دليلك لأنواع ذواكر NAND Flash في الـ SSDs ولماذا أقراص QLC الخيار الأفضل الآن؟

في عيد الحب يتحدّث الناس عن المشاعر ويتحاكون حول قصص الحب الخالدة، وفي عيد الهالوين يتحدّث الناس عن الأزياء المرعبة وربما المضحكة.. هذا ليس موضوعنا لكن يجب علينا أن نتعرف على حقيقة هامة هنا، وهي أن لكل مقام مقال، بعض الأوقات أو الأحداث تستدعي الحديث عن موضوع معيّن أو نوع معيّن من المواضيع، وهنا في عالم الهاردوير، إن جائت سيرة التخزين أو زيادة السرعة والأداء في أجهزة الـPC وأجهزة اللابتوب حتمًا ولا بد ستأتي سيرة أقراص التخزين SSD -- Solid State Drives، لكن لماذا؟ هنا ما سنعرفه بكل التفصيل في هذا المقال. أقراص الـSSD تمثّل رِفعة كبيرة لجهاز الكمبيوتر الخاص بها لما لها من قدرات في زيادة السرعة العامة للجهاز الخاص بك وكذلك سرعة نقل الملفات بشكل عام أو يمكننا تسميتها بسرعة التخزين، وعلى كل حال لا يوجد مدخل لموضوع اليوم أفضل من شرح ماهية أقراص SSD ولماذا هي محبوبة لهذه الدرجة:

ما هي أقراص SSD وما الذي يميزها؟

هارد/قرص SSD هو جهاز أو أداة مخصصة لتخزين البيانات، نعم أعرف أنك تعلم هذا، كذلك فأقراص SSD تلك لا تختلف كثيرًا عن أقراص HDD المعروفة نظرًا لأن كلاهما يقوم بنفس المهمة، لكن الاختلاف هنا هو كيفية قيامهم بهذه المهمة من الأصل، يمكننا أن نجزم أنك إن كنت مستخدمًا عاديًا لن تدرك ما إذا كان القرص الموجود داخل جهاز من نوع SSD أو HDD إلا من خلال الأداء وطريقة العمل، وهذا ينقلنا لتوضيح طريقة العمل تلك.. أقراص HDD المعتادة تتكون من عدد من الأسطوانات -بشكل مجازي- وكل اسطوانة منهم تحتوي على كم من البيانات، وطريقة قراءة هذه البيانات هي من خلال أداة صغيرة مثل الإبرة تتحرك على الإسطوانة حتى تصل للبيانات المطلوبة، وهذه الأداة تعرف بالأسم "Head" وتستمر هذه الإبرة في الحركة حتى تصل للبيانات التي تحتاج إليها ومن ثم تستطيع أن تصل إليها عندما تجدها الإبرة، أي أن طريقة عمل أقراص HDD تعتمد على الحركة بالكامل، على عكس أقراص SSD. أقراص SSD ساكنة تماماً ولا توجد بها حركة -سوى حركة الإلكترونات بالطبع- حيث أن البيانات تكون مخزنة داخل Blocks وبمجرد أن يطلبها الكمبيوتر من القرص يكون بإعطائها إياه بكل سهولة، وكما يمكنك أن تستنتج، أقراص SSD أسرع وأكثر فعالية من أقراص SSD وميزتها الأكبر على الإطلاق هي أنها سريعة إلى جانب مميزات أخرى مثل كونها لا تصدر أي أصوات عادة وفيما يلي نوضّح لكم بعض مميزات الـSSDs في نقاط:

• أقراص SSD تقلل من وقت عملية الـBooting أو تشغيل الويندوز/الجهاز، هذا نظرًا لأن الوقت اللازم لاستدعاء البيانات يصبح أقل.
• فتح التطبيقات والألعاب المنصبة على القرص الـSSD يكون أسرع وأكثر فعالية وهذا لنفس السبب في النقطة السابقة.
• الـLag الذي يحدث عند التعامل مع الملفات الكبيرة من حيث المساحة يصبح أقل بشكل ملحوظ، كذلك فنقل ونسخ الملفات من وإلى القرص يصبح أسرع بشكل ملحوظ، وهذه واحدة من أهم مميزات أقراص SSD على الإطلاق.

لعل السؤال الذي جاء في بالك الآن هو: لماذا لا نستخدم جميعًا أقراص SSD طالما أنها مثالية بهذا الشكل؟ - الإجابة تكمن ببساطة في أن أقراص SSD تكلف الكثير من المال، حيث أن المبلغ المالي الذي قد يشتري لك 128 جيجابايت من الذاكرة من نوع SSD قد يشتري لك 2 تيرابايت من ذاكرة HDD! بالطبع الأسعار تتغير، وبالفعل الأسعار من المتوقع أن تهبط بشكل ملحوظ في هذه السنة، لكن هذا ليس موضوعنا، الأهم أننا عرفنا ماهية أقراص SSD وسبب شهرتها.. لكن مما تتكوَّن؟  

ما هي مكونات الـSSD وكيف يعمل؟

الصورة السابقة والتي قد تذكرك بحصص الفيزياء تمثل تشريح وتركيب أقراص الـSSD بشيء من التبسيط، وللأسف الشديد سنضطر الآن لإرتداء نظارات كبيرة الحجم ونشرح هذا التركيب:

• القسم A: الحرف A في الصورة السابقة يوضّح منطقة هامة جدًا جدًا في أقراص SSD وفي عالم التخزين بشكل عام وحتى في علوم الفيزياء والهندسة ألا وهو الـNAND Flash، والـNAND Flash هو المكان التي يتم فيه تخزين البيانات الخاصة بك، والمميز في هذا النوع من الذواكر هو أنه لا يحتاج طاقة بإبقاء البيانات مخزنة.
• القسم B: يمثّل هذا القسم من الرسم التوضيحي منطقة الـDDR Memory، وهي التي تمثّل مساحة صغيرة من المساحة التخزينية والتي تستخدم في عمل Caching للبيانات والمعلومات وهذا لسهولة الوصول إليها، على كل حال هذا الجزء يحتاج للطاقة لكي يعمل وهو غير متوافر في جميع الأقراص.
• القسم C: هذا القسم يمثّل المتحكّم Controller والذي يعمل على توصيل الـNAND Flash والتي تعتبر المكوّن الرئيسي للـSSD بالكمبيوتر ككل، وهذا الـController هو الذي يحتوي على الـFirmware الخاص بالـSSD.

• ما هي الـNAND Flash وكيف تعمل؟

هل أنت معي فيما وصلنا إليه حتى الآن؟ نحن تعرّفنا على أقراص SSD بشكل مبسّط ومن ثم قفزنا إلى تركيبها، وأهم جزء في تركيبها على الإطلاق هو الـNAND Flash، لذلك فالحديث عن تقنية بهذه الأهمية واجب علينا وهو أيضًا ما سينقلنا لجوهر مقالنا بعد قليل، هل لازلت ترتدي النظارة كبيرة الحجم؟ ذواكر NAND Flash تتكوّن من عدد من الخلايا التي تعمل على حفظ البيانات من خلال شحن كهربي يحدث داخلها، هذه الخلايا تقوم باحتواء الـBits وتنظيمها، وطريقة احتوائها لهذه الـBits هو ما يوضّح طريقة عملها وكذلك اسمها، حيث أن ذواكر SLC -- Single Level Cell تحتوي على Bit واحد فقط داخل كل خلية. أي أن SLC هي نوع من أنواع ذواكر NAND Flash، وذواكر SLC تتميز في أنها أسرع وقادرة على التحمل بشكل أكبر، لكنها ومن ناحية أخرى مكلفة جدًا ولا تأتي بمساحات تخزينية كبيرة، لذلك فهي مناسبة فقط لمجالات الأعمال والصناعات. على العكس نجد أنواع مثل MLC و TLC التي تناسب الاستخدام المنزلي المعتاد.. يبدو أننا نفقد السيطرة هنا، ما هي هذه الرموز؟ وما الفرق بينها؟ هنا ننتقل لأهم جزء في مقالنا، أنواع ذواكر NAND Flash:

ذواكر SLC (Single Level Cell) مميزاتها وعيوبها

ذواكر SLC وكما أسلفنا الذكر هي التي يتم فيها تخزين كل Bit في خلية منفردة، وهذا في حد ذاته يجعله الأكثر دقة أثناء قراءة وكتابة البيانات واستدعائها، كذك فهو يأتي بأعلى معدلات قراءة وكتابة وأعلى عمر متوقع بين اخوته جميعًا، يمكننا أن نؤكد أن ذواكر SLC أو أحادية الخلية هي الأفضل بالطبع، لكن عيوبها تجعلنا لا نقول ذلك، وعيوبها تكمن في أنها غالية جدًا وتأتي بمساحات تخزينية صغيرة جدًا، لذلك فهي مناسبة فقط للأعمال والشركات وربما بعض السيرفرات.. أي أن لا علاقة لنا بها على الأغلب. [caption id="attachment_232734" align="aligncenter" width="800"] ADATA SU900 256GB 3D MLC SSD[/caption]

ذواكر NAND Flash MLC (Multi Level Cell) مميزاتها وعيوبها

الأمر يشبه المواد الدراسية هنا، حيث يعطيك الكتاب تعريفًا ويعطيك عكسه في السطر الذي يليه، نعم أنا أفعل معك المثل الآن، ذواكر MLC NAND Flash Storage تعمل على تخزين أكثر من Bit في كل خلية Cell، هذه الأقراص واسعة الانتشار بين المستخدمين العاديين وهي مناسبة تماماً للجيمنج والتخزين المعتاد وكذلك تنصيب البرامج، خاصةً أنها تكلفة تصنيعها أقل بكثير ويمكن الاعتماد عليها أكثر من الـTLC والتي سنتحدث عنها تاليًا، ومن أمثلة هذه الأقراص نجد ADATA SU900 256GB 3D MLC SSD وهو SSD معروف، الأهم أننا أصبحنا نفهم الرموز الثلاثية الموجودة في أسماء الأقراص.. لا تنسى أن تشاركنا تحياتك في التعليقات. [caption id="attachment_232735" align="aligncenter" width="904"] ADATA Ultimate SU700 3D TLC NAND Flash[/caption]

ذواكر NAND Flash TLC (Multi Level Cell) مميزاتها وعيوبها

هذه الأقراص، والتي عرضنا عليكم أحدها من ADATA في الصورة السابقة، تقوم بتخزين ثلاثة بتّات في الخلية الواحدة وهي الأقراص الـSSD الأقل تكلفة من حيث التصنيع والتطوير، وهذه الأقراص مناسبة أيضًا للمستخدمين العاديين لكنها أضعف قليلًا من النوعين السابقين بشكل عام نظرًا لأن الخلايا أقل عمرًا، بشكل عام قد لا تكون مناسبة كثيرًا للجيمنج والبرمجيات الثقيلة لكنها لن تقول لك لا.

ما هي ذواكر QLC NAND Flash الجديدة؟

ما سبق ذكره من معلومات ظل ثابتًا لفترة طويلة دون جديد، هذا حتى أتى لنا المولد الجديد QLC (Quad Level Cell) كنوع جديد من أنواع ذواكر NAND Flash، أقراص SSD التي ستعمل بذواكر QLC NAND Flash الجديدة ستهدف إلى هدفين هامين جدًا، الأول هو تقليل التكلفة بشكل عام سواء تكفلة التصنيع أو التكلفة على المستخدم، والثاني هو زيادة القدرة الاستيعابية والتخزين. كما ذكرنا من قبل، تعمل ذواكر NAND Flash من خلال تخزين الـBits داخل الخلايا، من خلال أقراص QLC الجديدة سيتم تخزين بيانات أكثر مقارنة بأقراص مثل SLC و TLC، كذلك ستكون البيانات أكثر دقة مقارنة مع الـMLC ومن ناحية أخرى ستكون الاعتمادية عليه أكبر، لذلك تُعد أقراص QLC NAND Flash هي المستقبل لما تقدمه من مميزات كبيرة مقارنة مع أسلافها، مر على هذه التقنية وقت لا بأس به وهي الآن محل تصنيع وتطوير بالفعل، أي أن هناك أقراص SSD موجودة في السوق بالفعل وتعمل بهذه الذواكر، وهو أمر مبشّر بطبيعة الحال، قبل ان ننتقل للحديث عن أحد هذه الأقراص نعرض عليكم توضيحات رسومية للـQLC:

قرص Ultimate SU630 SSD QLC NAND Flash من ADATA

أعلنت ADATA عن قرص Ultimate SU630 SSD والمبني على ذواكر 3D QLC NAND في نهايات العام 2018 المنصرم، وهذا القرص يمثّل واحد من أفضل الحلول على الإطلاق لهؤلاء الذين يبحثوا عن حل تخزيني موفّر وبمساحات تخزينية كبيرة، حيث أن القرص يأتي بقياس 2.5 بوصة المعروف ويأتي بمساحات تخزينية 240 جيجابايت، 480 جيجابايت وصولًا إلى 960 جيجابايت. الأقراص الجديدة من ADATA ستتوفّر سرعة قراءة وكتابة مناسبة إلى حد كبير، حيث أن سرعة القراءة ستكون 520 MB/s بينما ستكون سرعات الكتابة 450 MB/s وهي أرقام مناسبة، من ناحية الـIOPS فهذه الأقراص تقدّم ما يصل إلى 40.000 من حيث الكتابة و 65.000 من حيث القراءة. فيما يلي نظرة مكثفة على مواصفات الأقراص الجديدة والمعتمدة على ذواكر QLC: هنا ننتهي، لا شك أن ذواكر QLC هي الأفضل مقارنة بجميع الخيارات مع استبعاد SLC بالطبع، خاصةً أن هذه الذواكر الجديدة ستدمج بين المساحات التخزينية الكبيرة وكذلك السعر الأقل، وفوق كل هذا ستوفّر لنا أرض صلبة يمكن الاعتماد عليها ومثال على ذلك قرص SU630 من ADATA والذي يُعد من أبرز الأقراص الـSSD التي تعتمد على هذه الذاكرة الجديدة.. شاركنا رأيك في التعليقات الآن!