Cómo funcionan de las unidades de estado sólido

Las unidades de estado sólido, o SSDs, son ahora dispositivos de almacenamiento comunes. Pero el aumento de la popularidad rara vez significa un aumento de la comprensión. Si no está seguro de cómo funciona un SSD, no está solo. Aquí explicamos cómo funciona la memoria flash, también conocida como memoria NAND, qué significan los diferentes «niveles» de NAND, y cómo conseguir una buena oferta en una SSD hoy en día.

¿Qué es la memoria NAND?

Funcionamiento de las unidades de estado sólidoSi no está seguro de cómo funcionan las unidades de estado sólido, no está solo. Aquí explicamos cómo funciona realmente la memoria flash, también conocida como memoria NAND.

Los procesadores informáticos y la memoria se construyen a partir de puertas lógicas. Estas son la manifestación física de la capacidad de la computadora para procesar 1s y 0s. Sobre la base de sus insumos, proporcionan ciertos productos. Diferentes tipos de compuertas procesan las entradas de forma diferente. En términos muy generales, la cuidadosa combinación de estas puertas permite que una computadora haga de todo, desde agregar dos números hasta reconocer fotografías.

La memoria SSD se construye a partir de puertas NAND, que son un tipo de puerta lógica. NAND significa «no AND», y es lo contrario de la puerta lógica «AND» común.

Relacionado ¿Qué es una unidad de estado sólido? ¿Debería comprar uno?

¿Cómo puede una puerta lógica almacenar información?

Funcionamiento de las unidades de estado sólidoSi no está seguro de cómo funcionan las unidades de estado sólido, no está solo. Aquí explicamos cómo funciona realmente la memoria flash, también conocida como memoria NAND.

Las puertas NAND tienen una propiedad especial que no es compartida por la mayoría de los tipos de puertas lógicas. Las puertas NAND se pueden utilizar para crear lo que se denomina una puerta flip-flop. Se trata de un circuito formado por dos puertas NAND conectadas entre sí de forma muy específica. Como se ha visto anteriormente, la salida de cada puerta NAND está conectada a la entrada de su socio.

Este cableado permite el almacenamiento de 1s y 0s a lo largo del tiempo y sin alimentación. Por lo tanto, con el cableado adecuado, las puertas NAND pueden crear memoria en el ordenador durante un bit. Ponga un montón de puertas NAND juntas y podrá almacenar un montón de bits. Y eso es lo que hace que la memoria flash y, eventualmente, una SSD.

¿Qué es SLC, MLC, TLC y QLC?

Funcionamiento de las unidades de estado sólidoSi no está seguro de cómo funcionan las unidades de estado sólido, no está solo. Aquí explicamos cómo funciona realmente la memoria flash, también conocida como memoria NAND.

El almacenamiento Flash está construido sobre células, que almacenan bits. El medio más básico de almacenamiento es una «célula de un nivel» o SLC. Estas celdas se pueden ajustar a 0 ó 1 para indicar que están encendidas y apagadas. Estas células son rápidas y duraderas, pero no proporcionan mucho almacenamiento. Necesitamos almacenar más de un bit por celda para aumentarlo.

Ahí es donde entran en juego las células multinivel o MLC. Estas células almacenan dos bits de información en un transistor utilizando cuatro niveles de carga. Por ejemplo, pueden usar 0v, 1v, 2v y 3v para representar 00, 01, 10 y 11 en binario. Estas células se adaptan a más datos, pero también requieren técnicas más precisas de almacenamiento y recuperación.

Funcionamiento de las unidades de estado sólidoSi no está seguro de cómo funcionan las unidades de estado sólido, no está solo. Aquí explicamos cómo funciona realmente la memoria flash, también conocida como memoria NAND.

Las SSD más recientes están construidas sobre células de tres niveles, o TLC, que permite que cada célula almacene tres bits. Esto requiere una fabricación aún más precisa, aumentando el coste y la capacidad a expensas de la velocidad y la fiabilidad.

El siguiente paso son las celdas de cuatro niveles, o QLC. Aunque Intel y Micron han desarrollado un proceso para ello, no es probable que veamos una adopción masiva durante años.

¿Qué es 3D NAND?

Funcionamiento de las unidades de estado sólidoSi no está seguro de cómo funcionan las unidades de estado sólido, no está solo. Aquí explicamos cómo funciona realmente la memoria flash, también conocida como memoria NAND.

Las primeras unidades SSD se fabricaban como procesadores informáticos. Fueron creados en un plano bidimensional, y la capacidad y la velocidad se incrementaron al encoger los transistores que formaban el troquel. Cuantos más transistores quepan en un troquel, más datos podrá almacenar. Pero a diferencia de los transistores de la CPU, los transistores SSD no pueden ir mucho más abajo de 15 nm. Esto se debe a que, a ese nivel, los electrones pueden empezar a filtrarse a los transistores cercanos, corrompiendo los datos.

Para sortear esta limitación, los fabricantes crearon 3D NAND. Aquí, los transistores también se apilan uno encima del otro. Este proceso tridimensional, a veces llamado V-NAND, permite que hasta sesenta y cuatro capas de transistores ocupen un solo dado. Esto aumenta las posibilidades de almacenamiento en un orden de magnitud.

La desventaja es que el NAND 3D requiere técnicas de fabricación extremadamente precisas para crear las columnas hiperprecisas de los transistores. Esto es especialmente importante para las unidades SSD de tipo MLC, TLC y QLC, que ya requieren una fabricación de alta precisión para funcionar correctamente. Pero eso no ha impedido que se apodere del mercado moderno.

Cómo encaja todo

Muchos fabricantes están lanzando unidades 3D TLC NAND, pero todavía hay un importante stock disponible de unidades MLC que son rápidas, moderadamente grandes y, de repente, muy baratas. Si está buscando una ganga, ahora es el momento de comprar. Es una tecnología un poco más antigua, pero la principal diferencia será el tamaño del almacenamiento más que el rendimiento. Si hay una ganga en una unidad MLC NAND 3D que sea lo suficientemente grande para ti, no dudes en lanzarte.

Como en todas las cosas electrónicas, una historia de fiabilidad del fabricante es extremadamente importante. Las unidades económicas sin nombre pueden fabricarse en nodos de proceso más antiguos o con tolerancias menos estrictas. También pueden provenir de las sobras de los fabricantes más exigentes, vendiéndole las sobras que sólo son funcionales. Tampoco son una receta para el éxito a largo plazo.

La próxima gran revolución en tecnología SSD vendrá con una capacidad masivamente mayor a niveles de potencia iguales o similares. Podemos esperar verlos desplegarse en el transcurso de los próximos años a medida que las fundiciones adquieran experiencia con las técnicas requeridas para el nuevo diseño del proceso.

Imagen: flashdba , Cactus Tech

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *