تعرف على مميزات معمارية 3D NAND في أقراص شركة ADATA من الحالة الصلبة

تعد أقراص التخزين الداخلية او كما يطلق عليها البعض الأساسية نظرا لكونها العامل الأساسي في تشغيل منصة الحاسب الشخصي احد القطع الهامة في منصة الحاسب الشخصي بصورة خاصة حيث هي الوسيلة الوحيدة التي يتمكن فيها المستخدم من تخزين البيانات مع اختلاف الطرق التي تجد فيها وحدات التخزين. دائما ما يواجه العديد من بطء الحاسب الشخصي حتى مع توافر عتاد قوى للمعالجة الحسابية حيث تكمن المشكلة في محدودية قدرة وكفاءة وحدات التخزين التي تقوم بقراءة وكتابة تلك البيانات لذا اتجهت انظار الجميع الى أقراص الحالة الصلبة وما تقدمه من أداء افضل عند مقارنتها بالأقراص الصلبة

ما هي أقراص الحالة الصلبة

أقراص الحالة الصلبة تعنى في اللغة الإنجليزية بـ Solid State Drives واختصارها SSD وتتكون من دائرة تربط بين عدد من شرائح الذاكرة الغير متطايرة وتكمن وظيفتها في تخزين البيانات بصورة اسرع نظرا لما توفره تلك الشرائح من سرعات قراءة و كتابة عالية تقاس بالـ MB في الثانية الواحدة.

تتمتع تلك الأقراص بعدد كبير من منافذ التوصيل مثل SATA II, SATA III, M.2, U.2 وأخيرا PCI-E كل منفذ يوفر سرعة اعلى من الاخر في نقل البيانات حيث تتصل تلك المنافذ بالمتحكم المتاح في كل أقراص الحالة الصلبة حيث يعد هو المسئول الأول عن الاتصال بين منافذ التوصيل السابق ذكرها والمكونات الداخلية لأقراص الحالة الصلبة المتمثلة في شرائح الذاكرة الغير متطايرة.

ما هو الـ NAND Flash

الـ NAND Flash  هو نوع من أنواع ذواكر التخزين الغير متطايرة على عكس الذواكر من نوع الـ DRAM المستخدمة في الذواكر العشوائية. يعتمد التركيز على استخدام تلك الشرائح في انخفاض سعرها مقارنة بذواكر الـ DRAM الى جانب قدرتها على الاحتفاظ بالبيانات وضمان استمراريتها حتى مع انقطاع التيار الكهربي عنها. مع العلم ان سرعة نقل البيانات عن طريق تلك الذواكر هو اقل من سرعة نقل البيانات لذواكر الـ DRAM الى ان المتحكمات الجديدة التي انتجت بداية من عام 2009 أظهرت تحسن كبير جدا في سرعات نقل البيانات.

تنقسم أنواع الـ NAND Flash الى ثلاث أنواع و هم  SLC و MLC و أخيرا TLC يكمن الاختلاف بين تلك الأنواع في قدرة الذاكرة على التعامل كم البيانات التي يمكن تخزينها في الخلية الواحدة الى جانب قدرة التحمل.

اشهر المعماريات المتاحة لأقراص التحزين من الحالة الصلبة SSD هم 2D NAND او كما تعرف أيضا بـ Planar NAND و 3D NAND

الفرق بين (Planar NAND (2D NAND و الـ 3D NAND

تشير كلمة 3D NAND في هذا السياق الى الطبقات المكدسة داخل الشرائح  والتي يصل عددها الى 64 طبقة ذات كثافة عالية التصنيع يمكن تشبيها بـخطوط الانابيب في حين ان المعمارية القديمة 2D NAND تأتي بتصميم أحادي الطبقات، مما يتيح لمعمارية الـ 3D NAND امتلاك ضعف الخلايا والمزيد من المساحة التخزينية.

ينتج عن زيادة عدد الخلايا في الأقراص من الحالة الصلبة يعنى المزيد من القدرة الاستيعابية لها فعلى سبيل المثال ان قمنا باختبار احد الأقراص من الحالة الصلبة المقدمة من شركة ADATA بنفس السعة التخزينية احدهما يعتمد على معمارية 2D NAND في حين ان الاخر يعتمد على المعمارية الاحدث 3D NAND سنجد ان القرص الأول يقدم قدرة تحمل تقاس بـ MTBF واختصارها Mean Time Between Failures تصل الى 1.5 مليون ساعة في حين ان القرص المعتمد على معمارية الـ 3D NAND يمتلك قدرة تحمل تصل الى 2 مليون ساعة مما تقدم زيادة بنسبة تصل الى 25%.

فمع زيادة تكدس الطبقات يسمح بزيادة في حجم تصميم اللوحة المطبوعة لتلك الأقراص وارتفاع استهلاك الطاقة، مما سيوفر المزيد من السعات التخزينية التي تصل الى ما يزيد عن واحد تيرا بايت مما يجعل منها منافسا اقوى عن ذي قبل للأقراص من الحالة الميكانيكية  او كما تعرف بالأقراص الصلبة HDD واختصارها Hard Disk Drives.

اما عن السرعة للقراءة و الكتابة فبفضل تقدم تقنيات منافذ التوصيل و القدرة الاستيعابية يمكن للأقراص المعتمدة على معمارية 2D NAND ان تقدم سرعة كتابة وقراءة تصل الى 500MB في الثانية الواحدة بكل صعوبة للأقراص المقدمة من شركة ADATA ذات سعة تخزينية 512GB فى حين ان الأقراص المعتمدة على معمارية 3D NAND يمكنها الوصول الى ما 560MB في الثانية الواحدة  فما اكثر بكل سهولة أي تقدم المعمارية الأخيرة زيادة تصل الى 10% تختلف سرعات القراءة والكتابة باختلاف منافذ التوصيل وهذا ما سنراه لاحقا.

تحويل شركة ADATA جميع خطوط الإنتاج بالكامل لمعمارية الـ 3D NAND

بعد سرد المميزات التي تقدمها شرائح الذاكرة لأقراص الحالة الصلبة المعتمدة على معمارية 3D NAND أعلنت شركة ADATA ضمن فاعليات معرض Computex المنعقد صيف العام المنصرم 2016 عن عائلة الأقراص Ultimate.

تمتاز تلك العائلة بتوافر أقراص تخزينية من الحالة الصلبة SSD  تحمل المسمى SU800 بحجم يبدئ من 128GB الى 1.0TB حيث تعتمد في بنيتها الأساسية على ذواكر تخزين من نوع TLC المعتمدة على معمارية 3D NAND.

اما الأقراص التخزينية التي تنتمى لنفس العائلة و تحمل المسمى SU900 تأتى بالاعتماد على نفس المعمارية وهي 3D NAND لكن ذواكر من نوع MLC وذات متحكم محسن، حيث تعتبر تلك الأقراص من الفئة العليا لتلك العائلة  لتوفرها في سعات تخزينية تصل الى 2.0 TB حيث تعتبر بتلك السعة التخزينية تحقيق احد اهداف اعتماد الشركة على تلك المعمارية وهى تقديم ساعات تخزينية اكبر من سابقتها.

اما عن  أقراص تلك العائلة من الفءة الاقتصادية فهي SU700 والتي تعتمد على نفس المعمارية الحديثة بذواكر من نوع TLC متاحة بسعات تخزين مختلفة  128GB، 256GB، 512GB وأخيرا 960GB.

لم تنسى شركة ADATA في أقراص الحالة الصلبة SSD فئة اللاعبين حيث تقدم عائلة XPG العلامة التجارية الخاصة بالشركة في أقراص SX950  التي تتمتع بذواكر تخزين MLC معتمدة على معمارية 3D NAND عالية الجودة ومتحكم عالي الكفاءة الى جانب جودة تصميم اللوحة المطبوعة لتقديم اعلى أداء وقوة تحمل وقدرة استيعابية ممكنة.

اما ان كنت احد المستخدمين الباحثين دائما عن اعلى أداء ممكن فستجد ان الشركة توفر لك أقراص التخزين SX8000 من الحالة الصلبة المعتمدة على ذواكر 3D MLC NAND بواجهة توصيل M.2 كل هذا لتجد ان تلك الفئة من الأقراص تقدم سرعات قراءة تصل الى 2GB في الثانية وسرعة كتابة تصل الى 1GB في الثانية للبيانات مما يعنى مرتين اسرع في الكتابة واربع مرات اسرع في القراءة من الأقراص المتعمدة على منافذ التوصيل SATA.

اما الفئة الأقل التي تعتمد على نفس معمارية ونوعية الذواكر ومنفذ التوصيل هي SX7000 حيث تقدم تلك الأقراص سرعات قراءة تصل الى 1.8GB في الثانية وسرعات كتابة تصل الى 850MB في الثانية للبيانات... تلك العائلة من الأقراص مقدمة بصفة خاصة للأجهزة التي تقدم أداء فائق من الحوسبة ليست فقط لمن يهوى امتلاك جهاز حاسب شخصي سريع الإقلاع والتشغيل.

نظرة شركة ADATA المستقبلية لمعمارية 3D NAND

تنوى شركة ADATA بفضل القدرات التي تقدمهما معمارية ذواكر الأقراص من الحالة الصلبة 3D NAND التوسع في خطوط انتاجها بعدد من نافذ التوصيل والاحجام المصنعية المختلفة لأقراص الحالة الصلبة SSD علاوة على المزيد من الأداء والقدرة الاستيعابية الى جانب القيمة السعرية. فمع استمرار تتطور تلك المعمارية تضمن شركة ADATA لعملائها دائما تبنى احدث التطورات في مقدمة الشركات المصنعة لأقراص الحالة الصلبة SSD.