Dyski półprzewodnikowe (SSD) — zalety i wady

Najpierw spójrzmy na definicje. Sztywny vs. Solidny — jaka jest różnica?

Co to jest dysk twardy, który jest również bardzo często nazywany HDD, dyskiem twardym, dyskiem twardym, śrubą itp.?

HDD (angielski dysk twardy) to urządzenie do przechowywania danych oparte na zasadzie zapisu magnetycznego. Informacje są zapisywane na płytach pokrytych warstwą ferromagnesu. Tarcze osadzone są na wrzecionie, które obraca się z bardzo dużą prędkością (do 15 000 obr/min). Oprócz części mechanicznej istnieje również jednostka elektroniczna, która kontroluje całą mechanikę urządzenia.

Pierwszy seryjny dysk twardy został wyprodukowany przez IBM w 1956 roku, ważył 971 kg, miał całkowitą pojemność pamięci około 3,5 megabajta. Historia rozwijała się szybko i do 2011 roku 1 terabajt stał się normą dla dysku twardego. W tej chwili dostępne są dyski dwu-, a nawet trzyterabajtowe.

Zasada działania dysku twardego polega na rejestracji zmian pola magnetycznego w pobliżu głowicy dysku.
Głównymi graczami na rynku dysków twardych są Fujitsu, Seagate, Western Digital, Samsung, Hitachi.

Im większa ilość dysków twardych, tym większa ilość przesyłanych informacji. W ogólnej konstrukcji mechanicznej dysku twardego jego główna wada tkwi - stosunkowo niewielka ilość przesyłanych danych na sekundę (średnie modele producentów mają obecnie stałą prędkość przesyłania danych około 100-150 Mb/s). Ponadto im wyższa szybkość przesyłania danych, tym bardziej nagrzewa się dysk twardy.

Do wielu zadań, a także codziennego użytkowania komputera, prędkości te w zupełności wystarczą, jednak do zastosowań specjalistycznych (stacje graficzne, profesjonalne komputery do gier, centra komputerowe itp.) to właśnie dysk twardy nakłada znaczne ograniczenia na ogólna wydajność systemu.

Pierwsze prace nad wynalezieniem całkowicie nowego nośnika rozpoczęły się w latach 70. XX wieku. W 1978 roku firma StorageTek wprowadziła pierwszy najnowocześniejszy dysk półprzewodnikowy, kładąc w ten sposób podwaliny pod rozwój dysków SSD. I dopiero w 2008 roku południowokoreańskiej firmie udało się stworzyć pierwszy dysk SSD o pojemności 128 GB, podobny do współczesnych analogów, który zademonstrowała na wystawie w Seulu.

Masową produkcję zorganizowano dopiero w 2009 roku. W tej chwili dostępne są dyski o pojemności 720 GB, których koszt zaczyna się od 60 000 rubli, na przykład model IBIS OCZ 3HSD1IBS1-720G firmy OCZ.

Czym więc jest dysk SSD

Przetłumaczony z angielskiego dysk SSD oznacza „dysk bez ruchomych części”. Dysk półprzewodnikowy to urządzenie pamięci masowej, którego zasada opiera się na wykorzystaniu chipów wielokrotnego zapisu i kontrolera. Często użytkownicy mylą terminologię i nazywają SSD dyskiem twardym. To jest błędne - ze względu na cechy techniczne dysków półprzewodnikowych. Charakterystyczną cechą tego typu nośników z HDD jest to, że podczas odczytu danych z dysku SSD nie ma potrzeby wykonywania operacji mechanicznych, cały czas zajmuje tylko przeniesienie adresu i samego bloku. W związku z tym im szybsza jest pamięć urządzenia i sam kontroler, tym szybciej dane są udostępniane.

Jednak proces zmiany lub kasowania danych z dysków SSD nie jest taki prosty. Wynika to z faktu, że pamięć jest zapisywana w blokach po 4 KB, a kasowana w 512 KB.

Podczas modyfikacji bloków następuje następująca sekwencja działań:

1. Blok zawierający zmiany jest wczytywany do wewnętrznego bufora.
2. Dokonana jest niezbędna modyfikacja bajtów.
3. Blok jest usuwany z pamięci flash.
4. Obliczana jest nowa lokalizacja danego bloku.
5. Blok zostanie zapisany w nowej lokalizacji.

Podczas usuwania plików nie są one fizycznie usuwane, a jedynie oznaczane przez system jako usunięte, jednak dysk SSD nie wie, które dane są danymi użytkownika, a które są usuwane i tak naprawdę wszystkie bloki muszą być przetwarzane zgodnie z powyższy schemat. System ten prowadzi do tego, że przy dużej ilości danych na dysku całkowity czas działania znacznie się zwiększa, co spowalnia całą pracę.

Bezpieczeństwo i niezawodność SSD

Jeśli mówimy o możliwości odzyskania danych z dysku SSD, możemy zwrócić uwagę na następujące punkty:

• Dane nie są usuwane natychmiast, tak jak na dysku twardym, nawet jeśli plik zostanie nadpisany innymi danymi na górze.
• Proces odzyskiwania danych jest dość pracochłonny, z uwagi na to, że konieczne jest dobranie odpowiedniej kolejności, zestawienie wyników, a także dobranie niezbędnego algorytmu emulującego działanie kontrolera mediów.

Niezawodność dysku SSD zależy bezpośrednio od niezawodności kontrolera i jego oprogramowania układowego, ponieważ jest to kontroler umieszczony między interfejsem a układami pamięci, a prawdopodobieństwo jego uszkodzenia w przypadku awarii zasilania jest bardzo wysokie.

Zasady pracy z mediami półprzewodnikowymi w celu wydłużenia ich cyklu życia i zwiększenia ogólnej szybkości:

• Wszystkie dane, które często się zmieniają (różne dane tymczasowe, pliki wymiany itp.) należy przenieść na zwykły dysk twardy.
• Wyłącz defragmentację dysku.
• Okresowo aktualizuj oprogramowanie kontrolera.
• Pozostawienie około 20% partycji dysku na stałe wolnej poprawi ogólną wydajność.

Zalety SSD nad dyskami twardymi:

• Bardzo duża prędkość odczytu bloków danych, która w rzeczywistości jest ograniczona jedynie przepustowością interfejsu kontrolera.
• Niskie zużycie energii.
• Ciche funkcjonowanie.
• Brak części mechanicznych, co prowadzi do mniejszej liczby możliwych awarii.
• Małe gabaryty.
• Odporność na wysoką temperaturę.

Wady SSD:

• Ograniczona liczba cykli przepisywania komórek pamięci (od 10 000 do 100 000 razy). Po osiągnięciu limitu dysk po prostu przestanie działać.
• Wysoka cena. W porównaniu z ceną dysku twardego za 1 GB (około 1,6 rubla / GB za dysk twardy 1 TB w porównaniu do 48 rubli / GB za dysk SSD o pojemności 128 GB).
• Mała ilość miejsca na dysku w porównaniu do HDD.
• Problem kompatybilności z niektórymi wersjami systemów operacyjnych (niektóre systemy operacyjne po prostu nie uwzględniają specyfiki nośników półprzewodnikowych, co prowadzi do bardzo szybkiego zużycia nośnika).

Firmy i producenci dysków SSD, którym możesz zaufać:

Przykłady modeli:

Średni koszt to 15 000 rubli.

Znakomity członek rodziny półprzewodnikowych, o prędkości odczytu do 355 Mb/s i prędkości zapisu do 215 Mb/s, podłączony przez interfejs klasy SATA 6 Gb/s.

128 Gb Kingston SV100S2/128G SATA 2,5" z serii V100

Średnia cena to 6000 rubli.

Dobry nośnik SSD z interfejsem połączeniowym SATA-2. Według specyfikacji technicznej producenta - prędkość zapisu do 230 Mb/s, prędkość odczytu do 250 Mb/s.

SSD Corsair CSSD-V64GB2-BRKT

Tańszy dysk, mniejsza pojemność, z interfejsem połączeniowym SATA.

Średni koszt to 3700 rubli. Ma prędkość zapisu do 130 Mb/s i prędkość odczytu do 215 Mb/s.

Wyniki

Na tym etapie rozwoju technologii, kiedy nośniki półprzewodnikowe są prawie 30 razy droższe od dysków twardych na 1 gigabajt, możliwość wykorzystania SSD w codziennym życiu zwykłego użytkownika jest dyskusyjna, ale jeśli chcesz przyspieszyć zwiększ czas uruchamiania systemu operacyjnego i chwal się nim znajomym, to dysk SSD jest zdecydowanie dla Ciebie. Uzasadnione jest stosowanie SSD w urządzeniach mobilnych, serwerach o dużym obciążeniu systemu dyskowego, a także w przypadkach, w których wykorzystywane są profesjonalne aplikacje wymagające szybkiego dostępu do danych.