І курс магістратури, факультет фізики, математики та інформатики

Паршуков С.В., старший викладач

Уманський державний педагогічний університет імені Павла Тичини

Умань

Сучасний світ характеризується постійним розвитком науки, що, в свою чергу, передбачає обробку і зберігання великих обсягів інформації. З самого початку розвитку комп’ютерної техніки людство шукало принципово нові методи для зберігання даних. Найпростіший спосіб зберегти інформацію – це записати її в двійковому коді на певному носії. В 40-х роках ХХ століття людство зберігало комп’ютерну інформацію на перфокартах. Їх недоліком була мала ємність запису інформацію. У пошуках нового виду носія люди звернули увагу на магнітні стрічки, на яких могло вміщуватись більше інформації ніж на перфокарти.

Принцип магнітного запису інформації (намагніченість в одному напрямку відповідає логічній «1», в іншому – «0») використано в жорстких диска, де носієм інформації був металевий диск з магнітним покриттям.

Недоліками жорстких дисків є: довгий відклик при пошуку інформації на його поверхні; мала кількість циклів запис/стирання, основною причиною якої є вихід з ладу магнітної зчитувальної головки; необхідність у постійній чистоті повітря біля пластин жорсткого диску; мала стійкість до механічних чинників                     (удари, струси, подряпини магнітного шару у разі падіння магнітної головки на поверхню); розмагнічення поверхні під дією сильних магнітних полів.

Щоб позбутись вищезгаданих недоліків було вирішено розробити принципово нові носі інформації. Поява твердо тільних жорстких дисків SSD ознаменувала початок нової ери у зберіганні інформації.

Носієм інформації в SSD дисках, на відміну від звичайних жорстких дисків, є Flash- пам’ять. Це мікросхема (або група мікросхем в SSD) де біт інформації зберігається не завдяки намагніченою поверхні, а накопиченню заряду на плаваючому затвору транзистора, який ізольований від навколишнього середовища діелектриком та корпусом самої мікросхеми. Flash мікросхема має в собі двохмірне поле з польових транзисторів, які є комірками пам’яті, дешифратора адреси та даних. Кожен транзистор має свій адрес, який визначається положенням провідника Х та Y.

Рис.1. Будова польового транзистора	Рис.2. Структура комірок пам’яті

Принцип запису та стирання даних в Flash пам’яті представлений на рисунках 1, 2.

На хід дешифратора адресу подається значення адресу певної комірки пам’яті транзистора, а на вхід дешифратора даних подається значення даних, яке в дану комірку має записатися. Комбінація сигналів на вході дешифратора адресу і комбінація сигналів на лінії даних задають координати транзистора , а на вхід W/C подається сигнал запису інформації, завдяки чому частина електронів «переходить» на плаваючий затвор, який не має з’єднань з іншими елементами і є повністю ізольованим. Електрони ніби попадають у клітку, не даючи своїм електричним полем протікати струму в транзисторі від джерела до витоку, тому контролер SSD диску вважатиме,  що в дану комірку записано логічний «0».

Щоб записати логічну «1» в комірку на транзисторі з плаваючим затвором, потрібно щоб на лініях X та Y був логічний «0». Тоді ми на вихід W/C подаємо логічну «1», електричне поле електронів на затворі  змушує електрони із плаваючого затвору переміститися на витік, тобто плаваючий затвор розряджається. Тому якщо ми пропустимо струм від шини X до шини Y то його проходженню через транзистор  електричне поле плаваючого затвору вже не заважатиме. В свою чергу контролер SSD диску сприйме такий сигнал за логічну «1».

Переваги SSD дисків над звичайними жорсткими: відсутність рухомих та механічних частин; зменшення споживання струму; більша швидкодія, адже непотрібно витрачати час на розкручування диску та переміщення магнітної головки; зменшена маса при тих же розмірах пам’яті; відсутність шумів при роботі; відсутність помилок при механічних перевантаженнях (струси, удари); відсутність потреби у дефрагментації.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Flash-память. Принцип работы [Електронний ресурс]. – 2014. – Режим доступу до ресурсу: http://microtechnics.ru/flash-pamyat-princip-raboty/
2. SSD (Solid State Drive) диски. Переваги та недоліки [Електронний ресурс]. – 2017. – Режим доступу до ресурсу: http://vse-prosto.весьтоп.рф/ssd-solid-state-drive-diski-perevagi-ta-nedoliki.html
3. SSD диски – принцип работы, скорость, надежность. [Електронний ресурс]. – 2017. – Режим доступу до ресурсу: http://www.storelab-rc.ru/ssd-review.htm
4. Транзистор_с_плавающим_затвором [Електронний ресурс]. – Режим доступу до ресурсу: https://ru.wikipedia.org/wiki/
5. Як налаштувати диск SSD для Windows [Електронний ресурс]. – Режим доступу до ресурсу: http://vidpoviday.com/yak-nalashtuvati-disk-ssd-dlya-windows