Флеш-память в системах хранения данных

Понятие «флэш-памяти» хорошо знакомо обывателю. Ее обычно связывают с портативным переносным устройством, которое позволяет хранить и передавать данные – текстовые файлы, видеозаписи, изображение и многое другое. В части СХД флэш-память представляет портативные и стационарные устройства, предназначенные для внесения, обработки, а также хранения информации. Здесь мы подробно расскажем о том, как работает флэш-память и для чего она нужна.

Особенности технологии

Появление такой системы сбора и хранения информации позволило значительно модернизировать технологическую инфраструктуру, сделав ее производительнее и эффективнее с точки зрения сбора данных. Флэш-память – что это? Как правило, устройства представляют собой стандартные транзисторы/микросхемы, которые записывают и сохраняют информацию. Из преимуществ можно выделить быструю работу. Из недостатков – потерю данных при форматировании или разных повреждениях. Это примитивное описание таких систем. Какой принцип работы у современных флэш-накопителей? В целом, вся работа строится на записи информации на специальных чипах, которые сохраняют ее даже при выключении из сети. Это возможно благодаря использованию специального транзистора с тремя соединениями – затвором, истоком и стоком. Это делает флэш-накопители полезным оборудованием.

Где находится флэш-память? Пример устройства – твердотельный накопитель, например, SSD. Такие флэшки обеспечивают отличную пропускную способность и большую скорость чтения или записи в любых режимах. Однако SSD с большим объемом памяти могут иметь более высокую цену, чем накопители другого типа. Несмотря на этот факт, они востребованы в компаниях, где сотрудникам необходим быстрый доступ к данным. Многие фирмы не спешат отказываться от SSD в пользу других способов сбора и хранения информации благодаря эффективности и масштабируемости, которые дают такие накопители.

Для работы необходимо применять один из подходящих для этого протоколов – SAS, SATA или NVME. Первый позволяет подключиться к накопителю, второй создает последовательный интерфейс. Третий наиболее востребован благодаря более современным механизмам по сравнению с другими протоколами. NVME — это скоростной протокол, который сильно ускоряет работу и проведение операций по вводу и выводу данных из хранилища. Это возможно благодаря хорошей пропускной способности. Протокол подключается при помощи шины PCI, имеющей конструкцию отличную от первых двух. Подключение к накопительной плате – основное достоинство данного протокола. NVMe выполняет множество параллельных операций от разных пользователей. Это происходит без потери скорости вычисления даже в условиях большой нагрузки.

Важно понимать, что транзистор может выйти из строя в любом SSD-накопителе. Это связано с частым использованием плавающих затворов. Они начинают работать медленнее по мере исчерпания ресурса. Через какое-то время они перестанут работать совсем. Это может произойти после нескольких тысяч циклов по записи и стиранию данных. Чтобы продлить срок использования устройств, производители предусматривают наличие специальных чипов-контроллеров, которые учитывают степень износа разных частей транзистора и минимизируют риски поломки.

Что еще можно сказать о памяти такого типа? Все процессы контролируются специальными чипами-контроллерами, которые определяют степень износа секторов и стараются оптимизировать действия для увеличения срока использования изделия. В целом современные карты для хранения информации могут бесперебойно работать миллионы часов.

Как выглядит флэш-память? Чаще всего это специальный кейс, внутри которого расположена необходимая электроника. На внешней стороне всегда указываются характеристики модели – объем накопителя, показатель TBW и другие. Последний сообщает о том, сколько терабайт информации можно записать на носитель до его отказа. Это зависит от двух факторов – объема и мощности контроллера. Есть накопители, которые могут записывать информацию несколько лет!

Какие СХД применяют технологию флэш-памяти

Где используется флэш-память? В различных системах хранения, которые объединяют множество накопителей. Это особенно актуально для создания блочной СХД. Система с большим объемом флэш-памяти позволяет создать хранилища с большими объемами, что часто не может обеспечить даже группа файловых серверов. Массивы хранения обеспечивают бесперебойный доступ к разной информации или любым данным. Это увеличивает эффективность работы. Какие виды систем хранения с флэш-памятью отметим?

• Гибридные – сочетают два типа: твердотельные флэшки и жесткие диски. Такой симбиоз создает оптимальную инфраструктуру для разных нагрузок. Принцип можно назвать недорогим и отлично подходящим для хранения «тяжелых» файлов, к которым не понадобится доступ в ближайшее время. Обеспечивают высокую пропускную способность для быстрого перемещения информации между накопителями.
• All-flash массивы – работают исключительно на основе флэш-памяти. Под ними понимаются современные устройства, которые показывают высокую производительность даже при наличии нестабильного интернет-соединения. Практически не задерживают работу, что позволяет работать в малооблачных средах и проводить серьезные вычисления.
• СХД с бэкплейном – платой или шиной, которая предназначена для подключения в рамках протокола NVMe. Такие СХД показывают значительную скорость передачи и эффективность. Проектирование таких СХД – требования корпораций и центров обработки данных. Важно помнить о высокой цене таких систем. Во многом поэтому они актуальны только для работы в больших компаниях.

Заключение

Любое предприятие – большая корпорация или малый бизнес – нуждаются в записи, хранении и передачи информации для внутренних нужд и наружного потребления. Это позволит обеспечить эффективную работу с файлами. Впрочем, не нужно забывать о безопасности – главном факторе работе с информацией в 21 веке, что обеспечивает выбор правильного протокола для работы с данными. Флеш-технологии знакомы нам давно. Именно эффективность и надежность сделали их актуальными по настоящее время.