2.2.Tốc độ Thời gian truy nhập trung bình của ổ SSD là từ 35 - 100 micro giây còn ổ HDD mất 5 - 10 mili giây. Dễ nhận thấy, tốc độ ổ SSD nhanh hơn ổ HDD đến cả trăm lần. 3.2.3.Độ tin cậy : Xét về độ tin cậy, ổ cứng HDD kém hơn so với ổ thể rắn SSD. Chính việc sử dụng đầu đọc/ghi chuyển động cơ học và các phiến đĩa quay tròn là yếu tố làm giảm độ tin cậy ở ổ HDD. Trong những môi trường ứng dụng di động đòi hỏi độ an toàn cao cho dữ liệu, chắc chắn ổ SSD sẽ là lựa chọn tốt hơn. Ổ SSD còn có khả năng chống sốc và chịu lực va đập tốt. Đây cũng là những ưu điểm khiến nhiều lĩnh vực có đặc thù riêng như quân sự hay công nghiệp nặng lựa chọn loại ổ cứng này. Đặc biệt ổ SSD còn có thể lưu trữ được trong môi trường khắc nghiệt với nhiệt độ từ - 60oC đến + 95oC. 3.2.3 Điện năng tiêu thụ và tỏa nhiệt So với ổ HDD, ổ SSD tiết kiệm điện hơn bởi vì không cần thêm điện năng để làm quay các phiến đĩa và dịch chuyển đầu đọc/ghi và mát hơn.Chính vì vậy đây là lựa chọn phù hợp hơn cho nhu cầu của các công ty lưu trữ dữ liệu, thêm vào đó còn tiết kiệm hơn khi không cần đến các hệ thống tản nhiệt, làm mát tốn kém.Đây cũng là thế mạnh của ổ đĩa ssd.SSD tiêu thụ điện ít hơn ổ HDD từ 30 – 60 % năng lượng, tiết kiệm từ 6 – 10 Watts cho bạn. 3.2.4Độ ồn: Các ổ cứng thể rắn hoàn toàn im lặng do không hề có chuyển động nào bên trong. [2] ĐĨA THỂ RẮN Page 4
5. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH SỐ 2012 Từ những ưu điểm vượt trội kể trên ,chúng ta có thể nhận thấy rằng,Ổ đĩa SSD mang nhiều tính năng ưu việt đáng soán ngôi ổ đĩa cứng truyền thống để trở thành phương tiện lưu trữ dữ liệu hiệu quả và tiết kiệm của tương lai. 3.3.Phạm vi ứng dụng : 3.3.1 Trong các máy chủ [3]Vì không có bộ phận cơ học chuyển động nên SSD có hiệu năng vận hành nhanh hơn (thậm chí vượt hàng trăm lần trong một số tác vụ nhất định), bền bỉ hơn và tiết kiệm điện hơn hẳn.Điều này rất quan trọng với những hệ thống máy chủ, máy trạm cao cấp vốn sử dụng nhiều ổ cứng trong các mảng RAID. Sự khác biệt giữa SSD và HDD thực sự lớn, bất kể đó là với tác vụ nào mà máy thực hiện: cơ sở dữ liệu, phân tích dữ liệu hay lưu trữ. Thậm chí các tác vụ thông thường cơ bản nhất như mở ứng dụng, sao chép dữ liệu, khởi động máy tính cũng đều có sự khác biệt .[3] [3]Máy chủ Lifecom sử dụng công nghệ SSD 3.3.2 Thiết bị lưu trữ ngoại vi Sử dụng ổ đĩa cứng SSD di động có thể giải được bài toán về tính đáng tin cậy cho dòng sản phẩm này, do những loại ổ đĩa cứng này có tính ổn định tốt hơn so với ổ cứng truyền thống nếu bị rơi.Đây 1 giải pháp lưu trữ lý tưởng khi cần sao chép dữ liệu với tốc độ cao và ổn định. ĐĨA THỂ RẮN Page 5
6. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH SỐ 2012 [4] Các ổ SSD gắn ngoài của Green House có kích thước 79 x 137.5 x 12.5mm, nặng 141gram 3.3.3Ổ cứng Do không có chuyển động cơ học nên kích thước và khối lượng SSD có thể tùy biến SSD được biết đến nhiều khi nói về những chiếc laptop có tốc độ chạy “siêu khủng” ,kích thước siêu mỏng và siêu nhẹ . SSD hiện nay đang ứng dụng trong lĩnh vực các thiết bị mang tính đột phá “notebook đặc biệt” và máy tính bảng .Đó là những sản phẩm rất “hot” trên thị trường hiện nay và mở ra 1 kỉ nguyên mới đánh dấu bước phát tiển phạm vi ứng dụng của ổ cứng nói chung và SSD nói riêng [5]“Nếu sở hữu Macbook Air hay dòng máy Ultrabook, bạn dễ dàng nhận thấy hệ thống mới khởi động "như tên bắn". Đấy là nhờ định dạng ổ lưu trữ thể rắn SSD, giúp dữ liệu truyền đi với tốc độ nhanh đến ngỡ ngàng”[5] . Asus Eee Slate EP121 sử dụng ổ SSD 32GB [6] IPADsử dụng ổ cứng SSD 16,32,64G [7] ĐĨA THỂ RẮN Page 6
7. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH SỐ 2012 Toshiba Libretto W100 ổ SSD(64GB)[8] Trên đây là những sản phẩm cho thấy ưu việt của SSD góp phần làm cho sản phẩm toàn diện hơn về cấu hình lẫn chức năng như Asus Eee Slate EP121 được xem là máy tính bảng mạnh nhất hiện nay;Ipad 2 và Toshiba Libretto W100 là 2 trong 10 sản phẩm công nghệ đỉnh cao năm 2011. 3.3.4 Ứng dụng trong hệ thống công nghiệp và quản lí của các doanh nghiệp Trong các hệ thống sản xuất công nghiệp đòi hỏi bộ xử lí có dung lượng từ hàng trăm GB lên đến TB có tốc độ truyền dữ liệu nhanh,hiệu suất hoạt đông cao, và có khả năng hoạt động trong dải nhiệt độ rộng Đối với các hệ thống quản lí của các doanh nghiệp thì đòi hỏi lưu trữ dữ liệu một cách bền,tính bảo mật cao,kích thước nhỏ gọn, ít tiêu tốn năng lượng Đáp ứng được các yêu cầuđiều kiện làm việc khắc nghiệtcủa hệ thống trong công nghiệp cả hệ thống quản lí các doanh nghiệp, SSDlà sự lựa chọn tối ưu nhất Kingston KC100-SSD cho doanh nghiệp[9] Hệ thống RamSan-6200 HãngTexas Memory[10] ĐĨA THỂ RẮN Page 7
8. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH SỐ 2012 [9]Kingston SSDNow KC100 SSD hướng đến các khách hàng là doanh nghiệp, có kích thước 2.5 inch và trang bị giao tiếp SATA 6.0Gbps [10]Texas Memory cho biết sản phẩm mới RamSan-6200 đạt hiệu suất hoạt động kỷ lục nói trên là một tổ hợp lưu trữ SSD có dung lượng tới 100 TB với thông lượng 60 GB/giây( 5 triệu tác vụ I/O mỗi giây), vận hành dưới dạng một hệ thống tủ rack có 40 đơn vị lưu trữ, tiêu thụ xấp xỉ 6 kilowatt điện.[10] 3.4.PHÂN LOAI 3.4.1. Phân loại theo công nghệ:[11] Bộ nhớ bán dẫn đầu tiên được giới vào cuối những năm 1970 và phát triểnmạnh vào khoảng 4 năm gần đây.Ngày nay bộ nhớ bán dẫn (flash memory) chủ yếu được chế tạo với 2 công nghệ là NAND flash và NOR flash. NOR flash[12] NAND flash[12] 3.4.1.1NOR flash: Cấu trúc: Trong sơ đồ kiến trúc thiết kế của NOR Flash, các ô nhớ (cell) được nối song song với nhau thông qua các word line và các bit line, cho phép truy cập độc lập ngẫu nhiên đến các ô nhớ. Ưu diểm: Với cách mắc song song các ô nhớ, kiến trúc NOR flash giúp cho bộ vi xử lý giảm thời gian cần thiết để truy cập ngẫu nhiên đến dữ liệu. Nhược điểm: có kiến trúc thiết kế lớn vì phải nối mass cho từng ô nhớ, dung lượng lưu trữ thấp. Ứng dụng:NOR flash là bộ nhớ lý tưởng cho việc lưu trữ dữ liệu dung lượng thấp và đòi hỏi tốc độ đọc cao, được chủ yếu là chỉ đọc, thường được dùng để lưu trữ mã chương trình. 3.4.1.2NAND flash: ĐĨA THỂ RẮN Page 8
9. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH SỐ 2012 Cấu trúc: Các ô nhớ trong NAND được mắc nối tiếp với nhau, muốn đọc dữ liệu một ô nhớ trong bộ nhớ NAND phải truy xuất tuần tự thông qua các ô nhớ trước đó, tốc độ truy cập sẽ giảm đáng kể, để khắc phục tình trạng này, các dãy tế bào chip nhớ (byte) được ghép lại thành nhiều phần nhớ (page) có dung lượng 4 KB. Đây là đơn vị nhỏ nhất để có thể lưu và đọc dữ liệu. Cứ 128 page (512 KB) tạo thành một vùng nhớ (block). Mỗi page sử dụng chung một tập hợp Word Line và Bit Line. Ưu diểm: Bộ nhớ NAND flash có khả năng lưu trữ dữ liệu cao, kiến trúc thiết kế nhỏ. Nhược điểm:Dữ liệu chỉ được xóa trên đơn vị các block, vì vậy, để ghi đè một phần 4 KB dữ liệu xác định, bộ điều khiển trên ổ SSD sẽ phải đọc cả 512 KB (1 block), thay đổi và di chuyển lượng dữ liệu thừa ra khỏi block đó trước khi xóa để ghi đè 4 KB dữ liệu mới. Điều đó cũng đồng nghĩa làmột file dữ liệu có thể chiếm trọn một khối có kích thước gấp nhiều lần kích thước file. Phần không gian lãng phí này sẽ không được sử dụng cho đến khi được thay thế bởi các dữ liệu khác có dung lượng lớn hơn. Tốc độ truy xuất tuy đã được cải thiện song vẫn chậm hơn so với kiến trúc NOR flash. Ứng dụng:NAND Flash là bộ nhớ lý tưởng cho các ứng dụng có yêu cầu lưu trữ dung lượng cao, tốc độ ghi và xóa nhanh, thường được dùng để lưu trữ dữ liệu. 3.4.2. Phân loại theo chip nhớ:[13] SLC và MLC [13] 3.4.2.1.Chíp nhớ đơn cấp SLC (Single-Level Cell):Bộ nhớ SLC lưu trữ chỉ 1 bit dữ liệu (0 và 1) trên mỗi cell (tế bào/ô nhớ), dẫn đến việc tốc độ truyền tải dữ liệu nhanh hơn, tiêu thụ ít điện năng hơn và tuổi thọ cao hơn hẳn. Khuyết điểm duy nhất của bộ nhớ SLC Flash là chi phí sản xuất tính theo từng MB quá cao, dẫn đến việc thiết bị lưu trữ di động ứng dụng bộ nhớ này ít được sản xuất. Chu kỳ ghi/xóa có thể lên đến 100.000 lần. Nhìn chung, hầu như công nghệ bộ nhớ SLC Flash chỉ được sử dụng trong các thiết bị lưu trữ cần hiệu năng cao, nơi mà tốc độ và độ tin cậy được ưu tiên hàng đầu.Các chíp SLC có giá thành cao, được dùng cho doanh nghiệp, các máy tính trạm, servers ĐĨA THỂ RẮN Page 9
10. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH SỐ 2012 3. 4.2.2.Chíp nhớ đa cấp MLC (Multi-Level Cell): Chip MLC lại có thể chứa 2 bit thông tin trên một transistor (00, 01, 10, 11). Vì vậy, lượng dữ liệu lưu trữ của chip MLC nhiều gấp hơn đôi chip SLC. Nhưng do khoảng cách giữa các bit dữ liệu gần nhau nên tần suất lỗi cao làm cho tốc độ đọc trung bình lại chậm hơn 2 lần (2x) và tốc độ ghi sẽ chậm hơn 3 lần (3x) so với chíp SLC trên một tế bào bộ nhớ cùng loại cấu trúc NAND (hoặc NOR). Tuổi thọ của chíp MLC cũng thấp hơn, tổng chu kỳ ghi/xóa là khoảng 10.000 lần. 3.5.CẤU TẠO 3.5.1.Cấu tạo chung của ổ đĩa thể rắn (SSD): [14] Có thể chia làm 3 phần chính sau: Cấu trúc một SSD [14] 3.5.1.1.Bộ Điều khiển : Đây là trái tim của ổ SSD (solid state driver) và là thành phần xác định tốc độ của ổ SSD. Bộ điều khiển có chức năng tổ chức bộ nhớ flash thành ma trận với những ô địa chỉ cụ thể, có thể truy cập độc lập đến từng ô địa chỉ một cách chính xác và nhanh chóng. 3.5.1.2.Bộ nhớ Flash : Là nơi trực tiếp lưu giữ dữ liệu. Bộ nhớ flash cùng loại với bộ nhớ trong ổ USB hoặc các thẻ nhớ trong máy chụp hình KTS và chúng không bị mất nội dung khi ngắt điện. Bộ nhớ flash được sản xuất với 2 công nghệ: NAND và NOR. 3.5.1.3.Bộ nhớ đệm : Là một chip nhớ công suất thấp SDRAM (Synchronous Dynamic Ram) được dùng để tăng tốc độ giao tiếp giữa bộ điều khiển, bộ nhớ flash và cổng truy xuất data giúp cho tiến trình đọc ghi diễn ra đồng thời. 3.5.2Cấu tạo bộ nhớ flash (bộ nhớ bán dẫn flash): [15] Ô nhớ (cell) là đơn vị cơ bản nhất cấu tạo nên bộ nhớ bán dẫn (flash) của SSD, mỗi ô nhớ có 9 bộ phận chính: Word Line (1), Bit Line (2), cổng điều khiển (Control Gate) (3), Floating Gate (4), lớp oxit (5), cực máng (Drain) (6), cực nguồn (Source) (7), nối đất (Ground) (8) và chất ĐĨA THỂ RẮN Page 10
11. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH SỐ 2012 nền(9). Các ô nhớ siêu nhỏ này có vai trò như những viên gạch xây nên tòa nhà flash.Có tới hàng triệu ô siêu nhỏ như vậy nằm trên một lưới điện. Cấu trúc của một ô nhớ [15] Cell là đơn vị cơ bản nhất của SSD biểu diễn một bit, nhưng không được xem là đơn vị lập trình dữ liệu nhỏ nhất vì đơn vị lập trình nhỏ nhất là byte, mà 1 byte lại gồm 8 bit. Nên đơn vị lập trình dữ liệu nhỏ nhất của SSD là một dòng (line) hay chuỗi liên tiếp các transistor gắn nốitiếp nhau (công nghệ NAND): 8 transistor SLC cho 1 byte dữ liệu [16] Chúng ta lại nối nhiều dòng với nhau lại thành trang (page) – bạn hãy liên tưởng đến 1 trang giấy với các dòng liên tiếp, và đây mới thực sự là đơn vị lập trình dữ liệu nhỏ nhất của SSD – 1 trang. Kích thước của 1 trang là tuỳ theo nhà sản xuất. Tuy nhiên, kích thướt các trang này vẫn còn rất nhỏ (thường là khoảng 4kB), do đặc điểm công nghệ nên người ta tiếp tục ghép nhiều trang lại với nhau để tạo thành block (thường khoảng 512 KB). ĐĨA THỂ RẮN Page 11
12. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH SỐ 2012 Một Block Một SSD Sự phân chia các ô nhớ [16] 3.6. NGUYÊN LÝ [15] 3.6.1.Hoạt động của bộ nhớ flash Cách hoạt động độc đáo của bộ nhớ flash là không sử dụng đến bất kỳ thành phần hóa học nào và đưa dữ liệu đến thẳng các Electron (điện tử). SSD bắt đầu từ ô bộ nhớ (Cell) flash hay cơ bản nó chính là một MOSFET hiệu ứng trường. Để sử dụng được các Electron này, tất cả các bộ nhớ SSD đều được thiết kế để ghi lại trạng thái, hoặc độ lớn dòng tĩnh điện trong Floating Gate của từng ô nhớ (cell) và thể hiện nó thành một chữ số nhị phân (0 hoặc 1). Mỗi khi dòng điện bị ngắt, các công nghệ khác như RAM(1) không thể lưu lại được lượng thông tin đã lập trình bởi chúng không có cách nào giữ lại các electron thể hiện thông tin đó. Ngược lại, SSD vẫn bảo toàn được trạng thái này bằng cách nhốt các electron mang thông tin bằng một quy trình mang tên Fowler-Nordheim Tunneling(2). Ô nhớ cell [15] Nhốt electron (ghi thông tin)[15] ĐĨA THỂ RẮN Page 12
13. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH SỐ 2012 Đọc dữ liệu[15] Xóa thông tin[15] (1)RAM là một bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên (Random access memory), khi bộ nhớ này hoạt động, dữ liệu hoặc các lệnh sẽ được nạp vào và sao đó, khi ngắt nguồn điện cung cấp thì toàn bộ dữ liệu đều bị mất, do đặc điểm có tốc độ truy xuất ngẫu nhiên cao nên thường được sử dụng làm bộ nhớ đệm. (2)Fowler-Nordheim Tunneling: Quy trình này bắt đầu bằng cách đưa dòng điện dương khoảng 12 V vào Word Line và Bit Line. Điện tích dương trên Bit Line sẽ hút một dòng Electron từ cực nguồn (Source) qua cực máng (Drain) và tạo thành một dòng điện tới đất (Ground). Trên Word Line, dòng điện dương cũng đủ mạnh để lấy được (hút được) một số Electron đang chạy tới Drain dưới tác dụng của dòng điện trên Bit Line, mặc dù lớp oxit là một chất cách điện khá mạnh nhưng các Electron này vẫn có khả năng xuyên thủng qua và chúng mắc kẹt lại trong Floating Gate. Đây chính là cách bộ nhớ flash nhốt được Electron và giữ được các Electron nào có chứa thông tin vừa lập trình. (3) khi các electron bị nhốt tạo ra được một điện trường đủ mạnh, nó sẽ ngăn cản việc hình thành kênh cảm ứng trong MOSFET, việc này đồng nghĩa sẽ ko có dòng Electron đi từ cực nguồn (source) đến cực máng (drain) hay MOSFET bị khóa. ĐĨA THỂ RẮN Page 13
14. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH SỐ 2012 3.6.2.Cách ghi Mặc định giá trị trong các ô nhớ là 1 (ngưỡng dẫn thấp), để ghi dữ liệu lên ô nhớ, ta phải tăng ngưỡng dẫn của các ô nhớ cần ghi dữ liệu (để trình điều khiển hiểu đó là giá trị 0 trong quá trình đọc) bằng cách nhốt electron vào Floating Gate. Quá trình ghi dữ liệu lên ô nhớ bán dẫn được thể hiện qua hình sau: Quátrìnhghidữliệulên ô nhớ [21] Cách ghi [17] ĐĨA THỂ RẮN Page 14
15. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH SỐ 2012 Các word line và các bit line không ghi dữ liệu được đạt ở mức khoảng 10V. Tại ô nhớ cần ghi thông tin, cột bit line được nối mass (ground), dòng word line được đặt mức khoảng 20V. Với mức điện áp này đủ để lôi kéo các electron tự do trong phần nền(substrate) bức xuyên qua lớp cách điện oxide và bị kẹ lại ở Floating Gate. Quá trình ghi dữ liệu lên ô nhớ hoàn tất. 3.6.2Cách xóa Ngược lại với quá trình ghi là quá trình xóa. Do cấu tạo đặc biệt của các NAND flash, việc xóa dữ liệu diễn ra trên từng Block(như được định nghĩa ở trên,1 block là các page nối chung lớp substrate)=>đó là lý do tại sao block là đơn vị nhỏ nhất có thể xóa. Các ngõ bit line không được cấp điện (thả tự do float), các word line được nối mass (mức thấp) và đặt vào các substrate điện áp khoảng 20V (với mức điện áp này, các electron trong Floating Gate bị bức ngược trở lại nền substrate (Floating Gate empty)). Ô nhớ được trả về trạng thái mặc định là 1(erased state) . Xóadữliệutrong Block [21] Cách xóa [17] ĐĨA THỂ RẮN Page 15
16. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH SỐ 2012 3.7KẾT LUẬN Những ưu điểm của SSD +Khởi động nhanh hơn do không cần khởi động hệ thống Motor. +Thời gian đọc nhanh hơn. +Tốc độ truy cập ngẫu nhiên I/O nhanh hơn so với ổ đĩa cứng thông thường. +Thời gian trễ Đọc/Ghi nhỏ do không cần sử dụng hệ thống cơ khí như đầu từ Đọc/Ghi tới nơi tìm kiếm. +Công suất tiêu thụ giảm, nhiệt năng toả ra giảm, điều này cũng do không có phần cơ khí . +Không bị ồn, do không có phần cơ khí nên SSD hoàn toàn không gây tiếng ồn. +Độ tin cậy cao hơn, ít bị tác động bởi va đập, bởi rung động và nhiệt độ . +Độ bảo mật cao hơn, đễ dàng sử dụng các phần mềm để mã hoá dữ liệu hoặc để xoá toàn bộ dữ liệu . +Trọng lượng nhẹ. Bên cạnh ưu điểm của SSD so với HDD thì SSD cũng có nhược điểm về tuổi thọ, số lần ghi,giá thành cao; nhưng đó chỉ là thời kì đầu còn hiện nay các nhà sản xuất đã và đang hoàn thiện sản phẩm hơn;cùng chạy đua về những cải tiến và hướng tới phạm vi ứng dụng SSD rộng hơn nữa ,không chỉ vậy giá thành SSD ngày càng giảm tạo điều kiện SSD đến gần hơn với người tiêu dùng. [ 18]Ổ cứng SSD là một trong 10 đột phá công nghệ sáng giá được trang BusinessInsider bình chọn[18] . Thật vậy,giờ đây SSD với sự phát triển mạnh mẽ ở hiện tại.Mọi người đang rất trông chờ công nghệ SSD trong tương lai. ĐĨA THỂ RẮN Page 16
17. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH SỐ 2012 PHỤ LỤC Tài liệu tham khảo: [1] , , , [2] , , , [3] , , , [4] , , , [5],[18 ] , , [6] [7] > [8] [9] [10] [11] , , , ĐĨA THỂ RẮN Page 17
18. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH SỐ 2012 [12] , , , . [13] , , , [14] , , , . [15] , , , . [16] , , , . [17] ; , ĐĨA THỂ RẮN Page 18