Controlador ssd

Tipos de Controladores SSD

Um controlador SSD (Unidade de Estado Sólido) é um chip de alta tecnologia que funciona como o cérebro do SSD. Ele gerencia o fluxo de dados para ou do armazenamento flash NAND e controla como os dados são armazenados no chip. O desempenho de um SSD depende em grande parte do seu controlador.

O controlador executa algoritmos de firmware para gerenciar aspectos como nivelamento de desgaste, correção de erros e compressão de dados. Ele também criptografa e descriptografa os dados, aumentando a segurança da unidade.

Os controladores SSD são classificados em duas categorias principais com base na conectividade:

• Controlador SATA SSD

  SSDs SATA compreendem um controlador SATA e memória flash NAND. Eles são bons para PCs ou laptops que precisam de velocidades rápidas de inicialização ou transferência de arquivos. Embora sejam mais caros do que os discos rígidos tradicionais, eles oferecem desempenho superior. Os SSDs SATA vêm em diferentes fatores de forma, que não se limitam a unidades de 2,5 polegadas. M.2 e PCIe também usam controladores SATA.

• Controlador NVMe SSD

  Os SSDs NVMe têm um controlador SSD projetado com o protocolo NVMe. Eles se conectam diretamente à placa-mãe por meio de slots PCIe. Como não usam portas SATA, são mais flexíveis de configurar. Além disso, eles oferecem melhor desempenho de operações de entrada e saída por segundo (IOPS) porque têm acesso a slots e vias PCIe. O NVMe SSD suporta vários fatores de forma, incluindo U.2, M.2 e Cartões Adicionais (AIC).

Outra maneira de classificar os tipos de controladores SSD é com base em sua arquitetura:

• Controlador de Unidade Híbrida

  Esta unidade combina recursos de SSD e HDD para armazenar arquivos acessados ​​com frequência na memória flash. Um controlador de unidade híbrida otimiza o desempenho de discos rígidos tradicionais a um custo menor do que os SSDs puros.

• Controlador de Armazenamento Externo

  Ele gerencia dispositivos de armazenamento conectados externamente por meio de uma interface. Um controlador de unidade externo pode suportar uma variedade de tipos de conexão, incluindo USB e Fireware.

• Controlador RAID

  Um controlador de Redundant Array of Independent Disks (RAID) integra vários SSDs para aumentar as velocidades de leitura ou gravação. Ele também pode fornecer redundância de dados em caso de falha de disco. Ao contrário de outras formas de controladores SSD, esta pode ser baseada em software ou hardware.

Cada controlador varia em funcionalidade e recursos, influenciando o desempenho e a compatibilidade geral.

Função e Recursos de um Controlador SSD

As funções de um controlador de firmware SSD são traduzir os comandos enviados pelo sistema operacional para a memória flash NAND, bem como executar solicitações de leitura e gravação e gerenciar dados e seu armazenamento. O controlador é responsável por processar e executar todos os comandos para transferência de dados para e do SSD. Ele gerencia tarefas como mover, classificar, mapear dados, melhorar o desempenho e garantir a integridade e segurança dos dados.

• O controlador de hardware oferece transferência e processamento de dados paralelos, enquanto o firmware oferece a execução paralela de tarefas como mapeamento de dados, correção de erros e coleta de lixo.
• O desempenho de um SSD depende do flash NAND, controlador e firmware. O tipo de flash afeta a resistência à escrita, enquanto o controlador determina o desempenho e a retenção de dados.
• O controlador de firmware controla as velocidades de transferência de dados, a compatibilidade do sistema e a capacidade da unidade.
• Tanto o controlador quanto o firmware influenciam a vida útil do SSD.

Entre os recursos essenciais dos SSDs estão:

• Proteção de dados: garantir a segurança dos dados é muito importante para os SSDs. Não deve haver corrupção ou perda de dados. Portanto, os recursos de proteção de dados devem garantir a integridade e a segurança dos dados armazenados.
• Nivelamento de desgaste: esta é uma função muito importante para o armazenamento flash NAND para SSDs. Ele garante a retenção máxima de dados em SSDs. Existem dois tipos de nivelamento de desgaste, dinâmico e estático.
• Coleta de lixo: isso permite que o SSD ocupe espaço de armazenamento disponível com fragmentação mínima. O controlador de firmware SSD faz isso automaticamente.
• Gerenciamento de falhas: isso garante a identificação e correção de quaisquer falhas que surjam durante a operação.
• Sobreaprovisionamento: isso faz com que o controlador SSD tenha mais espaço de armazenamento do que está disponível para o usuário. Esse espaço extra é usado para as funções internas do SSD.
• Suporte TRIM: TRIM é um comando que permite que o SSD saiba quais dados não são mais necessários para que ele possa gerenciar internamente o espaço de armazenamento. Um controlador SATA SSD com suporte TRIM pode gerenciar suas tarefas melhor para que possa responder mais rápido aos comandos de leitura.
• Gerenciamento de temperatura: isso garante que a temperatura do SSD não exceda um determinado limite.

Aplicações do controlador SSD

• Consoles de jogos: Os consoles de jogos usam SSDs para tornar os tempos de carregamento mais rápidos. Um controlador de jogo rápido pode significar a diferença entre um download de três minutos e uma espera de dez segundos. Também pode dar uma vantagem em como os controles no jogo são responsivos.
• Criação de conteúdo: Pessoas que trabalham em áreas como filmes, modelagem 3D e realidade virtual precisam de armazenamento muito rápido. O que torna os controladores SSD de vídeo tão excelentes é seu excelente firmware de controlador, que pode calcular, gravar e ler dados simultaneamente. Isso os ajuda a evitar que seus arquivos sejam bloqueados ou atrasados. Ao criar realidades virtuais, ter SSDs rápidos significa que os ativos podem ser carregados e o streaming feito de diferentes lugares, o que melhora o produto final.
• Computação em nuvem: Nesse caso, a computação em nuvem significa uma rede de servidores remotos que podem estar em qualquer lugar, e a computação se refere ao processamento, armazenamento e recuperação de dados. A velocidade do SSD, especialmente se for NVMe, é crítica para que a computação em nuvem seja feita de forma eficiente. Um excelente sistema de computação em nuvem deve ter a infraestrutura necessária para facilitar o acesso a dados de baixa latência e para suportar operações de entrada e saída simultâneas com alta capacidade de transferência. Os níveis de transferência e latência desejados só podem ser alcançados se os SSDs forem usados.
• Cache de servidor: Os controladores SSD são usados ​​em uma configuração RAID (redundant array of independent disks) para armazenamento de servidor. Múltiplos discos são usados ​​em uma matriz RAID para aumentar o desempenho e fornecer redundância em caso de falha de disco. A matriz RAID precisa de um controlador SSD dedicado para gerenciar os discos e executar tarefas como distribuição de dados, cálculos de paridade e gerenciamento de failover.
• Computação pessoal: O impacto de um excelente controlador SSD em um laptop ou computador desktop é significativo. Pode significar um tempo de inicialização mais rápido para o sistema operacional, tempos reduzidos de download, upload e instalação de arquivos e programas mais responsivos. Para usar o computador, isso significa multitarefa mais suave e uma melhor experiência geral.

Como escolher um controlador SSD

É crucial escolher um controlador SSD que atenda às necessidades específicas e forneça excelente desempenho e confiabilidade. Os seguintes são alguns fatores que precisam ser considerados ao selecionar um controlador SSD;

• Requisitos de desempenho: A carga de trabalho do aplicativo geralmente determina os requisitos de desempenho. Um chip de controlador SSD de alta qualidade é necessário para aplicativos de uso intensivo de dados (como análise de big data ou bancos de dados) que exigem alto IOPS e transferência. Para cargas de trabalho intensivas em leitura ou gravação, o equilíbrio certo deve ser encontrado entre desempenho sequencial e aleatório. Para alcançar o acesso a dados de baixa latência necessário, as necessidades de desempenho do ambiente de aplicação de destino devem ser avaliadas e provisionadas.
• Fator de forma, interface e conectividade: Para obter o máximo desempenho, o fator de forma e a interface do SSD devem ser compatíveis com o caso de uso pretendido. Tome como exemplo o NVMe SSD - os controladores de última geração fornecem várias opções de conectividade, como vias PCIe. O fator de forma e a interface direcionados devem ser suportados pelo controlador para tirar o máximo proveito da largura de banda e da baixa latência oferecidas pela plataforma. Em sistemas com espaço limitado ou recursos de energia, diferentes fatores de forma, como M.2 ou U.2, devem ser avaliados com base nas necessidades de expansão.
• Compatibilidade com memória flash: O tipo e a configuração da memória flash devem ser suportados pelo controlador SSD. A compatibilidade de 3D NAND e flash de célula de nível múltiplo (MLC) / célula de nível triplo (TLC), bem como flash de célula de nível único (SLC), deve ser determinada. Para desempenho e resistência otimizados, o firmware do controlador deve ser otimizado para a arquitetura NAND selecionada, interconexão e técnicas de correção de erros.
• Recursos de proteção e segurança de dados: A segurança e a proteção de dados devem ser garantidas por meio de excelentes recursos de firmware do controlador SSD. Isso inclui suporte para padrões de criptografia como FIPS 140-2, AES hardware e mecanismos de bloqueio para atualizações de firmware seguras. Além disso, a integridade dos dados deve ser mantida por meio de medidas de proteção como proteção contra falha de energia, verificação de caminho de dados, recuperação automática e paridade CRC-flash LDPC / código de correção de erros para detecção e correção de erros. Nivelamento de desgaste, gerenciamento térmico e formação de RAID multicanal são recursos adicionais para maximizar a vida útil e o desempenho do SSD.
• Escalabilidade e integração: Uma avaliação dos recursos de escalabilidade e integração do controlador SSD selecionado deve ser realizada. Isso envolve compatibilidade com a arquitetura de hardware existente, pilha de software e interface do sistema. Para atender aos requisitos de aplicativos em evolução, dimensionar a capacidade de armazenamento ou transferência é uma necessidade. Avaliar a facilidade de integração na arquitetura do sistema, compatibilidade com interfaces e fatores de forma existentes e a disponibilidade de recursos de desenvolvimento e suporte. Certifique-se de obter o máximo desempenho e realizar a funcionalidade ideal no ambiente de implantação pretendido.

SSD controlador Q&A

Q1 O que torna um controlador SSD importante?

A1. Um bom controlador SSD é essencial porque impacta a velocidade de transferência de dados, a durabilidade e a experiência geral do usuário do SSD. SSDs com bons controladores geralmente são mais confiáveis ​​do que HDDs.

Q2 Quais recursos devem ser considerados ao comprar um controlador SSD?

A2. O controlador ideal de um SSD deve ter suporte para LPDC, TLC ou QLC NAND, excelente proteção contra perda de energia, aceleração térmica avançada e suporte a criptografia.

Q3 Como se pode saber se um controlador SSD é bom ou não?

A3. SSDs com bons controladores oferecem velocidades de leitura e gravação mais rápidas e consistentes, especialmente sob cargas pesadas.

Q4 Os controladores SSD afetam o desempenho?

A4. Sim, o desempenho de um SSD é muito afetado pelo seu controlador. Isso ocorre porque o controlador determina as velocidades de transferência de dados da unidade e os vários recursos para melhorar o desempenho.

Q5 Com que frequência o firmware SSD deve ser atualizado?

A5. As atualizações de firmware não precisam ser feitas regularmente, mas somente quando solicitadas pelo fabricante. Os usuários devem atualizar o firmware apenas quando houver necessidade de corrigir bugs ou acessar novos recursos. Os usuários devem garantir que façam backup dos dados antes de realizar qualquer atualização de firmware.