▷ Какво е ssd, как работи и за какво е?

Твърдите дискове, или по-добре казано, твърди дискове за съхранение или SSD-та са тук, за да останат Почти всички потребители, които купуват ново оборудване, могат да намерят вътрешна единица за съхранение от този тип. Но какво всъщност е SSD и как работи ? В тази статия ще говорим подробно за този електронен елемент и какво е това, което го отличава от добре познатите HDD твърди дискове.

Индекс на съдържанието

От няколко години нататък имахме щастието да преживеем големи промени в нашите компютри. Първо бяха многоядрените процесори и тяхната архитектура. Това доведе до по-бързо и бързо оборудване, подобрени графични карти, RAM. Но в нашия екип все още имаше огромно затруднение и не беше нищо друго освен твърдия диск. С целия компютър, пълен с интегрални схеми, все още имахме механичен елемент вътре.

Така че би било безполезно да имате изключително бърз процесор, ако достъпът до съдържанието на данни беше наистина бавен. По тази и други причини индустрията за цифрови съхранения започна да работи и следователно намали разходите за създаването на този нов тип единици. С намаляването на цената му се увеличи и капацитетът за съхранение на данни, а също и неговата надеждност.

Тези дни вече имаме този елемент практически стандартизиран и често срещан във всички нови съоръжения. И то на сравнително достъпна цена. Ако искате бърз компютър, тогава трябва да имате едно от тях за вашата операционна система. Така че нека да видим за какво се отнасят тези SSD дискове.

Какво е SSD

Solid SSD устройството или SSD (SSD) е устройство за съхранение на данни, което се основава на използването на енергонезависима памет или често наричана флаш памет. По този начин се заменят магнитните дискове на традиционните твърди дискове.

Тези флаш паметта, наследници на стария EEPROM, позволяват операции за четене и запис на множество места в паметта в една и съща операция, като по този начин увеличават скоростта в сравнение с EEPROM паметта, която може да чете само една клетка памет при всяка операция.

Използването на флаш памет включва използването на чипове за съхранение на паметта. Елиминирайки движещите се части на нормален твърд диск, значително ще увеличим достъпа и скоростта на запис.

През 2010 г. тези доклади направиха още един скок, който наистина доведе до намаляване на производствените разходи и следователно достъпността на тези от потребителите. И използването на врати NAND е за производството на тези флаш памет.

Една от най-поразителните характеристики на логическия порта NAND (AND или обърнат Y) е, че той може да запазва данни вътре, дори когато захранването е прекъснато.

Тези порти на NAND са направени с помощта на транзистори с плаваща порта, което е елемент, в който се съхраняват битове. В случай на RAM памет, тези транзистори се нуждаят от непрекъснато захранване, за да поддържат своето състояние, а не във флаш паметта. Когато транзисторът с плаващ затвор е зареден, той има 0 вътре, а когато е разтоварен, има 1.

Тези спомени са организирани в матрична форма, която от своя страна се формира от поредица последователни порти на NAND. Ние наричаме пълния блок на матрицата, а редовете, които съставят матрицата, се наричат ​​страници. Всеки от тези редове има капацитет за съхранение между 2 KB и 16 KB. Ако всеки блок има 256 страници, ще имаме размер между 256 KB и 4 MB.

Разлика между SSD и RAM

С това първото нещо, което идва на ум е RAM паметта. Както знаем, този тип памет се използва за предаване на данни и програми на процесора. Когато изключим компютър, паметта на RAM паметта е напълно празна за разлика от SSD устройствата.

Разликата се крие в използването на NAND порти. Тези логически елементи съхраняват последното електрическо състояние вътре, а също така остават дори без захранване.

Производствени технологии

По същество има две технологии за съхранение на производството на тези устройства. Той започна да експериментира с RAM базирани дискове. Това изискваше елемент, който постоянно да ги снабдява с енергия, за да не загубят данните.

Поради тези ограничения технологията DRAM в тези устройства беше бракувана с появата на порти на NAND с енергонезависима памет. Това е използваното в момента и има три различни производствени технологии:

SLC или индивидуална клетка на ниво

С помощта на този метод е възможно да се съхраняват по един бит данни за всяка клетка от паметта. Конструкцията му е направена от индивидуални силиконови вафли, с които получавате тънък чип памет и едно ниво на съхранение. Тези чипове имат предимствата на по-високата скорост на достъп до данни, по-голямото дълголетие и по-малкото потребление на енергия. От друга страна, те имат по-малък капацитет на паметта, така че ще е необходимо да се изгради по-голям брой свине-майки, следователно да се увеличат разходите им за изграждане.

Изработката му засега е ограничена до индустриални и сървърни клъстерни среди, където качеството на съхранение трябва да е по-високо.

MLC или многостепенна клетка

Този метод на производство е точно обратното на предишния. Всеки чип на паметта се произвежда чрез подреждане на силиконови вафли, за да се образува един чип на много нива. Тъй като неговите предимства са тези с по-голям капацитет за съхранение на чип, е възможно да се съхраняват два бита за всяка клетка, което прави общо 4 различни състояния. А също и по-евтина производствена цена.

Като недостатъци цитираме точно обратното, отколкото в предишния случай: по-бавен достъп и чипове с по-малка издръжливост.

TLC или тройна клетка

В този случай производственият процес успява да реализира 3 бита за всяка клетка, което позволява да се съхраняват до 8 състояния. Производствената цена е по-евтина, а достъпът до съдържание по-малко ефективен. Следователно те са най-евтините единици за придобиване, но с живот на клетките, ограничен до около 1000 пише.

TRIM технология

Предмет, чакащ в SSD устройствата за съхранение, е именно тяхната дълготрайност. Клетките на паметта се деградират за всяко записване и изтриване, направено с тях, това води до силно използваните дискове да се разграждат бързо, което води до откази на целостта на файловете и загуба на файлове.

Процесът на изтриване на файлове от SSD е доста сложен. Можем да пишем съдържание на ниво ред, но можем да изтрием само на ниво блок. Това означава, че ако в този блок има полезни файлове в допълнение към тези, които трябва да бъдат изтрити, това също ще бъде изтрито.

За да се предотврати изтриването на валидни файлове, тези файлове трябва да бъдат взети и запазени в нов ред, след това да изтриете блока и след това да пренапишете валидните данни там, където са били преди. Последицата от целия този процес е по-нататъшно разграждане на клетките от паметта, като се налага да се правят допълнителни записи и изтривания.

В отговор на това се появяват технологии като TRIM. TRIM позволява комуникация между операционната система и устройството за съхранение, така че именно самата система казва на SSD данните, които трябва да изтрие. Когато изтриваме данни в Windows, данните не се изтриват физически, а вместо това придобиват собственост, че не се използват. Това позволява да се намалят процесите на писане и физическо изтриване на клетките от паметта. От Microsoft тази технология се прилага от Windows 7.

Физически компоненти на SSD устройство

По отношение на компонентите на SSD устройство, можем да споменем три критични елемента:

Контролер: е процесорът, отговарящ за администриране и управление на операциите, извършвани на модулите с памет NAND.

Кеш: Също така в този тип единици има устройство с DRAM памет, което ускорява процеса на предаване на данни от устройството към RAM и процесора.

Кондензатор: Кондензаторите имат функцията да поддържат целостта на данните, когато има внезапни прекъсвания на електрозахранването. Ако има данни в движение поради прекъсване, благодарение на кондензаторите ще бъде възможно да се съхраняват тези данни, за да се избегнат загуби.

Технологии за свързване

SATA

Обикновените SSD дискове имат същата технология на свързване като обикновените твърди дискове, тоест използват SATA 3 порт, за да ги свържат към дънната платка. По този начин ще имаме трансфер от 600 MB / s.

PCI-Express

Но има още една още по-бърза технология за връзка и комуникация, наречена NVMe. Използвайки този метод, модулите ще бъдат директно свързани към слотовете за разширение PCI-Express на нашата дънна платка. По този начин е възможно да се постигнат скорости на трансфер до 2 GB / s при четене и 1, 5 GB / s в писмена форма.

Както е нормално, тези твърди дискове нямат типичния 2, 5-инчов формат за правоъгълно капсулиране, но изглеждат като карти за разширение като улавящи или безгрешни графични карти.

М.2

Това е новият комуникационен стандарт, предназначен да замени типа SATA в средносрочен и краткосрочен план. Той използва както SATA, така и NVMe комуникационни протоколи. Тези единици са директно свързани към определен порт, разположен на дънната платка. По този начин избягваме да заемаме PCI-E слотове и ще имаме конкретни портове. Този стандарт няма скоростта на PCI-E, но е много по-висок от SATA и вече има задвижвания от всички производители на умерени цени.

Аспекти за разглеждане на SSD

Когато купуваме SSD, трябва да знаем както неговите предимства, така и недостатъци и дали нашата система е подходяща.

Файлови системи

Както видяхме управлението на SSD устройство е доста различно от това, което видяхме за нормалните твърди дискове. Ето защо традиционните файлови системи имаха нужда да актуализират вътрешната си операционна структура, за да отговарят на нуждите на тези устройства. Ако не беше, това би довело до бърза деградация на частите, драстично съкращавайки живота им.

NTFS

Ясен пример е файловата система на Windows. Една от първите оптимизации, които бяха приложени, тъй като Windows Vista трябваше правилно да подравни дяла към системата. Това позволява да се извършват допълнителни операции за четене и запис, тъй като организацията на секторите е различна по механичните единици и SSD.

В по-късни версии от Windows 7 системите внедряват подобрения за SSD дискове, като деактивиране на дефрагментатора на файлове, услугата Superfetch, ReadyBoost и въвеждането на командата TRIM за удължаване на живота на SSD.

Предимства на SSD над механичен диск

• Прочетете / Запишете: Значително увеличение на основните операции чрез елиминиране на механичните компоненти. Най-забележимата му и значителна характеристика. Отваряне на приложения и файлове: директно от горното следва, че приложенията и файловете се отварят много по-бързо и времето за стартиране на компютъра ще спадне драстично. Неуспехи и сигурност: Времето между отказите се увеличава значително и сигурността на транзакциите се увеличава чрез подобряване на почистването на данни и няма промяна в производителността, когато устройството е пълно или празно. Изтриването на файлове също е по-безопасно, тъй като веднъж физически изтрити, файловете са напълно невъзстановими. Енергия: тя ще изисква по-малко потребление на енергия и производство на топлина. Шум: тъй като няма механични елементи, производството на шум ще бъде нула. Тегло и устойчивост: чрез намаляване на механичните компоненти и размер, теглото им е по-малко, а устойчивостта на удари е много по-добра.

Недостатъци на SSD

• Полезен живот: Обикновено тези устройства имат по-малко полезен живот от традиционните дискове. Това е относително към интензивността на използване, която се дава на тях и на технологията на производство. Цена: Цената на GB е значително по-висока от традиционните дискове. Така че намираме дискове с много по-малък капацитет на по-високи цени. Капацитет на съхранение: Твърдите дискове все още съществуват на пазара с по-малък капацитет за съхранение в сравнение с механичните устройства. Не поради хардуерни ограничения (тъй като преди време беше публикувано, че Nimbus Data планира да изгради 100 TB SSD), а заради цената на тях. Възстановяване на данни: Както беше обсъдено в предимствата, SSD дисковете изтриват постоянно, а това също е недостатък, ако искаме да възстановим изтритите файлове. Въпреки това технологията TRIM ни дава възможност в това отношение. Катастрофални повреди: докато механичните дискове постепенно се разграждат и можем да го забележим, SSD дисковете се провалят без предупреждение и тази грешка е пълна и окончателна. Така ще загубим файловете почти напълно безопасно. Задачи за поддръжка: В този случай тези задачи са много вредни за твърдия диск. Дефрагментирането на SSD няма смисъл, но не се препоръчва да конфигурирате част от пространството към виртуална памет. Този процес го кара да се износва още повече.

Ако искате да знаете всички подробности за механичните твърди дискове, препоръчваме нашата статия:

С това завършваме обяснението си за това какво е SSD и как работи. Беше ли ви полезно? Имате ли въпроси? ?