Что такое ssd накопитель


Что такое SSD диск и для чего он нужен — подробно

22 мая, 2019

Автор: Maksim

Технологии хранения данных не стоят на месте и развиваются, постоянно появляются все новые, более совершенные носители информации, которые обладают не только большой вместительностью, но и отличной скоростью работы.

Именно таким прорывом в хранении данных и можно назвать SSD диски, они быстрые, компактные и поддерживаются большинством современного оборудования — это ли не отличный повод заиметь себе такой?

Материал о том, как поставить пароль на компьютер собрал множество положительных откликов, сегодня вы с интересом сможете прочитать, что такое ssd накопитель.

Что такое ССД диск

SSD диск — это твердотельный накопитель, который сохраняет информацию на микросхемах, сделанных по технологии энергонезависимой NAND флеш памяти. Именно такой тип памяти используется в флеш накопителях и SD картах. Т.е. по своей сути ССД можно назвать большой флешкой.

В сравнении с привычным жестким диском HDD, данный носитель намного быстрее считывает и записывает информацию, благодаря технологии хранения данных на микросхемах, а не на магнитных дисках со считывающей головкой — может быть изготовлен в разных форм факторах и с разными типами подключения, что дает возможность устанавливать такой тип носителя в огромное количество устройств, мини компьютеров и ноутбуков. Подробнее о том, как работают HDD можете прочитать в статье о дефрагментации диска.

Конструкция

В данном накопителе можно выделить три основных элемента:

1. Контроллер — главный компонент — мозг всего ССД устройства. Именно от него будет зависеть скорость записи и чтения, какая поддерживается память, следить за износом ячеек, распределять равномерно нагрузку и т.д.

2. Микросхемы памяти. Чаще всего используется энергонезависимая NAND память, но бывает и зависимая RAM. NAND память различается по типам — подробнее об этом читайте ниже.

3. Буферная память (RAM). Предназначена для временного хранения данных и корректной работы носителя. Важна для скорости работы самого устройства — стабилизирует при сильных нагрузках.

Преимущества SSD дисков

1. Отличная скорость работы. Она настолько ощутима, что это самый главный плюс в пользу приобретения такого диска. Так, например, скорость полной загрузки Windows 7 со всеми программами на таком диске 19 сек., а на HDD 49 сек.

2. Много форм-факторов, компактный размер. Можно установить в mini ITX корпус, в старенький ноутбук или другое устройство.

3. Нет шума, совсем. Такие накопители не обладают движущимися деталями.

4. Не такие хрупкие и ломающиеся, как привычные HDD накопители. Так, если уронишь простой HDD, то скорее всего магнитная пластина в нем будет повреждена, а вот ССД нужно будет постараться сломать.

5. Низкое потребление энергии. Так, установив такой накопитель себе в ноутбук, вы можете немного увеличить время его автономной работы.

Минусы SSD

1. Одна и та же емкость будет дороже по сравнению с HDD. Но, я бы не назвал это минусом, так как, нет смысла на таких носителях хранить, например, фильмы. Их стоит устанавливать для системы, программ и игр. А для таких целей хватит и моделей от 120 Гб.

2. Небольшое количество циклов записи. Срок официальной гарантии обычно от 3 до 5 лет, но на самом деле они работают намного дольше, по крайне мере пользователи в сети пользуются ими очень долго и отзывы только положительные. Ведь все зависит от того, сколько данных вы прогоняете через такой диск. В любом случае почти все ССД диски про запас оставляют 20% резервной памяти на случай утраты каких-либо ячеек памяти, чтобы вы не вдруг не потеряли свои данные.

3. При скачке напряжения и повреждении — очень тяжело восстановить информацию если повредится микросхема, восстановить данные из нее крайне сложно. Не стоит переживать владельцам ноутбуков, так как, там есть защита от таких ситуаций и обладателям бесперебойного блока питания.

Как выбрать SSD

1. В первую очередь смотрите, чтобы ваша материнская плата имела интерфейс SATA3 с большой пропускной способностью. Иначе, вы просто не почувствуете все прелести быстрой загрузки. Но, даже так, он будет работать быстрее, чем ваш старый HDD.

2. Выберите форм фактор и тип подключения к вашему ПК или ноутбуку. Самыми распространенными являются:

  • SSD 2.5 дюйма — самый распространенный вид, подходит большинству корпусов и ноутбуков
  • М.2 плата для слота PCI-E или слота M.2 по интерфейсу SATA. PCI-E быстрее, по SATA скорость, как у простого SSD 2.5. Бывает трех размеров: 22×42, 22×60 и 22×80
  • mSATA плата — для маленьких ноутбуков или других компактных устройств. Размер 30х51х4 мм. По скорости обычный 2.5 ССД и подключается в свой слот mSATA или так же, как и 2.5 ССД
  • NVM Express плата для слота PCI-E — еще быстрее, но многие пишут, что греется

Посмотрите какой размер будет подходить под ваш корпус или ноутбук и, конечно же, есть ли необходимые разъемы для подключения. ССД с подключением по PCI-E будет быстрее, но и цена соответственно выше. Самым универсальным решением для настольного ПК является SSD 2.5 дюйма.

3. Посмотрите в характеристиках показатель IOPS, чем он больше — тем быстрее будет происходить запись и чтение.

4. Обратите внимание на тип установленной памяти NAND, это может быть:

  • SLC — старая технология, практически не найти, также быстрый, но ресурс уже больше. Хранит 1 бит информации в 1 ячейке
  • MLC — самый распространенный, быстрый, но с небольшим количеством циклов записи. Хранит 2 бита информации в 1 ячейке. Бывает еще eMLC с увеличенным количеством циклов записи, но это тоже самое, маркетинговое название просто другое
  • TLC — меньший цикл записи, чаще используется не флешках. Хранит 3 бита информации в 1 ячейке
  • QLC — наименьшее количество циклов записи из всех. Хранит 4 бита информации в 1 ячейке

Чем больше бит память хранит в одной ячейке — тем меньше ресурс. Оптимальный на данный момент вариант это MLC, но со временем это может поменяться. Так, QLC на данный момент самый доступный вариант по цене.

5. Размер памяти. Как уже писалось выше SSD стоит использовать для тех вещей, которыми вы часто пользуетесь. Лучше всего брать такой накопитель для операционной системы, программ и игр. Для таких целей идеально подойдет объем от 120 Гб.

6. Производитель. Тут точно и не скажешь, все будет зависеть от определенной модели. И у гигантов типа Samsung бывает получается продукт. Смотрите отзывы, читайте обзоры.

В заключение

ССД это технологический шаг вперед, с каждым годом такие накопители становятся все быстрее, объем их памяти увеличивается, а вот в цене они, наоборот, падают, рекомендуем попробовать их и вам.

anisim.org

Что такое SSD?

На прошлой неделе у нас вышла статья о HDD, где мы разбирали что это такое, как работает и т.д. Но мы не сказали о том, что жесткие диски, на самом деле, уже изжили свой потенциал роста как объемов, так и производительности, а им на смену пришли современные твердотельные накопители или — SSD. Несмотря на то, что HDD еще довольно распространены, SSD также стали весьма популярны, и постепенно вытесняют устаревшую технологию с рынка.

Так как тема популярна и актуальна, в сегодняшней статье разберемся с SSD: узнаем что это такое, какие особенности их работы, характеристики, в общем — как обычно. Начнем.

Что такое SSD

SSD диск — компьютерное не механическое запоминающее устройство, состоящее из микросхем памяти и микроконтроллера. Происходит от английского Solid State Drive, что в буквальном переводе означает – твердотельный накопитель.

В этом определении каждое слово имеет смысл. Не механическое устройство означает, что в нем нет механических частей – внутри ничего не движется, не жужжит и не шумит. Как следствие — ничего и не стачивается, не изнашивается. Поскольку SSD диски пришли на смену традиционным механическим, то это свойство очень важно. Старым дискам были страшны вибрации во время работы, твердотельным накопителям – нет.

Микросхемы памяти используются для хранения информации. Контроллер на диске позволяет получать данные из ячеек памяти и записывать в них, передавая данные на общий интерфейс компьютера, вне зависимости от специфики работы памяти носителя. Гигантская флешка – вот что такое SSD диск, может показаться на первый взгляд, но только с кучей бесполезных компонент.

Для чего нужен SSD

В любом компьютере SSD идет на замену обычным HDD. Он работает быстрее, имеет маленькие габариты и не издает звуков. Высокая скорость загрузки приложений и операционной системы повышает комфортность в работе с ПК.

Что такое SSD в ноутбуке, где каждый ватт энергии на счету? Разумеется, в первую очередь – это очень экономный носитель информации. Он способен работать с зарядом аккумулятора дольше. К тому же у него очень небольшие размеры, что позволяет включать SSD в самые компактные аппаратные конфигурации.

Из чего состоит SSD

Небольшой корпус, в котором расположена маленькая печатная плата – это SSD диск внешне. На эту плату припаяно несколько микросхем памяти и контроллер. На одной из сторон этой коробки находится специальный разъем – SATA, который позволяет подключать SSD диск как любой другой накопитель.

Микросхемы памяти используются для хранения информации. Это не оперативная память, которая есть в каждом компьютере. Память в SSD диске способна хранить информацию и после выключения. Память SSD дисков энергонезависима. Как у обычного диска данные хранятся на магнитных пластинах, здесь данные хранятся в специальных микросхемах. Запись и чтение данных происходит на порядок быстрее, чем при работе с пластинами механических дисков.

Контроллер на диске – такой себе узкоспециализированный процессор, который умеет очень эффективно распределять данные в микросхемах. Также он выполняет часть служебных операций по чистке дисковой памяти и перераспределении ячеек при их изнашивании. Для работы с памятью очень важно выполнять своевременно служебные операции, чтобы не произошло потери информации.

Буферная память, как и на обычных дисках, используется для кэширования данных. Это быстрая оперативная память на SSD накопителе. Данные, вначале читаются в буферную память, изменяются в ней, а затем только пишутся на диск.

Как работает SSD диск

Принцип работы SSD диска основан на специфике работы ячеек памяти. Больше всего распространена сейчас память типа NAND. Обработка данных осуществляется блоками, а не байтами. Ячейки памяти имеют ограниченный ресурс циклов перезаписи, то есть чем чаще данные пишутся на диск, тем быстрее он выйдет из строя.

Чтение данных выполняется очень быстро. Контроллер определят адрес блока, который нужно считать, и обращается к нужной ячейке памяти. Если в SDD диске читается несколько непоследовательных блоков, то это никак не сказывается на производительности. Просто происходит обращение к другому блоку по его адресу.

Процесс записи данных сложнее и он состоит из ряда операций:

  • чтение блока в кэш;
  • изменение данных в кэш памяти;
  • отработка процедуры стирания блока на энергонезависимой памяти;
  • запись блока во флеш-память по адресу, вычисленному специальным алгоритмом.

Запись блока требует нескольких обращений к ячейкам памяти на диске SSD. Появляется дополнительная операция по чистке блока, перед записью. Для того, чтобы ячейки флеш-памяти изнашивались равномерно, контроллер специальным алгоритмом вычисляет номера блоков перед записью.

Операция стирания блоков (TRIM) выполняется SSD дисками во время простоя. Это делается для того, чтобы уменьшить время выполнения записи блока на диск. При записи алгоритм оптимизируется путем удалением этапа стирания: блок просто помечается как свободный.

Операционные системы выполняют самостоятельно команду TRIM, которая приводит к чистке подобных блоков.

Виды SSD дисков

Все SSD диски разделяются на несколько видов в зависимости от того, по какому интерфейсу они подключатся к компьютеру.

  • SATA – диски подключаются к компьютеру по тому же интерфейсу, что и обычные HDD. Выглядят они как диски для ноутбуков и имеют размер 2,5 дюйма. Вариант mSATA более миниатюрен;
  • PCI-Express – подключаются как обычные видеокарты или звуковые карты в слоты расширения компьютера на материнской плате. Обладают более высокой производительностью и, чаще всего, ставятся на серверах или вычислительных станциях;
  • M.2 – миниатюрный вариант чаще PCI-Express интерфейса.

В современных SSD накопителях используется в основном NAND память. По ее типу их можно разделить на три группы, которые появлялись хронологически: SLC, MLC, TLC. Чем новее становилась память, тем ниже становилась надежность ее ячеек. Емкость при этом росла, что помогало снизить себестоимость. Надежность диска целиком зависит от работы контроллера.

Не все производители SSD дисков сами изготавливают флеш-память для своих устройств. Свою память и контроллеры производят: Samsung, Toshiba, Intel, Hynix, SanDisk. Мало кто из пользователей слышал о SSD диске производства Hynix. Известный производитель флеш накопителей Kingston использует память и контроллеры фирмы Toshiba в своих дисках. Samsung сам занимается развитием технологий по производству памяти и контроллеров и комплектует ими свои SSD накопители.

Характеристики SSD

Мы почти разобрались с SSD накопителями, осталось только поговорить о характеристиках. Итак:

  • Емкость диска. Обычно эта характеристика указывается величиной не кратной степени двойки. Например, не 256 Гб, а 240. Или не 512 Гб, а 480 Гб. Это связано с тем, что контроллеры дисков резервируют часть флеш-памяти на замену блоков, исчерпавших свой ресурс. Для пользователя такая подмена происходит незаметно и данные он не теряет. Если размер диска составляет величину 480 Гб или 500 Гб, то именно флеш-памяти на диске 512 Гб, просто разные контроллеры резервируют ее разный объем.
  • Скорость диска. Почти все SSD накопители имеют скорость: 450 — 550 Мб/сек. Эта величина соответствует предельным скоростям интерфейса SATA, по которому они подключаются. Именно SATA является причиной, по которой производители не пытаются массово увеличивать скорость чтения. Скорость записи в приложениях оказывается существенно ниже. Производитель обычно указывает в характеристиках именно скорость записи на чистом носителе.
  • Число микросхем памяти. От числа микросхем памяти напрямую зависит производительность: чем их больше, тем большее число операций может отрабатываться одновременно на одном диске. В одной линейке дисков обычно скорость записи растет с ростом объема диска. Объясняется это тем, что у более емких моделей число чипов памяти больше.
  • Тип памяти. Более дорогая и надежная память MLC, менее надежная и дешевая TLC, а также собственная разработка Samsung — «3D-NAND». Эти три вида памяти сейчас чаще всего используются в накопителях. Во многом на современных твердотельных дисках надежность работы зависит от качества работы контроллера.

Выводы

Несмотря на свою схожесть с гигантской флешкой, SSD накопители несут в себе целый спектр современных технологий, благодаря чему показывают существенный прирост производительности, не теряя надежности. Работа с компьютером, после установки системы на такой диск, становится значительнее комфортнее.

Предыдущая запись
Что такое жесткий диск компьютера? Следующая запись
Компьютерная клавиатура

 

Метки ЖелезоКомпьютерЧто такое

geekkies.in.ua

в чём отличие с hdd дисками

 

Здравствуйте, читатели. Сегодня поговорим о том, что такое ssd накопитель. Для некоторых рядовых пользователей компьютером понятие ssd — твердотельных дисков новое и непонятное.

После прочтения этой статьи вы не только будете понимать, о чем речь, но и сможете поддержать разговор о данном устройстве и правильно выбрать его для себя. Ведь старое железо уходит в историю и каждому из нас рано или поздно приходится его менять. Как выглядят современные разработки? Читайте далее.

 

Что такое твердотельный накопитель?

Твердотельным накопителем, который на английском называется как «Solid-State Drive» (SSD), является запоминающее устройство, основанное на микросхемах памяти.

Ситуация не особо прояснилась, правда?

Не стану больше томить и объясню проще: это подобие флэшки, которая по работе заменяет жёсткий диск, но имеет другую конфигурацию и технологию работы, да к тому же работает быстрее и имеет большие объёмы памяти.

Если вы читаете эту статью, скорее всего в вашем компе установлен обычный винчестер: он имеет пластины, считывающие и записывающие головки, которые крутятся с бешеной скоростью. Из-за этого винт издает шум. С твердотельным диском такого быть не может, потому что он представляет собой только микросхему — никаких крутящихся и жужжащих механизмов.

Вот так HDD и SSD отличаются изнутри:

 

Виды микросхем

Твердотельные накопители бывают разные в зависимости от специфики хранения данных на микросхемах:

  • TLC (Three Level Cell) — самые распространенные, потому что стоят дешевле остальных. Но это неспроста. Они вмещают в себя 3 бита информации и выдерживают всего до 1,5 тысяч циклов перезаписи.
  • Усовершенствованным является тип памяти MLC (Multi Level Cell), способный хранить 2 бита данных и выполнять до 5 тысячи циклов чтения и записи. Как вы догадались, он дороже.
  • Больше всех способны перезаписывать чипы SLC (Single Level Cell) — до 100 тыс. раз. Но за этим скрываются 2 минуса: малая емкость и высокая цена. Поэтому они актуальны только для серверных или производственных решений.

 

Преимущества SSD

Помимо бесшумности современный накопитель обладает такими достоинствами:

  • Прочность. Он не боится ударов и вибраций, в отличие от привычного нам hdd диска. Последний нужно беречь от тряски, потому что если считывающие головки налетят на вертящиеся диски, можно попрощаться с копившимися годами фотографиями, отчетной документацией и другими важными данными, которые вы храните на винте.
  • Малый размер. В сравнении с обычными винтами, SSD гораздо легче и меньше.
  • Низкое энергопотребление.
  • Невероятно высокая скорость обмена данными. Это самый главный плюс.

 

 

Недостатки

Как говорится, не без ложки дегтя:

  • Высока цена. Скорее всего, это ненадолго, ведь уже сейчас стоимость твердотельных накопителей постепенно снижается.
  • Невозможность восстановления данных.
    Если в случае поломки жесткого диска есть шанс достать хоть часть информации, то сделать этого в SSD никак не получится — программ или каких-либо способов просто не существует.

Почему? Объясню на примере. При перепадах напряжения в обычном винчестере зачастую сгорает только контроллер, но в ссд накопителе он находится рядом с микросхемой памяти.
Следовательно, если что-то загорается, то сгорает все целиком.

  • Лимитированное количество циклов перезаписи. Этого недостатка многие могут даже не заметить, потому что MLC-диск способен проработать в среднем 3-4 года (это только в теории), а более дорогой SLC — еще дольше.

Тем более, что за этот срок, как правило, любой компьютер требует того или иного обновления. Но есть и хорошая новость: уже разработана технология FRAM, способная работать в непрерывном режиме чтения и записи в течение 40 лет. Не слабо?

Помимо разновидностей микросхем, SSD отличаются еще по нескольким критериям. Их нужно учитывать при выборе. Разберем подробнее.

 

Интерфейс

Этот параметр означает, какой тип подключения имеет накопитель. От него зависит и скорость передачи данных. Основные виды пропускных шин:

  • IDE (PATA) работает со скоростью 1000 Мбит/с. Это устаревший вариант, но еще встречается иногда.
  • Немногим быстрее работает SATA (1500 Мбит/с).
  • Более скоростным является SATA2 (3000 Мбит/с).
  • Хотите в полной мере ощутить возможности SSD? Выбирайте 3-е поколение шин SATA, скорость которого вдвое больше, чем у предыдущего (до 6000 Мбит/с).
  • Бывают еще девайсы с типом подключения PCI Express. Вы хотите сделать из своего компьютера сверхскоростную машину? Отдайте предпочтение PCI-e, потому что он работает еще быстрее, чем SATA3. Этот интерфейс способен передавать данные со скоростью в 2 Гб/с.

Пример SSD с интерфейсом подключения PCI-Express

  • Есть ещё одна шина. Это M.2 интерфейс (в теории должен развивать скорость быстрее даже чем PCI-E), но пока что такие диски не совсем популярны, да и производители ещё не научились делать быстрые продукты используя её потенциал. Преимуществом ещё является то что такие устройства имеют очень не большой размер.

Пример SSD накопителей с интерфейсом M.2

 

Форм-фактор

Данный критерий указывает на размеры накопителя.

SSD с размеров в 3,5-дюймовое устройство. В основном берутся под серверные компы, дома редко их используют.

Просто знайте что они есть :-)

В основном самые часто встречающиеся это  2,5 дюймовые устройства.

Формат «2242» представляет собой небольшую платку диаметром 22×3.5×42 мм (на изображении это диск с подписью mSATA)

Ещё есть размеры «2260» и «2280» — это накопители тоже в виде платок, подключаемые к интерфейсу M.2.

 

Объем памяти

Вы собираетесь установить на твердотельный диск систему? Тогда вам достаточно будет 60 Гб. Если вы берете его для хранения мультимедийных данных, отдайте предпочтение большему объему. Он может достигать 4-х терабайт, поэтому отталкивайтесь от своих финансовых возможностей.

Чаще всего выбирают емкость 240/256 Гб. Минимум — 120/128 ГБ — этого хватит для установки операционки и хранения небольшого количества медиа файлов. Под остальные типы файлов обычно твёрдотельные диски не приобретают, ну не считая мажоров :).

 

Производительность

Помимо скорости флеш-карты важна еще такая особенность как количество операций ввода/вывода, которое она может выполнять за секунду. На английском это выглядит так: input/output operations per second (IOPS). В данной ситуации выбирайте по принципу: чем больше — тем лучше.

Хотя по большому счету, эти цифры условны. На производительность влияет много факторов (модель контроллера, тип микросхемы, емкость, алгоритм кэша и пр.), поэтому чтобы узнать возможности накопителя, необходимо его тестировать. Но так как перед покупкой это сделать невозможно, остается только довериться данным изготовителя.

Ну вот в принципе и всё, что я хотел осветить в этой теме. Надеюсь написал подробно и понятно. Теперь вы знаете, что такое ssd накопитель и его особенности, поэтому можете смело заниматься апгрейдом своего компа.

До скорого!

 

 

profi-user.ru

Что такое SSD и как он работает

SSD (Solid State Drive) — давно не новый товар на рынке комплектующих для ПК, но его популярность продолжает стремительно расти с каждым днем. Будет полезно узнать что из себя представляет SSD, что находится внутри этого, не механического запоминающего устройства, как он работает и в чем разница между SSD и HDD.

Современные SSD — это отличный вариант на замену традиционным вращающимся жестким дискам, которые в свою очередь являются основным средством хранения информации последние 50-60 лет. Данный диск, SSD, оказался не таким уж и перспективным, когда дело доходит до конкуренции скорости работы между ним и компьютерным процессором. Он все еще остается позади, когда речь заходит о предоставлении ограниченной задержки для доступа к данным.

С другой стороны, SSD предпринял значительную попытку конкурировать с той небольшой задержкой, которой обладают различные процессоры, однако он все еще отстает от них. Тем не менее, твердотельные накопители являются преимуществом, если сравнивать их с жесткими дисками. Обычные HDD — это вращающиеся магнитные диски, используемые для хранения данных, таких как файлы операционной системы, музыка, фильмы, игры и многого другого. Жесткий диск — дешевый вариант хранилища информации и основным его недостатком является то, что он медлителен.

Если говорить о происхождении SSD, то можно считать что первыми прототипами были ламповые компьютеры, в которых применялись конденсаторы для хранения информации.


Содержание статьи:


Что такое SSD?

SSD (твердотелый или твердотельный диск) — энергонезависимое запоминающее устройство, использующее флеш-память для хранения информации.

Что находится внутри SSD?

SSD — это интегральная схема, используемая для хранения данных. Электронный интерфейс SSD совместим с интерфейсами ввода/вывода, используемыми жесткими дисками. Вы можете запросто поменять свой старый HDD на новый SSD в течение нескольких минут при условии, что вы обладаете необходимыми для этого знаниями. Без движущихся частей в своем устройстве они работают быстрее, способны переживать удары и падения. Даже если Вы случайно уронили такой диск на пол, он продолжит работать и не будет поврежден.

Память:

Ранние версии SSD основаны на энергозависимой памяти DRAM, которая обеспечивала более низкую задержку, чем в HDD. Единственный недостаток заключался в том, что данные не могли быть сохранены в памяти диска при отсутствии источника питания. Было это в 2009 году, когда только внедрили твердотелые накопители на основе энергонезависимой памяти NAND, которые способствовали широкому распространению SSD. Пусть они и медленнее тех, основа которых — DRAM, они все еще способны опережать по производительности обычные жесткие диски. Наибольшее преимущество заключается в том, что данные сохраняются нетронутыми даже в случае отключения питания.

Память NAND состоит из ячеек транзистора с плавающим затвором, которые сохраняют заряженное состояние при отсутствии источника питания. Плавающие затворы содержат электроны, а заряженное состояние представлено двоичным разрядом 0 и разряженным состоянием 1. Двоичный бит 0 представляет данные, хранящиеся в памяти NAND. Ячейки присутствуют в сетке, известной как блок. Отдельная строка в блоке называется страницей и поддерживает размеры 2К, 4К, 8К и 16К. Каждый блок содержит 128-256 страниц, поэтому приблизительный его размер варьируется от 256Кб до 4Мб.

NAND Flash — это одноуровневая ячейка (SLC), которая хранит только один двоичный бит в одном транзисторе с плавающим затвором, и многоуровневой ячейке (MLC), которая хранит два бита. Понятно, что у последнего больше емкости для хранения, но он существенно дороже и при этом изнашивается быстрее. Флеш-память MLC типа NAND дешевле, чем SLC и используется в твердотельных накопителях промышленного класса, которые требуют большего объема памяти. Единственный их недостаток — более быстрый износ.

Контроллер:

Отвечает за то как данные хранятся во флеш-памяти. Он разработан для разных задач и может быть разделен на две группы:

  • 1) Для сред с небольшим рабочим циклом (флеш-накопители, SD-карты, камеры и т.д.),
    в которых непрерывное чтение или записи информации не требуется.
  • 2) Большой рабочий цикл, требующий непрерывных операций чтения или записи в памяти диска.

Flash-контроллер выступает в роли посредника между носителем и компьютером. Это встроенные процессор, отвечающий за производительность SSD. Каждый раз, когда компьютер хочет получить доступ к флеш—памяти для выполнения операции чтения или записи, контроллер начинает выполнение своих задач.

Одной из задач контроллера является управление ячейками флеш-памяти. Эффективная обработка ячеек крайне необходима, поскольку SSD поддерживают огромное количество циклов чтения и записи (около 10.000). Было бы очень разумно создать что-то, что гарантировало бы равномерное(одинаковое) использование всех ячеек, что позволило бы продлить срок службы флеш-носителя. В противном случае некоторые ячейки станут неработоспособными, а другие и вовсе не были бы использованы на протяжении всей службы диска. Изготовители используют метод, известный как износ, чтобы удостовериться в равномерной деградации носителя, программируя контроллер так, чтобы тот равномерно использовал все свои имеющиеся ресурсы.

Другая, назначенная контроллеру, задача — сбор и утилизация мусора. В этом процессе, когда операция записи завершена для каждого блока памяти, контроллер проверяет блоки для страниц, которые в дальнейшем потребуются компьютеру для работы. Далее он копирует эти страницы в новый блок, заполняет его новыми данными и удаляет существующий (известный как блок Stale).

Еще одна из функций контроллера — управление критическими операциями, такими как ввод кода исправления ошибок (ЕСС), который является битовой последовательностью сохраненных данных и способствует восстановлению информации в случае повреждения. Полезной функцией окажется то, что контроллер способен отображать битые сектора во флеш-памяти, вызванные соответствующим повреждением SSD. Это могут быть как логические ошибки в секторах, которые можно восстановить, так и физические повреждения диска, представляющие собой полностью сломанные элементы памяти, исправить которые невозможно. Контроллер использует ЕСС для выполнения операции Scrubbing (очистка) памяти, которая включает в себя сканирование и восстановление поврежденных данных в разных участках ресурсов накопителя.

Восстановление SSD — сложна задача, если сравнивать ее с HDD, но и это не окажется преградой, если вы владеете необходимыми для этого знаниями. Прочитать подробнее о восстановлении SSD вы можете перейдя по этой ссылке.

Временное хранилище информации (Cache, Кэш):

Небольшое количество энергозависимой памяти DRAM функционирует как кэш для хранения данных о стабилизации износа носителя и для поддержания каталога размещенных блоков. Это существенно улучшает производительность SSD и в то же время увеличивает потребление энергии.

Принцип работы SSD

Если говорить простым языком, внутри вашего SSD есть транзисторы, которые в свою очередь выстроены в определенной последовательности. Первоначально всем этим элементам устанавливается значение 1 (разряженный). Когда начинается сохранение операции, ток начинает протекать через всю цепочку транзисторов и значение некоторых сменяется на 0, поскольку именно в них происходит сохранение данных. В сетке каждое пересечение строк и столбцов называется ячейкой.
Она состоит из двух транзисторов:

  • 1) Первый — управляющий.
  • 2) Второй — плавающий.

Ток течет через плавающий затвор, а электроны поступают в управляющий канал. Таким образом возникает положительный заряд, прерывающий поток электрического тока. Аналогичным образом мы можем иметь уникальный шаблон 1s и 0s, применяя правильные значения напряжения.

 


Похожие статьи про восстановление данных:


Дата:

Теги: NAND память, SSD, Диск, Твердотельный диск

www.starusrecovery.ru

Введение в SSD. Часть 1. Историческая / Selectel corporate blog / Habr

Изучение истории дисков — начало пути к пониманию принципов работы твердотельных накопителей. Первая часть нашего цикла статей «Введение в SSD» проведет экскурс в историю и позволит наглядно понять разницу между SSD и его ближайшим конкурентом — HDD.

Несмотря на обилие различных устройств для хранения информации, популярность HDD и SSD в наше время неоспорима. Разница между этими двумя видами накопителей для обывателя очевидна: SSD дороже и быстрее, а HDD дешевле и вместительнее.

Отдельное внимание следует обратить на единицу измерения вместимости накопителей: исторически сложилось, что десятичные приставки, такие как кило- и мега-, в контексте информационных технологий подразумевают как десятая и двадцатая степень двойки. Для исключения путаницы были введены двоичные приставки киби-, меби- и другие. Разница этих приставок становится заметной с увеличением объема: покупая диск на 240 гигабайт, вы можете сохранить на нём 223.5 гибибайта информации.

Погружение в историю



Разработка первого жесткого диска велась с 1952 года компанией IBM. 14 сентября 1956 года был анонсирован итоговый результат разработок — IBM 350 Model 1. Накопитель вмещал 3.75 мебибайт данных при весьма нескромных габаритах: 172 сантиметра в высоту, 152 сантиметра в длину и 74 сантиметра в ширину. Внутри располагались 50 покрытых чистым железом тонких дисков диаметром 610 мм (24 дюйма). Среднее время поиска данных на диске занимало ~600 мс.

Время шло, и IBM уверенно улучшал технологию. В 1961 году представлен IBM 1301 вместимостью 18.75 мегабайт со считывающими головками на каждой пластине. В IBM 1311 появились съемные дисковые картриджи, а с 1970 года в IBM 3330 была внедрена система обнаружения и коррекции ошибок. Спустя три года появился IBM 3340 известный под названием «Winchester».

Винчестер (от англ. Winchester rifle) — общее название для винтовок и ружей, производившихся Winchester Repeating Arms Company в США во второй половине XIX века. Это были одни из первых многозарядных ружей, получивших огромную популярность среди покупателей. Своим названием они были обязаны основателю компании — Оливеру Фишеру Винчестеру (Oliver Fisher Winchester).

IBM 3340 состоял из двух шпинделей по 30 МиБ каждый, из-за чего инженеры называли этот диск «30-30». Это название напоминало о винтовке Winchester Model 1894 с патронами .30-30 Winchester, из-за чего Кеннет Хотон (Kenneth Haughton), руководящий разработкой IBM 3340, сказал «Если это 30-30, то это должен быть Винчестер» («If it's a 30-30, then it must be a Winchester.»). С тех пор «винчестером» называют не только винтовки, но и жесткие диски.


Спустя еще три года вышел IBM 3350 «Madrid» с 14-ти дюймовыми пластинами и временем доступа 25 мс.


Первый SSD-накопитель создан компанией Dataram в 1976 году. Накопитель Dataram BulkCore состоял из шасси с восьмью планками RAM-памяти объемом 256 КиБ каждая. В сравнении с первым жестким диском, BulkCore был крошечным: 50,8 см в длину, 48,26 см в ширину и 40 см в высоту. При этом время доступа к данным в этой модели составило всего 750 нс, что 30000 раз быстрее, чем у самого современного на тот момент HDD-диска.

В 1978 году основана компания Shugart Technology, которая спустя год меняет свое название на Seagate Technology во избежание конфликтов с Shugart Associates. Через два года работы Seagate на свет появляется ST-506 — первый жесткий диск для персональных компьютеров в форм-факторе 5.25 дюйма и вместимостью 5 МиБ.

Помимо появления Shugart Technology, 1978 год запомнился выпуском первого Enterprise SSD от компании StorageTek. StorageTek STC 4305 вмещал 45 МиБ данных. Этот SSD разрабатывался как замена IBM 2305, имел схожие размеры и стоил невероятные 400 000$.


В 1982 году SSD приходит на рынок персональных компьютеров. Компания Axlon специально для Apple II разрабатывает SSD-диск на RAM-чипах под названием RAMDISK 320. Поскольку накопитель создавался на базе энергозависимой памяти, в комплекте поставлялся аккумулятор для поддержания сохранности информации. Емкости аккумулятора хватало на 3 часа автономной работы в случае потери электропитания.

Спустя год компания Rodime выпустит первый жесткий диск RO352 на 10 МиБ в привычном для современного пользователя форм-факторе 3.5 дюйма. Несмотря на то, что это первый коммерческий диск в таком форм-факторе, Rodime по сути не сделала ничего инновационного.

Первым продуктом в этом форм-факторе считается флоппи-дисковод, представленный компаниями Tandon и Shugart Associates. Более того, компании Seagate и MiniScribe договорились о принятии промышленного стандарта 3.5 дюйма, «оставив за бортом» Rodime, которую ждала судьба «патентного тролля» и полный выход из индустрии производства накопителей.


В 1980 году, инженер Toshiba, профессор Фудзио Масуока, зарегистрировал патент на новый вид памяти, названный Flash-памятью типа NOR. Разработка заняла 4 года.

NOR-память представляет собой классическую 2D матрицу проводников, в которой на пересечении строк и столбцов установлено по одной ячейке (аналог памяти на магнитных сердечниках).

В 1984 профессор Масуока рассказал о своем изобретении на конференции International Electronics Developers Meeting, где компания Intel быстро оценила перспективность данной разработки. Компания Toshiba, в которой работал профессор Масуока, не считала Flash-память чем-то особенным, а потому удовлетворила просьбу Intel сделать несколько опытных образцов для изучения.

Проявленный компанией Intel интерес к разработке Фудзио, подтолкнул Toshiba выделить пять инженеров в помощь профессору на решение проблемы коммерциализации изобретения. Intel, в свою очередь, бросил три сотни сотрудников на создание собственного варианта Flash-памяти.

Пока Intel и Toshiba вели разработки в области Flash-накопителей, в 1986 произошло два важных события. Во-первых, официально стандартизирован SCSI — набор соглашений для взаимодействия между компьютерами и периферийными устройствами. Во-вторых, разработан интерфейс AT Attachment (ATA), известный под брендовым названием Integrated Drive Electronics (IDE), благодаря которому контроллер диска переместился внутрь диска.

Три года Фудзио Маусока трудился над улучшением технологии Flash-памяти и к 1987 году разработал NAND-память.

NAND-память — та же самая NOR-память, организованная в трехмерный массив. Основным отличием стало то, что алгоритм доступа к каждой ячейке стал сложнее, площадь ячеек стала меньше, а общая емкость значительно увеличилась.

Годом позже компания Intel разработала собственную Flash-память типа NOR, а компания Digipro сделала на ней накопитель под названием Flashdisk. Первая версия Flashdisk в максимальной комплектации вмещала 16 МиБ данных и стоила менее 500$


В конце 80-х и начале 90-х производители жестких дисков соревновались в уменьшении размеров дисков. В 1989 компания PrairieTek выпускает диск PrairieTek 220 на 20 МиБ в форм-факторе 2.5 дюйма. Спустя два года Integral Peripherals создает диск Integral Peripherals 1820 «Mustang» с тем же объемом, но уже 1.8 дюйма. Годом позже Hewlett-Packard сократила размер диска до 1.3 дюйма.

Компания Seagate хранила верность дискам в форм-факторе 3.5 дюйма и делала ставку на увеличение скорости вращения, выпустив в 1992 свою знаменитую модель Barracuda, первый жесткий диск со скоростью вращения шпинделя 7200 оборотов в минуту. Но на этом Seagate не собиралась останавливаться. В 1996 диски линейки Seagate Cheetah достигли скорости вращения 10000 оборотов в минуту, а через четыре года модификация Х15 раскручивалась аж до 15000 оборотов в минуту.

В 2000 году интерфейс ATA стал называться PATA. Виной тому стало появление интерфейса Serial ATA (SATA) с более компактными проводами, поддержкой «горячей замены» и повышенной скоростью передачи данных. Seagate и здесь взяла первенство, выпустив первый жесткий диск с таким интерфейсом в 2002.

Производство Flash-памяти изначально было очень дорогим, но в начале 2000-х стоимость резко снизилась. Этим воспользовалась компания Transcend, в 2003 выпустившая SSD-диски объемом от 16 до 512 МиБ. Через три года к массовому производству подключились компании Samsung и SanDisk. В этом же году IBM продает свое дисковое подразделение компании Hitachi.

Твердотельные накопители набирали обороты и возникла очевидная проблема: интерфейс SATA был медленнее, чем сами SSD-накопители. Для решения этой проблемы рабочая группа NVM Express Workgroup начала разработку NVMe — спецификацию на протоколы доступа к SSD напрямую по шине PCIe, минуя «посредника» в виде SATA-контроллера. Это бы позволило получать доступ к данным со скоростью шины PCIe. Через два года первая версия спецификации была готова, а еще через год появился первый NVMe-накопитель.

Различия между современными SSD и HDD


На физическом уровне разница между SSD и HDD легко заметна: в SSD отсутствуют механические элементы, а информация хранится в ячейках памяти. Отсутствие подвижных элементов приводит к быстрому доступу к данным в любом участке памяти, однако, существует ограничение на количество циклов перезаписи. Из-за ограниченного количества циклов перезаписи каждой ячейки памяти возникает необходимость в механизме балансировки — выравнивании изношенности ячеек путем переноса данных между ячейками. Эту работу выполняет контроллер диска.

Для проведения балансировки контроллеру SSD необходимо знать, какие ячейки заняты, а какие свободны. Запись данных в ячейку контроллер способен отследить сам, чего нельзя сказать об удалении. Как известно, операционные системы (ОС) не стирают данные с диска, когда пользователь удаляет файл, а помечают соответствующие участки памяти как свободные. Такое решение избавляет от необходимости ожидания дисковой операции при использовании HDD, но совершенно не подходит для работы SSD. Контроллер SSD-диска работает с байтами, а не с файловыми системами, и поэтому требует отдельного сообщения об удалении файла.

Так появилась команда TRIM (англ. — подрезать), с помощью которой ОС уведомляет контроллер SSD-диска об освобождении определенной области памяти. Команда TRIM необратимо стирает данные с диска. Не все операционные системы знают о необходимости отправлять эту команду твердотельным накопителям, а аппаратные RAID-контроллеры в режиме дисковых массивов никогда не отправляют TRIM дискам.

Продолжение следует…


В следующих частях мы расскажем про форм-факторы, интерфейсы подключений и о внутренней организации твердотельных накопителей.
В нашей лаборатории Selectel Lab Вы можете самостоятельно протестировать современные HDD и SSD диски и сделать собственные выводы.

habr.com

Что такое ssd накопитель и зачем он нужен?

Опубликовано 18.09.2018 автор — 4 комментария

Привет, друзья! Технологии не стоят на месте и с каждым годом развиваются все стремительней, особенно в компьютерной отрасли. Еще, казалось бы, вчера мы только узнали про три закона робототехники, сочиненные Айзеком Азимовым, а сегодня уже японцы конструируют кукол, электронная «начинка» которых пол мощности превосходит небольшую серверную, но которые и слыхом не слыхивали об упомянутых законах.

Изменения затронули и сферу сохранения данных. Сегодня вы узнаете, что такое SSD накопитель и зачем он нужен, нужен ли в принципе такой девайс или как-то можно без него обойтись.

Почему твердотельный

Такие накопители известны не первый год, однако большинство юзеров лишь недавно обратила на них свое внимание как на достойную альтернативу традиционным винчестерам. Так почему он называется твердотельный? Название происходит от английского слова Solid – «Твердое состояние». По сути, это обычная микросхема, построенная на полупроводниках – такая зеленая плата с кучей дорожек, которую видел каждый, кто хоть раз разбирал корпус электроприбора.

Архитектура устройства напоминает, уже ставшие привычными, флешки. В SSD используется такой же тип энергосберегающих схем памяти, которые не теряют данные, даже при длительном отсутствии питания. Разница только в габаритах, емкости и скорости записи. Кроме того, флешка рассчитана на использование как подключаемое внешнее устройство, а ССД все таки в большинстве случаев внутренний девайс.

Внешне, твердотельные накопители напоминают винчестеры, однако отличаются габаритами – они меньше. Согласно стандартизации здесь немного другие форм-факторы: например, M2 или U2. Это не значит, что ССД невозможно установить в обычный системник: существуют специальные адаптеры для старых корпусов, а новые корпуса уже оснащены посадочными местами.

Преимущества SSD

Может возникнуть закономерный вопрос – для чего вообще такое устройство в компьютере, если есть привычные и доступные в плане цены, винчестеры. А преимуществ у твердотельных накопителей аж несколько:Более высокая скорость чтения и записи данных. Это особо ценится пользователями, обрабатывающими большие по размеру файлы, а также геймерами, у которых игры грузятся быстрее.

Меньший расход питания. Для портативных компьютеров это решающий фактор, ведь устройство сможет проработать дольше на том же заряде батареи.

Больший срок эксплуатации. Вследствие отсутствия механических частей, выше вероятность того, что девайс не выйдет из строя в самый неподходящий момент.

Ударостойкость. При транспортировке устройства, выше вероятность, что из-за падения или механического воздействия пользователь не потеряет важные данные. В этом причина растущей популярности портативных ССД.

Часто SSD небольшого объема ставят на компьютер в качестве системного тома, для более быстрой загрузки операционной системы. Такой компьютер не только будет быстрее загружаться, но и ОС будет шустрее из-за быстрого доступа ко всем системным файлам.

Недостатки и ограничения

Вы можете спросить: если это устройство настолько шикарно, почему не все пользователи используют его в ПК? Увы, все по-прежнему упирается в стоимость: за аналогичную цену можно приобрести обычный винчестер емкостью, десятикратно превышающей SSD. При сборке или апгрейде компьютера, юзеры часто ограничены в средствах, поэтому приходится «осадить коней», лавируя между крутостью детали и ее стоимостью. А так бы мы понаставили всякого, ага.

Среди пользователей до сих пор существует заблуждение, что твердотельные накопители ненадежны. Да, это наблюдалось в момент их массового появления на рынке. Причина кроется в использовании дешевых контроллеров, которые не справились со своей задачей. Сегодня же самый дешевый SSD способен гарантированно «пережить» до 3 000 циклов перезаписи. У более качественных устройств эта цифра возрастает до 10 000. Это даже больше, чем у традиционного HDD.Еще один миф заключается в том, что операционную систему надо как-то хитро настроить для работы с твердотельным накопителем – например, отключить файл подкачки. Это не так. Все, что придется сделать пользователю – активировать в BIOS режим AHCI, необходимый для корректной работы устройства. Обратите внимание, что старые материнские платы этот режим не поддерживают – вместо него там уже ставший неактуальным IDE

Зачем оно надо

«Быть или не быть?» – подумает читатель. Купить SSD или сэкономить, купив что-то другое. Согласно отзывам моих клиентов, еще ни один не испытал недовольства из-за покупки такого девайса. Было несколько претензий по поводу гарантийного ремонта, но это уже статистическая погрешность, которая всегда проявляется при больших количествах продаж.

И если вы нервничаете каждый раз, когда компьютер начинает «тупить» и зависать, ССД – лучший вариант избавиться от таких явлений. Нервничать вы при этом, скорее всего, не перестанете, но уже найдете другую причину, а вот компьютер будет «летать» с таким накопителем.

Правда, есть одно маленькое «НО». К хорошему быстро привыкаешь, и потом работать на компьютере с обычным HDD вам будет немного некомфортно. Но это уже мелочи, не так ли?

И если вы уже направляетесь в инет-магазин за новеньким SSD накопителем, почитайте эту инструкцию – она поможет вам правильно выбрать хороший твердотельный накопитель. Также вам, возможно, будет интересен рейтинг жестких дисков для ПК за 2017 и 2018 год, конечно если считаете что без HDD никуда.

Советую обратить внимание на устройство Kingston SSDNow A400 120GB 2.5″ SATAIII TLC – хороший и доступный по цене накопитель на 120 Gb.

А на этом я на сегодня прощаюсь. Спасибо за внимание, друзья, и до следующих встреч. Не забывайте делиться публикациями моего блога в социальных сетях. Компьютерную грамотность – в массы! И подпишитесь на новостную рассылку, чтобы получать уведомления о поступлениях новых статей.

С уважением автор блога Андрей Андреев.

infotechnica.ru

Что такое SSD (твердотельный накопитель)

SSD (твердотельный накопитель) — это тип энергонезависимого носителя, на котором хранятся постоянные данные на твердотельной флэш-памяти. Два ключевых компонента составляют SSD: контроллер флэш-памяти и микросхемы флэш-памяти NAND . Архитектурная конфигурация контроллера SSD оптимизирована для обеспечения высокой производительности чтения и записи как для последовательных, так и для случайных запросов данных. SSD иногда называют флэш-накопителями или твердотельными дисками.

Что такое SSD-накопитель

SSd-накопитель

В отличие от жесткого диска (HDD), на SSD нет движущихся частей, которые можно сломать, раскрутить или опустить. Традиционный жесткий диск состоит из вращающегося диска с головкой чтения / записи на механическом рычаге, называемом приводом. Механизм жесткого диска и жесткий диск упакованы как единое целое. Предприятия и производители компьютеров исторически использовали вращающиеся диски из-за их более низкой удельной стоимости и более высокой средней долговечности, хотя в настоящее время твердотельные накопители широко распространены в настольных и портативных ПК.

Вращающийся жесткий диск считывает и записывает данные магнитно, что является одним из старейших носителей в непрерывном использовании. Однако магнитные свойства могут привести к механическим повреждениям. SSD, наоборот, считывает и записывает данные на подложку из взаимосвязанных чипов флэш-памяти, которые изготовлены из кремния . Производители строят твердотельные накопители, складывая микросхемы в сетку для достижения различной плотности.

Чтобы предотвратить нестабильность, производители твердотельных накопителей разрабатывают устройства с транзисторами с плавающим затвором ( FGR ) для удержания электрического заряда. Это позволяет SSD сохранять ранее зафиксированные данные, даже когда он не подключен к источнику питания. Каждый FGR содержит один бит данных, обозначенный как 1 для заряженного элемента или 0, если элемент не имеет электрического заряда.

Видео: что такое SSD  и чем он отличается от обычного жесткого диска

Как узнать когда включали компьютер в мое отсутствие

Как поставить будильник на компьютере

Почему не работает клавиатура на компьютере

Почему справа на клавиатуре не работают цифры

Как открыть диспетчер устройств

Как вызвать командную строку

История SSD: появление в корпоративном хранилище

Подробнее о развитии технологии твердотельных накопителей в статье —> История создания ssd 

Самые ранние твердотельные накопители обычно предназначались для бытовых устройств. Выход Apple iPod в 2005 году ознаменовал первое заметное устройство на базе флэш-памяти, которое широко проникло на потребительский рынок.

EMC — теперь известная как Dell EMC — считается первым поставщиком, включившим твердотельные накопители в аппаратные средства хранения данных предприятия, когда она добавила эту технологию в дисковые массивы Symmetrix в 2008 году. Это привело к появлению гибридных флэш-массивов, которые объединяют флэш-диски и Жесткие диски. По большей части корпоративные твердотельные накопители в гибридных массивах используются для кэширования операций чтения во флэш-памяти. Это связано с более высокой стоимостью и меньшим сроком службы твердотельных накопителей по сравнению с жесткими дисками.

Образ SSD

Самые ранние коммерчески разработанные твердотельные накопители были сделаны с использованием технологии флэш-памяти корпоративного многоуровневого элемента ( enterprise MLC ), которая имеет увеличенные циклы записи по сравнению с MLC потребительского уровня. На рынке продаются новые корпоративные твердотельные накопители, использующие трехуровневую ячейку ( TLC ). SSD, сделанные с 3D NAND, представляют собой следующую эволюцию. IBM, Samsung и Toshiba производят и продают твердотельные накопители с 3D NAND, в которых ячейки флэш-памяти расположены друг над другом в вертикальных слоях. Toshiba продала свой флеш-чип в 2017 году.

Внедрение на предприятиях флэш-памяти находится на подъеме в результате улучшения показателей износостойкости в твердотельном состоянии и падения цен на флэш-память, хотя ужесточение мировых поставок флэш-памяти остановило падение цен. Эксперты утверждают, что в некоторых случаях SSD начинают вытеснять традиционные диски, хотя в обозримом будущем ожидается, что флешки и жесткие диски будут сосуществовать на многих предприятиях. Например, твердотельные накопители предназначены для высокопроизводительного хранения, но в меньшей степени для долгосрочного архивирования и резервного копирования, которые обычно используют фиксированный диск.

Для чего используются твердотельные накопители?

Твердотельные накопители обеспечивают более быстрое хранение и другие преимущества в производительности, чем фиксированные диски. Компании с быстро растущей потребностью в более высоком входе / выходе (I / O) стимулировали разработку и внедрение SSD. Поскольку SSD имеют меньшую задержку, чем HDD, они могут эффективно обрабатывать как тяжелые операции чтения, так и случайные рабочие нагрузки. Эта меньшая задержка обусловлена ​​способностью флэш-SSD считывать данные непосредственно и сразу из определенного местоположения флэш-SSD-ячейки.

Массив все-флэш занимает только SSD — накопители в качестве хранилища. Гибридный флэш-массив объединяет дисковое хранилище и твердотельные накопители с флэш-памятью, используемой для кэширования оперативных данных, которые впоследствии записываются на диск или ленту. В конфигурациях флэш-памяти на стороне сервера на компьютерах x86 устанавливаются твердотельные накопители для поддержки целевых рабочих нагрузок, иногда в сочетании с сетевым хранилищем.

Высокопроизводительные серверы, ноутбуки, настольные компьютеры или любые приложения, которым требуется доставлять информацию в режиме реального времени или почти в реальном времени, могут извлечь выгоду из технологии твердотельных накопителей. Эти характеристики делают корпоративные твердотельные накопители пригодными для разгрузки операций чтения из баз данных с интенсивными транзакциями, для облегчения загрузочных штормов с помощью инфраструктуры виртуальных рабочих столов (VDI) или внутри массива хранения для локального размещения горячих данных для внешнего хранилища в гибридном облачном сценарии.

SSD используются в различных потребительских устройствах, включая компьютерные игры, цифровые камеры, цифровые музыкальные плееры, ноутбуки, ПК, смартфоны, планшеты и флэш-накопители. Эти устройства не предназначены для обеспечения такого же уровня производительности или долговечности, как корпоративные твердотельные накопители.

Основные особенности

Твердотельный накопитель

Несколько особенностей характеризуют дизайн SSD. Поскольку он не использует движущихся частей, твердотельный накопитель не подвержен механическому повреждению, которое происходит с жесткими дисками. Он также тише и потребляет меньше энергии, чем его дисковый аналог. А поскольку твердотельные накопители весят меньше, чем жесткие диски, они хорошо подходят для ноутбуков и мобильных вычислительных устройств.

Кроме того, программное обеспечение контроллера SSD включает в себя интеллектуальную аналитику, которая заранее предупреждает пользователя о потенциальной неисправности диска. Поскольку флеш-память податлива, поставщики массивов из всех флеш-накопителей могут манипулировать полезной емкостью хранения с помощью методов сокращения данных.

SSD обычно состоят из одноуровневой ячейки ( SLC ) или флэш-памяти MLC . Диски SLC хранят 1 бит данных на ячейку флэш-носителя. SSD на базе MLC удваивают емкость диска, записывая данные в два сегмента. На рынке продаются новые твердотельные накопители, известные как TLC, которые хранят 3 бита данных на каждую флэш-ячейку. TLC дешевле, чем SLC или MLC, что делает его привлекательным вариантом для производителей потребительских флэш-устройств. Твердотельные накопители на основе TLC обеспечивают большую емкость флэш-памяти и дешевле, чем MLC или SLC, хотя и имеют более высокую вероятность гниения битов из-за наличия восьми состояний в ячейке.

Терминология SSD

Производители полупроводников продолжают разрабатывать все меньшие и меньшие наборы микросхем, которые позволяют использовать высокоплотные твердотельные накопители. Intel, Micron, Samsung и Western Digital предлагают твердотельные накопители на основе 64-слойной флэш-памяти NAND. В настоящее время корейский производитель флэш-накопителей SK Hynix объявил о создании самого плотного твердотельного накопителя — 72-слойного устройства NAND объемом 256 ГБ. В 2018 году Intel и Micron представили четырехуровневую ячейку NAND.

Срок службы SSD против HDD

На срок службы твердотельных накопителей и жестких дисков влияет ряд факторов, в том числе влажность и влияние окислителей металлов внутри накопителей. Данные на обоих типах носителей со временем будут ухудшаться, поскольку жесткие диски обычно поддерживают большее число устройств записи дисков в день .

Как уже отмечалось, движущиеся части жестких дисков увеличивают вероятность отказов. Чтобы компенсировать это, производители жестких дисков добавят датчики удара для защиты дисков и других компонентов внутри персональных вычислительных устройств. Датчик этого типа использует пьезорезисторы, чтобы определить, не собирается ли машина упасть, и затем предпримет шаги, чтобы отключить жесткий диск и связанное с ним критическое оборудование.

Воздействие тепла является еще одним фактором, влияющим на срок службы накопителя, особенно для твердотельных накопителей. Эксперты отрасли рекомендуют хранить неиспользуемые или простаивающие твердотельные накопители при низких температурах, чтобы продлить срок их службы. Когда SSD работает при высоких температурах в течение длительного периода времени, он может способствовать утечке электронов из флэш-памяти NAND.

Flash поддерживает ограниченное число операций записи на диск в день. Уровень хранения данных уменьшается по мере того, как все больше данных записывается во флэш-ячейки. Корпоративные SSD спроектированы с большей выносливостью, чем потребительские SSD.

SSD форм-факторы

HDD и SSD накопители

SSD не имеют физических ограничений HDD. Это позволяет производителям приводов предлагать твердотельные накопители в различных форм-факторах. Наиболее распространенным форм-фактором является 2,5-дюймовый твердотельный накопитель, который доступен на нескольких высотах и ​​поддерживает протоколы SCSI ( SAS ) с последовательным подключением, SATA и протокол энергонезависимой памяти ( NVMe ).

Инициатива по созданию твердотельных хранилищ (SSSI) , проект Ассоциации индустрии сетей хранения данных (SNIA) , определила три основных форм-фактора SSD для предприятия.

SSD, которые имеют традиционный форм-фактор HDD и вписываются в те же слоты SAS и SATA на сервере.
Твердотельные карты, которые используют стандартные форм-факторы карт расширения, например карты с последовательным портом периферийных компонентов ( PCIe ), которые находятся на печатной плате. SSD, подключенный по PCIe, не требует сетевых адаптеров (HBA) для передачи команд, что повышает производительность системы хранения. Эти устройства включают твердотельные накопители U.2 , которые обычно считаются возможной заменой дисков miniSATA, используемых в настоящее время в тонких ноутбуках.

Твердотельные модули, которые находятся в двухканальном модуле памяти ( DIMM ) или двухканальном модуле памяти с малым контуром (SO-DIMM) и могут использовать стандартный интерфейс жесткого диска, такой как SATA. Эти устройства известны как энергонезависимые карты DIMM ( NVDIMM ).

В компьютерной системе используются два типа оперативной памяти (RAM): динамическая оперативная память ( DRAM ), которая теряет данные при потере питания, и статическая оперативная память ( SRAM ). NVDIMM предоставляют постоянное хранилище, необходимое компьютеру для восстановления данных. NVDIMM размещает вспышку рядом с материнской платой, но операции выполняются в DRAM. Флэш-компонент вставляется в шину памяти для резервного копирования в высокопроизводительном хранилище.

И SSD, и RAM содержат твердотельные микросхемы, но эти два типа памяти функционируют по-разному в компьютерной системе. Как уже отмечалось, флэш-память является носителем данных, а ОЗУ является активной памятью, которая выполняет вычисления данных, извлеченных из хранилища.

График форм-факторов SSD

Следует отметить два новых форм-фактора: твердотельные накопители M.2 и U.2. М.2 SSD изменяется по длине — как правило , от 42 мм до 110 мм — и крепится непосредственно к материнской плате. Он общается через NVMe или SATA. В отличие от традиционного форм-фактора SSD, устройство M.2 не поддерживает горячую замену, а его небольшой размер ограничивает площадь поверхности для отвода тепла, что со временем снижает его производительность и стабильность. В корпоративном хранилище твердотельные накопители M.2 часто используются в качестве загрузочного устройства. А в потребительских устройствах, таких как ноутбук, SSD M.2 обеспечивает расширение емкости.

SSD U.2 описывает 2,5-дюймовый PCIe SSD. Эти устройства малого форм-фактора ранее были известны как SFF-8639. Интерфейс U.2 позволяет вставлять высокоскоростные твердотельные накопители PCIe на базе NVMe в объединительную панель компьютера без необходимости выключать серверы и хранилище.

Типы энергонезависимой памяти SSD

Схемы NAND и NOR различаются по типу используемого логического элемента , при этом устройства NAND используют 8-контактный последовательный доступ к данным. Флэш-память NOR обычно используется в мобильных телефонах, а устройства NOR поддерживают 1-байтовый произвольный доступ.

NOR против NAND флэш-памяти

По сравнению с NAND флэш-память NOR обеспечивает быстрое считывание, но, как правило, это более дорогая технология памяти. NOR записывает данные большими порциями, что означает, что NOR требуется больше времени для стирания и записи новых данных. Возможности произвольного доступа NOR используются для выполнения кода, в то время как флэш-память NAND предназначена для хранения. Большинство смартфонов поддерживают оба типа флэш-памяти, используя NOR для загрузки операционной системы и съемные карты NAND для увеличения емкости устройства.

Покупательские соображения

Почему ssd прослужит не так долго, как хотелось бы

NAND flash включает в себя инструменты для обнаружения битовых ошибок и исправления перевернутых битов. Эмпирическое правило заключается в том, что требования ECC возрастают с увеличением количества уровней клеток.

  1. Долговечность. Каждая гарантия на твердотельный накопитель распространяется на ограниченное количество циклов привода, которое определяется типом флэш-памяти NAND. SSD, используемый только для чтения, не требует такого же уровня выносливости, как SSD, предназначенный для обработки в основном операций записи.
  2. Фактор формы. Как уже отмечалось, форм-фактор определяет, работает ли заменяемый твердотельный накопитель с существующим хранилищем, и имеет ли это значение для плотности — количества твердотельных накопителей, которые могут поместиться в одном шасси, — и нужно ли переводить серверы в автономный режим для замены твердотельных накопителей.
  3. Особенности интерфейса SSD связываются с процессором компьютера посредством электрического сигнала. Интерфейс определяет максимальную пропускную способность и минимальные пороги задержки, а также возможности расширения SSD. Производители определяют свои твердотельные накопители для NVMe, SAS и SATA, а интерфейс SATA обычно является наименее дорогим типом накопителя. Квалификация поставщиков предназначена для того, чтобы помочь покупателям сравнивать устройства по вместимости, выносливости, производительности, физическим размерам и цене.
  4. Инструменты мониторинга и управления. NVME, SAS и SATA используют технологию самоконтроля, анализа и отчетности ( SMART ) для выполнения проверок работоспособности для обеспечения стабильной производительности. Мониторинг SMART включает такие вещи, как автоматические оповещения и отчеты о сроке службы, а также обновления прошивки, изменение размера, форматирование SSD и операции дезинфекции.
  5. Потребление энергии. Интерфейс привода также определяет максимальную мощность SSD, хотя многие корпоративные SSD спроектированы для настройки во время работы. Эта функция позволяет пользователям разумно оптимизировать производительность или мощность устройства.
  6. Резервирование мощности. Твердотельные накопители содержат небольшой кэш-память ОЗУ для защиты транзакционных и других критически важных корпоративных данных. Данные хранятся в ОЗУ и впоследствии записываются в недавно удаленный блок флэш-памяти на SSD. Это гарантирует, что данные не будут потеряны. Кроме того, корпоративные твердотельные накопители включают в себя несколько встроенных конденсаторов для запуска твердотельного накопителя и обеспечения завершения записи из ОЗУ.

Производители SSD

На рынке твердотельных накопителей доминирует несколько крупных производителей, включая Intel, Kingston Technology, Micron, SK Hynix, Samsung, SanDisk, Seagate Technology, Viking Technology и Western Digital Corp. Micron, Samsung и Seagate производят и продают флэш-чипсеты NAND твердым поставщики накопителей, а также продающие твердотельные накопители на базе собственных флэш-чипов.

Емкость хранения на самых ранних SSD была ограничена по сравнению с устаревшими HDD. Совсем недавно производители твердотельных накопителей переместили иглу, откачав флэш-накопители большей емкости. Intel, Micron, Samsung и Western Digital предлагают твердотельные накопители на основе 64-слойной флэш-памяти NAND.

В 2018 году бывший производитель флэш-массивов Nimbus Data представил твердотельный накопитель емкостью 100 ТБ. Корейский производитель флэш-накопителей SK Hynix объявил о создании самого плотного твердотельного накопителя — 72-слойного устройства NAND объемом 256 ГБ.

Samsung и Seagate среди известных производителей SSD проводят дуэли, чтобы узнать, кто победит в войнах за емкость SSD. Твердотельные накопители Samsung PM1643 имеют емкость 30 ТБ в 2,5-дюймовом форм-факторе. Компания Seagate представила для предприятий твердотельный накопитель емкостью 60 ТБ.

Цены на SSD

Исторически цена на твердотельные накопители была намного выше, чем на обычные жесткие диски. В связи с совершенствованием технологии производства и расширением емкости микросхем цены на твердотельные накопители снижались, что позволило потребителям и клиентам корпоративного уровня переоценить твердотельные накопители как жизнеспособную альтернативу традиционному хранилищу. Это явление изменилось несколько раз в последние годы.

Рыночная цена на твердотельные накопители зависит от закона Мура , а также от спроса и предложения. Для создания плотного 3D NAND SSD требуется больше шагов по сравнению с процессом 2D NAND. Производители изо всех сил пытались увеличить урожайность, чтобы гарантировать, что они встретили глобальный спрос, со смешанными результатами в последние годы.

В период с 2015 по 2017 год мировой спрос на флеш-чипы превысил предложение. В результате производители твердотельных накопителей вынуждены были бороться за заполнение своих трубопроводов. Колеблющийся спрос на флеш-чипы оставлял цены на твердотельные накопители переменными, но цена на твердотельные накопители остается выше, чем на жестких дисках.

В отчете TrendForce, аналитической компании TrendForce, расположенной в Тайбэе, Тайвань, в июне 2018 года говорится, что контрактные цены начали падать из-за избытка флеш-чипов. Результирующее снижение цен способствовало расширению использования клиентских твердотельных накопителей, включая диски PCIe.

SSD против всех

SSD против HDD

Производительность SSD считается намного выше, чем у электромеханических накопителей с самой высокой производительностью. Время поиска и время ожидания также значительно сокращаются, и пользователи обычно получают гораздо более быстрое время загрузки.

Твердотельный накопитель использует выравнивание износа для увеличения срока службы привода. Выравнивание износа обычно управляется контроллером флэш-памяти, который использует алгоритм для упорядочения данных, поэтому циклы записи / стирания равномерно распределяются между всеми блоками в устройстве. Другой метод — избыточное выделение SSD, чтобы минимизировать влияние усиления записи при сборке мусора. Это ограничивает используемое хранилище на SSD до определенного процента.

Кроме того, твердотельные накопители имеют установленную продолжительность жизни с конечным числом циклов записи, прежде чем производительность станет неустойчивой. На самом деле это не является недостатком, так как жесткие диски также портятся и со временем выходят из строя.

Производительность чтения жесткого диска может пострадать, когда данные разделены на различные сектора на диске. Способ восстановления диска — это метод, известный как дефрагментация. Твердотельные накопители не хранят данные магнитным способом, поэтому производительность чтения остается стабильной, независимо от того, где данные хранятся на диске. Благодаря меньшей задержке твердотельные накопители оптимизированы для сокращения встроенных данных с минимальным влиянием на производительность приложений.

Как очистить жесткий диск

Как проверить скорость жесткого диска

SSD против eMMC

Встроенная карта MultiMediaCard (eMMC) обеспечивает встроенную флэш-память на компьютере. EMMC устанавливается непосредственно на материнскую плату компьютера. Архитектура, формализованная отраслевой группой JEDEC, включает в себя флэш-память NAND и контроллер, выполненный в виде интегральной схемы.

Устройство eMMC имеет меньше логических элементов, чем SSD, обеспечивая производительность, примерно эквивалентную производительности SSD. Разница заключается в емкости: стандартная eMMC имеет размер от 32 до 128 ГБ и, таким образом, не может справиться с большими потребностями в хранилище.

EMMC

В портативных устройствах eMMC служит в качестве основного хранилища или в качестве дополнения к съемным картам памяти Secure Digital (SD) и мультимедийным картам microSD. Хотя это историческое использование устройств eMMC, они все чаще используются в датчиках внутри подключенных устройств Интернета вещей ( IoT ).

Другие типы потребительских флэш-карт, используемых в бытовой электронике, включают в себя карты SD для шифрования данных на цифровых устройствах, съемные карты microSD для мобильных телефонов, карты Secure Digital High Capacity (SDHC) для изображений и видео высокой четкости, карты памяти для передачи фотографий и видео файлы и карты универсальной последовательной шины Plug-and-Play, которые вставляются в USB-разъем компьютера.

SSD против гибридного жесткого диска

Хотя не так широко используется в качестве стандартного твердотельного накопителя, альтернатива, известная как гибридный жесткий диск ( HHD ), устраняет разрыв между флэш-памятью и магнитным хранилищем с фиксированным диском. HHD используются для обновления ноутбуков, как по емкости, так и по производительности.

HHD имеют традиционную дисковую архитектуру, которая добавляет примерно 8 ГБ флэш-памяти NAND в качестве буфера для дисковых рабочих нагрузок. Чип контроллера HHD определяет, помещены ли данные на диск или модуль SSD.

Образ гибридного жесткого диска

Таким образом, HHD лучше всего подходит для компьютеров с ограниченным числом приложений, таких как ускорение времени загрузки. Цена на гибридный жесткий диск немного меньше, чем у жесткого диска. Для сравнения, цена SSD значительно выше благодаря интеграции более дорогих чипов NAND.

Появление флеш-массивов

Nimbus Data, Pure Storage, Texas Memory Systems и Violin Memory были одними из стартапов, которые помогли внедрить массивные флэш-накопители, использующие твердотельное хранилище для замены жесткого диска. Успех стартапов с флэш-памятью побудил известных поставщиков начать продажу модернизированных версий с флэш-памятью своих традиционных дисковых массивов. IBM считается первым крупным поставщиком систем хранения данных, выпустившим специализированную платформу с массивом флэш-памяти под названием FlashSystem, основанную на технологии, полученной в результате приобретения Texas Memory Systems в 2012 году.

В том же 2012 году EMC приобрела XtremIO и теперь поставляет флеш-систему на основе технологии XtremIO. Другие массивы флэш-памяти Dell EMC включают флагманскую систему PowerMax, системы серии SC (ранее Compellent) и серии PS (ранее EqualLogic).

Hewlett Packard Enterprise (HPE) продает массивы 3PAR с флеш-памятью, а также флэш-память и гибридные сети хранения данных Nimble Storage. В состав всех флэш-массивов NetApp входят флагманские системы, подключенные к All-Flash Fabric, а также массивы SolidFire, приобретенные в 2015 году.

Dell EMC, HPE, Kaminario, Pure и SolidFire (теперь часть NetApp) поставляют системы с полной флэш-памятью, включающие твердотельные накопители, сделанные с энергонезависимыми накопителями TLC NAND.

Твердотельные флэш-накопители традиционно предназначены для использования интерфейса SATA для подключения хранилища к сетевым серверам с использованием хост-адаптеров и других компонентов. Более новая итерация серверного флэш-хранилища включает SSD, предназначенные для установки в слоты PCIe на серверах. Каждый SSD с поддержкой PCIe обменивается данными напрямую с материнской платой сервера, используя выделенное соединение точка-точка, что существенно устраняет конфликт ресурсов и снижает задержки.

Как правильно выбрать твердотельный сервер

При выборе решения для кеширования вам придется выбирать физическое флэш-устройство, которое можно использовать с помощью программного обеспечения для кеширования. В конце концов, это сочетание аппаратного и программного обеспечения, которое фактически составляет предложение. Сегодня существует три основных варианта серверной флэш-памяти:

Твердотельные накопители

Путь наименьшего сопротивления, но они обеспечивают наименьшую производительность. SSD — это флэш-устройства, которые имеют форм-фактор традиционного жесткого диска. Они подключаются через SATA или SAS и позволяют сделать очень экономичный первый шаг в мир твердого тела. Для многих сред достаточно повышения производительности от SATA или SAS SSD.

Флэш -память на основе PCIe

Флэш -память на основе PCIe — это следующий шаг в повышении производительности. Хотя эти устройства обычно предлагают большую пропускную способность и большее число операций ввода-вывода в секунду, их реальная привлекательность заключается в значительно меньшей задержке. Есть и другие преимущества, в том числе тот факт, что они не потребляют отсеки для дисков. Недостатком является то, что для большинства этих предложений требуется собственный драйвер и ограниченная встроенная защита данных.

Флэш-модули DIMM

Флэш-модули DIMM — это еще один шаг к сокращению задержки, который идет еще дальше, чем флэш-карты PCIe, устраняя потенциальную конкуренцию по шине PCIe. Но, как и флэш-карты PCIe, им требуются пользовательские драйверы и, уникальные для флэш-памяти DIMMS, специфические изменения в основной системе ввода-вывода памяти только для чтения на материнской плате.

Поставщики SSD также разрабатывают устройства PCIe на основе появляющегося протокола NVMe, набора спецификаций, предназначенных для работы на уровне хост-контроллера. Спецификации NVMe якобы направлены на увеличение пропускной способности устройств PCIe за счет оптимизации стека ввода-вывода, устранения задержки, связанной с твердотельными накопителями на основе SAS и SATA.

Приложения взаимодействуют напрямую с твердотельным накопителем NVMe через шину PCIe. Следующий ожидаемый этап включает разработку экосистемы для NVMe поверх Fabrics , позволяющей передавать команды между хост-сервером и целью твердотельного хранилища по Fibre Channel, InfiniBand и Ethernet.

Гибридная флэш-память

Достижения в области производства SSD и другие усовершенствования позволяют технологии играть более важную роль в энергонезависимой памяти. Однако появляются новые конфигурации каналов памяти, которые объединяют флэш-память и DRAM сервера. Эти гибридные устройства флэш-памяти являются ответом на DRAM, приближающийся к теоретическому пределу масштабирования.

Другой тип развертывания хранилища на основе сервера включает вставку флэш-памяти в слоты DIMM материнской платы. Также известный как хранилище в памяти, DIMM на основе флэш-памяти не должен пересекать контроллер PCIe или конкурировать с другими картами, таким образом снижая задержку еще больше по сравнению с картами флэш-памяти PCIe. Когда-то считавшаяся ведущим поставщиком флэш-карт DIMM, Diablo Technologies представила свои чипы ULLtraDIMM и eXFlash DIMM на рынке в рамках партнерских отношений с производителями оригинального оборудования (OEM) с IBM и SanDisk. Diablo не в состоянии поддерживать свою бизнес-модель в 2017 году.

Micron и Intel совместно разработали постоянное хранилище — 3D XPoint под маркой — которое заявляет, что оно такое же быстрое, как DRAM, но по цене от DRAM до NAND. Первый коммерческий продукт, основанный на 3D XPoint, — это семейство твердотельных накопителей Intel Optane.

Intel Optane SSD

Первый твердотельный твердотельный накопитель Intel на базе 3D XPoint.
Перед приобретением Western Digital компания SanDisk в 2015 году объявила о партнерстве с HPE по разработке ReRam, также известного как резистивная оперативная память . Производители утверждают, что ReRam будет похож на 3D NAND flash, но дешевле в изготовлении, чем DRAM. Тем не менее, прототипы совместного проекта еще не реализованы, и были сообщения, что HPE отложила проект после приобретения SanDisk.

Сообщается, что аналогичные инициативы ReRam осуществляются с участием Fujitsu и Panasonic, и Crossbar пытается добиться успеха с помощью технологии ReRam в различных отраслях, в том числе в развивающемся интернете вещей.

Интересные записи:

Как увеличить быстродействие компьютера

Как писать текст в Paint

Сохранение картинки в формате jpg

Как изменить размер шрифта на компьютере

Как изменить разрешение экрана монитора

Подключение телефона к компьютеру через usb

Как уменьшить размер изображения

Как создать невидимую папку

medicina-treat.ru

Что такое SSD и зачем он нужен: простым языком о твердотельных накопителях

Дата: 15.04.2017 | Рубрика: Комплектующие ПК

Если вы посмотрите на современный ноутбук или персональный компьютер, вы наверняка увидите в списке комплектующих наличие твердотельного накопителя. Эта форма хранилища данных на рынке уже не первый год, но только недавно была воспринята отраслью и потребителями как жизнеспособная альтернатива традиционным жестким дискам.

Что такое SSD и зачем он нужен

Итак, что же представляет из себя твердотельный накопитель SSD и каков он в сравнении с классическими жесткими дисками — HDD?

Еще по теме: «ТОП лучших SSD».

Что такое твердотельный накопитель

Что за странное слово такое? Твердотельный? Название происходит от английского слова «Solid», что в переводе означает «Твердое состояние». Под твердым состоянием подразумевается электронная схема, полностью построенная из полупроводников и представляющая из себя, по сути, обычную микросхему ( зелененькая такая, с кучей непонятных «дорожек» на ней).

полупроводниковая микросхема

«М-да, но ведь так было всегда и во всех устройствах, которые мы ломали в детстве» — подумали некоторые, а может и многие. Но нет, вернее — да, но нет. То есть, да, в тех устройствах, что вы и я ломали в детстве, действительно, уже были сплошь и рядом одни зеленые микросхемы, но до этого, давным-давно, большинство устройств состояло из вакуумных трубок, различных проводов, переключателей и кучи других всевозможных деталей. Хорошим примером такого устройства является транзисторное радио, экземпляры которых могут помнить меломаны времен СССР и начала 90-х..

Транзисторное радио. Кто пользовался таким? :)

Так вот, Solid-state drive — это твердотельный накопитель, устройство для хранения цифровых данных, основанное на полупроводниковой микросхеме памяти. Углубляться в тонкости не буду (да я особо этих тонкостей и не знаю — хе-хе), дабы не засорять ваш мозг лишней, никому ненужной фигней.

Времена винтажных транзисторов давно канули в лету, и в наше время почти все электронные устройства сделаны на основе полупроводников, включая то самое радио.

Но, если говорить о такой нише рынка как «носители данных», то, до недавнего времени, балом правили хорошо нам известные жесткие диски, чей принцип работы основан на взаимодействии магнитных дисков, а не полупроводников, как в SSD.

Традиционный HDD

Сейчас вы можете возразить, мол, такие хранилища данных существуют уже давно в виде flash-накопителей, подключаемых к USB-разъему. И вы, по большому счету, будете правы, ведь SSD и flash используют один и тот же тип энергосберегающих схем памяти, которые сохраняют свою информацию даже при отсутствии питания. Разница заключается в форм-факторе и емкости накопителей, а так же в том, что flash-накопитель предназначен для внешнего использования в компьютерной системе, а SSD для размещения внутри компьютера, вместо традиционного жесткого диска, или рядом с ним.

Еще по теме: «Как выбрать твердотельный накопитель».

Большинство SSD внешне очень похожи на классические HDD, разница лишь в форм-факторе (грубо говоря, в размере посадочного места). Жесткие диски, как правило, имеют форм-фактор 3,5’’ и именно такими посадочными местами оснащены системные блоки последних лет. У SSD размеры более компактные, соответственно, форм-фактор поменьше — 1,8’’ и 2,5’’. Но, это не значит, что такие SSD нельзя установить в старые корпуса, ведь проблема совместимости решается с помощью специальной каретки, либо с помощью подручных средств и фантазии.

HDD и SSD

Некоторые SSD внешне больше похожи на микросхемы карт памяти, чем на HDD, потому что представляют из себя попросту микросхему, имеющую разъем для подключения. К таким твердотельным накопителям относятся модели с форм-фактором M.2 и PCI-Express.

M.2 SSD

Существуют еще гибридные жесткие диски — SSHD, которые совмещают в себе выгодные стороны HDD и твердотельных накопителей. Форм-фактор и объем памяти у них такой же, как и у жестких дисков, но при этом они имеют некоторые приятные способности SSD.

Зачем использовать SSD

Твердотельные накопители имеют ряд преимуществ по сравнению с магнитными жесткими дисками и они обусловлены тем, что в SSD нет движущихся частей, в то время как в HDD есть двигатели для вращения магнитных пластин и приводных головок. Все хранилища на твердотельном накопителе обрабатываются микросхемами flash-памяти, и это дает три очевидных преимущества:

  • Меньший расход питания — это ключевой фактор, почему использование SSD в портативных компьютерах стал так востребован, ведь в отличие от жестких дисков, в SSD не требуется питание для двигателей, соответственно, существенно уменьшено энергопотребление;
  • Более быстрый доступ к данным — поскольку накопителю не надо раскручивать диск и перемещать головки, данные читаются и записываются с невероятно быстрой скоростью, что добавляет очень много приятных ощущений в использовании ПК или ноутбука;
  • Высокая надежность — жесткие диски являются очень хрупкими и чувствительными к различным внешним факторам устройствами. Даже небольшой встряски или падения достаточно для того, чтобы вызвать проблемы в работе HDD. Поскольку в SSD нет движущихся частей, а данные хранятся в микросхеме, вероятность повреждения диска от случайного падения или от перевозки в автомобиле, гораздо меньше.

В совокупности, эти факторы делают то, что происходит сейчас — постепенное вытеснение с рынка магнитных жестких дисков. Но, так как стоимость на SSD еще довольно велика, полная миграция пользователей с HDD на SSD будет проходить не один год, а то и десятки лет. Кстати, об этом.

Почему SSD не используется на всех ПК

Основным ограничивающим фактором использования твердотельных накопителей в портативных и настольных компьютерах является их высокая стоимость. За последнее время SSD, конечно, стали более доступны, поскольку цена на устройства снизилась до разумных значений, но один мегабайт на SSD по-прежнему стоит примерно в три раза дороже, чем тот же мегабайт на HDD. А то и больше, ведь чем выше емкость диска, тем более сильной становится разница в цене.

Хороший SSD 500 Гб за 200$

Емкость также является важным фактором в принятии твердотельных накопителей как единственной безальтернативной технологией для хранения данных. Средний портативный компьютер, оснащенный SSD, будет иметь объем памяти от 128 до 256 Гб. Это примерно эквивалентно тому, что еще несколько лет назад ставили в ноутбуки — сегодня большинство ноутов оснащены HDD емкостью 500 Гб и более. Настольные системы имеют еще больший дисбаланс между SSD и жесткими дисками, поскольку средний ПК оснащен HDD объемом от 1 Тб.

Поэтому, в данный момент полный переход пользователей на SSD не является целесообразным, ввиду большой стоимости и небольшого объема. Но, на самом деле, дело даже скорее в первом, чем во втором, ведь есть SSD и на 4 Гб, но они стоят достаточно серьезных вложений средств. В связи с этим, вторая причина скорее вытекает из первой — очень высокая цена на устройства.

Понравилась статья? Лучшей благодарностью для меня будет Ваш репост этой страницы в социальных сетях:

Комментарии:

samnastroyu.ru


Смотрите также



© 2010- GutenBlog.ru Карта сайта, XML.