Твердотельные накопители (SSD) - преимущества и недостатки

Для начала давайте разберёмся в определениях. Жёсткий и твёрдотелый - в чём разница?

Что же такое жёсткий диск , который также очень часто называют HDD, винчестер, хард, винт и т. д.?

HDD (англ. hard disk drive) - устройство хранения данных, основанное на принципе магнитной записи. Информация записывается на пластины, покрытые слоем ферромагнетика. Диски закрепляются на шпинделе, который вращается с очень высокой скоростью (до 15 000 оборотов в минуту). Помимо механической части присутствует также и блок электроники, собственно, который и управляет всей механикой устройства.

Первый серийный жёсткий диск был произведён компанией IBM в 1956 году, весил 971 кг, имел общий объём памяти около 3,5 мегабайта. История стремительно развивалась, и к 2011 году нормой для винчестера стал 1 терабайт. На данный момент существуют двух- и даже трёхтерабайтные накопители.

Принцип работы жёсткого диска базируется на регистрации изменений магнитного поля вблизи головки диска.
Основными игроками на рынке жёстких дисков являются компании Fujitsu , Seagate , Western Digital , Samsung , Hitachi .

Чем больше становился объём жёстких дисков, тем больше становился объём передаваемой информации. В общей механической структуре жёсткого диска и кроется основной его недостаток - относительно невысокий объём передаваемых данных в секунду (средние модели производителей на данный момент обладают установившейся скоростью передачи данных около 100-150 Мб/с). Кроме того, чем выше скорость передачи данных, тем сильнее греется жёсткий диск.

Для многих задач, а также повседневного использования компьютера этих скоростей вполне хватает, однако при специализированном использовании (графические станции, профессиональные игровые компьютеры, вычислительные центры и др.) именно жёсткий диск накладывает существенные ограничения на общую производительность системы.

Первые разработки по изобретению принципиально нового носителя были начаты в 1970-х годах. В 1978 году компания StorageTek представила первый полупроводниковый накопитель современного типа, тем самым заложив фундамент в разработку твёрдотелых накопителей SSD. И только в 2008 году южнокорейской компании удалось создать первый SSD объёмом 128 Гб, похожий на современные аналоги, который она продемонстрировала на выставке в Сеуле.

Массовое производство было организовано только в 2009 году. На данный момент существуют накопители объёмом 720 Гб, стоимость которых начинается от 60 000 рублей, например модель IBIS OCZ 3HSD1IBS1-720G от компании OCZ.

Итак, что такое SSD

В переводе с английского solid-state drive, значит, «диск без движущихся частей». Твёрдотелый накопитель - это запоминающее устройство, принцип работы которого основан на использовании перезаписываемых микросхем и контроллера. Часто пользователи путают терминологию и называют SSD жестким диском. Это неправильно -ввиду технических особенностей твердотелых дисков. Отличительной особенностью носителя данного типа от HDD является то, что при чтении данных с SSD нет необходимости в совершении механических операций, всё время уходит только на передачу адреса и непосредственно самого блока. Соответственно, чем быстрее сама память устройства и контроллера, тем быстрее осуществляется общий доступ к данным.

Однако с процессом изменения или стирания данных у SSD-накопителей не всё так просто. Это связано с тем, что память пишется блоками по 4 Кб, а стирается по 512 Кб.

При модификации блоков происходит следующая последовательность действий:

1. Во внутренний буфер считывается блок, который содержит изменения.
2. Производится необходимая модификация байт.
3. Блок стирается из флеш-памяти.
4. Вычисляется новое местоположение данного блока.
5. Блок записывается на новое место.

Во время удаления файлов физически они не удаляются, а только помечаются системой как удаленные, однако SSD не знает, какие именно данные являются пользовательскими, а какие удалёнными, и фактически приходится все блоки обрабатывать по вышеупомянутой схеме. Данная система приводит к тому, что при большом количестве данных на диске общее время работы значительно увеличивается, что тормозит всю работу.

Безопасность и надежность SSD

Если говорить о возможности восстановления данных с SSD, то можно отметить следующие моменты:

• Данные не удаляются сразу, как и в HDD, даже если перезаписать файл по верху другими данными.
• Процесс восстановления данных достаточно трудоёмок, в связи с тем что необходимо правильно подобрать порядок, объединить результаты, а также выбрать необходимый алгоритм, эмулирующий работу контроллера носителя.

Надёжность SSD напрямую зависит от надёжности контроллера и его прошивки, поскольку именно контроллер располагается между интерфейсом и микросхемами памяти и вероятность его повреждения, в случае неполадок с питанием, очень велика.

Правила работы с твёрдотелыми носителями для продления их цикла жизни и повышения общей скорости:

• Все данные, которые часто меняются (различные временные данные, swop-файлы и т. п.), перенести на обычный HDD.
• Отключить дефрагментацию диска.
• Периодически обновлять прошивку контроллера.
• Оставлять около 20 % раздела диска постоянно свободными, это повысит общую производительность.

Преимущества SSD перед жёсткими дисками:

• Очень высокая скорость чтения блоков данных, которая фактически ограничивается только пропускной способностью интерфейса контроллеров.
• Низкое энергопотребление.
• Бесшумность.
• Отсутствие механических частей, что ведёт к меньшему числу возможных поломок.
• Малые габаритные размеры.
• Высокая температуростойкость.

Недостатки SSD:

• Ограниченное число циклов перезаписи ячеек памяти (от 10 000 до 100 000 раз). По достижении лимита ваш накопитель просто перестанет работать.
• Высокая цена. По сравнению с ценой HDD за 1 Гб (около 1,6 руб/Гб у HDD объёмом 1 Тб против 48 руб/Гб у SSD объёмом 128 Гб).
• Невысокий объём диска по сравнению с HDD.
• Проблема совместимости с некоторыми версиями операционных систем (некоторые ОС попросту не учитывают специфику твёрдотелых носителей, что приводит к очень быстрому износу носителя).

Компании и производители SSD, которым смело можно доверять:

Примеры моделей:

Средняя стоимость - 15 000 руб.

Отличный представитель семейства твёрдотелых, обладающий скоростью чтения до 355 Мб/с и скоростью записи до 215 Мб/с, подключается через интерфейс класса SATA 6 Гб/с.

128Gb Kingston SV100S2/128G SATA 2.5" V100-Series

Средняя цена - 6000 руб.

Хороший SSD-носитель, имеющий интерфейс подключения типа SATA-2. По техническим характеристикам от производителя - скорость записи до 230 Мб/с, скорость чтения до 250 Мб/с.

SSD Corsair CSSD-V64GB2-BRKT

Более дешёвый накопитель, меньшего объёма, с интерфейсом подключения SATA.

Средняя стоимость - 3700 р. Обладает скоростью записи до 130 Мб/с и чтения до 215 Мб/с.

Выводы

На данном этапе развития технологий, когда твёрдотелые носители практически в 30 раз дороже жёстких дисков по цене за 1 гигабайт, целесообразность использования SSD в повседневной жизни обычного пользователя спорна, однако если вы хотите ускорить время загрузки операционной системы и похвастаться этим перед друзьями, то SSD точно для вас. Оправданно использование SSD в мобильных устройствах, серверах, имеющих высокую нагрузку на дисковую систему, а также в тех случаях, когда используются профессиональные приложения, требующие высокой скорости доступа к данным.