SSD (Solid State Drives) เป็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลทั่วไป แต่ความนิยมไม่ได้หมายถึงความเข้าใจ หากคุณไม่แน่ใจว่า SSD ทำงานยังไง คุณไม่ได้คนเดียว บทความนี้อธิบาย Flash Memory (NAND Memory) ทำงานอย่างไร ระดับ NAND ต่างๆ และวิธีหา SSD ดีในราคาดี
NAND Memory คืออะไร?
CPU และ Memory สร้างจาก Logic Gates ตัวแทนทางกายภาพของการประมวลผล 0 และ 1 ให้ Output ตาม Input Gates ต่างๆ ประมวลผลต่างกัน การรวม Gates อย่างระมัดระวัง ทำให้คอมพิวเตอร์ทำได้ทุกอย่าง: บวกเลข จนถึงจดจำภาพ
SSD Memory สร้างจาก NAND Gates (ประเภทหนึ่งของ Logic Gate) NAND = "NOT AND" คือ Inverse ของ AND Gate ทั่วไป
Logic Gate เก็บข้อมูลได้อย่างไร?
NAND Gates มีคุณสมบัติพิเศษ: สร้าง Flip-Flop Gate ได้ (วงจรจาก 2 NAND Gates ต่อกันแบบเฉพาะ) Output ของแต่ละ NAND ไปเป็น Input ของคู่
การต่อแบบนี้ เก็บ 0 และ 1 ได้ตลอดเวลา ไม่ต้องมีไฟฟ้า ด้วยการต่อที่ถูกต้อง NAND Gates สร้าง Memory 1 Bit ได้ รวม NAND Gates เยอะ = เก็บ Bit เยอะ = Flash Memory และในที่สุด = SSD
SLC, MLC, TLC, QLC คืออะไร?
Flash Storage สร้างจาก Cell ที่เก็บ Bit พื้นฐานคือ SLC (Single-Level Cell) เซลล์ตั้งค่า 0 หรือ 1 (On/Off) เร็ว ทนทาน แต่เก็บข้อมูลน้อย ต้องเก็บ >1 Bit/Cell เพื่อเพิ่มความจุ
MLC (Multi-Level Cell) เก็บ 2 Bit/Transistor ด้วย 4 ระดับโวลต์ (เช่น 0V, 1V, 2V, 3V แทน 00, 01, 10, 11) ใส่ข้อมูลมากขึ้น แต่ต้องการเทคนิคแม่นยำกว่า
TLC (Triple-Level Cell) ใหม่ที่สุด เก็บ 3 Bit/Cell ต้องการการผลิตแม่นยำมากขึ้น เพิ่มต้นทุนและความจุ แต่แลกกับความเร็วและความน่าเชื่อถือ
QLC (Quad-Level Cell) Intel และ Micron พัฒนาระบบแล้ว แต่น่าจะไม่看到 mass adoption ในอีกหลายปี
3D NAND คืออะไร?
SSD แรกๆ ผลิตแบบ CPU: แผน 2 มิติ เพิ่มความจุ/ความเร็วโดยหดทรานซิสเตอร์ แต่ SSD Transistor หดไม่เกิน 15nm เพราะอิเล็กตรอนจะรั่วข้ามเซลล์ข้างเคียง → ช้ำข้อมูล
แก้ด้วย 3D NAND: ทรานซิสเตอร์ซ้อนขึ้นไป (V-NAND) ได้ถึง 64 ชั้นบน Die เดียว เพิ่มความจุมากอย่างมาก
Trade-off: 3D NAND ต้องการการผลิตแม่นยำมาก สำคัญมากสำหรับ MLC, TLC, QLC ที่ต้องการความแม่นยำสูงอยู่แล้ว แต่ไม่ได้หยุดการครอบครองตลาด
สรุป: ควรซื้อ SSD แบบไหน?
โรงงานหลายแห่งผลิต 3D TLC NAND Drives แต่ยังมี MLC Drives ที่เร็ว ขนาดปานกลาง และ ราคาถูกลงมาก ตอนนี้เป็นเวลาซื้อได้ดี ถ้าเจอ 3D MLC NAND Drive ราคาดี ขนาดพอใช้ → ซื้อเลย ไม่ต้องลังเล เทคโนโลยีเก่าควบคู่ แต่ความต่างหลักคือขนาดจัดเก็บ ไม่ใช่ประสิทธิภาพ
เหมือนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกชนิด: ความน่าเชื่อถือของผู้ผลิตสำคัญมาก Drives ไม่มีแบรนด์อาจผลิตบน Process Node เก่า หรือ Tolerance หลวม อาจมาจากเศษของผู้ผลิตคัดกรองขาย คุณภาพไม่มั่นคงระยะยาว
การปฏิวัติ SSD ถัดไป: ความจุใหญ่โตมากที่ Power Level เดียวกัน คาดว่าจะออกในอีกหลายปี เมื่อโรงงานมีประสบการณ์กับ Process Design ใหม่
อ่านเพิ่ม: ความต่างระหว่าง SSD, HDD, และ Flash Storage
