Перейти к публикации

Надежность полупроводниковых носителей

Denis

43 просмотра

Работа флеш-памяти основана на явлении диффузии электронов в полупроводнике. Из этого следуют два не очень приятных вывода.

Срок хранения зарядов на плавающих затворах пусть и велик, но все же конечен. По законам термодинамики электроны стремятся со временем равномерно распределиться по всему объему кристалла. Рано или поздно такое равновесие наступит и все содержимое памяти утратится.

Каждый цикл записи понемногу «подтачивает» слой, отделяющий затвор от остальной массы кристалла. Кроме того, со временем неизбежно происходит деградация самого материала и pn-переходов. Изза этого срок жизни ячейки ограничен некоторым числом циклов записи-перезаписи.

Производители заверяют, что продолжительность надежного хранения однажды записанных данных составляет не менее 5 лет (реально — 10 и более). Число циклов перезаписи тоже иногда оговаривается. Например, ранние модели Kingston Compact Flash были рассчитаны на 300 000 циклов перезаписи, Transcend Compact

Flash — на 1 000 000, а флеш-диски USB Transcend 1Gb образца 2006 года — всего на 100 000. Многие модели 2010 года преодолели рубеж в 2 000 000 циклов.

Износ ячеек происходит неравномерно. Те из них, которые хранят записи файловой системы, переписываются при каждом изменении содержимого диска. Они и пострадают в первую очередь! Примерно так же газон на футбольном поле сильнее всего бывает вытоптан перед воротами.

При обычной эксплуатации в роли «карманного переносчика гигабайт» редкий диск USB или карта памяти доживают до такой ситуации. Обычно их раньше топят, ломают, разгрызают, сжигают по питанию. Однако «флешка», которая пару лет стационарно проработала в компьютере с Windows 7 как дополнительная память Ready Boost, попадает под подозрение. Во всяком случае, нежелательно потом держать на ней единственную копию бухгалтерской базы или своих рабочих документов.

Однако для SSD проблема износа блоков стоит очень остро по определению. На системном диске обновление записей файловой системы, а также областей, где находятся файл подкачки, журналы и реестр, происходит непрерывно. Решением стали технологии динамического распределения или равномерности износа ячеек (wear leveling). Благодаря им часто обновляемая информация по очереди заносится в разные ячейки флеш-памяти. Другими словами, таблица трансляции (соответствия между логическими блоками и физическими блоками, куда они записываются) регулярно меняется.

Подробности таких технологий производители пока не разглашают. Можно лишь сказать, что в микропрограммы накопителей закладываются различные алгоритмы выравнивания износа ячеек. Сама таблица трансляции хранится в служебной области той же флеш-памяти или в отдельном чипе EEPROM вместе с микропрограммой устройства.

На аппаратном уровне принцип динамического распределения обязательно используется в SSD — без этого надежность накопителей была бы недопустимо низкой. Он стал применяться и во многих современных флеш-дисках USB, картах памяти CF и SD.

Существует и чисто программная реализация этой идеи. Для флеш-накопителей специально разработаны файловые системы exFAT (Windows), JFFS2 и YAFFS (Linux). Пользователи еще не привыкли форматировать «флешки» в exFAT, но такая возможность впервые появилась уже в Windows XP SP2.

Профилактика потерь данных на флеш-дисках и картах сводится к двум простым советам.

Постарайтесь обращаться с ними бережно — за исключением «экстремальных» моделей в стальных обрезиненных корпусах, это довольно хрупкие устройства. Вода, тем более пиво и кола, дискам и картам противопоказаны категорически!

Возможно, это и перестраховка, но перед извлечением диска или карты, на которые что то записывалось, рекомендуется остановить их средствами Windows.

Щелкните кнопкой мыши на значке Безопасное извлечение устройств и дисков в области уведомлений панели задач и в открывшемся меню выберите устройство, которое вы собираетесь отключить.

Дело в том, что система кеширует информацию, отправляемую на съемные диски, а саму запись обычно выполняет с некоторой задержкой. Если «на самом интересном месте» лишить диск питания, физически он не пострадает, но в его файловой системе наверняка возникнут ошибки.

Когда вы подключали флеш-диск или карту памяти исключительно для чтения, их можно смело выдергивать из разъема USB в любой момент. Если же на носитель производилась запись, остановите диск средствами Windows либо выждите около минуты.



0 комментариев


Рекомендованные комментарии

Нет комментариев для отображения

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас
×
Вверх