SSD-диск для компьютера. Что такое

Некоторые известные производители переключились на выпуск твердотельных накопителей уже полностью, например Samsung продал бизнес по производству жёстких дисков компании Seagate .

Существуют и так называемые гибридные жесткие диски , появившиеся, в том числе, из-за текущей, пропорционально более высокой стоимости твердотельных накопителей. Такие устройства сочетают в одном устройстве накопитель на жёстких магнитных дисках (HDD) и твердотельный накопитель относительно небольшого объёма, в качестве кэша (для увеличения производительности и срока службы устройства, снижения энергопотребления).

Пока такие накопители используются, в основном, в переносных устройствах (ноутбуках, сотовых телефонах, планшетах и т. п.).

История развития

В настоящее время наиболее заметными компаниями, которые интенсивно развивают SSD-направление в своей деятельности, можно назвать Intel , Kingston , Samsung Electronics , SanDisk , Corsair, Renice, OCZ Technology , Crucial и ADATA. Кроме того, свой интерес к этому рынку демонстрирует Toshiba .

Архитектура и функционирование

NAND SSD

Накопители, построенные на использовании энергонезависимой памяти (NAND SSD), появились относительно недавно, но в связи с гораздо более низкой стоимостью (от 1 доллара США за гигабайт) начали уверенное завоевание рынка. До недавнего времени существенно уступали традиционным накопителям - жестким дискам - в скорости записи, но компенсировали это высокой скоростью поиска информации (начального позиционирования). Сейчас уже выпускаются твердотельные накопители со скоростью чтения и записи, в разы превосходящие возможности жестких дисков . Характеризуются относительно небольшими размерами и низким энергопотреблением.

RAM SSD

Эти накопители, построенные на использовании энергозависимой памяти (такой же, какая используется в ОЗУ персонального компьютера) характеризуются сверхбыстрыми чтением, записью и поиском информации. Основным их недостатком является чрезвычайно высокая стоимость. Используются, в основном, для ускорения работы крупных систем управления базами данных и мощных графических станций. Такие накопители, как правило, оснащены аккумуляторами для сохранения данных при потере питания, а более дорогие модели - системами резервного и/или оперативного копирования. Примером таких накопителей является I-RAM . Пользователи, обладающие достаточным объёмом оперативной памяти, могут организовать виртуальную машину и расположить её жёсткий диск в ОЗУ и оценить производительность.

Недостатки и преимущества

Недостатки

Преимущества

• Отсутствие движущихся частей, отсюда:

• Полное отсутствие шума;
• Высокая механическая стойкость;
• Стабильность времени считывания файлов вне зависимости от их расположения или фрагментации;

• Высокая скорость чтения/записи, нередко превосходящая пропускную способность интерфейса жесткого диска (SAS/SATA II 3 Gb/s, SAS/SATA III 6 Gb/s, SCSI, Fibre Channel и т. д.);
• Низкое энергопотребление;
• Широкий диапазон рабочих температур;
• Большой модернизационный потенциал как у самих накопителей так и у технологий их производства.
• Отсутствие магнитных дисков, отсюда:

• Намного меньшая чувствительность к внешним электромагнитным полям;
• Малые габариты и вес; (нет необходимости делать увесистый корпус для экранирования)

Microsoft Windows и компьютеры данной платформы с твердотельными накопителями

В ОС Windows 7 введена специальная оптимизация для работы с твердотельными накопителями. При наличии SSD-накопителей эта операционная система работает с ними иначе, чем с обычными HDD-дисками. Например, Windows 7 не применяет к SSD-накопителю дефрагментацию, технологии Superfetch и ReadyBoost и другие техники упреждающего чтения, ускоряющие загрузку приложений с обычных HDD-дисков.

На SSD-накопителе работают планшеты компании Acer - модели Iconia Tab W500 и W501, Fujitsu Stylistic Q550 под управлением Windows 7.

Mac OS X и компьютеры Макинтош с твердотельными накопителями

11 июня 2012 года на основе флеш-памяти был представлен новый MacBook Retina 15 дюймов, в котором опционально можно установить 768 Гб флеш-памяти.

Перспективы развития

Главный недостаток SSD накопителей - ограниченное число циклов перезаписи - при развитии технологий изготовления энергонезависимой памяти будет устранён путём изготовления по другим физическим принципам и из других материалов, например, FeRam . К 2013 году компания планирует запустить в розничную продажу накопители, построенные по технологии ReRAM (resistive random-access memory).

См. также

• Гибридный жесткий диск

Примечания

Ссылки

• HDD умер, да здравствует SSD? Критический обзор из журнала Mobi, 15.08.2007
• Диски SSD на основе NAND-памяти: технологии, принцип работы, разновидности, 28.06.2010
• Тест четырех SSD компании Team от TestLabs.kz

Привет! Расскажу вам сегодня о том, что такое SSD накопители и нужно ли их покупать. Какие плюсы и минусы имеют SSD накопители. Помните те времена, когда жесткий диск на 40 Гб считался большим и это было очень круто? Сейчас уже нормальный размер жесткого диска 1 Тб и больше.

Конечно же технологии развиваются очень быстро, и на замену жестким дискам пришли SSD накопители. Это новые устройства, которые имеют очень много плюсов и немного минусов, об этом и поговорим.

SSD (Solid state drive) – это накопитель, в котором нет движущихся элементов, таких как в обычном жестком диске. Для хранении памяти в SSD используется флеш-память. Простыми словами, это такая большая флешка. Основные преимущества SSD накопителей, это скорость работы, устойчивость к механичным повреждениям, малое энергопотребление. Из минусов, высокая цена и небольшое время работы на отказ.

Преимущества SSD накопителей

Скорость чтения и записи информации. По сравнению с обычными жесткими дисками, SSD работают на большой скорости. Для примера, накопитель подключенный по интерфейсу SATAIII работает на скорости 500 МБ/с. Это впечатляет, и это не придел и не весь потенциал SSD . Операционная система на таких накопителях загружается за считанные секунды.

Устойчивость к механичным повреждениям. Вы наверное знаете, что жесткие диски очень не любят разных удавов, сильных вибрация и т. д. Особенно в ноутбуках, HDD очень часто начинают “сыпаться”. Как я уже писал, в SSD нет активных элементов, поэтому он не боится механических повреждений, конечно же в разумных пределах. Мне это очень нравится, установив такой накопитель в ноутбук, можно не боятся переносить ноутбук включенными и т. д.

Бесшумная работа. При работе SSD накопитель не издает никаких звуков. Вы наверное знаете, что обычные жесткие диски во время работы издают шум.

Низкое энергопотребление. По сравнению с HDD, SSD использует меньше электроэнергии, для ноутбуков это очень актуально.

Недостатки SSD

Небольшое время работы на износ. Это значит, что SSD накопитель, будет работать определенное время. Это ограничение на перезапись, почему-то я всегда встречал разные цифры, обычно это 10000 раз. Но в описании накопителей еще указывают время работы, вот например в SSD OCZ Vertex 4 SSD 128GB указано время работы 2 млн. часов, это очень много.

Цена. Да, SSD накопители сейчас не очень дешевые. Например тот же SSD OCZ Vertex 4 SSD на 128GB стоит примерно 1000 грн. (4000 рублей).

Работа с разными ОС. Сейчас с SSD отлично работают только Windows 8 и Windows 7. Они поддерживают эти накопители, и сами умеют отключать такие службы как индексация и т. д. Включение подобных служб, уменьшает время работы SSD накопителя. Поэтому я советую использовать эти системы.

Вот такие они SSD. На самом деле, это очень достойные устройства, которые откроют вашему компьютеру второе дыхание. Радуют комментарии такого типа: “Замена HDD на SSD, это как замена пропеллера на турбину” :). И это правда, плюсов очень много, и не смотря на минусы, твердотельные накопители набирают популярность с каждым днем. Тем более, что цена на них только падает.

Появление на рынке относительно новой технологии хранения данных вызывает множество вопросов у пользователей. Что такое SSD? Стоит ли его ставить вместо привычного жесткого диска? Так ли он хорош, как о нём говорят? Прочитав эту статью до конца, вы ответите на все поставленные вопросы, что позволит вам решить, нужно ли вам менять что-то в работе своего компьютера.

Начнем с понятия: SSD представляет собой твердотельный накопитель, использующий память NAND, которая не требует электричества для сохранения данных. По сути, SSD – это вместительная флешка, которая отличается высокой скоростью записи и чтения информации.

Сравнение с HDD

Чтобы провести параллели с обычным жестким диском, сначала нужно немного углубиться в теорию и посмотреть, как работает HDD.

HDD представляет собой набор металлических дисков, вращающихся на шпинделе. Информация записывается на поверхность дисков маленькой механической головкой. Когда вы что-то копируете, создаете новый файл или запускаете программу, головка двигается, выискивая место записи. Для наглядности представьте виниловую пластинку – только вместо иголки будет механическая считывающая головка.

Твердотельные накопители не имеют никаких движущихся механических деталей.

Другие преимущества SSD:

• Быстрый отклик на действия пользователя.
• Беззвучная работа.
• Низкое энергопотребление (вдвое меньше, чем у HDD).
• Отсутствие перегрева.

Это лишь основные достоинства твердотельных накопителей, которые пользователь может «почувствовать». Однако вопрос, что лучше HDD или SSD, продолжают задать многие пользователи, поэтому давайте сравним характеристики этих двух видов накопителей:

1. Скорость работы SSD выше, так как исчезает этап механического поиска нужного места на поверхности диска. Время доступа к данным уменьшается в 100 раз – установленная на SSD система начинает буквально летать по сравнению с использованием HDD.
2. Отсутствие механических подвижных деталей способствует беззвучной работе накопителя и увеличению продолжительности его жизни. HDD чаще всего выходит из строя по причине механического повреждения – у SSD такое проблемы не существует.
3. Температура SSD всегда держится на оптимальном уровне, даже если его не охлаждать кулером. HDD же перегревается без охлаждения, что приводит к неполадкам программного и аппаратного свойства.

Но будем объективны: есть у SSD и недостатки. В первую очередь это цена, которая всё еще остается достаточно высокой и напрямую зависит от объема. Еще одна проблема – ограничение на количество циклов перезаписи. HDD можно переполнять данными и очищать сколько угодно; у SSD же есть ограничение, однако на практике его достичь трудно.

Все SSD накопители имеют гарантийный срок службы 3-5 лет, однако обычно они функционируют намного больше, так что не стоит акцентировать внимание на этих цифрах.

Если вы не можете выбрать между SSD и HDD, то есть гибридный вариант – SSHD. Такие накопители совмещают в себе достоинства обеих технологий, однако увеличение скорости работы вы заметите только при загрузке операционной системы. Запись и чтение данных будут производиться на том же уровне, что и у HDD, поэтому подобные гибриды не пользуются особой популярностью среди пользователей.

Правила выбора

Итак, вы решили, что пора отказаться от устаревшего жесткого диска и установить в компьютере твердотельный накопитель – разобрались, зачем он нужен и какие у него преимущества перед HDD. Однако здесь возникает другой вопрос: как выбрать SSD?

В магазинах представлены накопители с разными форм-факторами, контроллерами и ценами, так что трудно с ходу разобраться, что вам подойдет. Чтобы не чувствовать себя неуверенно в разговоре с консультантом, который наверняка захочет продать SSD подороже, старайтесь выбирать накопитель по приведенным ниже параметрам.

Объем

Как уже было отмечено, одним из главных недостатков SSD является цена, жестко привязанная к объему накопителя. Минимальная ёмкость на сегодняшний день – 60 Гб. Если учесть, что установленная Windows 7 требует 16-20 Гб в зависимости от разрядности, то становится ясно, что 60 Гб хватит разве что для инсталляции системы и десятка необходимых для работы программ.

Если вы хотите записывать на SSD игры и тяжелые графические приложения типа Corel или Photoshop, то рассматривайте накопители с объемом более 120 Гб.

Скорость

У любого накопителя (SSD здесь не исключение) есть два показателя скорости: запись и чтение. Чем выше эти значения, тем лучше, однако помните, что в характеристиках обычно указывается максимальная скорость. Реальное же значение можно узнать только на практике с помощью специальных программ. Если накопитель давно на рынке, то в интернете можно попробовать найти его тесты на скорость от пользователей.

Интерфейс и форм-фактор

Большинство современных SSD накопителей производится в форм-факторе 2,5 с поддержкой интерфейса SATA 3. Но могут быть и другие, более дорогие варианты:

• PCI-карта, устанавливаемая напрямую в слот материнской платы.
• Внешний SSD накопитель.
• Диск с интерфейсом mSATA для установки в ноутбуки и компактные компьютеры.

Что касается интерфейса: все новые SSD выпускаются с интерфейсом SATA 3, но если у вас на материнской плате установлен более старый контроллер (первого или второго поколения), то накопитель всё равно можно подключить. Однако есть одно ограничение: скорость передачи определяется наименьшим значением. То есть если вы подключите SATA 3 к SATA 2, то скорость будет определяться по пропускной способности SATA 2.

HDD для компьютеров имеют форм-фактор 3,5 дюйма, то для установки SSD 2,5 вам понадобится специальный переходник, который часто называют «салазки». Он представляет собой небольшую полочку, выполненную из металла, которая подвешивается на месте установки диска.

Кстати, с помощью специального адаптера можно установить SSD вместо DVD в ноутбуке. Многие пользователи вытаскивают неиспользуемый привод и ставят на его место твердотельный накопитель, на который затем инсталлируется операционная система. Стандартный жесткий диск ноутбука в то же время полностью очищается и затем используется как хранилище личных файлов.

Память и контроллер

Существует три вида памяти, отличающиеся между собой количеством бит информации в одной ячейке – SLC (1 бит), MLC (2 бита) и TLC (3 бита). Первый тип устарел и сейчас практически не используется, поэтому если увидите его в характеристиках, проходите мимо такого накопителя.

MLC – наиболее распространенный в данный момент тип памяти, выбирайте его. Имеет свои недостатки, однако адекватной альтернативы пока нет, так как TLC только начинает появляться на рынке SSD и пока стоит очень дорого.

С контроллерами похожая ситуация: наиболее популярным среди производителей и распространенным среди пользователей является технология SandForce, увеличивающая быстродействие диска за счет сжатия данных перед записью.

Но у контроллеров SandForce есть один недостаток, который может кому-то показаться существенным: если накопитель до предела заполняет информацией, то после его очистки скорость записи не возвращается к первоначальному состоянию, то есть становится ниже. Однако эта проблема решается просто: не забивайте память до последнего байта, и скорость не упадет.

Есть и другие, более дорогие варианты: Intel, Indilinx, Marvell. Если бюджет позволяет, лучше обратить внимание на твердотельные накопители с контроллерами от этих компаний.

Производитель

Последний параметр, требующий вашего внимания – это производитель. Конечно, на различных форумах можно найти много постов о том, что лучше выбрать Kingston или, допустим, Silicon Power, так как они специализируются именно на производстве накопителей разных видов.

Однако это не совсем верное утверждение: компаний, реально производящих флэш-память NAND намного меньше, чем брендов на рынке. Собственным производством (и отделом разработок) обладают:

• Intel.
• Samsung.
• SanDisk.
• Crucial.

Компания OCZ, например, до недавнего времени не имела никаких разработок и лишь недавно приобрела производителя контроллеров Indilinx. Поэтому лучше обращаться внимание на приведенные выше характеристики, а производителей держать в уме в последнюю очередь.

Работа с твердотельным накопителем

После удачной покупки и успешной установки системы на SSD вы включите компьютер и удивитесь, как быстро всё стало работать. Чтобы подобная прыть сохранялась как можно дольше, следуйте простым правилам по эксплуатации твердотельных накопителей:

• Устанавливайте систему, которая поддерживает команду TRIM (Windows 7 и выше, Mac OS X 10.6.6, Linux 2.6.33).
• Старайтесь не заполнять диск полностью – скорость записи снизится и не восстановится (актуально для контроллера SandForce).
• Храните личные файлы на HDD. Не убирайте жесткий диск, если он работает – храните на нем музыку, фильмы, фотографии и другие данные, доступ к которым не требует высокой скорости.
• Увеличьте объем оперативной памяти и по возможности не используйте файл подкачки.

Следуя этим простым правилам, вы продлите срок службы твердотельного накопителя и сможете избежать преждевременного снижения скорости его работы.

В наше время сложно представить человека, у которого бы не было компьютера. С каждым годом появляются новые устройства и гаджеты. Это же касается и накопителей информации. С недавних пор на рынке появились SSD носители, которые постепенно вытесняют HDD диски.

Многих пользователей интересует вопрос, в чем преимущества SSD диска и на самом ли деле он так хорош, как о нем отзывается производитель? Чтобы ответить на этот непростой вопрос необходимо разобраться, что представляет собою подобное устройство.

SSD диск – что это?

Итак, что такое SSD диск? Если расшифровать эту аббревиатуру, тогда получится solid-state drive, что в переводе означает твердотельный носитель информации или немеханическое запоминающее устройство, разработанное на основании микросхем. Подобный накопитель по принципу записи данных напоминает флешку.

В твердотельных накопителях отсутствует магнитный диск. Все данные записываются на микросхему. Поэтому при работе диска его совершенно не слышно. К тому же обычный жесткий диск работает в несколько раз медленнее, чем SSD.

Первыми аналогами твердотельного диска были носители, которые выпускались на основании RAM памяти. Чтобы перенесенные данные на них не исчезали, к ним подключались специальные аккумуляторы. Современные SSD диски изготавливаются совсем по другой технологии.

«Начинка» SSD

Как было замечено ранее, в твердотельном носителе не используется магнитный диск. К основным частям подобного устройства относится:

• Контролер;
• Флеш память;
• Интерфейс подключения;
• Корпус.

Важно отметить, что solid-state disk может отличаться друг от друга. Поэтому прежде чем покупать твердотельный накопитель, рекомендуется подробнее изучить «начинку» диска.

Контролер

Под контролером понимается процессор, который управляет процедурой считывания и записи. Это один из важнейших элементов твердотельного накопителя.

К задачам контролера можно отнести:

• Равномерное размещение загружаемых файлов по всему диску;
• Контроль состояния ячеек памяти;
• Блокирование ячеек, в случае их износа;
• Компактная упаковка файлов, для повышения производительности.

Скорость SSD напрямую зависит от контролера. Поэтому выбирая диск, необходимо уделять внимание контролеру. У пользователей пользуются популярностью разработки Intel, Marvel, SandForce и Indilinx.

Флеш память

Современные твердотельные диски могут содержать один из трех видов памяти, а именно:

Память TLC позволяет в одну ячейку записывать одновременно 3 бита. При этом возможно выполнить 1000 перезаписей. Подобный вид памяти самый дешевый, поэтому не первый год используется в разработке флеш-накопителей. Благодаря подобной технологии стоимость твердотельных дисков стала ниже.

Такой вид памяти, как MLC позволяет в одну ячейку записывать 2 бита. Что касается циклов перезаписи, то они равны 3000. В большинстве случаев именно этот тип памяти используется для создания SSD накопителей. Следует отметить, что по сравнению с TLC памятью, MLC обходится дороже.

Память SLC способствует записи 1 бита в 1 ячейку. При этом максимальное число циклов перезаписи равняется 100000. Конечно, наличие такого количества циклов понравится каждому, но стоимость такого «удовольствия» слишком высокая.

Интерфейс подключения

Чаще всего встречаются накопители поддерживающие интерфейс SATA3. Также существует еще несколько вариантов:

• Внешний SSD диск;
• PSI-карта, которая устанавливается непосредственно в разъем материнской платы;
• Накопитель с интерфейсом mSATA, который размещен в ноутбуках или нетбуках.

Важно учесть, что интерфейс SATA3 совместим с интерфейсами первого и второго поколения. При этом изменится скорость передачи данных. Примечательно, что на ноутбуках, твердотельный накопитель устанавливается вместо DVD-ROM, который практически не используется современными пользователями. При этом операционная система должна быть установлена на SSD. Остальные жёсткие будут использованы в качестве хранилища.

Корпус

Обычный винчестер имеет размер 3,5 дюймов. Что касается твердотельного накопителя, то они выпускаются в форм-факторе 2,5 дюймов. Если твердотельный диск будет установлен вместо винчестера, придется использовать специальный переходник. Подобное устройство представляет собою небольшую полку, изготовленную из металла. Она крепится к месту установки диска.

Благодаря своему небольшому размеру, твердотельный диск может быть установлен как в стационарный компьютер, так и в ноутбук. Следует учесть, что существуют и гибридные диски, которые используют USB интерфейс. Чаще всего форм-фактор у них равен 3,5 дюймов.

Преимущества

Твердотельные накопители обладают рядом преимуществ, на которые следует обратить внимание. Главным достоинством считается скорость записи и считывания данных. По сравнению с обычными жесткими дисками, эти показатели в несколько раз выше. Высокая скорость накопителя повышает производительность операционной системы. Особенно это заметно в момент загрузки ОС. На устройствах с HDD загрузка осуществляется в течение 40 секунд, что касается твердотельного носителя, то на нагрузку уходит не более 7 секунд.

Еще одним достоинством можно считать высокую устойчивость к воздействию различных внешних факторов. Это связано с тем, что SSD не имеет хрупкого механизма по сравнению с обычным винчестером. Подобные накопители прекрасно справляются с перепадами температуры, а также выдерживают вибрацию и слабые удары по корпусу.

Важным преимуществом считается отсутствие шума и низкое потребление энергии. При этом накопитель не нуждается в специальном охлаждении, по сравнению с винчестерами. Благодаря характеристикам SSD достойная замена HDD.

Недостатки

Несмотря на свою скорость, бесшумность и низкое потребление энергии, твердотельные накопители имеют несколько существенных недостатков. Главным минусом можно считать дороговизну. Подобные накопители стоят в несколько раз дороже, чем HDD. Это связано со сложностью изготовления контролеров и чипов памяти. Не стоит расстраиваться, так как технологии развиваются в геометрической прогрессии, а значит, стоимость постепенно будет снижена.

К сожалению, дороговизна не единственный существенный недостаток. Твердотельные накопители имеют максимально возможный объем 1 Тб. Что касается жестких дисков, то их объем уже достиг 8 Тб. Как видно из цифр, различия ощутимые.

Будьте готовы к тому, что твердотельные накопители не вечны. Когда будет совершено определенное количество перезаписей, память начнет выходить из строя. Конечно, это не значит, что устройство проработает всего 1 месяц. Нужно помнить, что когда-нибудь устройство перестанет функционировать, а извлечь информацию будет невозможно.

Еще одним минусом можно считать скачки электричества. Диски SSD после нескольких скачков выходят из строя. Существует высокая вероятность, что при перепаде напряжения накопитель просто сгорит. Что касается винчестера, то при подобной ситуации у него выходит из строя только определенный сектор, а большую часть информации можно восстановить.

Выбираем носитель информации

Прежде чем отправиться в магазин за новеньким SSD устройством, рекомендуется обратить внимание на несколько рекомендаций, благодаря которым будет проще определиться с выбором. Не нужно покупать самый дорогой диск, ведь SSD предназначен только для работы с операционной системы и для установки дополнительного софта. Что касается хранилища информации, то необходимо воспользоваться дополнительным жестким диском.

Для увеличения быстродействия системы, достаточно приобрести твердотельный накопитель объемом 60-120 Gb. При этом необходимо рассчитывать объем исходя из того, что диск не будет полностью забит информацией. Если подобная ситуация произойдет, производительность резко упадет, и восстановить ее уже будет невозможно.

Перед покупкой устройства рекомендуется изучить конфигурацию своего компьютера. Это необходимо для того, чтобы убедиться в том, что материнская плата способна работать с высокоскоростными носителями информации. Иначе просто нет смысла в приобретении подобного устройства.

Как правильно работать с твердотельным носителем

Как было замечено ранее, SSD диски недолговечны, поэтому необходимо по возможности продлить ему срок жизни. Для этого достаточно следовать нескольким простым правилам:

• На твердотельный носитель можно устанавливать только ту операционную систему, которая распознает команду TRIM. К таким ОС относится Windows 7 и выше, а также Linux начиная с версии 2.6.33 и MacOS6.6;
• Категорически запрещается полностью заполнять диск. В противном случае скорость считывания и записи будет снижена в несколько раз. При этом восстановить ее будет невозможно, даже после очищения диска;
• Не нужно использовать файл подкачки. Лучше всего добавить еще немного оперативной памяти;
• Все личные файлы (документы, фотографии, ролики) следует хранить на жестком диске. Если вы используете нетбук, тогда эти данные нужно скопировать на отдельную SD-карту.

Если придерживаться этой несложной инструкции, срок эксплуатации диска значительно увеличится.

Видео обзор SSD дисков

Продолжаем разбираться с жёсткими дисками. И сейчас поговорим об SDD.

Что такое SSD

SSD диск - компьютерное не механическое запоминающее устройство, состоящее из микросхем памяти и микроконтроллера. Происходит от английского Solid State Drive, что в буквальном переводе означает – твердотельный накопитель.
В этом определении каждое слово имеет смысл. Не механическое устройство означает, что в нем нет механических частей – внутри ничего не движется, не жужжит и не шумит. Как следствие - ничего и не стачивается, не изнашивается. Поскольку SSD диски пришли на смену традиционным механическим, то это свойство очень важно. Старым дискам были страшны вибрации во время работы, твердотельным накопителям – нет.
Микросхемы памяти используются для хранения информации. Контроллер на диске позволяет получать данные из ячеек памяти и записывать в них, передавая данные на общий интерфейс компьютера, вне зависимости от специфики работы памяти носителя. Гигантская флешка – вот что такое SSD диск, может показаться на первый взгляд, но только с кучей бесполезных компонент.

Для чего нужен SSD

В любом компьютере SSD идет на замену обычным HDD. Он работает быстрее, имеет маленькие габариты и не издает звуков. Высокая скорость загрузки приложений и операционной системы повышает комфортность в работе с ПК.
Что такое SSD в ноутбуке, где каждый ватт энергии на счету? Разумеется, в первую очередь – это очень экономный носитель информации. Он способен работать с зарядом аккумулятора дольше. К тому же у него очень небольшие размеры, что позволяет включать SSD в самые компактные аппаратные конфигурации.

Из чего состоит SSD

Небольшой корпус, в котором расположена маленькая печатная плата – это SSD диск внешне. На эту плату припаяно несколько микросхем памяти и контроллер. На одной из сторон этой коробки находится специальный разъем – SATA, который позволяет подключать SSD диск как любой другой накопитель.
Микросхемы памяти используются для хранения информации. Это не оперативная память, которая есть в каждом компьютере. Память в SSD диске способна хранить информацию и после выключения. Память SSD дисков энергонезависима. Как у обычного диска данные хранятся на магнитных пластинах, здесь данные хранятся в специальных микросхемах. Запись и чтение данных происходит на порядок быстрее, чем при работе с пластинами механических дисков.
Контроллер на диске – такой себе узкоспециализированный процессор, который умеет очень эффективно распределять данные в микросхемах. Также он выполняет часть служебных операций по чистке дисковой памяти и перераспределении ячеек при их изнашивании. Для работы с памятью очень важно выполнять своевременно служебные операции, чтобы не произошло потери информации.
Буферная память, как и на обычных дисках, используется для кэширования данных. Это быстрая оперативная память на SSD накопителе. Данные, вначале читаются в буферную память, изменяются в ней, а затем только пишутся на диск.

Как работает SSD диск

Принцип работы SSD диска основан на специфике работы ячеек памяти. Больше всего распространена сейчас память типа NAND. Обработка данных осуществляется блоками, а не байтами. Ячейки памяти имеют ограниченный ресурс циклов перезаписи, то есть чем чаще данные пишутся на диск, тем быстрее он выйдет из строя.
Чтение данных выполняется очень быстро. Контроллер определят адрес блока, который нужно считать, и обращается к нужной ячейке памяти. Если в SDD диске читается несколько непоследовательных блоков, то это никак не сказывается на производительности. Просто происходит обращение к другому блоку по его адресу.
Процесс записи данных сложнее и он состоит из ряда операций:
- чтение блока в кэш;
- изменение данных в кэш памяти;
- отработка процедуры стирания блока на энергонезависимой памяти;
- запись блока во флеш-память по адресу, вычисленному специальным алгоритмом.
Запись блока требует нескольких обращений к ячейкам памяти на диске SSD. Появляется дополнительная операция по чистке блока, перед записью. Для того, чтобы ячейки флеш-памяти изнашивались равномерно, контроллер специальным алгоритмом вычисляет номера блоков перед записью.
Операция стирания блоков (TRIM) выполняется SSD дисками во время простоя. Это делается для того, чтобы уменьшить время выполнения записи блока на диск. При записи алгоритм оптимизируется путем удалением этапа стирания: блок просто помечается как свободный.
Операционные системы выполняют самостоятельно команду TRIM, которая приводит к чистке подобных блоков.

Виды SSD дисков

Все SSD диски разделяются на несколько видов в зависимости от того, по какому интерфейсу они подключатся к компьютеру.
- SATA – диски подключаются к компьютеру по тому же интерфейсу, что и обычные HDD. Выглядят они как диски для ноутбуков и имеют размер 2,5 дюйма. Вариант mSATA более миниатюрен;
- PCI-Express – подключаются как обычные видеокарты или звуковые карты в слоты расширения компьютера на материнской плате. Обладают более высокой производительностью и, чаще всего, ставятся на серверах или вычислительных станциях;
- M.2 – миниатюрный вариант чаще PCI-Express интерфейса.
В современных SSD накопителях используется в основном NAND память. По ее типу их можно разделить на три группы, которые появлялись хронологически: SLC, MLC, TLC. Чем новее становилась память, тем ниже становилась надежность ее ячеек. Емкость при этом росла, что помогало снизить себестоимость. Надежность диска целиком зависит от работы контроллера.
Не все производители SSD дисков сами изготавливают флеш-память для своих устройств. Свою память и контроллеры производят: Samsung, Toshiba, Intel, Hynix, SanDisk. Мало кто из пользователей слышал о SSD диске производства Hynix. Известный производитель флеш накопителей Kingston использует память и контроллеры фирмы Toshiba в своих дисках. Samsung сам занимается развитием технологий по производству памяти и контроллеров и комплектует ими свои SSD накопители.

Характеристики SSD

Мы почти разобрались с SSD накопителями, осталось только поговорить о характеристиках. Итак:
- Емкость диска. Обычно эта характеристика указывается величиной не кратной степени двойки. Например, не 256 Гб, а 240. Или не 512 Гб, а 480 Гб. Это связано с тем, что контроллеры дисков резервируют часть флеш-памяти на замену блоков, исчерпавших свой ресурс. Для пользователя такая подмена происходит незаметно и данные он не теряет. Если размер диска составляет величину 480 Гб или 500 Гб, то именно флеш-памяти на диске 512 Гб, просто разные контроллеры резервируют ее разный объем.
- Скорость диска. Почти все SSD накопители имеют скорость: 450 - 550 Мб/сек. Эта величина соответствует предельным скоростям интерфейса SATA, по которому они подключаются. Именно SATA является причиной, по которой производители не пытаются массово увеличивать скорость чтения. Скорость записи в приложениях оказывается существенно ниже. Производитель обычно указывает в характеристиках именно скорость записи на чистом носителе.
- Число микросхем памяти. От числа микросхем памяти напрямую зависит производительность: чем их больше, тем большее число операций может отрабатываться одновременно на одном диске. В одной линейке дисков обычно скорость записи растет с ростом объема диска. Объясняется это тем, что у более емких моделей число чипов памяти больше.
- Тип памяти. Более дорогая и надежная память MLC, менее надежная и дешевая TLC, а также собственная разработка Samsung - «3D-NAND». Эти три вида памяти сейчас чаще всего используются в накопителях. Во многом на современных твердотельных дисках надежность работы зависит от качества работы контроллера.