راهنمای فلش مموری از نظر ساختار، انواع و محصولات
فلش مموری که جزء اصلی لوازم الکترونیکی مصرفی است، نقش گسترده تری در ذخیره سازی سازمانی ایفا می کند. این راهنما یک نمای کلی از فلاش، از موارد استفاده فعلی تا جهت های آینده را ارائه می دهد.
فلش مموری که به نام حافظه فلش یا به سادگی فلش نیز شناخته می شود، نیاز به نگاه دقیق تری دارد.
فناوری فلش در بسیاری از محصولات مصرفی، از تلفن های همراه گرفته تا کارت های حافظه USB در همه جا، نفوذ می کند. در همین حال، فلش سازمانی نقش رو به گسترشی در فناوری‌های ذخیره‌سازی مرکز داده، سرور و شبکه ایفا می‌کند. فلش، علیرغم نامش، قابل مشاهده ترین فناوری نیست – معمولاً در محصولات دیگر تعبیه شده است – اما فلش مموری همه جا وجود دارد.
این راهنمای فلش مموری کاربردهای فلش مموری، تاریخچه فناوری و مزایا و معایب آن را پوشش می دهد. این راهنما همچنین نمای کلی از طعم‌های مختلف فلاش، از تراشه‌های سلولی تک سطحی گرفته تا NAND سه بعدی را ارائه می‌کند. ما همچنین به معاوضه های فعلی و آینده قابل پیش بینی این فناوری گسترده قطعات الکترونیکی نگاه خواهیم کرد.
فلش مموری برای چه مواردی استفاده می شود؟
حافظه فلش به طور گسترده ای برای ذخیره سازی و انتقال داده ها استفاده می شود. در بخش مصرف‌کننده، فلش مموری خانه‌ای را در طیف وسیعی از دستگاه‌ها، از جمله تلفن، دوربین و تبلت پیدا می‌کند تا به چند نمونه اشاره کنیم. اندازه کوچک حافظه فلش و مزایای مصرف انرژی آن را برای استفاده در دستگاه های مصرف کننده در حال حرکت مناسب می کند. در واقع، برنامه های کاربردی مصرف کننده به رشد بازار فناوری فلش کمک کرده است.
حافظه فلش، اصطلاحی است که اغلب به جای حافظه فلش استفاده می شود، به هر درایو، مخزن یا سیستمی که از حافظه فلش استفاده می کند اشاره دارد. در سطح مصرف‌کننده، دستگاه‌های ذخیره‌سازی که از فلش استفاده می‌کنند شامل درایوهای USB هستند که اغلب به آنها درایوهای انگشت شست گفته می‌شود. در سیستم‌های رایانه‌ای، SSDهای مبتنی بر فلش که به دلیل کمبود قطعات متحرک نامیده می‌شوند، در رایانه‌های نوت‌بوک رایج هستند و همچنین می‌توان آن‌ها را در بسیاری از رایانه‌های رومیزی به عنوان یک گزینه هارد دیسک یافت.
SSD ها نیز در سال های اخیر جایگاه خود را در مرکز داده تثبیت کرده اند. در اینجا، پذیرش حافظه فلش در قالب SSDهای تمام فلش کلاس سازمانی، کش های ذخیره سازی و آرایه های ذخیره سازی به گسترش خود ادامه می دهد. استقرار اولیه حافظه فلش بر روی حافظه پنهان برای تسریع برنامه های فشرده I/O متمرکز بود که همچنان کاندیدای محبوب برای ذخیره سازی فلش هستند.
کاهش هزینه ها و افزایش تراکم، سازمان ها را قادر می سازد تا استفاده خود از حافظه فلش را از کاربردهای تخصصی به حجم کاری عمومی سازمانی گسترش دهند. قیمت های پایین تر، مراکز داده را در موقعیت بهتری برای خرید فلش با پیش بینی نیازهای آینده قرار می دهد.
حافظه‌های SSD فلش می‌توانند انتخاب جذابی برای حجم‌های کاری فشرده و کم تأخیر باشند، اما HDDهای مغناطیسی سنتی برای سایر کاربردهای کلیدی مانند ذخیره‌سازی طولانی‌مدت داده، پشتیبان‌گیری، بایگانی‌ها و بسیاری از بارهای کاری غیر بحرانی همچنان محبوب هستند.
فلش و شرکت دیجیتال
ظهور کسب و کارهای دیجیتالی نیز به پذیرش حافظه فلش کمک کرده است. در چنین شرکت‌هایی، بارهای کاری یادگیری ماشین و تجزیه و تحلیل سطح بالا از جمله پیشرفت‌هایی هستند که به دسترسی سریع‌تر به داده‌ها نیاز دارند. تقریباً هر بار کاری سنگین – حتی برنامه های پایگاه داده مانند SQL – می تواند از حافظه فلش برای تسریع زمان پاسخ، سرعت پردازش داده ها و بهبود تجربه کاربر استفاده کند.
همچنین، قیمت فلش کاهش یافته است و فناوری ذخیره سازی را برای درصد بیشتری از بار کاری در درصد بیشتری از شرکت ها، از جمله مشاغل دیجیتالی که قبلاً تمایل به سرمایه گذاری در ذخیره سازی فلش داشتند، امکان پذیر می کند.

به نظر می رسد تطبیق قابلیت های فناوری با نیازها و انتظارات حجم کاری، بزرگترین مشکل فلش برای شرکت های امروزی باشد. سازمان‌ها معمولاً فلش را برای برخی از حجم‌های کاری در آغوش می‌گیرند در حالی که برای برخی دیگر به سیستم‌های ذخیره سازی HDD سنتی متکی هستند. نتیجه اغلب ایجاد یک ابتکار لایه بندی ذخیره سازی است که چندین سیستم یا انواع ذخیره سازی را در زیرساخت مستقر می کند:
ردیف ۱. بالاترین سطح برای بارهای کاری و داده های حیاتی استفاده می شود و برای سیستم های ذخیره سازی فلش مناسب ترین است.
ردیف ۲ و ۳. لایه‌های متوسط برای بارهای کاری غیر بحرانی یا عمومی استفاده می‌شوند و معمولاً می‌توانند از داده‌های حیاتی مأموریت و کسب‌وکار نسخه پشتیبان تهیه کنند. این می تواند شامل ترکیبی از سیستم های ذخیره سازی فلش پایین و HDD بالا باشد.
ردیف ۴. پایین ترین سطح برای پشتیبان گیری و حتی وظایف ذخیره سازی بایگانی استفاده می شود که به طور کامل از فضای ذخیره سازی کم هزینه HDD تشکیل شده است.
Flash Pros و منفی
برخی از مزایای ذخیره سازی فلش عبارتند از سرعت و قابلیت اطمینان.
حافظه فلش در مقابل رم
نگاهی گذرا به حافظه فلش ممکن است نشان دهد که این فناوری مشابه RAM است. از این گذشته، فلش و رم هر دو از تراشه های حالت جامد استفاده می کنند و یک دسته ذخیره سازی حالت جامد را اشغال می کنند.

اما فلش مموری و رم بر اساس عملکرد، هزینه و روش های ساخت، نقش های متفاوتی را در یک سیستم کامپیوتری ایفا می کنند. همانطور که از نام ها پیداست، هر دو حافظه رم و فلش مموری برای ذخیره سازی استفاده می شوند، اما ماهیت و کاربرد آنها متفاوت است:

RAM یک حافظه فرار است، بنابراین محتویات ذخیره سازی آن در هر زمانی که تراشه های رم از بین می روند، از بین می روند
مانند زمانی که کامپیوتر خاموش است. RAM یکی از قدیمی ترین و بالغ ترین فناوری های حافظه حالت جامد است. با این حال، فناوری RAM – از جمله رم پویا (DRAM) – بسیار سریع است و ذخیره‌سازی موقت آن برای همگام شدن با ریزپردازنده‌های مدرن با نگهداری دستورالعمل‌ها و داده‌های برنامه برای اجرا ایده‌آل است. RAM برای ذخیره‌سازی طولانی‌مدت داده مناسب نیست زیرا نیاز به برق مداوم برای RAM دارد.
فلش مموری غیر فرار است، بنابراین محتویات ذخیره سازی آن حتی با قطع برق حفظ می شود. فلش مموری را می توان در کنار ریزپردازنده ها در برخی دستگاه ها مانند گوشی های هوشمند برای بارگذاری و اجرای برنامه ها به کار برد. با این حال، فلش معمولاً در نوشتن کندتر از RAM است و معمولاً در عملیات نوشتن، مانند بارگذاری برنامه ها یا نوشتن داده های جدید، عملکرد بهتری از RAM ندارد. در نتیجه، اجزای حافظه فلش معمولاً به‌عنوان یک جایگزین مدرن برای دستگاه‌های ذخیره‌سازی سنتی استفاده می‌شوند که سرعت نوشتن پایین‌تر مشکلی نیست و داده‌ها به طور نامحدود با قطع برق حفظ می‌شوند.
مزایای فلش مموری
در نهایت، یک شرکت مدرن پنج مزیت اصلی را از دستگاه ها و سیستم های ذخیره سازی فلش انتظار دارد:

عملکرد بالا. دسترسی به فضای ذخیره سازی و انتقال داده ها بین حجم کاری و منابع ذخیره سازی زمان می برد. سیستم‌های فلش مدرن، مانند HPE 3PAR StoreServ، تا ۳ میلیون IOPS با تأخیر کمتر از ۰.۳ میلی‌ثانیه را ارائه می‌کنند. این بسیار سریعتر از هارد دیسک های مغناطیسی سنتی است.
تاب آوری. دستگاه های ذخیره سازی فلش مدرن دوام بیشتری نسبت به هارد دیسک ها دارند – به ویژه در عملیات خواندن – زیرا هیچ قطعه متحرکی وجود ندارد و از ترکیبی از سخت افزار و نرم افزار برای فعال کردن افزونگی و تسهیل خرابی شفاف بین دستگاه ها در یک آرایه ذخیره سازی استفاده می کنند. برخی از سیستم های ذخیره سازی فلش تا ۹۹.۹۹۹۹٪ در دسترس بودن را نشان می دهند.
مقیاس پذیری. بارهای کاری سازمانی به طور فزاینده ای تشنه ذخیره سازی هستند و سیستم های ذخیره سازی فلش جامع معمولاً می توانند سطوح بالایی از مقیاس پذیری را تا صدها ترابایت یا بیشتر ارائه دهند.
پشتیبانی DR فلش نوعی ذخیره‌سازی است و سیستم‌های ذخیره‌سازی فلش با پشتیبانی از ویژگی‌های ذخیره‌سازی سازمانی مانند خوشه‌بندی، تکثیر چند سایت، پشتیبان‌گیری و بازیابی سریع و پشتیبانی از خرابی‌های غیرمنتظره دستگاه به طور فزاینده‌ای هوشمند می‌شوند.
کارایی هزینه. اگرچه حافظه فلش می تواند در هر بایت نسبت به هارد دیسک های سنتی گران تر باشد، ذخیره سازی فلش معمولاً می تواند فضای ذخیره سازی بیشتری را در فضای بسیار کمتری برای انرژی و هزینه های خنک کننده کمتر قرار دهد. هنگامی که با عملکرد بار کاری بیشتر در نظر گرفته شود، هزینه های فلش اغلب می تواند تقریباً مشابه یک محیط HDD سنتی باشد.
معایب فلش مموری
علیرغم مزایای قانع کننده، ذخیره سازی فلش چندین مضرات بالقوه برای شرکت ایجاد می کند، از جمله موارد زیر:

هزینه های اجرایی بالا فضای ذخیره سازی فلش چندین برابر گرانتر از فضای ذخیره سازی HDD سنتی بر اساس هر گیگابایت است. اگرچه بازدهی هزینه می‌تواند بخشی از این هزینه اولیه را کاهش دهد، اما کسب‌وکارها همچنان باید برای استقرار فضای ذخیره‌سازی فلش بودجه متناسبی داشته باشند.
ظرفیت دستگاه محدود بسیاری از دستگاه‌های فلش، مانند SSD، ظرفیت‌هایی را ارائه می‌کنند که با HDDهای سنتی برابری می‌کند، اما مهم است که قبل از انتخاب دستگاه‌ها یا سیستم‌های خاص، عوامل هزینه و عملکرد را در نظر بگیرید. دستگاه های فلش با ظرفیت بالاتر ممکن است به طور نامتناسبی گران باشند. از سوی دیگر، دستگاه‌های فلش با ظرفیت کمتر ممکن است نسبتاً ارزان باشند، اما برای برآوردن نیازهای ظرفیت ذخیره‌سازی به تعداد بیشتری نیاز است. به جای قیمت واقعی، به کارایی و عملکرد دستگاه نگاه کنید.
آهسته می نویسد. اجزای فلش طوری طراحی شده‌اند که در بلوک‌ها کار کنند – نه بیت‌ها، مانند RAM سنتی – بنابراین یک عملیات نوشتن ابتدا بلوک‌ها را قبل از بازنویسی با داده‌های جدید پاک می‌کند. این کار زمان بیشتری می برد و عملیات نوشتن را کند می کند، که می تواند فلش را برای برخی از بارهای کاری سنگین نامطلوب کند. فلش همیشه هنگام خواندن سریعتر است، نه نوشتن.
زندگی محدود عملیات Write باعث استرس و سایش قطعات الکترونیکی دستگاه های ذخیره سازی فلش می شود. اگرچه دستگاه‌های فلاش مدرن از فناوری‌های مؤثری برای افزایش عمر کاری استفاده می‌کنند، مانند تراز سایش و سایر تکنیک‌ها، اکثر ترانزیستورهای ساخته شده در تراشه‌های فلش و دستگاه‌ها به حدود ۱۰۰۰۰ چرخه نوشتن محدود می‌شوند. این امر مدیریت چرخه عمر دستگاه فلش را برای هر سیستم ذخیره سازی فلش حیاتی می کند. حافظه فلش ممکن است جایگزین مناسبی برای ذخیره سازی برای بارهای کاری سنگین نباشد.
آرایه‌های فلش هیبریدی که فضای ذخیره‌سازی HDD و SSD را ترکیب می‌کنند، به سازمان‌ها این امکان را می‌دهند که از مزایای قیمت و عملکرد مربوطه هر دو فناوری استفاده کنند. آرایه‌های ترکیبی به مدیران ذخیره‌سازی اجازه می‌دهد تا داده‌هایی را که اغلب به آنها دسترسی دارند را روی حافظه فلش سریع‌تر قرار دهند و داده‌هایی را که کمتر به آنها دسترسی پیدا می‌کنند روی هارد دیسک‌ها قرار دهند. در نتیجه، یک مرکز داده می تواند عملکرد داده های داغ را افزایش دهد و در عین حال از هزینه بالاتر فلاش برای ذخیره داده های سرد جلوگیری کند.

برای اتصال فلش مموری به کامپیوتر و لپ تاپ می توانید از هاب USB از برند اوریکو استفاده کنید.

NOR در مقابل NAND
فلش مموری یک فناوری ذخیره سازی غیر فرار است، به این معنی که برای حفظ داده ها نیازی به برق ندارد. دو شکل حافظه فلش وجود دارد: NOR و NAND. هر دو از ترانزیستورهای دروازه شناور به عنوان استفاده می کنند
پایه سلول های حافظه که داده ها را ذخیره می کنند.

نمودار مقایسه NOR و NAND
حافظه های فلش NOR و NAND از نظر ظرفیت، عملکرد، مصرف انرژی و هزینه متفاوت هستند.
حافظه فلش NOR اولین نوع فلاش بود که به بازار تجاری راه یافت و در سال ۱۹۸۸ وارد شد. NOR سلول های حافظه را به صورت موازی پیوند می دهد و بر عملکرد دسترسی تصادفی تأکید می کند. حافظه فلش NOR با خواندن سریع داده ها و سرعت پایین تر پاک کردن و نوشتن مشخص می شود. به طور کلی، فناوری NOR کدهای اجرایی قابل اجرا را ذخیره می کند و از برنامه هایی پشتیبانی می کند که نیاز به خواندن تصادفی مکرر مجموعه داده های کوچک دارند.

حافظه فلش NAND حدود یک سال بعد NOR را به بازار عرضه کرد. خواندن NAND کندتر از NOR است، اما زمان کمتری برای پاک کردن و نوشتن داده های جدید نیاز دارد. NAND همچنین ظرفیت ذخیره سازی بالاتری را با هزینه کمتر نسبت به NOR ارائه می دهد، بنابراین عملکرد اصلی این فناوری ذخیره سازی داده است.

در واقع، هدف اصلی توسعه NAND افزایش ظرفیت تراشه و کاهش هزینه هر بیت برای رقابتی تر کردن حافظه های فلش با دستگاه های ذخیره سازی مغناطیسی بوده است. با این حال، دستگاه های ذخیره سازی ساخته شده بر اساس این فناوری با محدودیت های استقامتی روبرو هستند. فلش NAND می تواند تنها چرخه های برنامه/پاک کردن (P/E) زیادی را پشتیبانی کند، فرآیند پاک کردن داده ها قبل از نوشتن داده های جدید. فروشندگان ذخیره سازی از روش های مختلفی برای کاهش چرخه های P/E و متعادل کردن بارهای P/E با هدف بهبود دوام حافظه فلش NAND استفاده می کنند.

انواع فلش مموری
حافظه فلش NAND به انواع مختلفی تقسیم می شود که با تعداد بیت های استفاده شده در هر سلول حافظه فلش تعریف می شود. انواع حافظه فلش NAND شامل سلول تک سطحی (SLC) است که یک بیت را در هر سلول ذخیره می کند. سلول چند سطحی (MLC) که دو بیت را ذخیره می کند. سلول سه سطحی (TLC) که سه بیت را ذخیره می کند. سلول چهار سطحی (QLC)، که چهار بیت را ذخیره می کند. و سلول پنج سطحی (PLC) که پنج بیت را ذخیره می کند.

هر نوع فلش مموری ویژگی ها، نقاط قوت و ضعف خاص خود را دارد که نحوه و مکان استفاده از آن را تعیین می کند.

SLC: عملکرد در یک قیمت
SLC بالاترین عملکرد، استقامت و قابلیت اطمینان را در مقایسه با سایر انواع NAND ارائه می دهد. با این حال، این مزایا با برچسب قیمت بالاتر همراه هستند. برنامه های کاربردی تجاری و صنعتی در بین موارد استفاده برتر برای پذیرش SLC قرار دارند، زیرا سازمان های این بخش ها تمایل بیشتری به پرداخت حق بیمه برای مزایای این نوع حافظه فلش NAND دارند.

به طور کلی، هر بیت اضافی که به یک سلول حافظه اضافه می‌شود، با یک جریمه عملکرد، استقامت و قابلیت اطمینان همراه است، در سراسر زنجیره SLC، MLC، TLC، QLC و PLC.

MLC، TLC: ابزار ارزان تر و متراکم تر
مزایای داشتن بیت های اضافی در هر سلول حافظه، چگالی بیشتر و هزینه کمتر است. قیمت MLC آن را برای سازندگان دستگاه های الکترونیکی مصرفی مانند رایانه های شخصی جذاب می کند. با این حال، Enterprise MLC چرخه‌های نوشتن بیشتری را نسبت به MLC مصرف‌کننده ارائه می‌کند و آن را به گزینه‌ای برای برنامه‌های فشرده‌تر نوشتن تبدیل می‌کند.

در همین حال، TLC تراکم ذخیره سازی بالاتری را در مقایسه با MLC ارائه می دهد اما به قیمت عملکرد، استقامت و قابلیت اطمینان کمتر. همچنین جایگاهی در لوازم الکترونیکی مصرفی پیدا می کند.

ویژگی های فلاش NAND
ویژگی های فلاش NAND بر اساس عملکرد، استقامت، چگالی، احتمال خطا و قیمت متفاوت است.
QLC: مناسب برای بارهای کاری خواندنی
نگاه کردن به QLC در مقابل TLC NAND به عنوان یک انتخاب یا انتخاب ممکن است راه اشتباهی برای در نظر گرفتن فناوری‌ها باشد که می‌توانند مکمل یکدیگر باشند. در واقع، جایگاه فناوری QLC در بازار تا حدودی با TLC متفاوت است. QLC NAND بر روی بارهای خواندنی متمرکز است و فضای بین فلش TLC و HDD را پر می کند. ایده این است که استقامت نوشتن کمتر در فلاش های پیچیده تر را می توان از طریق بارهای کاری خواندنی رد کرد – جایی که خواندن باعث سایش سلول های فلاش نمی شود.

ماهیت خواندن فشرده QLC آن را برای برنامه های سازمانی، مانند تجزیه و تحلیل داده ها و یادگیری ماشینی مناسب می کند. دیگر استفاده‌های احتمالی مرکز داده برای QLC NAND عبارتند از پخش رسانه، که در آن حافظه‌های SSD با استفاده از این فناوری ظرفیت و سرعت میزبانی فایل‌های ویدیویی را دارند، و آرشیوهای فعال، جایی که داده‌ها آنلاین و در دسترس هستند.

یک سازمان می تواند هارد دیسک قدیمی رایانه رومیزی را با یک SSD مبتنی بر QLC تعویض کند تا عملکرد را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد. شرکت‌هایی که از این رویکرد استفاده می‌کنند نیز ممکن است بتوانند چرخه تازه‌سازی فناوری دسکتاپ بعدی خود را به تاخیر بیاندازند و از هزینه‌های غیرضروری – حداقل به طور موقت – در این فرآیند اجتناب کنند.

به طور کلی، فلش QLC NAND مزایایی را با هزینه کمتر به ازای هر گیگابایت ارائه می‌کند و فناوری حافظه را به گزینه‌ای مقرون به صرفه در مقایسه با سایر انواع فلش تبدیل می‌کند. و هزینه می تواند یک محرک کلیدی برای سازمان هایی باشد که در مقیاس سازمانی خرید می کنند.

PLC: یکی برای بایگانی
در نهایت، فلش PLC استقامت محدود را ارائه می دهد، اما صرفه جویی در هزینه هر گیگابایت کم است. به این ترتیب، PLC برنامه های بایگانی و داده های سرد تا سرد را هدف قرار می دهد. SSD های فلش PLC در همان کلاسی قرار می گیرند که دیگر یک بار می نویسند، بسیاری از فن آوری ها را می خوانند.

فلش مموری سه بعدی
تغییر از فناوری ساخت مسطح (۲ بعدی) به فناوری ساخت سه بعدی، راه دیگری است که سازندگان فلاش به دنبال بهبود ویژگی های قیمت و ظرفیت فلاش هستند. فلش NAND سه بعدی سلول های حافظه را به صورت عمودی در چندین لایه جمع می کند. این روش لایه بندی سلول ها را نمایش می دهد
بطور کلی ظرفیت های SSD را افزایش می دهد و هزینه هر گیگابایت را کاهش می دهد. NAND 3D برای هر سناریوی تجاری یا مصرف کننده ای که از NAND مسطح استفاده می کند مناسب در نظر گرفته می شود.

ظرفیت بالاتر در فضای فیزیکی کوچکتر مزیت اصلی فلش مموری سه بعدی است. هزینه تولید بالاتر نقطه ضعف اصلی بوده است، اما قیمت این فناوری در حال کاهش است.

یکی دیگر از جنبه های ۳D NAND فناوری تله شارژ است. بسیاری از تولیدکنندگان درایوهای فلش سه بعدی از رویکرد تله شارژ استفاده می کنند، که نرخ استقامت بالاتری را ارائه می دهد – بنابراین چرخه های نوشتن/پاک کردن بیشتر – نسبت به دستگاه های فلش با سلول های دروازه شناور. فناوری تله شارژ همچنین از عملیات خواندن/نوشتن سریع‌تر پشتیبانی می‌کند و مصرف انرژی را کاهش می‌دهد.

فلش سه بعدی با چندین نام تجاری شناخته می شود، از جمله نام ۳D NAND که اولین بار توسط توشیبا در سال ۲۰۰۷ اعلام شد، و همچنین V-NAND، که اولین بار توسط سامسونگ در سال ۲۰۱۳ منتشر شد. هر دو خانواده محصول از اصول عملیاتی اساسی یکسانی استفاده می کنند.

معماری سه بعدی NAND
ساختار اصلی ۳D NAND شامل لایه های متناوب سیلیکون رسانا و دی اکسید سیلیکون عایق است.
استانداردهای حافظه فلش
استانداردهای حافظه فلش فراتر از گروه بندی های اولیه SLC، MLC، TLC و جانشینان آنها هستند. استانداردهای اتصال داخلی و خارجی نیز قابل توجه هستند، زیرا رویکردهای اتصال معمولی در حال تغییر هستند.

استانداردهای فلش معمولاً به رابط و اتصال مربوط می شوند و استانداردهای رایج امروزی شامل هر دو رابط داخلی و خارجی است که شامل موارد زیر است:

SCSI متصل به سریال (SAS). این استاندارد رابط داخلی برای دستگاه های جانبی مانند درایوهای دیسک معمول است، اما یک رابط مناسب برای اجزای فلش مونتاژ شده در یک دستگاه SSD فراهم می کند.
بیان حافظه غیر فرار (NVMe). این رابط داخلی پشتیبانی بهینه‌سازی شده‌ای را برای اجزای فلش فراهم می‌کند که از طریق گذرگاه PCIe یا کانکتورهای جدید مانند M.2 یا U.2 ارتباط برقرار می‌کنند. NVMe ارتباطات کم تأخیر و سرعت بالایی را ارائه می‌کند که SAS را برای دستگاه‌های مبتنی بر فلش افزایش می‌دهد.
اینترنت SCSI (iSCSI). ISCSI یک رابط خارجی مبتنی بر اترنت است که برای انتقال داده‌ها از دستگاه‌های ذخیره‌سازی فلش بر روی شبکه‌های اصلی محلی و گسترده، قوی و همه‌کاره است.
NVMe روی پارچه (NVMe-oF). NVMe-oF یک رابط خارجی مبتنی بر فابریک است که برای کاهش تأخیر و بهبود ارتباطات ذخیره‌سازی فلش روی شبکه‌های فیبر کانال یا شبکه اترنت طراحی شده است. این رویکرد رابط جدید جایگزین iSCSI برای اتصال دستگاه فلش می شود.
این استانداردهای رابط معمولاً هنگام اتصال دستگاه های ذخیره سازی فلش به سیستم های رایانه ای با آنها مواجه می شوند. علاوه بر این، دستگاه های فلش معمولاً سطحی از سازگاری با انواع شبکه های گسترده تر، از جمله اترنت، کانال فیبر و در برخی موارد، InfiniBand را ارائه می دهند.

استانداردهای حافظه فلش
استانداردهای فلش شامل SAS، NVMe و NVMe-oF هستند.
هنگام خرید فلش مموری چه نکاتی را باید در نظر گرفت
فضای ذخیره سازی فلش در حال حاضر یک منبع شناخته شده برای بسیاری از بارهای کاری سازمانی است، اما انتخاب حافظه فلش هرگز مشخص نیست. پیش از انجام هر گونه سرمایه گذاری در ذخیره سازی، رهبران کسب و کار و فناوری اطلاعات باید مسائل تجاری اساسی زیر را از جمله موارد زیر در نظر بگیرند:

Use case، که شامل حجم کاری یا برنامه‌ای است که ذخیره‌سازی برای پشتیبانی از آن در نظر گرفته شده است.
نیازهای دسترسی به داده های حجم کار یا برنامه، مانند IOPS و خواسته های خواندن/نوشتن.
الزامات برای ظرفیت، امنیت و مدیریت داده ها.
منابع ذخیره سازی فعلی
تنها در این صورت است که یک سازمان می تواند تصمیمات قانع کننده ای در مورد فلش و نقش آن در معماری ذخیره سازی موجود اتخاذ کند – به عنوان مثال، نحوه عملکرد آن در سطوح مختلف عملکرد ذخیره سازی. هنگامی که یک کسب و کار تصمیم به استفاده از حافظه فلش می گیرد، تصمیمات رایج می تواند شامل موارد زیر باشد:

ظرفیت فلاش و نیازهای عملکرد IOPS.
ضریب فرم، مانند کارت PCIe برای گنجاندن در رایانه، یا یک فرم فاکتور استاندارد SSD برای درج در یک زیرسیستم ذخیره سازی.
پشتیبانی از مدیریت دیتا و فلش دستگاه.
فلاش را با دقت انتخاب کنید
هنگامی که در نهایت زمان بررسی جزئیات گزینه های ذخیره سازی فلش فرا می رسد، خریداران باید چند نکته را بررسی کنند. یکی از این موارد: عوامل شکل SSD. در اوایل تکامل فلش سازمانی، فرم فاکتور ۲.۵ اینچی SATA در میان فروشندگان SSD که به دنبال تسهیل انتقال از HDD به SSD بودند، محبوب شد.

استاندارد SATA برای انتقال اطلاعات HDD ایجاد شده است و به سازمان ها اجازه می دهد درایوهای جدید را به تدریج اتخاذ کنند. اندازه ۲.۵ اینچی یک SSD را قادر می سازد تا به راحتی در یک درایو دسکتاپ قرار گیرد.

فرم فاکتور SATA SSD کوچکتر که mSATA برای mini SATA نامیده می شود، لپ تاپ ها، نوت بوک ها، تبلت ها و سایر دستگاه های دارای محدودیت انرژی را هدف قرار می دهد. فرم فاکتور M.2 از mSATA پیروی می کند و یک فرم ضریب SSD حتی کوچکتر ارائه می دهد که عملکرد بالاتر و ظرفیت ذخیره سازی بیشتری را نسبت به درایوهای mSATA ارائه می دهد.

SSD ها همچنین می توانند به شکل کارت های افزودنی باشند که به شکاف مادربرد PCIe رایانه متصل می شوند.

حرکت بازار به سمت فناوری SSD با کارایی بالا مبتنی بر NVMe جنبه دیگری از فلش است که خریداران ذخیره سازی باید آن را ارزیابی کنند. SSD های NVMe که مستقیماً به گذرگاه سیستم PCI متصل می شوند، در شرکت رایج تر می شوند. SSD ها به HDD می چسبند
عوامل شکل و رابط ها از پتانسیل کامل فلش NAND استفاده نکرده اند.

SSD های NVMe نسبت به درایوهای SATA برتری دارند زیرا پروتکل NVMe برای حافظه نیمه هادی غیر فرار مانند فلش NAND ایجاد شده است. و با افزایش محبوبیت NVMe به عنوان یک اتصال متقابل برای فلش دیسک ها و آرایه ها، محصولات NVMe-oF شروع به ارائه یک گزینه کاربردی برای ذخیره سازی مشترک مبتنی بر NVMe کرده اند. اکوسیستم فناوری NVMe-oF در یک وضعیت نوسانی است، اما منابعی مانند آزمایشگاه قابلیت همکاری دانشگاه نیوهمپشایر می‌تواند به ارزیاب‌ها در شناسایی محصولات مطابق با استانداردها کمک کند.

مقایسه فلش NAND
انواع حافظه های فلش NAND شامل SLC، MLC، TLC و QLC هستند.
فروشندگان و محصولات
فروشندگان حافظه فلش NAND از نظر آنچه به بازار ارائه می دهند متفاوت هستند. برخی از تولید کنندگان حافظه فلش همه منظوره را ارائه می دهند، در حالی که شرکت های دیگر در بخش های خاص بازار تخصص دارند. در زیر برخی از بزرگترین تولید کنندگان حافظه فلش NAND آورده شده است:

کیوکسیا
فناوری میکرون
سامسونگ.
SK Hynix که تجارت NAND اینتل را در سال ۲۰۲۱ خریداری کرد.
شرکت وسترن دیجیتال
برخی از فروشندگان طیف وسیعی از محصولات را ارائه می دهند که برنامه های کاربردی سازمانی و مصرف کننده را پوشش می دهند. به عنوان مثال، کیوکسیا SSD های سازمانی، مشتری و مرکز داده تولید می کند، در حالی که مجموعه SSD سامسونگ به سمت بازارهای سازمانی و مصرف کننده طراحی شده است.
در مورد بازاریابی، فروشندگان ممکن است محصولات حافظه فلش را به فروشندگان دیگری که این فناوری را در عرضه های ذخیره سازی خود تعبیه کرده اند بفروشند یا دستگاه های ذخیره سازی را با نام تجاری خود بفروشند. برخی از فروشندگان، مانند Micron Technology، هر دو رویکرد را دنبال می کنند.
تنوع موجود در عرضه‌های فلش NAND فروشندگان را می‌توان در قیمت‌گذاری نیز مشاهده کرد. اگرچه کاهش هزینه به عنوان یک قانون کلی برای قیمت گذاری فلش NAND عمل می کند، الگوی واقعی در هر زمان مشخص تا حدودی دشوار است. تحلیلگران بازار ذخیره سازی در پیش بینی های کوتاه مدت و بلندمدت خود برای روند قیمت گذاری NAND متفاوت هستند. دوره های دوره ای کمبود و مازاد عرضه باعث نوسان قیمت NAND می شود. علاوه بر این، روندهای اقتصاد کلان و رویدادهای جهانی – مانند همه‌گیری کووید-۱۹ در سال ۲۰۲۰ – می‌توانند بر تقاضای حافظه فلش و در نتیجه قیمت‌گذاری تأثیر بگذارند.
آینده فلش مموری ها
آینده فلش مموری به سمت ظرفیت بیشتر است زیرا فروشندگان برنامه هایی را برای افزایش تعداد لایه های فلش سه بعدی NAND و افزایش تراکم بیت ها ادامه می دهند. سازندگان در حال رقابت برای افزایش تراکم ذخیره سازی و در عین حال کاهش هزینه هر بیت هستند. به عنوان مثال، اکنون SK Hynix یک تراشه ۳۰۰ لایه با ظرفیت ۱ ترابایت تولید می کند که از فناوری TLC استفاده می کند و با سرعت ۱۹۴ مگابایت در ثانیه می نویسد. سازندگان پیش‌بینی می‌کنند که دستگاه‌های فلاش ۱۰۰۰ لایه ممکن است تا سال ۲۰۳۰ امکان‌پذیر باشند.
فشار دیگر، پذیرش گسترده فناوری PLC – 5 بیت در هر سلول – است. اگرچه فناوری PLC در حال حاضر از استقامت نوشتن و عملکرد کمتری رنج می‌برد، تولیدکنندگان در حال بهبود تکنیک‌های ساخت و استفاده از الگوریتم‌های ویژه برای کمک به جبران این محدودیت‌ها هستند.
سایر روندهای پیش بینی شده شامل استفاده فزاینده از درایوهای QLC در ذخیره سازی سازمانی، حداقل برای بارهای کاری خواندنی است. این دستگاه‌هایی را با تراکم بالاتر و هزینه کمتر برای هر بیت وارد جریان اصلی دستگاه‌های فلش سازمانی می‌کند.
در همین حال، توسعه‌های رابط مانند NVMe و NVMe-oF، حافظه‌ی فلش را به سمت تحقق کامل پتانسیل عملکرد بالاتر آن سوق خواهند داد. تکامل فلش به سایر فناوری‌ها مانند حافظه کلاس ذخیره‌سازی (SCM) نیز وارد می‌شود. SCM نشان دهنده یک لایه ذخیره سازی/حافظه جدید در سازمان است که بین SSD و DRAM وجود دارد و هدف آن پشتیبانی از برنامه های حساس به تاخیر است.