▷ Kas yra ssd, kaip jis veikia ir kam jis skirtas?

Standieji diskai arba, geriau tariant, kietojo kūno atminties diskai arba SSD diskai yra čia. Beveik visi vartotojai, perkantys naują įrangą, viduje gali rasti tokio tipo saugyklą. Bet kas iš tikrųjų yra SSD ir kaip jis veikia ? Šiame straipsnyje mes išsamiai pakalbėsime apie šį elektroninį elementą ir tai, kas jį skiria nuo žinomų HDD kietųjų diskų.

Turinio rodyklė

Nuo keleto metų mums pasisekė patirti didelius pokyčius savo kompiuteriuose. Pirmieji buvo daugiagysliai procesoriai ir jų architektūra. Tai lėmė, kad įranga tapo greitesnė ir greitesnė, patobulintos vaizdo plokštės, RAM. Tačiau mūsų komandoje vis dar buvo didžiulė kliūtis ir tai buvo ne kas kitas, o kietasis diskas. Kai visas kompiuteris buvo pilnas integruotų schemų, vis tiek viduje turėjome mechaninį elementą.

Taigi būtų nenaudinga turėti ypač greitą procesorių, jei prieiga prie duomenų turinio buvo tikrai lėta. Dėl šios ir kitų priežasčių skaitmeninio saugojimo pramonė pradėjo veikti ir dėl to sumažėjo šio naujo tipo įrenginių sukūrimo išlaidos. Mažėjant jo kainai, sumažėjo duomenų saugojimo galimybė ir patikimumas.

Šiomis dienomis mes jau turime šį elementą, praktiškai standartizuotą ir įprastą naujoje įrangoje. Ir už gana prieinamą kainą. Jei norite greito kompiuterio, turite turėti vieną iš jų savo operacinei sistemai. Taigi, pažiūrėkime, kas yra šie SSD diskai.

Kas yra SSD

Kietojo kūno diskas arba SSD (kietojo kūno diskas) yra duomenų saugojimo įrenginys, pagrįstas nestabiliosios atminties naudojimu arba paprastai vadinama „flash“ atmintimi. Taigi keičiami tradicinių kietųjų diskų magnetiniai diskai.

Šie „flash“ atmintiniai, senosios EEPROM įpėdiniai, leidžia skaityti ir rašyti kelių atminties vietų operacijas ta pačia operacija, taigi padidėja greitis, palyginti su EEPROM atmintimis, kurios kiekvienoje operacijoje galėjo skaityti tik vieną atminties elementą.

„Flash“ atminties naudojimas apima lustų naudojimą atminčiai saugoti. Pašalindami judančias įprasto kietojo disko dalis, mes žymiai padidinsime jo prieigą ir rašymo greitį.

2010 m. Šiose ataskaitose buvo padarytas dar vienas šuolis, kuris iš tikrųjų lėmė tai, kad sumažėjo gamybos sąnaudos ir todėl vartotojai galėjo jas pasiekti. Šioms atmintinėms gaminti naudojamos NAND durys.

Viena iš įspūdingiausių NAND loginių vartų (IR arba apverstų Y) savybių yra ta, kad ji gali išlaikyti duomenis viduje net ir sumažinus energiją.

Šie NAND vartai yra gaminami naudojant plūdriųjų vartų tranzistorius, tai yra daiktas, kuriame kaupiami bitai. Kalbant apie RAM atmintį, šiems tranzistoriams reikalingas nuolatinis maitinimas, kad būtų išlaikyta jų būsena, o ne „flash“ atmintyse. Kai pakraunamas plūduriuojantis vartų tranzistorius, jo vidus yra 0, o iškraunant - 1.

Šie prisiminimai yra sudedami matricos forma, kurią savo ruožtu sudaro iš eilės einantys NAND vartai. Mes vadiname visą matricos bloką, o eilutės, sudarančios matricą, vadinamos puslapiais. Kiekvienos iš šių eilučių saugojimo talpa yra nuo 2 KB iki 16 KB. Jei kiekvieną bloką sudaro 256 puslapiai, jo dydis bus nuo 256 KB iki 4 MB.

Skirtumas tarp SSD ir RAM

Atsižvelgiant į tai, pirmas dalykas, kuris ateina į galvą, yra RAM atmintis. Kaip žinome, tokio tipo atmintis naudojama tiekti duomenis ir programas procesoriui. Kai mes išjungiame kompiuterį, RAM atmintis, priešingai nei SSD diskai, yra visiškai tuščia.

Skirtumas yra NAND vartų naudojimas. Šie loginiai elementai išsaugo paskutinę elektros būseną viduje ir taip pat išlieka net ir be maitinimo šaltinio.

Gamybos technologijos

Šių prietaisų gamyboje iš esmės buvo dvi saugojimo technologijos. Jis pradėjo eksperimentuoti su RAM pagrįstais diskais. Tam reikėjo elemento, kuris nuolatos tiekdavo jiems energiją, kad neprarastų duomenų.

Dėl šių apribojimų DRAM technologija šiuose įrenginiuose buvo nutraukta, pasirodžius NAND vartams su nestabilia saugykla. Tai yra šiuo metu naudojama ir yra trys skirtingos gamybos technologijos:

SLC arba atskiro lygio ląstelė

Naudojant šį metodą galima išsaugoti po vieną duomenų bitą kiekvienai atminties ląstelei. Jo konstrukcija yra pagaminta iš atskirų silicio plokštelių, su kuriomis jūs gaunate ploną atminties lustą ir vienodą saugojimo lygį. Šios mikroschemos turi didesnio duomenų prieigos greičio, didesnio ilgaamžiškumo ir mažesnės energijos sąnaudas pranašumus. Kita vertus, jie turi mažesnę atminties talpą, todėl reikės pastatyti didesnį skaičių paršavedžių, todėl padidės jų statybos kaštai.

Šiuo metu jo gamyba yra apribota pramoninėje ir serverių grupių aplinkoje, kur saugojimo kokybė turi būti aukštesnė.

MLC arba daugiapakopė ląstelė

Šis gamybos būdas yra visiškai priešingas ankstesniam. Kiekvienas atminties lustas gaminamas sudedant silicio plokšteles, kad būtų sudarytas vienas daugiapakopis lustas. Kalbant apie jo pranašumus, yra didesnė atminties talpa kiekvienoje mikroschemoje, todėl kiekvienoje ląstelėje galima laikyti du bitus, kurie iš viso sudaro 4 skirtingas būsenas. Taip pat pigesnės gamybos išlaidos.

Kaip trūkumus mes nurodome priešingai nei ankstesniu atveju: lėtesnė prieiga ir mažesnio patvarumo lustai.

TLC arba trigubo lygio ląstelė

Tokiu atveju gamybos procesas sugeba įdiegti 3 bitus kiekvienai ląstelei, leidžiant išsaugoti iki 8 būsenų. Gamybos kaina yra pigesnė, o prieiga prie turinio ne tokia efektyvi. Todėl jie yra pigiausi vienetai, kuriuos galima įsigyti, tačiau jų ląstelių gyvenimo trukmė yra apytiksliai 1000 rašančių.

TRIM technologija

SSD kaupikliuose laukiama tema yra būtent jų patvarumas. Atminties elementai blogėja kiekvienam jų rašymui ir ištrynimui. Dėl šios priežasties labai naudojami diskai greitai suyra, dėl to gali atsirasti failų vientisumo gedimai ir prarasti failai.

Failų ištrynimo iš SSD procesas yra gana sudėtingas. Galime rašyti turinį eilutės lygiu, tačiau ištrinti galime tik bloko lygiu. Tai reiškia, kad jei šiame bloke yra naudingų failų, be tų, kuriuos reikia ištrinti, tai jie taip pat bus ištrinti.

Kad galiojantys failai nebūtų ištrinti, juos reikia paimti ir išsaugoti naujoje eilutėje, tada ištrinti bloką ir perrašyti galiojančius duomenis ten, kur jie buvo anksčiau. Viso šio proceso pasekmė - tolesnis atminties ląstelių degradavimas, nes reikia atlikti papildomus įrašus ir ištrynimus.

Atsakant į tai, atsiranda tokios technologijos kaip TRIM. TRIM leidžia palaikyti ryšį tarp operacinės sistemos ir atminties bloko, kad pati sistema pasakytų SSD duomenis, kuriuos ji turi ištrinti. Kai ištriname duomenis sistemoje „Windows“, jie nėra fiziškai ištrinami, o tampa nenaudojami. Tai leidžia sumažinti atminties ląstelių rašymo ir fizinio trynimo procesus. „Microsoft“ ši technologija buvo įdiegta nuo „Windows 7“.

Fiziniai SSD disko komponentai

Kalbant apie SSD disko komponentus, galime paminėti tris svarbiausius elementus:

Valdiklis: yra procesorius, atsakingas už NAND atminties modulių operacijų administravimą ir valdymą.

Talpykla: Šio tipo įrenginiuose taip pat yra DRAM atminties įtaisas, kuris pagreitina duomenų perdavimo procesą iš įrenginio į RAM ir procesorių.

Kondensatorius: Kondensatorių funkcija yra išlaikyti duomenų vientisumą staiga nutrūkus energijos tiekimui. Jei dėl pjūvio juda duomenys, kondensatorių dėka šiuos duomenis bus galima išsaugoti, kad neprarastumėte.

Prijungimo technologijos

SATA

Įprasti SSD diskai turi tą pačią ryšio technologiją kaip ir įprasti standieji diskai, tai yra, jie naudoja SATA 3 prievadą, norėdami juos prijungti prie pagrindinės plokštės. Tokiu būdu mums bus perduota 600 MB / s.

PCI-Express

Tačiau yra dar viena greitesnė ryšio ir ryšių technologija, vadinama „ NVMe“. Naudojant šį metodą, įrenginiai bus tiesiogiai prijungti prie „PCI-Express“ išplėtimo lizdų mūsų pagrindinėje plokštėje. Tokiu būdu įmanoma pasiekti perdavimo greitį iki 2 GB / s skaitant ir 1, 5 GB / s raštu.

Kaip įprasta, šie kietieji diskai neturi tipiško 2, 5 colių stačiakampio apvalkalo formato, tačiau atrodo kaip išplėtimo kortelės, pavyzdžiui, gaudyklės ar vaizdo įtaisai, kuriuose nėra geriausių savybių.

M.2

Tai yra naujas komunikacijos standartas, skirtas vidutinės trukmės ir trumpalaikiu laikotarpiu pakeisti SATA tipą. Jis naudoja ir SATA, ir NVMe ryšio protokolus. Šie įrenginiai yra tiesiogiai prijungti prie konkretaus prievado, esančio pagrindinėje plokštėje. Tokiu būdu išvengsime PCI-E lizdų užimtumo ir turėsime konkrečius prievadus. Šis standartas neturi PCI-E greičio, tačiau yra daug didesnis nei SATA ir jau yra visų gamintojų diskai vidutinėmis kainomis.

VSD apsvarstymo aspektai

Pirkdami SSD, turime žinoti ir jo pranašumus, ir trūkumus bei tai, ar mūsų sistema tinkama.

Failų sistemos

Kaip matėme, SSD disko valdymas visiškai skiriasi nuo to, ką matėme įprastiems standiesiems diskams. Štai kodėl tradicinėms failų sistemoms reikėjo atnaujinti vidinę operacinę struktūrą, kad atitiktų šių diskų poreikius. Jei to nebūtų, tai greitai suardytų vienetus, smarkiai sutrumpindami jų gyvenimą.

NTFS

Aiškus pavyzdys yra „Windows“ failų sistema. Vienas iš pirmųjų įdiegtų optimizacijų, nes „Windows Vista“ turėjo tinkamai suderinti skaidinį prie sistemos. Tai leido atlikti papildomas skaitymo ir rašymo operacijas, nes sektorių struktūra skiriasi mechaniniuose blokuose ir SSD.

Vėlesnėse „Windows 7“ versijose sistemos įgyvendina SSD patobulinimus, tokius kaip failų defragmentavimo išjungimas, „Superfetch“ paslauga, „ReadyBoost“ ir TRIM komandos įvedimas, siekiant pratęsti SSD naudojimo laiką.

SSD pranašumai, palyginti su mechaniniu disku

• Skaitymas / rašymas: žymiai padidėja pagrindinės operacijos pašalinant mechaninius komponentus. Labiausiai pastebima ir reikšminga jo savybė. Programų ir failų atidarymas: tiesiogiai iš to, kas pasakyta, išplaukia, kad programos ir failai atidaromi daug greičiau, o kompiuterio paleidimo laikas dramatiškai sumažės. Gedimai ir saugumas: Laikas tarp nesėkmių žymiai pailgėja, o operacijų saugumas padidėja, pagerinus duomenų valymą, o eksploataciniai parametrai nesikeičia, kai vienetas yra pilnas ar tuščias. Ištrinti failus taip pat yra saugiau, nes fiziškai juos ištrynus, failai yra visiškai neatkuriami. Energija: reikės mažiau energijos ir šilumos energijos. Triukšmas: kadangi nėra mechaninių elementų, triukšmas bus lygus nuliui. Svoris ir atsparumas: sumažinus mechaninius komponentus ir dydį, jų svoris yra mažesnis, o atsparumas smūgiams yra daug geresnis.

SSD trūkumai

• Naudingo tarnavimo laikas: šių įrenginių tarnavimo laikas paprastai yra mažesnis nei tradicinių diskų. Tai priklauso nuo naudojimo intensyvumo, kuris jiems suteikiamas, ir su gamybos technologija. Kaina: Vieno GB kaina yra žymiai didesnė nei tradicinių diskų. Taigi randame daug mažesnės talpos diskus didesnėmis kainomis. Saugojimo talpa: Kietieji diskai vis dar egzistuoja rinkoje su mažesne atminties talpa nei mechaniniai diskai. Ne dėl aparatūros apribojimų (nes prieš kurį laiką buvo paskelbta, kad „Nimbus Data“ ketino sukurti 100 TB SSD), bet dėl ​​šių išlaidų. Duomenų atkūrimas: kaip aptarta pranašumuose, SSD diskai visam laikui ištrina failus. Tai taip pat yra trūkumas, jei norime atkurti ištrintus failus. Nepaisant to, šiuo atžvilgiu TRIM technologija suteikia mums galimybę. Katastrofiški gedimai: nors mechaniniai diskai palaipsniui blogėja ir mes galime tai pastebėti, SSD diskai sugenda be perspėjimo ir ši klaida yra visiška ir galutinė. Taigi beveik visiškai saugiai prarasime failus. Priežiūros užduotys: šiuo atveju šios užduotys kenkia standžiajam diskui. Defragmentuoti SSD nėra prasmės, tačiau nerekomenduojama sukonfigūruoti dalies vietos virtualioje atmintyje. Dėl šio proceso jis dar labiau dėvisi.

Jei norite sužinoti visą informaciją apie mechaninius kietuosius diskus, rekomenduojame mūsų straipsnį:

Tuo mes užbaigiame paaiškinimą apie tai, kas yra SSD ir kaip jis veikia. Ar tau tai buvo naudinga? Ar turite klausimų? ?