🌶️ 🔠 🛶 भंडारण मीडिया विकास भाग 4: ठोस राज्य ड्राइव 🎬 🍴 🕶️

सभी को नमस्कार! यह भंडारण मीडिया के विकास पर हमारी सामग्री का अंतिम हिस्सा है। और आज हम फ्लैश मेमोरी और ठोस राज्य ड्राइव के बारे में बात करेंगे - उनके अतीत, वर्तमान और भविष्य के बारे में।

पहली फ्लैश ड्राइव से बहुत पहले फ्लैश मेमोरी बनाई गई थी। तोशिबा के एक इंजीनियर फुजियो मसूका को फ्लैश मेमोरी का जनक माना जाता है, जिसके आविष्कार को सैन फ्रांसिस्को में 1984 के IEEE सम्मेलन में प्रस्तुत किया गया था। वैसे, "फ्लैश" नाम को मसुओका के सहयोगी शोजी अरिज़ुमी द्वारा गढ़ा गया था। इस तरह की मेमोरी से डेटा हटाने की प्रक्रिया ने उन्हें एक फ्लैश (अंग्रेजी फ्लैश - फ्लैश) से याद दिलाया।

फ्लैश मेमोरी का संचालन अर्धचालक संरचना के एक अलग क्षेत्र में एक इलेक्ट्रिक चार्ज के परिवर्तन और पंजीकरण पर आधारित है। फ्लैश मेमोरी कई प्रकार की होती है। पहला व्यावसायिक उत्पाद NOR प्रकार की फ्लैश मेमोरी थी, जिसे Intel द्वारा विकसित किया गया था। यह 1988 में हुआ था।

NOR- फ्लैश डिज़ाइन कंडक्टरों के एक क्लासिक दो-आयामी मैट्रिक्स का उपयोग करता है, जिसमें एक सेल पंक्तियों और स्तंभों के चौराहे पर स्थित है। इस डिजाइन का लाभ यह है कि यह आपको एक विशेष सेल की स्थिति को तुरंत पढ़ने की अनुमति देता है, इसी पंक्ति और स्तंभ के लिए एक सकारात्मक वोल्टेज लागू करता है।

1989 में, तोशिबा ने NAND टाइप फ्लैश मेमोरी शुरू की। NAND फ़्लैश और NOR चिप्स के बीच मुख्य अंतर यह था कि NAND डिज़ाइन ने त्रि-आयामी सरणी का उपयोग किया, न कि दो-आयामी मैट्रिक्स का। दूसरे शब्दों में, अगर NOR में पंक्तियों और स्तंभों के चौराहे पर केवल एक सेल था, तो NAND में कई हो सकते हैं।

स्वाभाविक रूप से, NOR के रूप में एक विशिष्ट सेल तक पहुंचना इतना आसान था, अब यह असंभव था, और जानकारी पढ़ने के लिए एल्गोरिथ्म बहुत अधिक जटिल था। फिर भी, इस दृष्टिकोण ने अधिक कैपेसिटिव मेमोरी चिप्स बनाना संभव बना दिया। आधुनिक फ्लैश ड्राइव और एसएसडी में, यह एनएएनडी मेमोरी है जिसका उपयोग किया जाता है। खैर, NOR चिप्स ने उन क्षेत्रों में आवेदन पाया है जहां क्षमता एक महत्वपूर्ण भूमिका नहीं निभाती है - उदाहरण के लिए, मोटर वाहन इलेक्ट्रॉनिक्स में।

लंबे समय तक, एक इकाई सेल केवल एक बिट जानकारी संग्रहीत कर सकता है। ऐसी कोशिका को एकल-स्तरीय कोशिका (SLC) कहा जाता है। फिर दो-बिट क्षमता (एमएलसी, बहु-स्तरीय सेल) के साथ बहु-स्तरीय कोशिकाएं आईं। अंत में, ट्रिपल-स्तरीय कोशिकाओं का विकास हुआ। ऐसी कोशिकाएं MLC के साथ अनुकूल रूप से उनकी कम लागत में तुलना करती हैं। तो, 2015 में टीएलसी-मेमोरी के 1 जीबी की लागत केवल $ 0.4 थी। तीन-स्तरीय कोशिकाओं के साथ मेमोरी का फ्लिप पक्ष एमएलसी की तुलना में इसकी कम लिखने की गति और कम संसाधन है।

लेकिन ठोस राज्य ड्राइव पर वापस। अजीब तरह से पर्याप्त है, लेकिन पहली एसएसडी डिवाइस 1976 में पेश की गई थी - फ्लैश मेमोरी की तुलना में 8 साल पहले। यह दाताराम द्वारा विकसित किया गया था और इसे बल्क कोर कहा जाता था।

कई लोग गलती से मानते हैं कि कोई भी एसएसडी फ्लैश मेमोरी पर आधारित है, लेकिन ऐसा नहीं है। उन्हें अपना नाम SSD (सॉलिड स्टेट ड्राइव) मिला, क्योंकि उनके डिज़ाइन में कोई हिलने वाले हिस्से नहीं थे।

बल्क कोर के निर्माण में एक विशेष चेसिस होता है जिसकी माप 19x15.75 इंच और 8 केबी के स्लॉट्स होते हैं, जिसमें 256 केबी की क्षमता होती है। इस प्रकार, डिवाइस की क्षमता 2 एमबी थी। बल्क कोर $ 9,700 के लिए उपलब्ध था।

बल्क कोर की उपस्थिति के 2 साल बाद, STC 4305 नामक एक उपकरण का पालन किया गया। ड्राइव को StorageTek द्वारा विकसित किया गया था। एसटीसी 4305 एक पूरे कमरे का आकार था और यह 45 एमबी की जानकारी संग्रहीत कर सकता था। बैंडविड्थ 1.5 एमबी / एस था, जो आईबीएम 2305 हार्ड ड्राइव की तुलना में लगभग 7 गुना अधिक था। लेकिन अभिनव एसएसडी ड्राइव की कीमत इसी थी: एसटीसी 4305 $ 400 हजार का अनुमान लगाया गया था।

1982 में, एक्सलोन ने Apple कंप्यूटर के साथ उपयोग के लिए डिज़ाइन किए गए ठोस राज्य ड्राइव की एक पंक्ति शुरू की। उपकरणों को Apple II RAMDisk कहा जाता है। नाम से यह स्पष्ट हो जाता है कि ये ड्राइव रैम-मेमोरी का उपयोग करते थे। उनकी क्षमता इतनी प्रभावशाली नहीं थी: 320 KB मेमोरी वाला संस्करण सबसे लोकप्रिय हो गया। वैसे, जानकारी के नुकसान को रोकने के लिए, ड्राइव के साथ एक रिचार्जेबल बैटरी की आपूर्ति की गई थी।

1988 में, Intel ने पहला व्यावसायिक NOR फ़्लैश मेमोरी चिप्स पेश किया। उनका उपयोग पहली फ्लैश ड्राइव एसएसडी - फ्लैशडिस्क में किया गया था, जिसे डिजीप्रो द्वारा विकसित किया गया था और 1988 के अंत में जारी किया गया था। फ्लैशडिस्क आईबीएम पीसी कंप्यूटर पर उपयोग के लिए था और 16 एमबी डेटा तक स्टोर कर सकता था। उस समय, ड्राइव की लागत $ 5000 थी।

एक साल बाद, इजरायली कंपनी एम-सिस्टम्स ने भी एक NOR फ्लैश SSD की शुरुआत की, लेकिन यह सिर्फ एक प्रोटोटाइप था। लंबे समय तक, इज़राइली इंजीनियरों ने डिवाइस को संशोधित किया, और केवल 1995 में कंपनी एक वाणिज्यिक एसएसडी-ड्राइव जारी करने में कामयाब रही। यह एक FFD-350 (फास्ट फ्लैश डिस्क) मॉडल था, जिसे सामान्य 3.5 "फॉर्म फैक्टर में बनाया गया था। अधिकतम भंडारण क्षमता 896 एमबी थी, हालांकि यहां तक कि 16-मेगाबाइट संस्करण भी उत्पादित किए गए थे। FFD-350 ने SCSI इंटरफ़ेस के माध्यम से काम किया। इस की लागत। चूंकि डिवाइस हजारों डॉलर के कई दसियों तक पहुंच गया, एफएफडी -350 का उपयोग केवल विमानन और सैन्य उद्योगों में किया गया था, और अगले दशक में, एम-सिस्टम्स ने बेहतर प्रदर्शन के साथ नई ड्राइव के साथ एफएफडी उपकरणों की अपनी सीमा का विस्तार किया।

लंबे समय तक फ्लैश मेमोरी काफी महंगी खुशी थी। हालांकि, 2000 के दशक की शुरुआत में, इसके उत्पादन की लागत में काफी गिरावट आई। इसका उपयोग ट्रांसकस द्वारा किया गया था, जिसने 2003 में समानांतर एटीए इंटरफ़ेस के माध्यम से जुड़े फ्लैश मेमोरी मॉड्यूल जारी किए थे। इस तरह की ड्राइव की क्षमता 16 से 512 एमबी तक थी। इन उपकरणों के लिए कीमतें लगभग $ 50 से शुरू हुईं, जिसने सामान्य उपयोगकर्ताओं के लिए ट्रांसेंड मॉडल को सस्ता कर दिया।

सैमसंग ने सॉलिड-स्टेट ड्राइव मार्केट में अपनी तीव्र वृद्धि की शुरुआत 2.5 जीबी ड्राइव के साथ 32 जीबी की क्षमता और 2006 में 699 डॉलर की लागत के साथ की थी। सैनडिस्क ने 32 जीबी 2.5 "ड्राइव के साथ एसएटीए इंटरफेस का अनुसरण किया।

इसके अलावा, 2006-2007 में, फ्लैश मेमोरी के ओवरराइट्स की एक छोटी संख्या की समस्या को हल करना संभव था। इसने हमें हार्ड ड्राइव के लिए एक पूर्ण विकल्प के रूप में ठोस राज्य ड्राइव पर विचार करने की अनुमति दी।

बाद के वर्षों में, SSDs के लिए बाजार तेजी से विकसित हुआ है। बड़ी संख्या में निर्माताओं ने उपकरणों को जारी किया। इसलिए, OCZ ने पहली बार 2008 की शुरुआत में CES में अपनी सॉलिड-स्टेट ड्राइव दिखाई।

ड्राइव की विशेषताएं भी तेजी से बढ़ रही थीं: वे अधिक से अधिक कैपेसिटिव और तेज हो गए। इस संबंध में, कई निर्माता तेजी से इंटरफ़ेस में जाने के बारे में सोच रहे हैं। इस प्रकार, पहले PCI एक्सप्रेस SSDs दिखाई दिए, विशेष रूप से, फ्यूजन-आईओ ioDrive डुओ।

आज, इंटरफ़ेस का प्रश्न विशेष रूप से तीव्र है। SATA इंटरफ़ेस की मुख्य समस्या यह है कि आधुनिक SSD का प्रदर्शन इतना अधिक हो गया है कि इस बस की बैंडविड्थ (और यह 600 MB / s है) बस SSD उपकरणों की क्षमता को पूरी तरह से प्राप्त करने के लिए पर्याप्त नहीं है। तुलना के लिए: केवल दो पीसीआई एक्सप्रेस 3.0 लेन 1560 एमबी / एस का एक प्रभावी थ्रूपुट प्रदान करते हैं, जो एक ही डेटा से लगभग 3 गुना अधिक है।

इंटरफ़ेस के परिवर्तन के साथ, इसे नए NVMe प्रोटोकॉल पर स्विच करने की भी योजना है, जिसे पुराने AHCI को बदलना चाहिए। एनवीएमई का उपयोग विलंबता को कम करेगा और आदेशों को तेज ड्राइव प्रतिक्रिया प्रदान करेगा, क्योंकि प्रोटोकॉल मूल रूप से डेटा के साथ बहु-थ्रेडेड कार्य के लिए "तेज" किया गया था।

कई लोगों को उम्मीद थी कि 2015 में SATA से PCI एक्सप्रेस में बड़े पैमाने पर संक्रमण होगा, लेकिन ऐसा नहीं हुआ। नई प्रौद्योगिकियों की शुरूआत, निर्माताओं ने मूल्य युद्ध को प्राथमिकता दी, जिसके परिणामस्वरूप 1 जीबी फ्लैश मेमोरी की कम लागत रिकॉर्ड की उपलब्धि थी - $ 0.4।

वर्ष 2015 ने 3 डी वी-एनएएनडी (वर्टिकल नंद) प्रौद्योगिकी के लिए संक्रमण की शुरुआत को भी चिह्नित किया। इसका सार इस तथ्य में निहित है कि मेमोरी कोशिकाएं न केवल प्लैनरली, बल्कि परतों में भी स्थित हैं। यह आपको मेमोरी कोशिकाओं के अलग-अलग आकार को बदलने के बिना क्षमता बढ़ाने की अनुमति देता है। एक दिलचस्प तथ्य यह है कि 3D V-NAND फ्लैश मेमोरी के उत्पादन में नवीनतम तकनीकी प्रक्रियाओं के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है। उदाहरण के लिए, सैमसंग 40nm 3D V-NAND निर्माण प्रक्रिया का उपयोग करता है। सैमसंग चिप्स की मात्रा 256 जीबीपीएस तक पहुंचती है, जबकि सेल 48 परतों में स्थित हैं।

दुर्भाग्य से, आज सैमसंग एकमात्र ऐसी कंपनी है, जिसने इस तकनीक का उपयोग करके ठोस-राज्य ड्राइव के अपने शस्त्रागार में है। फिर भी, आने वाले वर्ष में, दक्षिण कोरियाई कंपनी के पास निश्चित रूप से प्रतिस्पर्धी होंगे। माइक्रोन और इंटेल के गठबंधन, एसके हाइनिक्स और तोशिबा ने 3 डी वी-एनएएनडी मेमोरी के लिए अपनी योजनाओं की घोषणा की। इसके अलावा, बहुपरत टीएलसी फ्लैश मेमोरी के उत्पादन में तोशिबा अपनी 3 डी बायसीएस नंद प्रौद्योगिकी (बिट कॉस्ट स्केलेबल) का उपयोग करेगा, जो चिप्स को प्रतियोगियों की तुलना में छोटा और सस्ता बना देगा।

इसके अलावा, यह मत भूलो कि 2016 में एक ही माइक्रोन इंटेल गठबंधन द्वारा विकसित नई 3 डी XPoint तकनीक, प्रकाश को देखना चाहिए। तकनीक के बारे में अभी ज्यादा जानकारी नहीं है।

डेवलपर्स के अनुसार, तकनीक कंडक्टरों के बीच स्थित सामग्री के प्रतिरोध में बदलाव पर आधारित होगी, जो पढ़ने और लिखने की अल्ट्राहैग गति के साथ स्मृति प्रदान करेगी। अन्य बातों के अलावा, वे वादा करते हैं कि 3D XPoint मेमोरी पहनने के लिए 1000 गुना अधिक प्रतिरोधी होगी, और PCI एक्सप्रेस और NVMe प्रोटोकॉल का उपयोग करते समय, इसमें NAND फ्लैश मेमोरी की तुलना में 10 गुना कम विलंबता होगी। 3D XPoint मेमोरी वाले डिवाइस को Intel Optane कहा जाएगा और इसका उपयोग डेटा केंद्रों में किया जाएगा।

यह भंडारण मीडिया के विकास पर लेखों की हमारी श्रृंखला को समाप्त करता है। लेकिन आगे कई और दिलचस्प बातें होंगी! देखते रहो।

भंडारण मीडिया विकास भाग 4: ठोस राज्य ड्राइव

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