Disc SSD - ce este și cu ce este folosit. Solid State Drive (SSD), de ce este nevoie?

Până de curând, atunci când cumpăra un computer nou și alege unitatea de instalat, utilizatorul avea o singură alegere - un HDD. Și atunci ne-au interesat doar doi parametri: viteza axului (5400 sau 7200 RPM), capacitatea discului și dimensiunea cache-ului.

Să ne uităm la avantajele și dezavantajele ambelor tipuri de unități și să facem o comparație clară între HDD și SSD.

Principiul de funcționare

O unitate tradițională, sau ROM (memorie numai pentru citire), așa cum este numită în mod obișnuit, este necesară pentru a stoca date chiar și după o întrerupere completă a curentului. Spre deosebire de RAM (memorie cu acces aleatoriu) sau RAM, datele stocate în memorie nu sunt șterse atunci când computerul este oprit.

Un hard disk clasic este format din mai multe „clătite” metalice cu un strat magnetic, iar datele sunt citite și scrise folosind un cap special care se mișcă deasupra suprafeței discului care se rotește cu viteză mare.

Unitățile cu stare solidă au un principiu de funcționare complet diferit. SSD-ului îi lipsește complet orice componente mobile, iar „internele” sale arată ca un set de cipuri de memorie flash situate pe o singură placă.

Astfel de cipuri pot fi instalate fie pe placa de bază a sistemului (pentru modele deosebit de compacte de laptopuri și ultrabook-uri), pe o cartelă PCI Express pentru computere desktop, fie pe un slot special pentru laptop. Cipurile folosite în SSD-uri sunt diferite de cele pe care le vedem într-o unitate flash. Sunt mult mai fiabile, mai rapide și mai durabile.

Istoricul discului

Hard disk-urile magnetice au o istorie foarte lungă (desigur, după standardele dezvoltării tehnologiei informatice). În 1956, IBM a lansat un computer puțin cunoscut IBM 350 RAMAC, care a fost echipat cu un dispozitiv de stocare imens de 3,75 MB conform respectivelor standarde.

Aceste dulapuri ar putea stoca până la 7,5 MB de date

Pentru a construi un astfel de hard disk, au trebuit instalate 50 de plăci metalice rotunde. Diametrul fiecăruia era de 61 de centimetri. Și toată această structură gigantică ar putea stoca... doar o melodie MP3 cu un bitrate scăzut de 128 Kb/s.

Până în 1969, acest computer a fost folosit de guvern și de institutele de cercetare. Cu doar 50 de ani în urmă, un hard disk de această dimensiune era destul de potrivit pentru omenire. Dar standardele s-au schimbat dramatic la începutul anilor 80.

Pe piață au apărut dischete de 5,25 inchi (13,3 centimetri), iar puțin mai târziu versiuni de 3,5 și 2,5 inchi (laptop). Astfel de dischete puteau stoca până la 1,44 MB de date, iar un număr de computere din acea vreme erau furnizate fără un hard disk încorporat. Acestea. Pentru a porni sistemul de operare sau shell-ul software, trebuia să introduceți o dischetă, apoi să introduceți mai multe comenzi și abia apoi să începeți să lucrați.

De-a lungul întregii istorii a dezvoltării hard disk-ului, au fost schimbate mai multe protocoale: IDE (ATA, PATA), SCSI, care s-a transformat ulterior în celebrul SATA, dar toate au îndeplinit singura funcție de „punte de conectare” între placa de bază. și hard disk-ul.

De la dischete de 2,5 și 3,5 inchi cu o capacitate de o mie și jumătate de kilobytes, industria calculatoarelor a trecut la hard disk-uri de aceeași dimensiune, dar cu memorie de mii de ori mai mare. Astăzi, capacitatea celor mai bune unități HDD de 3,5 inchi ajunge la 10 TB (10.240 GB); 2,5 inchi - până la 4 TB.

Istoria SSD-urilor cu stare solidă este mult mai scurtă. Inginerii au început să se gândească la lansarea unui dispozitiv de stocare de memorie care să fie lipsit de elemente în mișcare la începutul anilor 80. Apariția în această eră a așa-zisului memorie cu bule a fost întâmpinată cu foarte ostilitate, iar ideea propusă de fizicianul francez Pierre Weiss încă din 1907 nu a prins rădăcini în industria calculatoarelor.

Esența memoriei cu bule a fost împărțirea permalloyului magnetizat în regiuni macroscopice care ar avea magnetizare spontană. Unitatea de măsură pentru un astfel de dispozitiv de stocare au fost bulele. Dar cel mai important lucru este că o astfel de unitate nu avea elemente hardware în mișcare.

Au uitat rapid de memoria cu bule și și-au amintit-o doar în timpul dezvoltării unei noi clase de unități - SSD-uri.

SSD-urile au apărut pe laptopuri abia la sfârșitul anilor 2000. În 2007, a intrat pe piață laptopul de buget OLPC XO-1, echipat cu 256 MB de RAM, un procesor AMD Geode LX-700 cu o frecvență de 433 MHz și principalul punct culminant - 1 GB memorie flash NAND.

OLPC XO-1 a fost primul laptop care a folosit o unitate SSD. Iar în curând i s-a alăturat legendara linie de netbook-uri de la Asus EEE PC cu modelul 700, unde producătorul a instalat o unitate SSD de 2 GB.

La ambele laptopuri, memoria a fost instalată direct pe placa de bază. Dar în curând producătorii au revizuit principiul organizării unităților și au aprobat un format de 2,5 inchi conectat prin protocolul SATA.

Capacitatea unităților SSD moderne poate ajunge la 16 TB. Mai recent, Samsung a introdus tocmai un astfel de SSD, deși într-o versiune de server și cu un preț astronomic pentru omul obișnuit.

Avantaje și dezavantaje ale SSD și HDD

Sarcinile fiecărei clase de unități se rezumă la un singur lucru: să ofere utilizatorului un sistem de operare funcțional și să îi permită să stocheze date personale. Dar atât SSD-ul cât și HDD-ul au propriile lor caracteristici.

Preț

SSD-urile sunt mult mai scumpe decât HDD-urile tradiționale. Pentru a determina diferența, se folosește o formulă simplă: prețul unității este împărțit la capacitatea sa. Ca urmare, se obține costul de 1 GB de capacitate în valută străină.

Deci, un HDD standard de 1 TB costă în medie 50 USD (3.300 de ruble). Costul unui gigaoctet este de 50 USD/1024 GB = 0,05 USD, adică. 5 cenți (3,2 ruble). În lumea SSD-urilor, totul este mult mai scump. Un SSD cu o capacitate de 1 TB va costa în medie 220 USD, iar prețul pentru 1 GB conform formulei noastre simple va fi de 22 de cenți (14,5 ruble), ceea ce este de 4,4 ori mai scump decât un HDD.

Vestea bună este că costul SSD-urilor scade rapid: producătorii găsesc soluții mai ieftine pentru producția de unități, iar diferența de preț între HDD-uri și SSD-uri se micșorează.

Capacitate medie și maximă de SSD și HDD

În urmă cu doar câțiva ani, a existat nu doar un decalaj numeric, ci și tehnologic între capacitatea maximă a HDD-ului și a SSD-ului. Era imposibil de găsit un SSD care să poată concura cu un HDD în ceea ce privește cantitatea de informații stocate, dar astăzi piața este pregătită să ofere utilizatorului o astfel de soluție. Adevărat, pentru bani impresionanți.

Capacitatea maximă a SSD-urilor oferite pentru piața de consum este de 4 TB. O opțiune similară la începutul lunii iulie 2016. Iar pentru 4 TB de spațiu va trebui să plătiți 1.499 USD.

Cantitatea de bază de memorie HDD pentru laptopuri și computere lansate în a doua jumătate a anului 2016 variază de la 500 GB la 1 TB. Modelele similare ca putere și caracteristici, dar cu o unitate SSD instalată, se mulțumesc cu doar 128 GB.

Viteza SSD și HDD

Da, pentru acest indicator utilizatorul plătește în exces atunci când preferă stocarea SSD. Viteza sa este de multe ori mai mare decât cea a unui HDD. Sistemul se poate porni în doar câteva secunde, lansarea de aplicații și jocuri grele durează mult mai puțin, iar copierea unor cantități mari de date se transformă dintr-un proces de mai multe ore într-un proces de 5-10 minute.

Singurul „dar” este că datele de pe unitatea SSD sunt șterse la fel de repede cum sunt copiate. Prin urmare, atunci când lucrați cu un SSD, este posibil să nu aveți timp să apăsați butonul de anulare dacă într-o zi ștergeți brusc fișiere importante.

Fragmentare

„Delicia” preferată a oricărui hard disk sunt fișierele mari: filme în format MKV, arhive mari și imagini de disc BlueRay. Dar de îndată ce încărcați hard disk-ul cu o sută sau două fișiere mici, fotografii sau melodii MP3, capul de citire și clătitele metalice devin confuze, drept urmare viteza de înregistrare scade semnificativ.

După ce HDD-ul se umple și fișierele sunt șterse/copiate în mod repetat, hard disk-ul începe să funcționeze mai lent. Acest lucru se datorează faptului că părți ale fișierului sunt împrăștiate pe întreaga suprafață a discului magnetic și atunci când faceți dublu clic pe un fișier, capul de citire este forțat să caute aceste fragmente din diferite sectoare. Așa se pierde timpul. Acest fenomen se numește fragmentare, iar ca măsuri preventive pentru a accelera HDD-ul, este furnizat un proces software și hardware defragmentare sau aranjarea unor astfel de blocuri/părți de fișiere într-un singur lanț.

Principiul de funcționare al unui SSD este fundamental diferit de un HDD și orice date pot fi scrise în orice sector de memorie cu citire instantanee ulterioară. Acesta este motivul pentru care defragmentarea nu este necesară pentru unitățile SSD.

Fiabilitate și durată de viață

Vă amintiți principalul avantaj al unităților SSD? Așa e, fără piese în mișcare. Acesta este motivul pentru care poți folosi un laptop cu un SSD în transport, off-road sau în condiții asociate inevitabil cu vibrații externe. Acest lucru nu va afecta stabilitatea sistemului și a unității în sine. Datele stocate pe SSD nu vor fi deteriorate chiar dacă laptopul cade.

Cu HDD totul este exact invers. Capul de citire este situat la doar câțiva micrometri de semifabricatele magnetizate și, prin urmare, orice vibrație poate duce la apariția unor „sectoare sparte” - zone care devin inutilizabile. Socurile obișnuite și manipularea neglijentă a unui computer care rulează pe un HDD va duce la faptul că, mai devreme sau mai târziu, un astfel de hard disk se va „nărui” pur și simplu, în jargonul computerului, sau va înceta să funcționeze.

În ciuda tuturor avantajelor SSD-urilor, acestea au și un dezavantaj foarte semnificativ - un ciclu de utilizare limitat. Depinde direct de numărul de cicluri de rescriere ale blocurilor de memorie. Cu alte cuvinte, dacă copiați/ștergeți/recopiați gigaocteți de informații în fiecare zi, veți provoca foarte curând moartea clinică a SSD-ului dumneavoastră.

Unitățile SSD moderne sunt echipate cu un controler special care asigură că datele sunt distribuite uniform în toate blocurile SSD. Astfel, a fost posibilă creșterea semnificativă a timpului maxim de funcționare la 3000 – 5000 de cicluri.

Cât de rezistent este un SSD? Aruncă o privire la această poză:

Și apoi compară-l cu perioada de garanție promisă de producătorul SSD-ului tău specific. 8 – 13 ani pentru depozitare, crede-mă, nu este chiar așa de rău. Și nu ar trebui să uităm de progresul care duce la o creștere constantă a capacității SSD-urilor la un cost în scădere constantă. Cred că în câțiva ani SSD-ul tău de 128 GB va fi considerat o piesă de muzeu.

Factor de formă

Lupta dintre dimensiunile unităților a fost întotdeauna condusă de tipul de dispozitive în care sunt instalate. Deci, pentru un computer desktop, instalarea atât a unei unități de 3,5 inchi, cât și a unei unități de 2,5 inchi este absolut necritică, dar pentru dispozitive portabile precum laptopuri, playere și tablete, este nevoie de o opțiune mai compactă.

Formatul de 1,8 inchi a fost considerat cea mai mică versiune serială a HDD-ului. Acesta este același disc care a fost folosit în player-ul iPod Classic, acum întrerupt.

Și oricât de mult s-au străduit inginerii, nu au reușit să construiască un hard disk HDD în miniatură cu o capacitate de peste 320 GB. Este imposibil să încalci legile fizicii.

În lumea SSD-urilor, totul este mult mai promițător. Formatul general acceptat de 2,5 inchi a devenit astfel nu din cauza limitărilor fizice cu care se confruntă tehnologia, ci doar datorită compatibilității. În noua generație de ultrabook-uri, formatul de 2.5’ este abandonat treptat, făcând drive-urile din ce în ce mai compacte, iar corpurile dispozitivelor în sine mai subțiri.

Zgomot

Rotirea discurilor, chiar și în cel mai avansat hard disk HDD, este inseparabil asociată cu apariția zgomotului. Citirea și scrierea datelor pune în mișcare capul discului, care se mișcă cu o viteză nebună pe întreaga suprafață a dispozitivului, ceea ce provoacă, de asemenea, un trosnet caracteristic.

Unitățile SSD sunt absolut silențioase și toate procesele care au loc în interiorul cipurilor au loc fără niciun sunet însoțitor.

Concluzie

Pentru a rezuma comparația dintre HDD și SSD, aș dori să definesc clar principalele avantaje ale fiecărui tip de unitate.

Avantajele HDD-ului:încăpător, ieftin, accesibil.

Dezavantajele HDD-ului: lent, frică de influențele mecanice, zgomotos.

Avantajele SSD-ului: absolut silentios, rezistent la uzura, foarte rapid, fara fragmentare.

Dezavantajele SSD-ului: scumpe, au, teoretic, o durată de viață limitată.

Fără exagerare, putem spune că una dintre cele mai eficiente metode de actualizare a unui laptop sau computer vechi este instalarea unei unități SSD în locul unui HDD. Chiar și cu cea mai recentă versiune de SATA, puteți obține o creștere de trei ori a performanței.

Bună prieteni! După cum se spunea în Rus': „Fiecare comerciant își laudă marfa” și indiferent câte articole diferite ați citi despre SSD-uri, este puțin probabil să întâlniți aceeași părere. Unii oameni au citit ceva și au decis să cumpere o unitate SSD Samsung, unii de la Toshiba, în timp ce alții au decis să cumpere un OCZ Vertex sau SSD cu orice preț. Kingston.

În urmă cu aproximativ un an și jumătate, eu și prietenii mei am decis ferm să cumpărăm o unitate SSD cu stare solidă, dar toată lumea le are, dar noi nu. Prietenii mei mi-au cerut să testez diverse SSD-uri și să-l aleg pe cel mai bun.

Unitățile cu stare solidă nu se vând foarte bine, așa că vânzătorii de bunuri de computer nu transportă o mulțime de ele, pentru a nu zace ca greutate moartă în depozit. Și noi facem același lucru, motiv pentru care aveam la dispoziție cele mai bine vândute SSD-uri la acel moment. Cel mai ieftin din întreaga companie s-a dovedit a fi SSD-ul Silicon Power V70, al cărui test l-am lăsat pentru mai târziu.

Nu am fost deosebit de sofisticat în testele mele, am instalat un sistem de operare pe fiecare SSD, apoi am comparat SSD-ul și un HDD obișnuit în programele de testare CrystalDiskMark și AS SSD Benchmark. Nu a trebuit să demonstrez nimănui că un SSD este mai bun decât un HDD obișnuit. Windows instalat pe un SSD încărcat în 4 secunde programele de testare CrystalDiskMark și AS SSD Benchmark au arătat superioritatea completă a SSD-ului față de un HDD obișnuit de 3-4 și chiar de 5 ori.

Am efectuat toate testele pe etajul de vânzări și informațiile au fost disponibile clienților, pe scurt, toate SSD-urile de test au fost demontate, în plus, ziua aceea a fost bună pentru vânzări și nu a mai rămas nici măcar un singur SSD pe vitrină. , ei bine, cred că am rămas fără o unitate SSD! Și apoi mi-am amintit despre SSD Silicon Power - V70. În principiu, îl cunoșteam pe acest producător bun din Taiwan, dar tot îmi doream altceva, de exemplu Crucial sau Plextor!

Am decis să-l testez și la sfârșitul zilei de lucru și după teste am rămas puțin surprins, V70 s-a dovedit a fi o unitate solid-state grozavă, cu nimic inferior altor SSD-uri pe care le-am testat și vândut în acea zi. Iar programul SiSoftware Sandra i-a acordat în general locul I.

Pe parcursul unui an, oriunde nu a funcționat pentru mine: pe un laptop și pe diverse unități de sistem staționare și în loc de o unitate flash, l-am cărat în buzunar și l-am scăpat pe jos, dar nimic, tot Merge bine.

Ei bine, destulă vorbărie, voi trece la partea cea mai importantă a articolului, răspunsurile la întrebările dvs. despre unitatea SSD, iar la sfârșitul articolului voi da câteva teste care dovedesc că un SSD pentru instalarea unui sistem de operare este exact ceea ce a comandat medicul.

TOATE întrebările dvs. referitoare la SSD-uri.

1. Care este structura internă a unui SSD? Pe ce memorie flash NAND ar trebui să cumpăr un SSD bazat pe: SLC, MLC sau TLC?

2. Ce producător de SSD ar trebui să preferați?

3. Durata de viață a unui SSD este într-adevăr limitată? După câți ani de utilizare se va eșua SSD-ul meu?

4. Utilizatorul riscă să piardă toate datele înregistrate dacă se depășește resursa cipurilor de memorie?

5. Pentru a prelungi durata de viață a unui SSD, merită să dezactivați hibernarea, fișierul de paginare, recuperarea, serviciul de indexare a discurilor, defragmentarea discului, tehnologia Prefetch și mutarea memoriei cache? browser și un director de fișiere temporare de pe un alt hard disk și așa mai departe?

6. Cât de mult este mai rapid un SSD decât un hard disk obișnuit?

Compararea diferitelor SSD-uri în ceea ce privește performanța

Este important să cunoaștem nu numai viteza medie de citire și scriere secvențială pe un SSD, ci și ceea ce este oprit de toți producătorii de SSD - viteza de scriere aleatorie în blocuri de 512 kB și 4 kB! Activitatea de pe disc pentru majoritatea utilizatorilor are loc în principal în astfel de zone!

Când comparăm SSD-uri de la diferiți producători în programul AS SSD Benchmark, putem vedea următorul rezultat, de exemplu:

SSD-ul meu Silicon Power V70 a arătat:

Viteză secvenţială de citire şi scriere 431 MB/s (citire), 124 MB/s (scriere)

Viteza de citire și scriere în blocuri de 4 KB s-a dovedit a fi 16 MB/s (citire), 61 MB/s (scriere)

SSD de la alt producător. După cum puteți vedea, există o viteză de citire și scriere secvențială mare (mai mare decât SSD-ul meu) de 484 MB/s (citire), 299 MB/s (scriere), dar există o scădere a citirii/scrierea în blocurile de 4 KB , și anume 17 MB/s (citire), 53 MB/s (scriere).Aceasta înseamnă că acest SSD nu este mai rapid decât al meu, deși caseta acestui SSD poate afișa numerele 500 MB/s.

Test SSD în programul SiSoftware Sandra

SSD-ul meu s-a clasat pe primul loc printre modelele similare

SSD (unitate SSD, unitate de memorie SSD, unitate SSD- rusă) - dispozitiv de stocare a informațiilor bazat pe cipuri ne volatil memorii care rețin datele după ce alimentarea este oprită. Sunt un tip relativ nou de medii de stocare, iar prima manifestare și dezvoltare, cipurile de memorie nevolatile primite de la Flash unități și obișnuite RAM memorie.

Conține aceleași interfețe de intrare/ieșire ca și cele moderne. ÎN SSD nu se folosesc piese si elemente in miscare ca la dispozitivele electromecanice (hard disk, floppy disk), ceea ce elimina posibilitatea uzurii mecanice.

Cele mai multe unități SSD moderne se bazează pe non-volatile NAND memorie. Există unități de tip enterprise care folosesc RAM memorie cuplată cu sisteme de alimentare de rezervă. Acest lucru oferă viteze foarte mari de transfer de date, dar prețul unui gigaoctet este foarte mare conform standardelor pieței.

Exista versiuni hibride de SSD și HDD unități.

Acestea includ plăci magnetice pentru un volum mare de informații stocate și un volum mic SSD depozitare într-o singură carcasă. Cele mai frecvent utilizate date sunt stocate în SSD conduce și sunt actualizate pe măsură ce sunt relevante din bloc HDD. Când aceste date sunt accesate, sunt citite cu viteză mare din memoria solidă, fără a accesa platourile magnetice mai lente.

Din ce sunt făcute unitățile SSD? .

* De exemplu NAND memorie

O unitate SSD este formată din cipurile în sine. NAND, un controler care aduce toate funcțiile, un cip volatil și o placă de circuit imprimat pe care sunt lipite toate acestea.

Uneori în SSD unități utilizate baterie mica, astfel încât atunci când alimentarea este oprită, toate datele din cache să poată fi rescrise în memoria nevolatilă și să păstreze toate datele intacte. Există precedente care în drive-uri cu MLC memorie când alimentarea a fost oprită, unele sau toate datele s-au pierdut. CU SLC memorie, nu au fost observate astfel de probleme.

Memorie.

Aproape toate unitățile SSD de clasa înaltă, medie și bugetară folosesc non-volatile NAND(flash) memorie din cauza rudei sale cost scăzut, capacitatea de a salva date fără menținerea constantă a energiei și capacitatea de a implementa tehnologie pentru salvarea datelor în cazul unei întreruperi neașteptate de curent.

Datorită aspectului compact al chips-urilor, producătorii pot produce SSD conduce înăuntru factor de formă 1.8; 2.5 ; 3.5 și mai puțin dacă vorbim de dispozitive fără ambalaj de protecție. De exemplu, pentru laptopuri sau plasare internă într-un computer.

In majoritate SSD Unitățile folosesc memorie ieftină care poate încadra într-o singură celulă mai mult de un bit. Acest lucru are un efect foarte eficient asupra Preț produs finit și contribuie la popularizarea acestor unități. Dar acolo este MLC memorie și deficiențe majore. Acest durabilitate scăzută celule sau mai multe viteza mica scris si citit decat .

SLC notează numai un picîn celulă și aceasta asigură de până la 10 ori mai bine durabilitate și de până la 2 ori Mai mult de mare viteză comparativ cu MLC. Există un dezavantaj - Preț conduce mai departe SLC memorie aproximativ de două ori mai mare decât prețul unităților MLC memorie. Acest lucru se datorează costurilor mari de producție și mai ales pentru că cipuri SLC același volum, necesar în medie de doua ori mai mult pentru a obține același volum față de MLC.

Controler SSD.

Aproape toți indicatorii SSD unitățile depind de controlerul de control. Include microprocesor, care gestionează toate procesele de memorie utilizând un special firmware; și o punte între semnalele cipurilor de memorie și magistrala computerului ( SATA).

Funcțiile unui controler SSD modern:

TUNDE.
Citirea, scrierea și stocarea în cache.
Corectarea erorii ( ECC).
Criptare (AES).
Oportunitate INTELIGENT monitorizarea.
Marcarea și înregistrarea blocurilor care nu funcționează pentru a le adăuga pe lista neagră.
Comprimarea datelor ( Sandforce controlere de exemplu).

Toate controlerele de memorie sunt destinate paralel conectat NAND memorie. Deoarece magistrala de memorie a unui cip este foarte mică (maximum 16 biți), sunt utilizate magistrale ale multor cipuri conectate în paralel (analogie RAID 0). În plus, un singur cip nu are caracteristici excelente, ci dimpotrivă. De exemplu ridicat întârziere I/O Atunci când cipurile de memorie sunt combinate în paralel, aceste întârzieri sunt ascunse fiind împărțite între ele. Și magistrala crește proporțional cu fiecare cip adăugat, până la lățimea de bandă maximă a controlerului.

Multe controlere pot folosi 6 Gbit/s, care este cuplat cu controlere care acceptă viteza de schimb de date 500mb/s, oferă o creștere vizibilă a performanței la citire/scriere și complet Deblocarea potențialului SSD-urilor conduce.

Memorie cache.

ÎN SSD Unitățile folosesc memoria cache sub formă de volatilă DRAM microcircuite, similare cu cele găsite în hard disk.

Dar în unitățile cu stare solidă poartă altul functie importanta. O parte a firmware-ului și datele cele mai frecvent modificate se află în acesta, reducând uzura volatilului. NAND memorie. Unele controlere nu prevăd utilizarea memoriei cache, dar cu toate acestea ating indicatori de mare viteză ().

Interfete pentru conectarea SSD.

Cele mai comune interfețe pentru SSD clasa de consumatori sunt SATA 6 Gb/s, Și USB 3.0. Toate aceste interfețe sunt capabile să ofere debitul necesar pentru oricare SSD conduce.

În dispozitivele portabile, cum ar fi laptop-uri și tablete, compact SSD unități cu interfață mini PCI-Express (mSATA ).

Avantajele și dezavantajele unităților SSD în comparație cu HDD-urile.

Avantajele unităților SSD în comparație cu HDD-urile(hard disk-uri):

Se pornește instantaneu, nu necesită promovare.
Viteze de acces aleatoriu semnificativ mai mari.
Viteză de acces semnificativ mai mare.
Viteza de transfer de date este mult mai mare.
Nu este necesară defragmentarea.
Sunt silentioase pentru ca nu au piese mecanice.
Nu creează vibrații.
Mai rezistent la temperatură, șocuri și vibrații.
Consum puțin mai mic de energie.

Dezavantajele unităților SSD în comparație cu HDD-urile(hard disk-uri).

Uzura celulelor. Cel puțin în SSD unități și piese mecanice lipsă, cipurile de memorie se uzează (mlc ~10000 rescrie, slc ~100000 ).
Capacitatea este mult mai mică.
Pretul este semnificativ mai mare in raport cu GB/$
Incapacitatea de a restabili date pierdute după o comandă sau pur și simplu după formatare.

Unitățile cu stare solidă folosesc comanda (instrucțiunea) TUNDE pentru a crește viteza de înregistrare. Împreună cu unele microcontrolere, TUNDE vă permite să obțineți o ușoară creștere a vitezei de citire. Toate unitățile SSD produse din 2012 au suport TUNDE. În versiunile anterioare, pentru a activa această instrucțiune, poate fi necesar să o actualizați cu un firmware nou. În cele mai multe cazuri, intermiterea firmware-ului șterge definitiv toate datele.

SSD Unitățile sunt încă o generație complet nouă de dispozitive de stocare a informațiilor și nu sunt produse echilibrate din toate punctele de vedere. Cu toate acestea, pentru entuziaști, clienții întreprinderilor și utilizatorii serverelor, aceștia se compară favorabil în ceea ce privește performanța, care poate fi un factor decisiv pentru achiziție. Nou runda de evolutie, unitățile SSD vor fi disponibile cu producție în masă de cipuri de memorie RAM ferroelectric (FRAM, FeRAM). Acest lucru va îmbunătăți durabilitatea celulelor SSD unități.

Dar nu este un fapt că SSD stocarea este viitorul. Fiecare nou proces tehnologic, după cum a demonstrat practica, reduce viteza de citire/scriere și crește numărul de erori care apar, care trebuie, de asemenea, eliminate folosind un sistem de corectare a erorilor în detrimentul performanței. Si pentru SLC această cifră este acceptabilă, dar cu MLCȘi TLC (celulă cu trei niveluri) totul este foarte, foarte trist. Cu fiecare nouă generație, fără noi descoperiri semnificative, viteza va scădea. Și cu 4 nm, va scădea aproape la nivel HDD 2012.

Recent, SSD-urile sau unitățile SSD au devenit din ce în ce mai populare. Cum funcționează unitățile SSD, ce avantaje au și un SSD este întotdeauna mai bun decât un hard disk?

Dispozitiv SSD

SSD este un dispozitiv de stocare non-volatil, nemecanic, bazat pe cipuri de memorie. În ceea ce privește structura sa internă, o unitate SSD nu este mult diferită de o unitate flash obișnuită. Informațiile din acesta sunt stocate în mai multe blocuri de memorie flash, un cip DDR DRAM este utilizat pentru memoria cache, iar controlerul SSD controlează procesul de citire-scriere și structura de plasare a datelor.

Cum funcționează SSD-ul

Principiul de funcționare al unei unități SSD este oarecum diferit de cel al unei unități hard magnetice, adică un HDD. Când citiți informații pe un hard disk, locația blocului de date este mai întâi calculată, apoi blocul de capete magnetice se deplasează pe pista dorită și apoi are loc procesul de citire în sine. Și dacă fișierele solicitate sunt fragmentate și situate în diferite sectoare ale hard disk-ului, atunci procesul de citire a datelor este foarte încetinit. În unitățile SSD, din cauza absenței părților în mișcare, informațiile sunt citite mult mai rapid - după ce controlerul calculează adresa blocului dorit, accesul la date este asigurat aproape instantaneu.

Beneficiile SSD-ului

Popularitatea SSD-urilor pe piața modernă se explică printr-o serie de avantaje semnificative pe care le au aceste unități.

Viteze mari de citire și scriere, care sunt de câteva ori mai mari decât performanța medie a majorității unităților HDD.
Performanță mai bună decât HDD. Evaluarea IOPS (operații de intrare/ieșire pe secundă) a SSD-urilor este semnificativ mai mare decât cea a hard disk-urilor.
Consum relativ redus de energie.
Unitățile SSD nu au părți mobile, ceea ce duce la absența completă a zgomotului și vibrațiilor.
SSD-urile sunt mai puțin sensibile la stresul mecanic și la câmpurile electromagnetice externe (datorită absenței discurilor magnetice).
Unitățile cu stare solidă au o gamă mai largă de temperatură de funcționare.
SSD-urile au o disipare a căldurii relativ scăzută, ceea ce îmbunătățește performanța atât a unității în sine, cât și a sistemului în ansamblu.

Dezavantajele SSD-ului

Din păcate, cu toate avantajele lor, unitățile SSD nu sunt lipsite de dezavantaje, dintre care unele pot părea destul de semnificative.

Principala problemă cu unitățile SSD este numărul limitat de cicluri de rescriere, de la 10.000 în modelele SSD ieftine la 100.000 de cicluri în SSD-urile cu tipuri de memorie mai scumpe. Și deși producătorii de unități SSD încearcă să combată acest dezavantaj, de exemplu, utilizând scheme de echilibrare a sarcinii și înlocuind memoria DRAM cu memorie cache realizată folosind tehnologia FRAM, problema uzurii SSD-ului rămâne în continuare relevantă.
Al doilea dezavantaj al unităților SSD este costul lor ridicat. Datorită utilizării tehnologiilor inovatoare, prețul unei unități SSD este semnificativ mai mare decât prețul unui HDD cu aceeași capacitate și caracteristici similare. În plus, costul unui SSD este direct proporțional cu capacitatea acestuia, în timp ce prețul unui hard disk nu depinde întotdeauna direct de capacitatea sa de memorie.
După ștergerea unui SSD utilizând comanda TRIM, nu este posibilă recuperarea datelor șterse, chiar și cu ajutorul utilităților specializate. Cu toate acestea, pentru cei care au nevoie să ștergă informații confidențiale de pe disc, această caracteristică este mai degrabă un avantaj.
De asemenea, este imposibil să recuperați datele de pe o unitate SSD după o supratensiune. Deoarece în unitățile SSD cipurile de memorie sunt amplasate pe aceeași placă cu controlerul, atunci când există fluctuații de rețea, de regulă, atât controlerul, cât și memoria se ard, în timp ce în HDD-uri în situații similare se arde doar placa controlerului de disc.

Optimizare SSD

Pentru ca SSD-ul să dureze mai mult, trebuie să urmați câteva recomandări:

Este recomandabil să dezactivați toate funcțiile care necesită acces frecvent la datele de pe disc. Aceasta include defragmentarea (nu este deloc necesară pe un SSD), indexarea fișierelor Windows și funcția Prefetch. De asemenea, puteți dezactiva hibernarea, ceea ce va elibera spațiu pe disc și va ajuta la reducerea numărului de accesări la memoria SSD.
Cel mai bine este să aveți două discuri în computer: HDD și SSD. SSD-ul poate stoca fișiere de sistem și program, precum și aplicații de jocuri (pentru a crește performanța, desigur), iar HDD-ul poate fi folosit pentru a stoca datele utilizatorului (documente, filme, fotografii și așa mai departe). În acest caz, este mai bine să transferați folderele cu fișiere temporare și memoria cache a browserului pe HDD. De asemenea, puteți plasa fișierul hiberfil.sys acolo.
Dacă este posibil, ar trebui să evitați umplerea completă a spațiului de partiție SSD. Se recomandă să lăsați ultimul 10-20% din spațiul liber al SSD-ului gol, deoarece funcția TRIM are nevoie de spațiu pentru a rearanja datele, iar umplerea completă a discului poate afecta negativ performanța acestuia.

Astăzi ne vom uita la principalele puncte și principiile de funcționare ale tehnologiei unităților SSD cu stare solidă. După cum vă amintiți, am efectuat teste comparative pentru un SSD și două unități HDD. Ne-am uitat la cum arată din interior și din ce blocuri principale constă.

De asemenea, am enumerat principalele avantaje ale acestei tehnologii, iar acum vom lua în considerare dezavantajele care îi sunt inerente în acest moment. Să le prezentăm pe cele principale sub forma unei liste:

Cost ridicat (față de unitățile HDD) de stocare a datelor, de ex. - obținem mai puțină capacitate de disc pentru mai mulți bani
Vulnerabilitate mai mare (față de dispozitivele de înregistrare magnetică) la zgomotul electric și problemele de alimentare (întreruperi bruște de curent, câmpuri magnetice, electricitate statică)
Nu puteți umple complet discul (15-20% din spațiu ar trebui să fie liber)
Durata de viață a suportului este limitată la un anumit număr de cicluri de scriere ale celulelor sale

Dar să mergem în ordine! Să începem cu ce este o unitate SSD și care este principiul ei de funcționare?

Aceasta este o unitate cu stare solidă care utilizează cipuri de memorie flash NAND în loc de platouri tradiționale acoperite cu un strat feromagnetic.

Memoria NAND este o evoluție a memoriei flash, ale cărei cipuri aveau performanțe, durabilitate mult mai scăzute și erau structural mai masive.

S-ar putea să fiți interesat de faptul că memoria flash a fost dezvoltată într-una dintre diviziile Toshiba în 1984. Primul cip comercial bazat pe această dezvoltare a fost lansat de Intel în 1988. Și un an mai târziu (în 1989), același Toshiba a introdus un nou tip de memorie flash - NAND.

În prezent, există trei opțiuni principale (modificări) ale memoriei NAND:

SLC (celula cu un singur nivel)
MLC (două nivele - Celulă cu mai multe niveluri)
TLC (trei niveluri - Celulă cu trei niveluri)

Cele mai scumpe și fiabile soluții sunt dispozitivele bazate pe cipuri SLC. De ce? Acestea permit fiecărei celule de memorie să stocheze doar un bit de informație. Spre deosebire de acestea, cipurile MLC și TLC pot stoca doi, respectiv trei biți. Acest lucru a fost posibil prin utilizarea diferitelor niveluri de sarcină electrică pe porțile celulelor de memorie.

Acest lucru poate fi prezentat schematic astfel:

O astfel de structură pe mai multe niveluri vă permite să creșteți dramatic capacitatea cipurilor cu același volum fizic (ca urmare, fiecare gigabyte este mai ieftin). DAR! Nimic nu se da gratis! Prin urmare, cipurile MLC și TLC au o durată de viață mult redusă, care este direct legată de numărul de cicluri de rescriere ale celulelor lor.

Pentru SLC este de 100.000 de cicluri de ștergere/scriere, pentru MLC - 10.000, iar pentru TLC - doar 5.000 Această scădere a fiabilității este asociată cu distrugerea treptată a stratului dielectric al porții plutitoare a celulei din cauza rezervei mici de schimbare. starea sa sub influența curentului electric. În plus, datorită faptului că cu fiecare nou nivel sarcina recunoașterii cu precizie a nivelului semnalului electric devine mai complicată, ceea ce înseamnă că timpul total pentru căutarea celulei dorite cu date crește, probabilitatea erorilor de citire crește.

Pentru a combate fenomenele descrise mai sus, producătorii trebuie să dezvolte microcontrolere specializate de management extrem de inteligente pentru unitățile SSD, care, pe lângă procedurile I/O, trebuie să scrie informații pe suport, astfel încât cipurile de memorie flash să se uzeze uniform și să controleze această uzură, de asemenea, echilibrarea sarcinii - efectuați corectarea erorilor etc.

Controlerul este punctul slab, deoarece este mai sensibil la problemele de alimentare și deteriorarea microprogramului (firmware) aflat în el poate duce la pierderea completă a tuturor datelor utilizatorului. Iar restaurarea lor corectă este o operație și mai laborioasă decât în cazul unităților HDD. Datorită faptului că datele sunt împrăștiate pe diferite cipuri de memorie și este necesar să se restabilească corect structura lor originală, iar acest lucru nu este ușor.

Prin urmare, producătorii de unități SSD actualizează în mod regulat firmware-ul unităților lor și le pun la dispoziție pentru descărcare gratuită, perfecționând și îmbunătățind algoritmii de funcționare ai dispozitivului și prevenind pierderea datelor în caz de urgență.

Producătorii combat, de asemenea, uzura celulelor de memorie MLC folosind o metodă care s-a dovedit în discuri cu un principiu de înregistrare magnetică: rezervarea unei părți din capacitatea acestora (10-20%) pentru înlocuirea dinamică a celulelor uzate. În cazul HDD-ului, această zonă este folosită pentru înlocuire.

Dar noi, în calitate de utilizatori, putem ajuta și unitatea SSD să nu-și irosească resursa limitată de „viață” atunci când este inactiv și să configurem sistemul de operare astfel încât să minimizeze accesul inutil pe disc.

Vă voi arăta principiile generale despre ce să faceți și ce să încercați să evitați, iar dvs. vă veți configura sistemul să funcționeze optim cu o unitate SSD.

De exemplu: știm că sistemul de operare Windows utilizează în mod activ fișierul de pagină (fișierul de sistem ascuns „pagefile.sys”) în timpul funcționării sale. Ce înseamnă acest lucru în legătură cu uzura celulelor unității SSD și tot ceea ce am vorbit mai sus? Și faptul că o zonă separată a unității flash de sistem este utilizată intens (adesea suprascrisă de unele date de serviciu de care nu avem nevoie și, de fapt, este uzată în mod activ)!

Ce se poate face? Dreapta! Ar trebui să transfer fișierul de swap pe o altă unitate (non-SSD), așa cum am făcut-o sau, dacă există o cantitate mare de RAM, să-l abandonez cu totul (setați-l la „0”)?

Să mergem mai departe: procedura de defragmentare nu este doar inutilă pentru acest tip de dispozitiv (viteza lor de acces este aceeași pentru orice celulă, indiferent de locul în care se află fișierul final), dar este și pur și simplu dăunătoare. Din același motiv ca cel descris mai sus. Accesul suplimentar (inactiv) la disc reduce și mai mult resursele limitate ale acestuia. Aceasta înseamnă că dezactivăm serviciul de defragmentare corespunzător. De asemenea, ar fi o idee bună să dezactivați indexarea fișierelor, care este necesară pentru o căutare mai rapidă, dar cât de des o folosim?

Cred că înțelegi principiul. Și acum aș dori să vă arăt un mic program „SSD Mini Tweaker” (tweaker - optimizator), care optimizează în mod similar funcționarea unei unități SSD. În el, trebuie doar să bifați casetele de care avem nevoie lângă elementele corespunzătoare și să faceți clic pe butonul „Aplicați modificările”.

Computerul va reporni și modificările vor intra în vigoare. Programul este remarcabil prin faptul că are o interfață în limba rusă și ajutor detaliat în limba rusă. Deci, oricând vă puteți familiariza în detaliu cu funcția pe care urmează să o dezactivați sau să o lăsați activată.

Puteți descărca utilitarul. Arhiva conține versiuni pentru sisteme pe 32 și 64 de biți și un fișier de ajutor în limba rusă.

Deoarece am dedicat atât de mult timp problemei utilizării optime a discului și uzurii celulelor sale de memorie, nu pot să nu vă prezint o altă dezvoltare interesantă. Programul „SSD Life Pro”, a cărui sarcină principală este să țină evidența timpului de funcționare a discului și să raporteze data aproximativă a eșecului acestuia.

Ce vedem aici? Intrarea „FW: 1.00” este versiunea de firmware a discului, mai jos arată spațiul ocupat și liber pe acesta, timpul total de funcționare de la prima pornire și numărul de porniri. Acordați atenție și liniei TRIM (trebuie să fie activă), aceasta indică faptul că performanța unității SSD va fi optimă.

Mai jos este o captură de ecran a aceluiași program, dar preluată de pe site-ul web al dezvoltatorului său. Arată că discul de la Intel și-a transmis corect parametrii SMART către utilitar și, pe baza acestora, utilitarul a afișat o prognoză extinsă a stării sale.

După cum puteți vedea, defecțiunea unității este „programată” pentru 7 noiembrie 2020 :)

Dacă facem clic pe linkul „Cum crezi asta?” din partea de sus a ferestrei programului, vom merge pe site-ul web al dezvoltatorului și vom vedea (în rusă) cum se face exact un astfel de calcul?

Puteți folosi programul. Dacă arată cu exactitate „durata de viață” a discului, vă rugăm să vă înscrieți, cred că toți cititorii vor fi interesați!

Pentru a încheia acest subiect, să ascultăm recomandarea respectatei companii Intel, care spune că condițiile ideale de funcționare pentru o unitate SSD SSD este să fie umplută cu date mai mici de 75% cu un raport de static (rar informații modificate) și dinamice (schimbate frecvent) - 3 La 1 . Ultimul 10-20% din spațiul pe disc nu trebuie utilizat, deoarece este necesar pentru ca comanda TRIM să funcționeze corect. Pentru a funcționa, are nevoie de spațiu liber pentru a regrupa datele (la fel ca și funcția de defragmentare). Regula generală este - cu cât este mai mult spațiu liber, cu atât dispozitivul funcționează mai repede.

În acest moment, o unitate SSD este ideală ca partiție de sistem pe care sunt instalate sistemul de operare și programele și atât. Datele și toate lucrările asupra lor ar trebui (dacă este posibil) să aibă loc pe al doilea disc (HDD). De asemenea, unitățile SSD pot fi utilizate eficient pe servere pentru stocarea în cache a datelor statice.

Acum, să aruncăm o privire rapidă la de ce modelele mai scumpe de unități SSD SSD au calități de viteză atât de excelente și cum diferă de omologii lor „mai tineri”?

În primul rând: acesta este același cip inteligent de control al unității, care poate fi proiectat ca multicanal, de exemplu. - poate scrie date simultan pe fiecare cip de memorie flash al discului. Ca rezultat, performanța generală a dispozitivului va fi egală cu viteza unui cip de memorie înmulțită cu numărul de canale de controler. Ei bine, asta pentru a simplifica puțin situația :)

De asemenea, modelele mai scumpe folosesc elemente suplimentare lipite pe placă. Aceasta ar putea fi, de exemplu, o serie de condensatoare situate lângă cipul RAM al discului, care asigură păstrarea datelor din cache în cazul unei căderi de curent.

Când este atinsă o masă critică de celule de unitate defecte, firmware-ul chipului de înaltă calitate poate bloca complet unitatea SSD pentru funcțiile de scriere și o poate comuta în modul numai citire, ceea ce garantează siguranța datelor utilizatorului (posibilitatea) până când dispozitivul eșuează complet.

Și la sfârșitul articolului nostru, să atingem un alt tip interesant de unități SSD. Acestea sunt unități „RAM SSD”. Ce este?

Astfel de dispozitive hibride folosesc cipuri volatile pentru a stoca informații, complet identice cu cele folosite în module. Au acces ultrarapid la date, viteze de citire și scriere și pot fi utilizate cu succes pentru a accelera bazele de date mari și acolo unde este nevoie de performanță de vârf.

Astfel de sisteme sunt echipate cu baterii pentru a menține funcționarea în absența energiei electrice, iar modelele mai scumpe sunt echipate cu sisteme de rezervă atunci când datele sunt copiate pe suportul HDD.

Așa ar putea arăta un astfel de dispozitiv, care este detectat de sistemul de operare ca un hard disk.

Și iată o opțiune mai simplă, realizată sub forma unui card PCI Express X1

După cum puteți vedea, principiul de funcționare aici este același, dar funcția cipurilor de memorie flash sau a „clatitelor” HDD aici este îndeplinită de module RAM obișnuite.

Acum, așa cum am promis, vreau să spun câteva cuvinte despre sentimentele subiective după ce am folosit o unitate SSD. Sistemul de operare (Windows 7) pornește și se oprește considerabil mai repede. Același lucru se poate spune despre instalarea și lansarea programelor. Unele aplicații sunt pur și simplu uimitoare: Microsoft Word 2003 „trage” în mai puțin de o secundă! Nu ai timp să te pregătești mental să lucrezi cu el :) Da, este rapid, dar nu te aștepta la ceva fenomenal, la urma urmei, aceasta nu este o „revoluție”, ci o „evoluție” :)

Asta e tot ce am pentru azi. Ne vedem în articolele următoare!

Și la sfârșit - cum arată producția de cipuri de memorie NAND: