Tiếp theo sau đó là những cách thức tạo nên hình thành lớp vỏ ngoài .

Những Die NAND tương đối mỏng mảnh và yêu cầu những thiết bị đặc biệt để định vị và liên kết . Những Die NAND thông thường được đặt trong lớp vỏ bảo vệ và theo chuẩn công nghiệp do JEDEC đưa ra .

Những bộ phận này cho phép những nhà sản xuất đặt một hoặc một vài Die NAND bên trong một vỏ với chuẩn đầu ra thông thường theo cách TSOP hoặc BGA . Những chuẩn vỏ được đóng gói để những hệ thống  máy nhặt và đặt một cách dễ dàng lên bảng mạch in trước khi tới những máy hàn tự động .

Đóng vỏ theo chuẩn BGA

Kiểu Đóng vỏ BGA với một Die NAND đơn giản được thể hiện như hình trên . Die NAD được đặt trên một lớp nền ( Substrate ) . Những dây dẫn nối từ bên trong Die xuyên qua lớp nền để tới những chân hàn ( Solder Balls ) phía dưới . Sau khi tất cả những dây nối hoàn thành thì sẽ là lớp khung bảo vệ đặt phía trên tạo thành độ bền vững vật lí .

Hình ảnh minh họa bên dưới cho thấy bộ phận NAND với nhiều lớp Die được xếp chồng lên nhau để tạo thành một thiết bị nhớ duy nhất có dung lượng lớn

Có lớp cách điện giữa mỗi Die NAND và những kết nối từ mỗi lớp NAND tới Lớp nền do máy kéo dây thực hiện .

Đóng vỏ theo chuẩn TSOP

Hình trên cho thấy Die NAND được đóng vỏ theo chuẩn TSOP . Có hai sự khác biệt giữa TSOP và BGA . Đầu tiên là những dây dẫn (Lead) chứ không phải là điểm hàn ( Solder Ball ) để kết nối NAND với thế giới bên ngoài . Thứ hai toàn bộ những bộ phận đều được bảo vệ chứ không  phải chỉ có phía trên cùng .

Tương tự như BGA , nhiều Dei có thể xếp chồng lên nhau bên trong TSOP .

Cấu trúc điều khiển

Khái quát

Trong phần này chúng ta bắt đầu nói tới phần điều khiển bên trong SSD . Nhiệm vụ của phần điều khiển là quản lí những bộ phận NAND và tạo giao diện chuẩn để kết nối với hệ thống  chủ . Có nhiều giao diện thông dụng hiện nay như SATA , SD , MMC , USB , PCIe và PATA .

Tất cả những giao diện SSD đều có thiết kế cấu trúc điều khiển chung gồm có bộ phận điều khiển nằm giữa bộ nhớ Flash NAND với hệ thống  chủ . Bây giờ chúng ta nói tới cấu trúc chung của SSD chung .

Như hình trên , SSD cơ bản bao gồm chip điều khiển quản lí một hoặc nhiều thành phần NAND , mỗi thành phần này có thể có nhiều Die NAND .

Hình trên là một ví dụ thực tế của mạch điện bên trong SSD SATA . Tất cả những linh kiện hình chữ nhật là chip Flash NAND và hình vuông là chip điều khiển cho SSD này .

Bạn có thể thấy những chip nhớ Flash NAND được xếp gần nhau . Giới hạn dung lượng của SSD chính là số lượng Die NAND có thể được tích hợp bên trong mỗi vỏ và khả năng địa chỉ hóa mỗi Die của mạch điều khiển .

Với những SSD có kích thước nhỏ như thẻ nhớ microSD thì rất thiếu chỗ để đặt chip nhớ NAND và chip điều khiển . Trong những trường hợp này thì mạch điều khiển và Die NAND được xếp chồng lên nhau và kết nối với nhau bằng những dây liên kết .

Hình trên cho thấy một Die NAND trong thẻ nhớ microSD , nhưng nhiều Die NAND có thể được xếp chồng lên nhau để tạo ra nhiều dung lượng lưu trữ hơn . Bằng kỹ thuật tiên tiến người ta có thể chế tạo 16 Die NAND để tích hợp trong thẻ nhớ microSD .

Những Channel và những Bank

Trong phần này sẽ tập trung nói về kết nối giữa điều khiển SSD và Flash NAND . Có nhiều cấu hình NAND trong thiết kế SSD và sự khác biệt giữa chúng là hiệu suất làm việc , giá cả và điện năng tiêu thụ .

Hình minh họa bên dưới là cấu hình chung SSD NAND SATA 3 2.5-inch . Trong ví dụ này có 8 kênh ( Channel ) nối tới những chip NAND . Mỗi Channel có 2 Bank bộ phận NAND .

Có một đường điều khiển để chọn Bank 1 hoặc Bank 2 để kích hoạt Bus Data/Control cho những kênh đó . Đường điều khiển này được nối tới chân Chip Select của mỗi bộ phận NAND để Cho phép hoặc Không cho phép bộ phận này .

Những Channel NAND

Những Channel được coi là số chip nhớ Flash mà chip điều khiển có thể “nói chuyện” cùng một lúc . Những SSD giá rẻ thường chỉ có 2- hoặc 4-channel , SSD cao cấp thường có 8-channel và đôi khi có thể có tới 10-channel .

Những nhà sản xuất thường quảng cáo hiệu suất làm việc và điện năng tiêu thụ nhưng không  đề cập tới số lượng Channel . Hạn chế của nhiều kênh đó là kích thước tăng lên , số chân tăng lên , điện  năng tiêu thụ nhiều lên và giá thành lại cao hơn .

Những Bank NAND

Mỗi chip Flash tại cùng vị trí trong Channel hình thành nên những Bank như theo sơ đồ nguyên lí trên . Mỗi channel có thể có nhiều Chip .

Những kỹ thuật tăng hiệu suất của SSD

Để tăng hiệu suất hơn nữa , những mạch điều khiển có thể tận dụng ưu thế của sự xen kẽ ( Interleaving ) . Mỗi chip Flash NAND có thể có nhiều Die trong đó , điều này làm tăng mật độ lưu trữ . Thông thương mỗi chip Flash NAND có 2/4/8 Die .

Hình trên cho chúng ta thấy bên trong của chip NAND TSOP với nhiều lớp Die xếp chồng lên nhau để tạo thành chip nhớ có dung lượng lớn hơn .

Với những chip nhiều Die , có thể mối Die thực hiện một mạnh lệnh như là sự xem kẽ và có thể làm tăng hiệu suất làm việc của thiết bị . Khả năng xen kẽ phụ thuộc vào sự hỗ trợ của bộ nhớ Flash , phần điều khiển và Firmware .

Một kỹ thuật khác để cải thiện hiệu suất làm việc là hoạt động Multi-Plane . Một chip Flash là tổ chức nội bộ trong những Plane , với những thiết bị mật độ thấp có 1 Plane và thiết bị mật độ cao hơn có 2 , 4 và nhiều Plane hơn .

Trong thiết bị Multi-Plane , nó có thể cho tất cả những Plane thực hiện một mệnh lệnh song song với nhau . Nhiều Plane cùng hoạt động một lúc có thể làm tăng hiệu suất làm việc của thiết bị .

Có nhiều kỹ thuật tiên tiến để cải thiện hiệu suất làm việc của SSD như Copyback-Write , Cache Read …nhưng chúng ta không đề cập ở đây .