Unități cu stare solidă. Dimensiuni SSD. Revizuirea factorilor de formă. Ce marca de SSD sa alegi?

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 memoria cuplata cu sisteme de rezervă nutriție. Acest lucru dă foarte viteze mari transfer de date, dar prețul unui gigaoctet este foarte ridicat în raport cu standardele 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 cipurilor, 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.
Marcare și înregistrare blocuri nefuncționale 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 împărtășite 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 cel 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 dispozitive portabile precum laptopurile și tablete, cele mai comune sunt compacte 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 pornesc 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.

Contra SSD-urilor unități în comparație cu HDD(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.

niste producători celebri a trecut la eliberare unități cu stare solidă deja complet, de exemplu, Samsung a vândut afacerea cu hard disk la Seagate.

Există și așa-numitele hard disk-uri hibride, care au apărut, printre altele, datorită costului actual, proporțional mai mare, al unităților SSD. Astfel de dispozitive combină într-un singur dispozitiv o unitate hard disk (HDD) și o unitate SSD relativ mică ca cache (pentru a crește performanța și durata de viață a dispozitivului și pentru a reduce consumul de energie).

Până în prezent, astfel de unități sunt utilizate în principal în dispozitive portabile (laptop-uri, telefoane mobile, tablete etc.).

Istoria dezvoltării

În prezent, cele mai notabile companii care dezvoltă intens direcția SSD în activitățile lor includ Intel, Kingston, Samsung Electronics, SanDisk, Corsair, Renice, OCZ Technology, Crucial și ADATA. În plus, Toshiba își demonstrează interesul pentru această piață.

Arhitectură și funcționare

NAND SSD

Unități construite pe utilizarea ne volatil memorie (NAND SSD), a apărut relativ recent, dar datorită costului lor mult mai mic (de la 1 dolar american pe gigaoctet), au început să cucerească cu încredere piața. Până de curând, acestea erau semnificativ inferioare dispozitivelor tradiționale de stocare - hard disk-uri - în viteza de scriere, dar compensau acest lucru cu o viteză mare de regăsire a informațiilor (poziționare inițială). Unitățile SSD sunt acum produse cu viteze de citire și scriere care sunt de multe ori mai mari decât cele ale hard disk-urilor. Se caracterizează prin dimensiuni relativ mici și consum redus de energie.

RAM SSD

Aceste unități, construite pe utilizare volatil memoria (la fel ca cea utilizată în RAM-ul computerului personal) se caracterizează prin citirea, scrierea și preluarea informațiilor ultra-rapide. Principalul lor dezavantaj este costul lor extrem de ridicat. Folosit în principal pentru a accelera munca sisteme mari managementul bazei de date și stații grafice puternice. Astfel de unități sunt de obicei echipate cu baterii pentru a salva date în cazul unei pierderi de energie și nu numai modele scumpe- sisteme de copiere de rezervă și/sau de copiere online. Un exemplu de astfel de unități este I-RAM. Utilizatorii cu suficientă RAM pot crea o mașină virtuală și își pot plasa hard disk-ul în RAM și pot evalua performanța.

Dezavantaje și avantaje

Defecte

Avantaje

Fără piese în mișcare, prin urmare:

Absența totală a zgomotului;
Rezistenta mecanica ridicata;
Stabilitatea timpului de citire a fișierelor, indiferent de locația sau fragmentarea acestora;

Viteză mare de citire/scriere, depășind adesea viteza interfeței hard disk (SAS/SATA II 3 Gb/s, SAS/SATA III 6 Gb/s, SCSI, Fibre Channel etc.);
Consum redus de putere;
Gamă largă de temperatură de funcționare;
Există un potențial mare de modernizare atât în unitățile în sine, cât și în tehnologiile lor de producție.
Lipsa discurilor magnetice, prin urmare:

Mult mai puțină sensibilitate la câmpurile electromagnetice externe;
Dimensiuni și greutate reduse; (nu este nevoie să faceți o carcasă grea pentru ecranare)

Microsoft Windows și computerele acestei platforme cu unități SSD

Windows 7 a introdus o optimizare specială pentru lucrul cu unități SSD. Dacă aveți unități SSD, acest sistem de operare funcționează cu ele diferit decât cu unitățile HDD obișnuite. De exemplu, Windows 7 nu aplică defragmentarea unității SSD, tehnologiile Superfetch și ReadyBoost și alte tehnici de citire anticipată care accelerează încărcarea aplicațiilor de pe HDD-urile obișnuite.

Tablete Acer - modelele Iconia Tab W500 și W501, Fujitsu Stylistic Q550 care rulează Windows 7 - rulează pe o unitate SSD.

Calculatoare Mac OS X și Macintosh cu SSD

Pe 11 iunie 2012, o memorie flash bazată pe memorie MacBook nou Retina 15 inch, în care puteți instala opțional 768 GB de memorie flash.

Perspective de dezvoltare

Principalul dezavantaj al unităților SSD - un număr limitat de cicluri de rescriere - cu dezvoltarea tehnologiilor de fabricare a memoriei nevolatile va fi eliminat prin fabricarea conform altor principii fizice și din alte materiale, de exemplu, FeRam. Până în 2013, compania intenționează să lanseze unități de vânzare cu amănuntul construite folosind tehnologia ReRAM (memorie rezistivă cu acces aleatoriu).

Vezi si

Hibrid HDD

Note

Legături

HDD-ul este mort, să trăiască SSD-ul? Recenzie critică din revista Mobi, 15.08.2007
Unități SSD bazate pe memorie NAND: tehnologii, principii de funcționare, varietăți, 28.06.2010
Testarea a patru echipamente SSD de la TestLabs.kz

Unități cu stare solidă (SSD)
Terminologia cheie	Criptare · ECC · Sistem de fișiere flash · Memorie flash - SLC/MLC · Memorie flash controlor · Colectarea gunoiului · IOPS · MB/s · Supraprovizionare · Ștergere sigură · Comanda TRIM · Nivelarea uzurii · Scrieți amplificarea
Producători de unități flash	Hynix · Intel · Micron · Samsung · Toshiba · Kingston
Controlorii
Producători de SSD	Lista producătorilor de SSD
Interfețe	SATA · SAS · USB · PCIe · NVM Express
Organizații asociate	INCITS · JEDEC/JC-64.8 · NVMHCI · SATA-IO · Comitetul SFF · SNIA · SSSI · T10/SCSI · T11/FC · T13/ATA

Componentele computerului personal

Hard disk-uri vs SSD-uri

Alegerea este evidentă. Pasionații de computere care au încercat deja unități SSD au simțit diferența și nu doresc să se întoarcă la utilizarea unei unități mecanice ca unitate de sistem. Dezavantajele SSD-ului - mult mai mult preț mare, capacitate mică - pe măsură ce tehnologia se dezvoltă, acestea dispar treptat.

Avantajele unităților de memorie flash nu pot fi ignorate: timp de acces redus, rate mari de transfer de date, performanță excelentă I/O. De asemenea, remarcăm fiabilitatea mecanică, consumul redus de energie și funcționarea silențioasă.

În acest moment, există atât de mulți producători care oferă unități SSD încât nu este atât de ușor să separați grâul de pleavă. Dacă accesați direct pagina cu diagrame de testare, puteți vedea cum SSD-urile depășesc HDD-urile. Chiar dacă nu căutați cea mai rapidă unitate SSD, ci luați performanța model ieftin, chiar și o astfel de unitate va fi de multe ori mai rapidă decât orice hard disk!

Avantaje și dezavantaje ale SSD-urilor

Greu de evaluat beneficiile SSD-ului bazat pe teste care sunt concepute pentru a compara diferite unități între ele, în raport cu alte metode de upgrade ( procesor nou, placă grafică).

Drept urmare, utilizatorii obișnuiți care doresc să construiască un computer modern și productiv ar putea fi sfătuiți să cumpere o unitate SSD mică și să-și stocheze majoritatea fișierelor pe hard disk, cheltuind cea mai mare parte a banilor pe actualizarea altor componente ale PC-ului.

Dacă intervievați mai mulți utilizatori obișnuiți, ce fel de computer ar dori să aibă, răspunsurile vor fi cel mai probabil similare. Procesor cu arhitectură Sandy Bridge, minim 4 GB RAM, placă grafică bună. Setul „implicit” include un hard disk, dar unitățile SSD sunt de obicei excluse. Nu este corect.

Ar fi potrivit să sacrificăm câteva sute de gigaherți din viteza de ceas a procesorului prin adăugarea unei unități SSD de sistem de aproximativ 60 GB pe hard disk. În acest fel, puteți obține aproape toate beneficiile tehnologiei SSD fără a vă deteriora la achiziționarea unei unități SSD de mare capacitate.

O viziune superficială nu este întotdeauna corectă

Opiniile noastre se bazează de obicei pe date reale, comparabile. O unitate de 2 TB cu o viteză a axului de 7200 rpm arată, fără îndoială, mai atractivă decât vechiul model de 120 GB și 5400 rpm. Dacă mai devreme debitului Interfața SATA era de 300 MB/s, acum a ajuns la 600 MB/s. După cum putem vedea, evoluția este evidentă, dar pentru mulți astfel de numere înseamnă mai mult decât rezultate reale.

În acest caz, avem două probleme deodată. În primul rând, prea puțini utilizatori știu că utilizarea unei unități SSD poate accelera în mod semnificativ aplicațiile. A doua problemă este dimensiunea mică și costul ridicat al SSD-urilor.

Dar merită repetat din nou: orice SSD modern, indiferent de model, este cu un ordin de mărime mai rapid decât orice hard disk. Să ilustrăm Acest lucru, comparând un SSD simplu cu una dintre cele mai puternice unități de plată magnetice.

Seria Samsung 470 vs. Seagate Barracuda XT

HDD: Seagate Barracuda XT, 3 TB

Am ales un hard disk hi-end, care combină performanța ridicată pentru un HDD și capacitatea mare. Unitatea Seagate este destul de capabilă să reprezinte această comparație HDD ca clasă. Acesta este un hard disk modern cu o capacitate de 3 TB - nu maximul de astăzi, dar acest volum este suficient pentru aproape orice PC.

Viteza de rotație a axului – 7200 rpm. Ca un dispozitiv de stocare ultima generatie, Seagate Barracuda XT combină viteze mari de citire și scriere a datelor secvențiale, timp de răspuns decent pentru un hard disk și performanță I/O relativ ridicată. Unitatea este echipată cu cea mai recentă interfață SATA 6 Gb/s. Cu toate acestea, având în vedere performanța reală de vârf de 160 MB/s, aceasta este în mod clar doar o cascadorie publicitară: a fost suficient pentru a limita versiunea anterioara Interfata SATA.

Seagate XT aparține categoriei superioare de preț (aproximativ 250 USD). Va atrage acei utilizatori care preferă hardware-ul modern, dar se uită în continuare cu precauție către SSD-uri. Unitatea este acoperită de garanția de cinci ani Seagate.

Ca alternativă, există hard disk-uri Hitachi Deskstar 7K2000 și 7K3000 (ambele de 3 TB), Western Digital Black Edition 2 TB. Puteți afla mai multe despre „greuțile” moderne din lumea HDD-ului în materialul de pe site-ul nostru „Patru HDD-uri cu o capacitate de 3 TB” .

SSD: Samsung 470 Series, 128 GB

Reprezentanții acestui linii Samsung Le-am folosit anterior în mod repetat ca referințe în diverse teste, dar astăzi aceste discuri nu mai sunt cele mai noi și cele mai bune (vezi materialul nostru Samsung SSD seria 830, dedicat noii linii de unități SSD coreene).

Seria 470 este reprezentată de discuri cu o capacitate de 64, 128 și 256 GB, echipate cu interfața învechită SATA 3 Gb/s. Dacă compari unitatea Samsung din seria 470 cu cele mai noi modele de la Crucial, Intel și numeroase unități bazate pe controlerul SandForce din a doua generație, nu pare atât de modern.

În cele din urmă, SSD-ul Samsung seria 470 oferă viteze de transfer de date de până la 260 MB/s. Unele dintre cele mai recente modele SSD cu o interfață SATA 6 Gb/s sunt capabile să depășească 500 MB/s în operațiunile de transfer de date în serie. Diferența este semnificativă. Poziția noastră în acest caz este că chiar și generația anterioară de unități SSD este semnificativ înaintea oricărui hard disk, inclusiv a celor mai moderne modele.

Samsung, Intel și Toshiba proiectează și produc componente SSD interne (singura excepție este Seria Intel SSD 510, care folosește un controler Marvell). Toți cei trei furnizori au lansat suficient firmware pentru a remedia problemele de firmware, așa că niciunul dintre ei nu este perfect. Ideea este că, chiar dacă unitatea din seria Samsung 470 nu este exact ceea ce visează pasionații de computere, această unitate Caracteristicile sunt destul de conforme cu un SSD standard de „clasa de mijloc” și, în acest sens, alegerea sa este justificată ținând cont de sarcina această recenzie. Dacă sunteți interesat să comparați performanța modelelor SSD mai recente, vă puteți familiariza cu rezultatele testelor corespunzătoare de pe paginile site-ului nostru.

Compararea caracteristicilor

Performanţă

După cum puteți vedea în videoclipul de la sfârșitul acestui articol, o unitate SSD poate accelera semnificativ calculator modern- fie că vorbim de viteza de lansare a aplicațiilor, de niveluri de încărcare în jocuri sau de importul unei cantități mari de date. De ce se întâmplă asta?

În primul rând, succesul SSD-urilor este asociat cu rate semnificativ mai mari de transfer de date. Hard disk-urile de 2,5" ajung la 60-100 MB/s, 3,5" - 100-150 MB/s. Mai mult, acești indicatori reflectă performanța HDD-urilor în cele mai favorabile condiții pentru acestea. Caracteristicile pe care vânzătorii le place să le citeze în specificațiile pentru acest sau acel model HDD se referă la operațiunile secvențiale de citire/scriere a datelor - aici decalajul hard disk-urilor este cel mai puțin evident. Când capul de hard disk se mută pe o altă partiție/sector de disc, viteza operațiunilor scade rapid.

Modurile de utilizare a discului în care performanța I/O iese în prim-plan nu sunt favorabile pentru HDD-uri. Un exemplu este încărcarea Windows, care implică citirea unui număr mare de blocuri mici de date. Aici, când comparăm un hard disk cu un SSD, imaginea este și mai tristă.

Viteza de transfer de date în astfel de moduri scade la câțiva MB/s. Acest lucru se aplică chiar și celor mai noi și mai productive modele de HDD. Astfel, hard disk-urile fac o treabă bună de a copia secvențial fișiere mari, dar utilizarea lor ca unitate de sistem nu optim.

SSD folosește memoria flash pentru a stoca date. Astfel de unități constau din multe celule de memorie care sunt utilizate în paralel unele cu altele și interacționează cu controlerul prin mai multe canale de date. O astfel de arhitectură este capabilă să ofere viteze de citire secvenţiale de la câteva sute de MB/s pentru a înregistra valori de peste 550 MB/s. Cu toate acestea, așa cum am observat deja, hard disk-urile funcționează bine și în transferul de date în serie.

Modul critic pentru SSD-uri sunt operațiunile de scriere a datelor, deoarece pot fi scrise numai blocuri de date de o anumită dimensiune. Dacă trebuie să scrieți doar câțiva biți pe disc, va fi necesară o serie întreagă de operații - citirea, ștergerea și, în final, rescrierea unuia sau a două blocuri.

Astfel, nu este neobișnuit ca sute de MB/s să se transforme în doar câteva zeci în practică. Dar, în timp ce vorbim de blocuri de aproximativ 4 KB în dimensiune, care sunt folosite de sistemele de fișiere moderne, SSD-urile sunt totuși de 10-20 de ori mai rapide decât HDD-urile, oferind performanțe în zeci de MB/s, în timp ce în cazul hard disk-urilor scade la KB/s din cauza intarzierilor in pozitionarea capului. În munca reală, o astfel de diferență nu este doar vizibilă, ci și izbitoare.

Consum de energie și încălzire

SSD-urile consumă, cel mult, câțiva wați. Hard disk-urile pot folosi 10 wați pe oră sau chiar mai mult dacă copie activă fişiere. SSD-urile moderne nu se încălzesc deloc. Hard disk-urile, pe de altă parte, necesită adesea răcire. Circulația normală a aerului în interiorul carcasei computerului va fi, cel mai probabil, suficientă, dar problema răcirii corespunzătoare a sistemului de discuri merită totuși luată în considerare atunci când asamblați singur un computer.

Caracteristici de proiectare și fiabilitate

SSD-urile nu au piese mobile, ceea ce le face foarte fiabile. Teoretic, este posibil să expuneți unitatea solid-state la vibrații sau șocuri extrem de mari, astfel încât îmbinările de lipire ale cipurilor să se defecteze. În practică, această situație este puțin probabilă.

Exact aceeași șansă mică de a rupe o lipire există și cu hard disk-urile, dar adevăratul pericol constă în prezența elementelor în mișcare - plăci magnetice care se rotesc cu viteză mare și capete de citire/scriere. Principiul de funcționare al unui HDD modern amintește de un gramofon de modă veche.

Piesele mecanice au o anumită resursă și, în general, fiabilitatea hard disk-ului este mai mică. Orice șoc puternic poate transforma un hard disk funcțional într-o piesă hardware inutilă. HDD-urile moderne au o anumită „marjă de siguranță” în raport cu sarcinile de șoc (ceea ce este valabil mai ales pentru unitățile de 2,5” pentru laptopuri), dar din punct de vedere al fiabilității mecanice sunt încă semnificativ inferioare SSD-urilor.

Este imposibil de spus cu certitudine dacă o unitate SSD va supraviețui unui hard disk. Se știe că HDD-urile sunt mai predispuse la defecțiuni, deoarece designul lor combină elementele electronice și mecanice. Pe de altă parte, SSD-urile sunt mai sensibile la firmware și cunoaștem cazuri în care, din cauza unei defecțiuni de firmware, o unitate SSD a devenit inutilizabilă. Potențialele probleme de fiabilitate pentru SSD-uri și HDD-uri sunt diferite, dar există în ambele cazuri. Puteți afla mai multe despre problema comparării fiabilității SSD-urilor și a unităților cu platan magnetice în articol „Care este mai fiabil: SSD sau HDD?” .

Configurația bancului de testare

Banc de testare a performanței
CPU	Intel Core i7-2500K (Sandy Bridge): LGA 1155, tehnologie de proces de 32 nm, D2 stepping, 4 nuclee/4 fire, 3,3 GHz, 6 MB cache L3 partajat, HD Graphics 3000, TDP 95 W, mod Turbo Boost Max. frecventa 3,7 GHz
Placa de baza (LGA 1155)	Gigabyte Z68X-UD3H-B3, rev. 0.2, chipset Intel Z68 Express, Versiunea BIOS F3
RAM	2 x 2 GB DDR3-1333, Corsair TR3X6G1600C8D
SSD de sistem	Intel X25-M G1, 80 GB, firmware 0701, SATA 3 Gb/s
Controler SATA	Intel PCH Z68 SATA 6 Gb/s
unitate de putere
Benchmark-uri
Măsurători de performanță	h2benchw 3.16 PCMark 7 1.0.4
	Iometru 27.07.2006 Server de fișiere Benchmark Server Web Benchmark Benchmark baze de date Stația de lucru Benchmark Citirile în flux Scrieri în flux Citiri aleatorii 4K Scrieri aleatorii 4K
Software de sistem și drivere
sistem de operare	Windows 7 x64 Ultimate SP1
Driver Intel Inf	9.2.0.1030
Driver Intel Rapid Storage	10.5.0.1026

Banc de testare pentru măsurarea consumului de energie al unei unități SSD
CPU	Intel Core 2 Extreme X7800 (Merom), 65 nm, E1 stepping, 2 nuclee/2 fire, 2,6 GHz, 4 MB cache L2, 44 W TDP
Placa de baza (priza 478)	MSI Fuzzy GM965, versiunea 1.0, chipset Intel GM965, versiunea BIOS A9803IMS.220
RAM	2 x 1 GB DDR2-666, Crucial BallistiX CM128M6416U27AD2F-3VX
HDD de sistem	Western Digital WD3200BEVT, 320 GB, SATA 3 Gbit/s, 5400 rpm
Controler SATA	Intel ICH8-ME
unitate de putere	Seasonic X-760 760 W, SS-760KM Active PFC F3
Benchmark-uri
Redare video	VLC 1.1.1 Big_Buck_Bunny_1080p
Performanță I/O	Iometru 27.07.2006 Benchmark baze de date Scrieri în flux
Software de sistem și drivere
sistem de operare	Windows 7 x64 Ultimate SP1
Driver Intel Inf	9.2.0.1021
Driver Intel Rapid Storage	15.12.75.4.64

Banc de testare pentru a evalua performanța în aplicații reale
CPU	Intel Core i3-530 (Clarkdale) 32 nm, C2 stepping, 2 nuclee / 4 fire, 2,93 GHz, L2 cache 256 KB, L3 cache 4 MB, HD Graphics, TDP 73 W
Placa de baza (LGA 1155)	MSI H57M-ED65, versiunea 1.0, chipset Intel H57, versiunea BIOS 1.5
RAM	2 x 4 GB DDR3-1333, Kingston KHX1600C9D3K2/8GX
Controlor	Intel PCH H57 SATA 3 Gb/s
unitate de putere	Seasonic X-760 760 W, SS-760KM Active PFC F3
Testați software-ul
Măsurători de performanță	SYSmark 2012
Sistem de operare și drivere
sistem de operare	Windows 7 x64 Ultimate SP1 (actualizat pe 2011-08-10)
Driver Intel Inf	9.2.0.1030
Driver Intel Rapid Storage	10.6.0.1002

Rezultatele acestor teste sunt indicative pentru majoritatea modelelor de SSD și hard disk. Componentele testate au fost selectate pentru a se obține cea mai buna comparatie pentru ambele opțiuni de configurare. Unitățile sunt testate pe sisteme foarte asemănătoare. Scopul acestei revizuiri este de a evalua beneficiile utilizării unui SSD ca unitate de sistem. Nu încercăm să demonstrăm că SSD-urile au avantaje din toate punctele de vedere (de fapt, nu recomandăm să le folosim pentru stocarea datelor).

Rezultatele testului

Citire/Scriere secvenţială

CrystalDiskMark și Iometer arată în mod clar viteze de transfer de date semnificativ mai mari în comparație cu un hard disk de ultimă generație. Dacă citiți în mod regulat recenzii, este puțin probabil ca acest fapt să fie o știre pentru dvs.

Citire/Scriere aleatorie

Următoarele rezultate sunt foarte indicative din punctul de vedere al pornirii sistemului de operare Windows. Când vine vorba de diferența reală în utilizarea de zi cu zi, separarea SSD-ului de hard disk poate să nu fie atât de semnificativă, dar la testul sintetic diferența este izbitoare.

Potrivit CrystalDiskMark, hard disk-ul funcționează cu blocuri de 4 KB în modul de citire aleatorie la o viteză de 1,6 MB/s, viteza de scriere - 0,7 MB/s. Indicatorii similari pentru SSD-uri sunt cu un ordin de mărime mai mari: 19,7 MB/s pentru operațiuni de scriere, 70,6 MB/s pentru operațiuni de citire.

Pe măsură ce adâncimea cozii crește, performanța SSD-ului crește și mai mult, ceea ce se explică prin utilizarea mai deplină a arhitecturii sale multicanal: 129,4 MB/s pentru operațiuni de scriere și 70,5 pentru operațiuni de citire. Pentru HDD-uri, vedem, de asemenea, o creștere de trei ori a vitezei de scriere aleatorie (până la 2,1 MB/s) datorită suportului NCQ. Cu toate acestea, decalajul din spatele SSD-ului crește și mai mult.

În cazul blocurilor dimensiune mai mare(în acest test - 512 KB) hard disk-ul poate oferi multe viteza mai buna decât am văzut noi. Cu toate acestea, SSD își păstrează liderul și aici. O unitate SSD modernă cu o interfață de 6 Gb/s ar oferi un avantaj mai serios față de HDD.

Echilibrul de putere este evident: în testul de căutare aleatorie folosind blocuri de 4 KB, HDD-ul a oferit un rezultat de aproximativ 700 KB/s, SSD - 18,4 MB/s.

La o adâncime mare de coadă (64 de comenzi), SSD-ul depășește hard disk-ul în testul de căutare aleatorie de 40-50 de ori.

În testul de performanță de citire a Iometrului, Samsung 470 128GB atinge o performanță de 28.000 IOPS. Hard disk-ul arată un rezultat de 102 operații pe secundă.

La Înregistrări SSD operează cu blocuri de date: scrierea chiar și a doar câțiva octeți necesită un ciclu complet de rescriere a întregului bloc. Prin urmare, în operațiunile de scriere, separarea SSD-ului nu este atât de flagrant, dar tot vorbim despre o diferență de un ordin de mărime. Iometrul arată un rezultat al operațiunilor I/O de 1343,5 pentru SSD și 132,5 pentru HDD.

Performanța I/O și timpul de acces

Scriptul de pornire a bazei de date prezintă o imagine clară: SSD-ul este de 12 ori mai rapid decât HDD-ul.

În scenariul Web Server, superioritatea SSD-ului este și mai semnificativă, deoarece operațiunile de citire reprezintă cea mai mare parte a sarcinii de lucru în acest test.

În testul de performanță al stației de lucru, echilibrul de putere nu se modifică.

Timpul de acces

Spre deosebire de un hard disk, timpul de acces pe un SSD este greu de măsurat.

PCMark 7

Futuremark PCMark 7 simulează job tipic pe PC. Cu rare excepții, un SSD este de 2-4 ori mai rapid decât un hard disk. Rețineți că în aceste teste performanța generală a sistemului se modifică, ținând cont de influența procesorului și a plăcii video. Astfel, aici vedem o imagine apropiată de cea care apare în timpul utilizării zilnice a unui PC.

Excepțiile includ procesarea video în Windows Movie Maker și scriptul de pornire Windows Centru media. În aceste Teste SSDși hard disk oferă rezultate similare.

Consumul de energie

Cea mai mică diferență între un SSD și un hard disk în ceea ce privește consumul de energie se observă în testul de stres de scriere în streaming. Dar chiar și în acest test, un hard disk consumă aproximativ aceeași cantitate de energie ca trei SSD-uri.

Eficiență energetică: performanță pe watt

În aplicațiile de lucru cu baze de date Date Samsung 470 este de 476 de ori mai rapid decât un hard disk Seagate (bazat pe IOPS per watt).

În testul de eficiență a înregistrării în flux, unitatea SSD a depășit performanța hard disk-ului de 7 ori.

Aici este necesar să subliniem pe scurt problema măsurării „capacității pe watt”, deoarece în acest indicator SSD-urile sunt inferioare hard disk-urilor. Pentru a oferi cantitatea de spațiu pe disc corespunzătoare Seagate Barracuda XT 3 TB, va trebui să asamblați o serie de o duzină și jumătate de SSD-uri. În acest context, discutarea despre „capacitatea per watt” poate fi discutată doar în teorie. Dacă aveți nevoie de mult spațiu de stocare, HDD-urile nu au în prezent nicio alternativă.

SYSmark 2012

Benchmark-ul dezvoltat de BARCo nu este adesea folosit în teste. Cert este că unele companii, inclusiv AMD și nVidia, nu au încredere în asta pachet de testare, care se explică prin compoziția specifică a pachetului: se concentrează pe scenarii de pornire care au puțin de-a face cu utilizarea zilnică a computerului. Un procent semnificativ din evaluarea generală a performanței este alocat operațiunilor de OCR sau de arhivare. Este de remarcat faptul că AMD indică prezența anumitor optimizări pentru arhitectura Intel în SYSMark.

Vă rugăm să rețineți că în testele din pachetul SYSMark, SSD-ul este foarte ușor înaintea hard diskului. Putem spune că rezultatele sunt aceleași. Motivul este că în acest caz nu este posibil să se izoleze impactul altor subsisteme informatice asupra rezultatului final.

Viteza de pornire Windows

De asemenea, un computer cu o unitate SSD de sistem se oprește mai repede - în cinci secunde în loc de opt în cazul unui HDD.

Lansarea aplicațiilor

Folosim un script care deschide patru aplicații în același timp. La fel ca și în cazul încărcării sistemului de operare, avantajul de viteză pentru lansarea aplicațiilor pe un sistem cu o unitate SSD este destul de semnificativ. Puteți vedea cum arată acest lucru în practică în videoclip.

Rularea aplicațiilor pe SSD și hard disk

Așadar, am folosit un script care deschide mai multe aplicații în același timp și surprinde diferența sub forma unui videoclip scurt. Scriptul rulează imediat după pornirea Windows, după care așteaptă 30 de secunde pentru finalizarea tuturor proceselor. Scriptul rulează Internet Explorer 9 (versiunea offline a site-ului web THG), Microsoft Outlook(același set de foldere personalizate ca în SYSmark 2012), o prezentare PowerPoint „grea” și o imagine mare în Adobe Photoshop.

Am ratat acest test de patru ori la rând. Memorarea în cache a fișierelor reduce puțin timpul de încărcare pentru a patra „execuție”, dar acest lucru poate fi observat doar în legătură cu HDD. Să ne uităm la videoclipul:

Rulați mai multe aplicații pe HDD și SSD

Testul nostru simulează un scenariu în care porniți computerul și deschideți mai multe aplicații simultan - de exemplu, program de birou, browser web, messenger, editor de imagini. Atâta timp cât sistemul are suficientă memorie RAM (adică cel puțin 4 GB în acest moment), Performanța procesorului este pe locul doi dupa subsistem de disc. Cu alte cuvinte, plus sau minus 500 frecvențele MHz procesor - nu atât de semnificativ, dar înlocuirea unui hard disk cu un SSD, dimpotrivă, afectează semnificativ rezultatul.

Aici apare întrebarea - este importantă alegerea? model specific SSD? În opinia noastră, această problemă nu este atât de fundamentală. Chiar dacă optați pentru cea mai recentă unitate cu controlerul SandForce SF-2200, care depășește marcajul de 500 MB/s pentru citirea secvențială, diferența față de modelul SSD nu atât de nou pe care l-am folosit în acest test nu va fi prea vizibilă. . Dacă este prima dată când încercați să îl utilizați ca sistem unitate SSD, atunci cu siguranță nu veți dori să vă întoarceți la hard disk.

Orice SSD modern îmbunătățește capacitatea de răspuns a sistemului

Pentru acei entuziaști de computere care nu au încercat încă să folosească un SSD, le putem recomanda cu siguranță această opțiune de upgrade. Fără îndoială, jocul merită lumânarea. Deși nu fiecare benchmark reflectă beneficiile utilizării unui SSD ca stocare a sistemului (în special, nu vedem un decalaj semnificativ în SYSMark), diferența reală de performanță este vizibilă.

Am comparat unul dintre cele mai încăpătoare, mai rapide și mai scumpe hard disk-uri de pe piață - Seagate Barracuda XT - cu unul modest, nu cel mai nou. unitate SSD Samsung 470. Desigur, poți opta pentru un model mai „avansat”, dar chiar dacă alegi un model relativ bugetar, poți obține toate beneficiile unui SSD.

În același timp, nu încercăm deloc să retragem hard disk-urile. Când vine vorba de stocarea fișierelor, nu există nicio alternativă la acest tip de unitate. Un SSD ar trebui să fie folosit pentru a instala un sistem de operare și pentru a plasa fișiere de program executabile și cache ale aplicațiilor pe acesta.

Pentru cele mai multe cazuri, configurația ideală pentru PC modernă include unitate SSD de sistemși un hard disk mare pe care sunt stocate filme, muzică, imagini și documente. Sistemele fără SSD sunt clasificate ca opțiuni bugetare configurațiile, iar computerele cu doar o unitate SSD nu se găsesc aproape niciodată în natură.

Ne-am obișnuit de mult timp cu hard disk-urile pe care sunt stocate fișierele, documentele, videoclipurile, imaginile și, practic, totul. Hard disk-urile există de foarte mult timp. În 1956, IBM a creat un dispozitiv de stocare care poartă pe bună dreptate numele hard disk. Dar o introducere mai profundă și mai standardizată a acestor dispozitive de stocare a informațiilor a avut loc, desigur, în legătură cu popularitatea tot mai mare a computerelor personale.

La început, hard disk-urile erau voluminoase, extrem de zgomotoase și aveau spațiu disponibil de doar aproximativ 5-50 MB, ceea ce, de altfel, era suficient la acel moment pentru a instala sistemul de operare și toate aplicațiile de lucru, precum și un set de programe personale. fişiere.

Ulterior, unitățile au dobândit un factor de formă care este și astăzi popular pentru sistemele desktop, care este de 3,5”, numărul furnizorilor care produc aceste produse a scăzut, iar volumul unităților a crescut de la an la an și a totalizat sute de megaocteți, gigaocteți, zeci de ei și acum mii de gigaocteți pe un dispozitiv.

Hard disk-urile sunt folosite peste tot, în aproape toate computerele s-a încercat la un moment dat să le folosească chiar și în telefoanele mobile, deoarece la acea vreme cipurile de memorie flash erau prea scumpe, nefiabile și semnificativ mai mici ca volum.

Principiul de funcționare nu s-a schimbat, de fapt, de zeci de ani. În interiorul oricărui HDD există un motor, capete de citire și plăci magnetice. Cu alte cuvinte, mecanică controlată de electronică. Mai mult, toate acestea trebuie să fie în condiții sterile, iar siguranța informațiilor depinde de sute de factori diferiți, motiv pentru care aceste dispozitive sunt sensibile la multe manifestări externe de influență.

Evoluția sistemelor de stocare și sosireaSSD.

În timp, nu doar volumul a crescut, ci și viteza hard disk-uri, au fost lansate noi interfețe de comunicare până când, în cele din urmă, au ajuns la un „fund” logic al dezvoltării în indicatorii lor de viteză. Indiferent cât de mult ne-am dori, dar creăm o foarte repede greu condusul este aproape imposibil. Desigur, există unități „accelerate” separate (utilizate, de regulă, în servere), dar nu sunt omnipotente și sunt, de asemenea, mult mai scumpe de fabricat.

În același timp, în paralel, a început să se dezvolte o altă direcție a sistemelor de stocare a informațiilor, care a primit abrevierea SSD (Solid-State Drive), adică o unitate solid-state (sau semiconductor). SSD are multe diferențe față de adversarul său, principalul lucru este absența întregii părți mecanice a dispozitivului, în loc de care folosește sisteme digitale inregistrarea/citirea informatiilor.

Cu alte cuvinte, o unitate SSD constă dintr-un controler care controlează funcționarea cipurilor de memorie cu informații, ceea ce crește semnificativ atât toleranța la erori atunci când impact fizic, și viteza de lucru. Primele experimente cu SSD-uri au avut loc în 1978, apoi au folosit memorie similară cu RAM (volatilă), este capabilă să stocheze informații numai direct în timpul funcționării, iar după aceea este complet resetată, ceea ce, desigur, este incomod pentru un sistem de stocare.

Mult mai târziu, odată cu apariția memoriei Flash, adică a cipurilor nevolatile capabile să stocheze informații tot timpul, SSD-urile au început să înflorească, iar primii producători au început să lanseze produse noi. Astăzi, multe companii produc exclusiv dispozitive SSD, cel mai adesea acestea sunt acele companii care sunt într-un fel sau altul legate de producția de cipuri de memorie, de exemplu Samsung, Micron, Kingston și altele. Există, de asemenea, un număr de vânzători care produc SSD-uri sub propria marcă, însă le folosesc deja produse terminateși „produse semifabricate” de la alți producători pentru a-și colecta propriile produse.

SSD este format din circuit digital si nu contine piese in miscare. Fotografia de mai sus prezintă principalele componente ale unității:

Cipurile de memorie ale dispozitivului. (situat de obicei pe ambele părți ale plăcii de circuit imprimat). Volumul, fiabilitatea și viteza SSD-ului depind de ele.
Cip cu memorie tampon. Dezvoltatorii folosesc cipuri de memorie diferite, dar nu a fost observată nicio relație directă cu privire la viteza totală a unității.
Interfață și conectori de alimentare. ÎN SSD-uri moderne folosit interfata SATAîn diferitele sale versiuni (SATA-300, SATA-600). SATA sunt compatibile între ele, dar ultimele versiuni a acestei interfeţe vă permit să deblocați potențialul unităților de mare viteză.
Controler (procesor) SSD. Controlerul SSD este una dintre cele mai importante părți ale dispozitivului. Depinde de controler cât de eficient va fi SSD-ul, dacă va suporta tehnologii de curățare și cum se descurcă cu fiabilitate.

Avantaje și dezavantajeSSD.

Principalele avantaje:

1) După cum am menționat mai devreme, un SSD nu are piese mobile, de unde și fiabilitatea crescută la impact fizic. Adică, dacă scăpați un hard disk, cel mai probabil va începe să funcționeze defectuos sau să înceteze să funcționeze cu totul, mai ales când vine vorba de impact în timp ce dispozitivul funcționează. O unitate SSD, similară cu o unitate flash, poate rezista la șocuri ușoare, șocuri și vibrații.

2) Al doilea și principalul avantaj al SSD-ului este viteza acestuia. Mai mult decât atât, mulți utilizatori confundă puțin conceptele și consideră că vitezele mari de citire/scriere liniare ale dispozitivului (depășind cele de pe hard disk) sunt o garanție a performanței ridicate, dar acest lucru nu este în întregime adevărat. Principala „funcție” a SSD-urilor a fost și rămâne viteze mari de acces și răspuns, aceasta este esențială pentru operațiunile de citire și din acest motiv fișierele și aplicațiile sunt deschise aproape instantaneu pe unitățile solid-state; În timp ce controlerul unui HDD tradițional este forțat să aștepte operațiunile efectuate de mecanicii dispozitivului, controlerul SSD procesează deja aceste informații citind-o de pe cipurile de memorie. Mai mult, cu cât este mai mare încărcarea (cu cât mai multe accese la discul logic), cu atât va fi mai mare avantajul SSD-ului.

3) Mecanica din interiorul HDD-ului afectează și consumul de energie al dispozitivului, care este semnificativ mai mic pe SSD-uri.

4) Absența pieselor mobile afectează performanța zgomotului. SSD-ul nu produce deloc sunete.

5) „Imunitate” la fragmentarea fișierelor. În timp, HDD-ul își pierde anumite performanțe din cauza fragmentării fișierelor înregistrate, când acestea sunt „împrăștiate” pe întregul platou și dispozitivul are nevoie de mai mult timp pentru a citi aceste fișiere. Tocmai de aceea a fost inventată procedura de defragmentare. Pentru un SSD, fragmentarea nu este importantă, nici locația fișierului (care este din nou importantă pentru un HDD).

Principalele dezavantaje:

1) Număr limitat de rescrieri ale celulelor de informații. Ca exemplu, putem cita din nou cardurile de memorie obișnuite, toate au doar un număr limitat de cicluri de funcționare, ceea ce reduce, teoretic, fiabilitatea dispozitivului în ansamblu, ceea ce înseamnă că unitatea își va funcționa; utilizare normală într-un computer/laptop de acasă. Dezvoltatorii iau în considerare această caracteristică a unităților și, prin urmare, recomandă să nu le „înfundați” complet, plecând loc liber. Cu toate acestea, SSD-urile au adesea rezerve de memorie suplimentare create tocmai în acest scop. Acest lucru este necesar pentru durata de viață a SSD-ului, deoarece controlerul său intern încearcă să evite ca orice celulă să primească un nivel critic de cicluri de scriere și lucrează în mod constant pentru a crește durata de viață a dispozitivului, selectând celulele cel mai puțin uzate.

2) Pret pentru 1 GB. În ceea ce privește prețul pentru 1 GB Informații SSD până acum pierd în fața „fraților” lor hard disk-uri, dar având în vedere că în fiecare an volumul dispozitivelor este în creștere și prețurile scad constant, putem spune cu siguranță că, mai devreme sau mai târziu, memoria SSD va egala caracteristicile de preț ale hard disk-urilor. (sau îl va înlocui complet).

3) factorul uman. Pentru a lucra cu SSD-uri, este recomandabil să urmați câteva reguli simple. Dacă sunt neglijate, dispozitivul poate „îmbătrâni” mai repede decât durata de viață alocată, ceea ce va afecta viteza de funcționare și, ulterior, toleranța la erori a SSD-ului.

SSD sauHDD?

SSD-urile se dezvoltă într-un ritm nebun. Controlerele și cipurile de memorie sunt îmbunătățite în mod constant, volumele de producție sunt în creștere și chiar și corporațiile trec la utilizarea unităților SSD. Întrebarea „ce să alegi acum” este destul de simplă: ? Dar va veni în curând momentul când HDD-urile, într-o măsură sau alta, vor începe să piardă teren pe piață, așa cum se întâmplă de fapt acum. Și în cele din urmă, această întrebare va dispărea de la sine. Gândiți-vă la asta, nu cu mult timp în urmă, toți oamenii aveau monitoare CRT pe birouri, iar oamenii se certau despre dispozitive LCD scumpe și de calitate inferioară. La fel, ne-am dus să cumpărăm film pentru camere. Dar veți găsi acum noi modele de monitoare CRT în magazin sau poate pentru fotografia de agrement veți cumpăra altceva decât o cameră digitală?