Причины, по которым не стоит хранить важную информацию на SSD, флеш-накопителях и картах памяти
реклама
Каждый пользователь рано или поздно задается вопросом, какой же все-таки использовать накопитель для надежного хранения важной информации. Можно ли для этих целей использовать накопители на основе флеш-памяти, имеющие в настоящее время большую популярность. Особо этот вопрос мучает тех пользователей, которые уже столкнулись с безвозвратной утратой какой-либо важной для них информации и теперь кусают локти. Не все пользователи знают о недостатках накопителей на основе флеш-памяти влияющих на надежность хранения информации. И о том, как от принципа работы и устройства накопителя зависит надежности хранения информации. Разберемся в этих недостатках и их причинах.
реклама
И какой бы я порекомендовал вариант достаточно надежного хранения информации исходя из собственного опыта.
Solid-state drive (SSD) он же твердотельный накопитель
Начну с твердотельных накопителей (SSD), которые имеют массу преимуществ перед традиционными жесткими дисками (HDD) и повсеместно их вытесняют, становясь все более доступными для рядового пользователя. Их преимущества в скорости чтения и записи, компактности, надежности (ввиду отсутствия механических подвижных элементов) неоспоримы в сравнении с HDD и значительно превосходят последние.
реклама
Но есть у SSD и существенные недостатки – это ограниченное время хранения ячейками памяти SSD данных и ограниченное количество циклов их перезаписи ограничивающее ресурс накопителей. Оба эти недостатка возникают из-за физического принципа работы ячеек флэш-памяти. И этот принцип работы мы рассмотрим. Также следует отметить, что чем дешевле накопитель, тем худшего качества в нем будет использоваться флэш-память, и тем в большей мере проявятся вышеуказанные недостатки. А так же, чем больше использован ресурс SSD, тем все меньшее время ячейки памяти смогут хранить информацию. Это происходит из-за разрушительного воздействия режима записи на структуру ячеек памяти.
Для понимания физических процессов происходящих в ячейке памяти при записи, считывании и хранении информации рассмотрим ее работу в самом простом варианте – один бит на ячейку памяти (SLC). Ячейка памяти любого SSD состоит из полевого транзистора с двумя управляющими электродами «затворами». Наличие второго дополнительного «плавающего» затвора и делает из обычного полевого транзистора «волшебную» ячейку памяти, которая может хранить записанную на нее информацию при отсутствии питания. То есть является энергонезависимой.
Обычные полевые транзисторы, не имеющие «плавающего» затвора, не имеют такой возможности. Они или пропускают ток через сформировавшийся под воздействием электрического поля управляющего затвора токопроводящий канал.
реклама
Или не пропускают ток, если токопроводящий канал вследствие отсутствия электрического поля затвора не формируется.
То есть ток через полевой транзистор определяется электрическим полем только одного затвора - управляющего.
А ячейка памяти (транзистор с двумя затворами) работает по-другому.
реклама
Протекание тока или отсутствие оного через канал ячейки определяется суммарным электрическим полем двух затворов, «плавающего» и управляющего, то есть их суммарным зарядом. Например, если «плавающий» затвор будет иметь отрицательный заряд, то его электрическое поле скомпенсирует поле управляющего затвора имеющий положительный заряд. И суммарное поле двух затворов близкое к нулю не сможет сформировать токопроводящий канал. Ток будет отсутствовать, что и соответствует логической «1». Если «плавающий» затвор не будет иметь заряда, то поля управляющего затвора окажется достаточно для формирования токопроводящего канала. Ток в этом случае начнет протекать, что и будет соответствовать логическому нулю «0».
Отсюда очевидно, что заряд «плавающего» затвора является определяющим, будет протекать ток или нет через полевой транзистор при подаче положительного напряжения на управляющий затвор. И что управляющий «затвор» по сути, является опрашивающим электродом. То есть при поступлении на него положительного «опросного» импульса происходит проверка состояния транзистора, будет ли он открыт (логический «0») или будет закрыт (логическая «1»).
Поскольку «плавающий» затвор со всех сторон окружен диэлектриком и не имеет никаких выводов, внесенному в него заряду при записи просто некуда деваться, и он сохраняется достаточно длительное время, даже при отсутствии питания накопителя. При следующей подаче питания все биты информации (заряды «плавающих» затворов) будут сохранены и их без проблем можно будет «прочитать».
Но не все так хорошо и гладко. Дело в том, что диэлектрик, который окружает «плавающий» затвор, а им является диоксид кремния, не является идеальным, как и все остальное в нашем мире. И поэтому со временем электроны постепенно «утекают» с «плавающего затвора, так сказать, унося с собой информацию из ячейки памяти. И если потеря незначительной части электронов не приводит к значительному изменению заряда, и он продолжает находиться в диапазоне логической «1», то это не страшно, это не приведет к изменению бита информации хранящегося в ячейке памяти. Но если «убежит» значительная часть электронов, то это приведет к изменению хранящегося бита информации, с «1» на «0», то есть к потере информации.
А изменение хотя бы одного бита в файле изображения может сделать его, как и вовсе нечитаемым, так и воспроизводимым с искажениями, как например, в этом случае.
И тем быстрее будет происходить утечка электронов с «плавающего» затвора, чем хуже будет состояние окружающего его диоксида кремния. А его состояние напрямую зависит от циклов перезаписи ячейки памяти. Чем их больше, тем хуже состояние диоксида кремния. И тем быстрее будет происходить утечка электронов и потеря информации накопителем.
Это происходит из-за разрушительного воздействия режима записи на ячейки памяти, вернее как раз на этот многострадальный диоксид кремния окружающий «плавающий» затвор.
Дело в том, что для осуществления записи или стирания информации в ячейках памяти используется повышенное напряжение. Оно создает электрическое поле высокой напряженности, которое буквально насильно «впихивает» в «плавающий» затвор или «вырывает» из него электроны через диоксид кремния. Это постепенно разрушает его структуру, приводя к все более ускоряющейся утечке электронов.
И вот ваш SSD уже может хранить информация месяц, потом неделю, а потом один день. Чего явно не достаточно. И вы, в один из прекрасных дней включив компьютер после приезда из месячного отпуска, обнаруживаете, что часть вашей информации не открывается.
Здесь хочу немного отступить от темы и раскритиковать тестеров SSD, которые проводят их тесты на предмет выявления максимального ресурса по объему записи (TBW). Эти тесты проводятся путем непрерывного чередования циклов записи-чтения до появления ошибок при чтении. Причем перерывов между этими циклами они не делают, и это большая ошибка. И рассказывают потом, что реальный ресурс в 5 – 10 раз оказался выше, чем заявил производитель, ах какие же производители скромняги, какой же у них большой запас по ресурсу. А по факту, когда они уже довели ячейки памяти до состояния деградации, при котором информация в них может храниться, скажем, одни сутки, такой метод тестирования «кончины» SSD не определит. Так как нет перерывов такой длительности между циклами, при которых произойдет утрата информации. И лишь только тогда обнаружится исчерпание ресурса, когда SSD не сможет и часа «удерживать» записанную на него информацию. Поэтому не верьте подобным горе тестировщикам.
Флеш-накопители и карты памяти
Эти накопители известны всем, они используются везде, в видеорегистраторах, смартфонах, компьютерах, фотоаппаратах, и всего не перечислить где они используются. Они, так же как и SSD построены на основе флеш-памяти. И кроме недостатков присущих SSD имеют еще и свои серьезные недостатки, обусловленные человеческим фактором. Что делает хранение на них информации вообще призрачной перспективой.
Флэш-накопитель можно очень легко постирать вместе с бельем в стиральной машинке, можно просто поломать, потерять, можно неудачно выдернуть из компьютера во время записи данных на нее, после чего она уже может не работать. И даже если после такого жесткого выдергивания все же удастся восстановить ее работоспособность путем перепрошивки, то ни о каком восстановлении информации с нее не может быть и речи.
По моему мнению, флеш-накопители и карты памяти вообще нельзя использовать для хранения важной информации. Они предназначены лишь для оперативного переноса этой информации. Например, от одного компьютера на другой, или с цифрового фотоаппарата на компьютер.
Так на чем хранить важную информацию
Я храню всю свою важную информацию на двух обычных HDD разных производителей. Почему разных производителей? Чтобы возможные скрытые болячки или дефекты одного из производителей не проявились одновременно на двух HDD. Подключаю их к компьютеру только для записи на них бэкапов, или переноса нужной информации на компьютер.
Остальное время они хранятся на полке. Это дает возможность не использовать их ресурс без необходимости, исключить губительное воздействие на диски различных неисправностей компьютера возникающих при его эксплуатации. Например, скачков питающих напряжений при неисправности блока питания. Исключается воздействие на них различных компьютерных вирусов. То есть важно, чтобы они хранились отключенными от компьютера.
Срок хранения информации на HDD тоже ограничен. Магнитный слой, на котором хранится информация в виде остаточной намагниченности, тоже постепенно размагничивается. Но процесс этот довольно медленный, пять – семь лет магнитный слой без проблем сохранит записанную информацию. Таким сроком ни один SSD похвастаться не может.
А чтобы магнитные пластины при длительном хранении не размагничивались до состояния потери данных, их намагниченность нужно периодически обновлять путем перезаписи данных.
Поэтому я раз в три года полностью перезаписываю на них всю информацию.
Надеюсь, моя статья оказалась для вас полезной. Пищите в комментариях, какие накопители вы используете для хранения информации, и становились ли вы жертвой безвозвратной утраты ваших важных данных.
реклама
Лента материалов
Соблюдение Правил конференции строго обязательно!
Флуд, флейм и оффтоп преследуются по всей строгости закона!
Комментарии, содержащие оскорбления, нецензурные выражения (в т.ч. замаскированный мат), экстремистские высказывания, рекламу и спам, удаляются независимо от содержимого, а к их авторам могут применяться меры вплоть до запрета написания комментариев и, в случае написания комментария через социальные сети, жалобы в администрацию данной сети.
Комментарии Правила