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訂製隨身碟,認識 SSD 還不夠,核心技術 NAND 一樣重要!

圖一:每一個隨身碟的製作,都蘊含相當不簡單的技術。(Unsplash

  過去,傳統硬碟(hard disk drive, HDD)是許多使用者電腦裡的儲存擔當,然而,這些裝置幾乎都被固態硬碟(solid state drive, SSD)給取代了。究其原因,主要來自 NAND(Not AND)技術的出現——由於 NAND 價格低廉,且不若過去應用在 SSD 上的記憶體 DRAM 那般需電力供給,因此而取代 DRAM 成為市場新寵兒。當然,這個技術也被廣泛應用在 USB 隨身碟當中,也讓製作隨身碟的價格不再居高不下。

除了價格,NAND 還有哪些優勢?

圖二:物美價廉的 NAND,讓客製化隨身碟的價格也隨之親民起來。(歐珍妮雅

  無論是固態硬碟(solid state drive, SSD)、嵌入式記憶卡還是 USB 隨身碟中,都能看到 NAND 快閃記憶體這樣的格式,有了這種非易失性儲存(non-volatile memory, NVM)的形式,就算沒有電源,也能完好地保留數據。此外,這種非易失性的特質也降低了裝置的整體功耗,基本上不會使插槽發生過載或其他功能問題,這也讓 NAND 快閃記憶體的應用相當廣泛。 

容錯率高且速度飛快的 SLC NAND

圖三:SLC 的裝置多半僅用在工業等級的設備中,一般 USB 隨身碟不太會用到。(Unsplash

  當前的 NAND,主要有單層單元(single level cell, SLC)和多層單元(multi-level cell, MLC)兩種格式。SLC 的裝置多半屬工業等級的設備,它讓每一位元(bit)的數據都被儲存在一個單元中,也因此它能減少數據儲存錯誤的風險,並提供最快的運行速度。

廣泛應用且容量較大的 MLC NAND

圖四:原來,訂製隨身碟的背後,也有這麼多眉眉角角。(歐珍妮雅 )

  而在 MLC 之下,每個單元會儲存 2 位元的數據,與 SLC 的差別在於,相同的空間中裡它能擁有更多儲存容量,但數據發生錯誤的風險也會跟著提高,且運行速度不如 SLC 來得快,通常僅會出現在一般商業級別的裝置中。

故障前管控的超群能力

圖五:NAND 技術同時也廣泛運用在隨身碟的製作上。(Unsplash

  由於 NAND 對數據的寫入週期量是固定的,因此它無法像 DRAM 這個記憶體一樣長生不老。不過,也因為 NAND 漸進式故障的特性,加上故障前其內部智能系統會向用戶發出警告,這讓代工廠與工程師可判斷故障發生的時間點,進而避免其他衍生的問題。此外,NAND 也擁有耗損均衡技術(wear leveling technology),能確保裝置有效地使用儲存空間、防止過故障提前發生,也大大增加了 NAND 的壽命。

  想不到吧,連禮品隨身碟也隱藏著 NAND 這樣一個神奇的技術,看過這篇文章的你,定能更加瞭解 NAND 的內涵與價值。

參考資料

  1. Delkin Industrial, What Is NAND Flash Memory?, Delkin Device, 16 Dec 2019.
  2. Delkin Industrial, What Is a NAND Technology SSD?, Delkin Device, 20 Oct 2020.

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