Thông thương SSD được làm từ bộ nhớ Flash NAND , nhưng những thiết bị lưu trữ dựa trên DRAM cũng được coi như là SSD .

SSD có kích thước thông dung nhất là kiểu 2.5-inch nhưng những thẻ nhớ và những module như CompactFlash , SD Card , mSATA hay những giải pháp lưu trữ dùng bảng mạch PCIe cũng là SSD .

Do SSD không có những thành phần cơ khí chuyển động nên khả năng chống va đập và chống rung tốt hơn những HDD truyền thống . SSD không cần motor quay để quay những đĩa từ và không cần thiết bị truyền động để di chuyển những đầu từ tới đúng vị trí nên SSD thường tiêu hao điện năng ít hơn những HDD thông thường .

SSD thay thế cho HDD trong những ứng dụng yêu cầu một trong những đặc điểm sau :

• Kích thước vật lí nhỏ hơn .
• Tiêu hao điện năng ít hơn .
• Hiệu suất làm việc cao hơn

SSD có kích thước thông thường là loại 2.5-inch và giao diện SATA . SSD 2.5-inch lắp ráp tương tự như HDD . Hệ thống  máy tính không  cần biết sự khác nhau giữa SSD và HDD . Nó được Format và dùng như bình thường . Với loại SSD 2.5-inch thì hiệu suất làm việc nhanh hơn và thời gian dùng Pin lâu hơn là sự khác biệt chính để cung cấp cho những trải nghiệm cho người dùng .

Hiện tại xu hướng dùng SSD ngày càng tăng trong thị trường máy xách tay thay thế cho HDD . Một công ty  nghiên cứu thị trường cho thấy tổng dung lượng SSD gần bằng 16% so với dung lượng HDD . Trong thời gian 2-3 năm tời sự tăng trưởng của SSD sẽ là một con số .

SSD làm việc như thế nào ?

SSD mô phỏng như một HDD trong hệ thống  máy tính . Nó làm được việc này bằng mạch điều khiển đặc biệt cũng có cùng giao diện điện tử như những HDD . Trong nhiều trường hợp SSD có cùng đầu nối và kích thước vật lí tương tự như HDD .

Mạch điện khác của điều khiển quản lí bộ nhớ Flash NAND để lưu trữ dữ liệu của SSD . Trong khi các chức năng điều khiển sơ đồ khối trông tương đối đơn giản, có rất nhiều thứ phía sau những vấn đề hậu trường với quản lý bộ nhớ Flash NAND và nó đòi hỏi rất nhiều kế hoạch để tạo ra một bộ điều khiển SSD đáng tin cậy.

Tuổi thọ SSD kéo dài bao lâu ?

Tuổi thọ của SSD phụ thuộc vào ứng dụng mà nó sử dụng . Không như những HDD , bộ nhớ SSD bị hạn chế bởi số lần Ghi/Xóa . Điều đó khiến cho quản lí ghi dữ liệu tới SSD vô cùng quan trọng . Ví dụ SSD 2.5-inch SATA có thể hoạt động tới nhiều thập kỉ trong ứng dụng cường độ Ghi/Xóa thấp nhưng có thể chỉ dùng được có vài tuần trong những ứng dụng Ghi/Xóa dữ liệu liên tục .

Cũng óc những kiểu bộ nhớ Flash NAND khác nhau từ loại có độ tin cậy cao nhất nhưng có giá thành cao đó là SLC ( Single Level Cell ) cho tới loại giá thành thấp TLC ( Tri Level Cell ) . Nó cũng quan trọng khi chọn SSD phù hợp cho những ứng dụng tương ứng .

So sánh SSD với HDD

SSD không có những bộ phận chuyển động so với HDD có hai thành phần chuyển động chính .

1. Motor dùng để quay một hoặc nhiều đĩa từ .
2. Thiết bị truyền động để di chuyển đầu từ Đọc/Ghi trên những đĩa từ .

SSD được sản xuất hoàn toàn bằng vật liệu bán dẫn dó đó khả năng chống va đập và chống rung tốt hơn nhiều so với HDD . Một ưu điểm cực lớn của SSD đó là dùng điện năng thấp và hiệu suất làm việc cao , nhất là đối với những khối dữ liệu nhỏ .

HDD vẫn tồn tại trên thị trường bởi vì nó có dung lượng lớn hơn và mức giá thành lại rẻ hơn nhiều so với SSD .

Ô nhớ Flash NAND cơ bản

Trong phần này chúng ta xem xét vấn đề cơ bản nhất là ô nhớ Flash NAND để cấu thành khối bộ nhớ của hầu hết mọi SSD .

Để lưu trữ một bit dữ liệu trên SSD , bạn cần có khối nhỏ nhất là một ô nhớ Flash NAND . Ô nhớ Flash NAND có thể được thiết lập ở trạng thái 0 hoặc 1 . Nó sẽ tiếp tục lưu trữ trạng thái ngay cả khi không được cấp nguồn .

Điều đồ ô nhớ Flash NAND đơn giản nhất như hình trên . Ô nhớ Flash NAND được làm từ bóng bán dẫn Cổng nổi ( Floating Gate ) . Điện tích nạp được lưu trữ trong Cổng nổi , đặc biệt lập với những lớp Oxit cách điện ( Insulator ) .

Trong dạng đơn giản nhất khi Cổng nổi được nạp , nó được lập trình và nhận dạng như mã nhị phân là 0 . Khi Cổng nổi không được nạp , nó bị Xóa và nhận dạng như giá trị nhị phân là 1 .

Cổng nổi duy trì trạng thái Nạp hoặc Không nạp cho tới khi nó bị thay đổi bởi mạch điện xung quanh . Khi không cấp nguồn điện cho bộ nhớ Flash NAND vẫn không làm ảnh hưởng tới trạng thái của Cổng nổi đó là nguyên nhân tại sao nó lại được dùng để lưu trữ dữ liệu .

Đọc ô nhớ Flash NAND như thế nào ?  

Để Đọc ô nhớ , điện áp được cấp tới Cổng điều khiển ( Control Gate ) và dòng điện từ Nguồn ( Source ) tới Ống ( Drain ) để xác định trạng thái của Cổng nổi .

Nếu không có dòng điện đi qua , điều đó có nghĩa là Cổng nổi đã được nạp ( giá trị 0 ) , như hình trên . Nếu có dòng điện đi qua , Cổng nổi không được nạp ( giá trị 1 ) , như hình dưới .

Ghi ô nhớ Flash NAND như thế nào ?

Để Ghi ô nhớ , một điện áp cao được cấp tới Cổng điều khiển ( Control Gate ) và điện tử di chuyển từ lớp nền Silicon tới Cổng nổi . Quá trình này được gọi là Hiệu ứng đường hầm ( Tunneling ) để những điện tử “đường hầm” qua lớp phần cách Oxit để tới Cổng nổi . Như hình dưới

Xóa ô nhớ Flash NAND như thế nào ?

Để Xóa ô nhớ Flash NAND , một điện áp cao được cấp tới lớp Nền Silicon và những điện tử chuyển từ Cổng nổi tới lớp nền . Quá trình này dùng cùng hiệu ứng đường hầm như quá trình Ghi , như hình dưới .

Tuổi thọ của ô nhớ Flash NAND

Hiệu ứng đường hầm mô tả chức năng Ghi và Xóa trên là nguyên nhân giảm khả năng làm việc của lớp cách điện Oxit . Theo thời gian lớp Oxit và Cổng nổi không thể duy trì được trạng thái Nạp / Không nạp . Tại một thời điểm nào đó ô nhớ không thể dùng được nữa và phải loại bỏ . Đó là nguyên nhân khiến cho mỗi ô nhớ Flash NAND có một số lượng lần Ghi/Xóa nhất định .