تاریخچه تولید و ساخت حافظه فلش

MohsenMohsen
291 بازدید
تاریخچه تولید و ساخت حافظه فلش

تاریخچه تولید و ساخت حافظه فلش

تاریخچه تولید و ساخت حافظه فلش؛ ( کابل شارژ ) سابقه حافظه فلش در طول یک و نیم دهه گذشته

SSD ها ، که 16 سال پیش یک کنجکاوی پرهزینه بودند ، رایج شده اند.

معماری سیستم ( کابل شارژ ) در اطراف فلش پیکربندی شده است و نرم افزار جدیدی برای مدیریت فلش در حال گسترش است.

این تاریخچه حافظه فلش به چگونگی و چرایی این تغییرات عمده با ظهور حافظه فلش می پردازد.

دو نوع فلش مموری وجود دارد NOR و NAND.

آن ها فناوری های غیر فرار هستند ( کابل شارژ ) که بر اساس ترانزیستور دروازه شناور ساخته شده اند و می توانند کمی داده ذخیره کنند.

مشکل این است که مدت زمان زیادی طول می کشد ( کابل شارژ ) تا کمی روی یکی از این ترانزیستورهای دروازه شناور ، با سرعت ده ها میلی ثانیه حرکت کنیم.

این باعث می شود این فناوری ها برای استفاده در حافظه های اصلی ، حافظه پنهان و ثبت پردازنده ها جذاب نباشند.

جذابیت و رایج شدن فلش

تعداد کمی از مردم متوجه می شوند که SSD های مبتنی بر فلش در دهه 1990 وجود داشته اند،

حتی در اواخر دهه 1970 SSD های مبتنی بر RAM (DRAM) وجود داشت.(تاریخچه تولید و ساخت حافظه فلش)

Dataram Corp در سال 1976 جایگزین HDD با ( کابل شارژ ) حافظه اصلی ساخته شده به نام Bulk Core SSD را راه اندازی کرد.

و SunDisk (شرکتی که بعداً خود را SanDisk نامید) یک SSD مبتنی بر حافظه فلش NOR در سال 1991 راه اندازی کرد.

چرا تا سال 2004 طول کشید تا رایانه های اصلی از SSD های فلش استفاده کنند؟

( کابل شارژ ) پاسخ هزینه است. در سال 2004 ، قیمت فلش NAND به زیر قیمت DRAM کاهش یافت.

از آن جا که SSD های فلش بسیار سریع تر از HDD ها هستند،

قیمت پایین آن ها را قادر می سازد تا بین HDD ها و DRAM در سلسله مراتب ذخیره سازی حافظه قرار بگیرند.

در حالی که این متقاطع قیمت باعث شد تا فلش مورد استقبال گسترده قرار گیرد،

مزایای دیگری نیز ظاهر شد که استقبال بیشتری را به دنبال داشت.

سایر مزایای غیرقابل پیش بینی که فلش برای سیستم به ارمغان آورده است را بررسی می کنیم.

چگونه مزایای هزینه و سرعت ، تاریخچه حافظه فلش را تغییر داد SSD ها سریعتر از HDD ها هستند،

اما چون از طریق رابط دیسک ارتباط برقرار می کنند ، کندتر از حافظه اصلی DRAM هستند.

اگر هزینه آن ها کمتر از DRAM باشد ، می توانند هزینه یا عملکرد سیستم را بهبود بخشند.

اگر هزینه آن ها بیش از DRAM است ، ( کابل شارژ ) پس باید دلیل دیگری برای خرید آن ها وجود داشته باشد.

برخی از سیستم ها از SSD های اولیه استفاده می کردند؛

زیرا پردازنده های آن ها نمی توانستند حافظه اصلی را به اندازه کافی بزرگ نشان دهند.

تعویض صفحات داخل و خارج از هارد دیسک بسیار کند بود.

با این حال ، استحکام SSD ها به همین دلیل بود که بیشتر اوایل از آن ها استفاده می شد.

یک مثال عالی یک جنگنده جت است که دارای ارتعاش زیادی است،

که باعث می شود ( کابل شارژ ) هد خواندن/نوشتن HDD به طور مکرر مسیر مورد نظر خود را از دست بدهد و دسترسی ها را کند کند.

هنگامی که فلش NAND در سال 1991 ظاهر شد ، برای SSD ها مناسب بود.

با این حال ، اگرچه ارزان تر از فلاش NOR قبلی بود ، اما هزینه آن چندین برابر DRAM بود ،

بنابراین SSD های مبتنی بر فلش هنوز برای اکثر برنامه ها بسیار گران هستند.

در سال 2004 ، به دلیل افزایش حجم تولید و صرفه جویی در مقیاس ،

قیمت های فلش NAND به زیر قیمت DRAM کاهش یافت. این همه چیز را تغییر داد.

اکنون می توان از SSD های فلش NAND برای کاهش هزینه سیستم استفاده کرد.

با افزایش تفاوت قیمت بین DRAM و SSD ، استفاده از آن ها افزایش یافت.

در تاریخچه حافظه فلش ، SSD های NAND ابتدا در SAN های پرسرعت پذیرفته شدند.

ذخیره سازی چند لایه

در آن زمان ، SAN ها از ذخیره سازی چند لایه ای استفاده می کردند؛

که HDD های کندتر 5000 تا 7500 دور در دقیقه را با HDD های سازمانی سریع تر 10 تا 15000 دور در دقیقه ترکیب می کرد،

به نحوی که هم ظرفیت و هم سرعت را فراهم می کرد.(تاریخچه تولید و ساخت حافظه فلش)

مدل های رده بالا فقط از بخشی از حافظه درایو برای تسریع بیشتر HDD های سازمانی استفاده می کردند.

این رویکرد حرکت سر را از طریق فرآیندی به نام ضربه کوتاه یا سکته مغزی محدود کرد ،

که هزینه هر گیگابایت این موارد را چند برابر کردهارد دیسک ها تقریباً ( کابل شارژ ) به ازای هر گیگابایت هزینه SSD فلش است.

SSD فلش سریعتر از HDD

بنابراین طبیعتاً این اولین SSD های فلش HDD بودند که EMC اولین SSD/HDD SAN را در سال 2008 راه اندازی کرد.

صرفه جویی در صدور مجوز انرژی ، ( کابل شارژ ) سخت افزار و نرم افزار SSD ها نسبت به HDD ها انرژی کمتری مصرف می کردند.

تأمین کنندگان SSD به سرعت معیاری را تعیین کردند که این قدرت را برجسته می کرد: IOPS در هر وات.

SSD ها نه تنها مصرف برق مراکز داده را کاهش می دهند ، بلکه حرارت را نیز کاهش می دهند؛

در هزینه های تهویه مطبوع صرفه جویی بیشتری می کنند.

SSD ها مزایای اضافی و در برخی موارد غیرمنتظره داشتند.

پردازش پایگاه ها

کاربران پایگاه داده اغلب قادر به پردازش پایگاه های داده بزرگتر به اندازه کافی سریع در یک سرور نیستند.

آن ها به خرد کردن یا تقسیم پایگاه داده در سرورهای متعدد روی آوردند؛

که هر کدام بخشی از پایگاه ( کابل شارژ ) داده را به طور همزمان پردازش می کردند.

در حالی که این رویکرد مشکل سرعت را حل کرد ، همچنین پیچیدگی را به مدیریت پایگاه داده اضافه کرد.

هنگامی که SSD ها به یک گزینه تبدیل شدند، (تاریخچه تولید و ساخت حافظه فلش)

کاربران دریافتند درایوهای جدید سیستم ها را به اندازه کافی تسریع می کنند؛

تا یک سرور واحد بتواند مشاغلی را که قبلاً در چندین سرور تکه تکه شده بود اجرا کند.

این رویکرد به آنها امکان می دهد از سخت افزار کمتری استفاده کنند،

هزینه های مجوز نرم افزار را کاهش دهند زیرا نرم افزار پایگاه داده معمولاً برای هر سیستم یا پردازنده مجوز دارد.

SSD ها در سال اول چندین برابر هزینه خود را پرداخت کردند.

چگونه فلش مجبور به تجدید نظر در معماری رایانه شد ( کابل شارژ ) فلش به طور خودکار در معماری های محاسباتی موجود جا نمی گرفت.

دهه ها طراحی سخت افزار و بهینه سازی نرم افزار حول این ایده بود که HDD کند است؛

هرگز شتاب نمی گیرد. هنگامی که سیستم ها از SSD های فلش با رابط ها و پروتکل های HDD استفاده کردند،

آن رابط ها و پروتکل ها مورد بررسی قرار گرفتند.

 قسمت آبی نوارها

قسمت آبی نوارها نشان دهنده تاخیر رسانه ذخیره سازی است.

این دیسک HDD است و فلش NAND SSD است. اگر به سختی نگاه کنید،

خط نازکی از رنگ های دیگر را نیز در سمت راست این میله ها خواهید دید.

این نشان دهنده زمان مصرف شده توسط سایر قسمت های دسترسی است،

پروتکل های ورودی/خروجی ، ( کابل شارژ ) سربار نرم افزار و حتی زمانی که CPU برای سرویس وقفه در نظر می گیرد.

در مورد HDD ، این بخش کوچک از تأخیر کلی بی اهمیت است.

هنگامی که سیستم ها برای سرعت تنظیم می شوند،

هرگز توجه زیادی نمی شود. با این حال ، هنگامی که SSD ها تأخیر رسانه را کاهش دادند،

آن زمان دیگر عملکردهای مورد نیاز به بخشی قابل توجه از تأخیر کلی تبدیل شد و حدود یک چهارم از تاخیر کل SSD را هدر داد.

آن زمان بود که حافظه فلش تمرکز خود را برای بهبود روی رابط کاربری تغییر داد.

مدیریت فلش

ذخیره سازی در مقابل سطح بندی یکی از تغییرات نرم افزاری جالب نحوه مدیریت داده ها بود.

با SAND های HDD ، داده ها بین HDD های سریع و آهسته به جلو و عقب منتقل می شوند.

این رویکرد را درجه بندی می نامیدند.

در یک سیستم لایه ای ، ( کابل شارژ ) هرگز بیش از یک نسخه از یک بلوک داده وجود نداشت.

چندین نسخه ناسازگار نمی تواند در کنار هم وجود داشته باشد.

اما هر بار که یک بلوک از داده ها برای شتاب گیری نیاز است،

داده ها را از یک دیسک سریع به یک آهسته و از یک آهسته به یک سریع نیاز دارد.

تصویب گسترده SSD ها تمرکز زیادی بر روی سرعت رابط کاربری و تنگنای LAN داشت؛

در نتیجه رابط های جدید و پیکربندی های جدید سیستم ایجاد شد.

سطح بندی حتی بیشتر با SSD ها مشکل داشت،

بنابراین معماران شروع به استفاده ( کابل شارژ ) از الگوریتم های ذخیره سازی کردند،

که از دهه 1960 در پردازنده به خوبی تنظیم شده بودند.

استفاده از SAN برای ذخیره اطلاعات

این رویکرد قبلاً در حافظه با memcached استفاده شده بود،

برنامه ای که در سال 2003 نوشته شد و آن را فعال کردسرور روی LAN برای ذخیره اطلاعات از SAN.

در حالی که روش کش اطمینان از سازگاری داده ها را دشوارتر می کند،

این مشکلات قبلاً برای حافظه پنهان ( کابل شارژ ) پردازنده حل شده بود و به سادگی باید در نرم افزار اجرا شود.

ذخیره سازی تعریف شده توسط نرم افزار اکنون که نرم افزار ذخیره سازی اختصاصی،

برای فعال کردن DAS به عنوان حافظه نهان برای داده های SAN وجود دارد،

شرکت های سیستم به دنبال راه هایی برای مدیریت انعطاف پذیر داده ها در تمام سطوح سلسله مراتب ذخیره سازی هستند.

در حالت ایده آل ، اینها یک نرم افزار هستند که می توانند در هر پیکربندی ( کابل شارژ ) سیستم بدون توجه به سخت افزار متصل شده مورد استفاده قرار گیرند.

همچنین با افزایش سخت افزار کاربران برای افزایش تقاضای روزافزون در سیستم های خود ، امکان توسعه را فراهم می کند.

عملیات پشتیبانی SDS

از این مفهوم ، ذخیره سازی تعریف شده توسط نرم افزار (SDS) در سال 2013 متولد شد.

SDS نه تنها از این نوع عملیات پشتیبانی می کرد،

بلکه برخی از ارائه ها به یک ( کابل شارژ ) سرور امکان بررسی و حتی اصلاح محتویات DAS سرور دیگر را می داد.

از این رویکرد جدید برای مدیریت ذخیره سازی با سرعت بیشتر،

این ایده بوجود آمد که همه ذخیره سازی می تواند در سرورها دفن شود،

مادامی که ارتباط بین سرورها مانع دسترسی به داده ها نشود.

یکپارچه شدن ذخیره سازی RDMA

این باعث ایجاد پارچه های ذخیره سازی،

پروتکل NVMe-oF و بعداً دسترسی مستقیم به حافظه از راه دور (RDMA) شد،

رویکردی که هنگام انتقال داده ها از DAS یک سرور به سرور دیگر ، ( کابل شارژ ) هرگونه دخالت پردازنده را از بین می برد.

تغییرات بزرگ از سال 2004 ما بیش از چهار دهه است که با این سابقه حافظه فلش روبرو هستیم،

زیرا از SSD های گران قیمت هسته ای ، از طریق SSD های اقتصادی مبتنی بر فلش،

به استفاده گسترده از SSD های امروزی مهاجرت کرده ایم.

تصویب گسترده SSD ها تمرکز زیادی بر روی سرعت رابط کاربری و تنگنای LAN داشت؛

در نتیجه رابط های جدیدی مانند NVMe و پیکربندی های سیستم جدید از جمله تجدید حیات DAS ایجاد شد.

با این پیکربندی های جدید ، داده ها باید بین عناصر قدیمی و جدید سلسله مراتب ذخیره سازی مدیریت شوند،

که باعث ایجاد نرم افزار ذخیره سازی ، ذخیره سازی تعریف شده توسط نرم افزار و کار امروز بر روی پارچه های ذخیره سازی می شود.

در تمام این مدت ، عملکرد با نرخ قابل توجهی ، ( کابل شارژ ) اگر نگران کننده نباشد ، افزایش یافت.

سیستم ها و ذخیره سازی کارآمدتر شده اند.

اما تاریخچه داستان فلش مموری به پایان نرسیده است و بهترین ها هنوز در راه هستند.

دسته بندی وبلاگ
اشتراک گذاری

نوشته های مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

+100 محصولات
+2040 سفارشات تکمیل شده
+440 کاربران
+15 مطالب وبلاگ

پرداخت آنلاین

عضویت در خبرنامه

با عضویت در خبرنامه از آخرین پیشنهادها و تخفیف های ما زودتر از بقیه با خبر شوید!

نمادهای ما

ساماندهی
سبد خرید

هیچ محصولی در سبد خرید نیست.

ورود به سایت