Wymiana dysku z obracającymi się ferromagnetycznymi talerzami na dysk SSD to wzrost wydajności działania komputera. Standardowy dysk talerzowy to urządzenie składające się z wielu elementów. W porównaniu do niego budowa dysku SSD wydaje się znacznie prostsza. Jednak jeśli bliżej mu się przyjrzymy okazuje się , że ma znacznie bardziej zaawansowana budowę niż standardowy dysk.
Zasada działania dysku SSD opiera się na układach półprzewodnikowych ( Flash ).
W których komórkach kumulowane są dane. Jeden układ Flash składa się z ok. miliona komórek . W komórce takiej możemy wyróżnić dwa tranzystory zwane bramkami ? sterującą i pływająca. Bramka pływająca wyłapuje i przetrzymuje elektrony. Jest pokryta warstwa tlenku krzemu, a elektrony wyłapywane są przez nią dzięki zjawisku kwantowo mechanicznemu czyli inaczej jest to tzw. efekt tunelowy. Elektrony złapane przez jedna bramkę oddziałują na przewodność komórki Flash. Napięcie, które inicjuje proces przewodzenia w komórce pamięci Flash wzrasta wraz z ładunkiem bramki pływającej odróżniając tym samym komórkę zapełniona od tej pustej.
Komórki w pamięci Flash mogą być rozmieszczone na dwa sposoby. Wyróżniamy ze względu na budowę dwa rodzaje pamięci Flash ? NAND oraz NOR. Zarówno jeden jak i drugi typ działa na zasadzie wyżej opisanych bramek , posiadają natomiast rożne struktury logiczne oraz sposób zapisu i odczytu danych. Układ komórek stosowany w pamięci typu NOR składa się z komórek ułożonych w wiersze i kolumny. Elementy składające się na wiersze połączone są ze sobą kanałami poziomymi ( liniami słowa), kolumny zaś kanałami pionowymi ( liniami bitu) .Układ ten bez problemu pozwala odczytywać pojedyncze komórki. Gdy chcemy odczytać zawartość danej komórki to powinniśmy doprowadzić napięcie do linii słowa a kolejnie uzyskać napięcie na odpowiedniej linii bitu . Układ NOR ma jednak podstawowa wadę , która stanowi niejako barierę do stosowania go w nośnikach pamięci. Linie które tworzą strukturę układu zajmują dużo miejsca, wymuszają skomplikowana budowę oraz generują wysokie koszty produkcji .Pamięć NAND zdecydowanie lepiej sprawdza się w produkcji nośników pamięci. Komórki kolumn w tym typie pamięci połączone są szeregowo liniami bitu, a linie słowa łączą wiersz z wierszem. Odczyt odbywa się tzw. stronami pamięci , czyli odczytu wszystkich komórek położonych w danym wierszu.
W budowie pamięci Flash możemy wyróżnić komórki jednopoziomowe (SLC ) oraz wielopoziomowe (MLC ). Ich nazwa wskazuje na ilość stanów naładowania, które możemy uzyskać stosując rożne poziomy napięcia. Komórki wielopoziomowe mogą zapisywać nawet ok. 3 bitów informacji, natomiast jedno poziomowe tylko jeden bit.W dyskach SSD ( oraz innych nośnikach pamięci typu Flash) najczęściej stosowana jest technologia komórek wielopoziomowych (MLC). Komórki MCL cechują się niestety krótka żywotnością ( kilka tys.cykli). Porównując je z pamięcią SLC które cechują się lepsza trwałością ( ok. 100tys cykli) komórki wielopoziomowe pomimo większych możliwości zapisu informacji wypadają gorzej .
Producenci często stosują rożne zabezpieczenia , aby nasz dysk z komórkami MLC nie uległ szybko awarii. Jednym z zabezpieczeń jest kontroler dbający o to by wszystkie informacje zapisywały się równomiernie po obszarze nośnika, oraz dzięki buforowi porządkuje informacje . Powoduje to, że zużycie nośnika staje się równomierne, a o niezawodności dysku wówczas decyduje nie tylko typ komórek, a również elementy logiczne kontrolera.
podziękowanie dla laboratorium odzyskiwania danych All Data Recovery