9 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое SSD и как он работает

Что такое SSD и как он работает

SSD (Solid State Drive) — давно не новый товар на рынке комплектующих для ПК, но его популярность продолжает стремительно расти с каждым днем. Будет полезно узнать что из себя представляет SSD , что находится внутри этого, не механического запоминающего устройства, как он работает и в чем разница между SSD и HDD.

Современные SSD — это отличный вариант на замену традиционным вращающимся жестким дискам, которые в свою очередь являются основным средством хранения информации последние 50-60 лет. Данный диск, SSD, оказался не таким уж и перспективным, когда дело доходит до конкуренции скорости работы между ним и компьютерным процессором. Он все еще остается позади, когда речь заходит о предоставлении ограниченной задержки для доступа к данным.

С другой стороны, SSD предпринял значительную попытку конкурировать с той небольшой задержкой, которой обладают различные процессоры, однако он все еще отстает от них. Тем не менее, твердотельные накопители являются преимуществом, если сравнивать их с жесткими дисками. Обычные HDD — это вращающиеся магнитные диски, используемые для хранения данных, таких как файлы операционной системы, музыка, фильмы, игры и многого другого. Жесткий диск — дешевый вариант хранилища информации и основным его недостатком является то, что он медлителен.

Если говорить о происхождении SSD, то можно считать что первыми прототипами были ламповые компьютеры, в которых применялись конденсаторы для хранения информации.

Содержание статьи:

Особенности конструкции, преимущества дисков SSD

Чтобы понять, зачем ставить SSD накопитель, необходимо разобраться с основными преимуществами таких дисков. Не помешает знать и главные недостатки этих гаджетов.

Конструкция дисков HDD и SSD

Самым главным отличием SSD от традиционных жестких дисков является иной принцип устройства и работы. В отличие от НЖМД, в конструкции твердотельных носителей нет каких-либо механических компонентов. Для записи данных используются массивы высокоскоростной флэш-памяти, доступ к которой обеспечивает внутренний контролер. Такая конструкция наделяет SSD рядом преимуществ, недоступных классическим HDD.

  • Бесшумность. Благодаря отсутствию подвижных элементов, в процессе работы SSD не издает звуков.
  • Устойчивость к встряскам. В отличие от HDD, где в процессе перемещения устройства или падения магнитная головка может поцарапать поверхность диска (тем самым повредив ее и хранящиеся данные), SSD меньше уязвим. Конечно, вследствие удара по корпусу может произойти нарушение контакта между компонентами, но накопитель, спрятанный внутри компьютера или ноутбука, защищен от этого в достаточной мере.
  • Малое энергопотребление. Основной потребитель энергии в ЖД – это мотор, приводящий в движение диски. Он вращается со скоростью 5, 7 или 10 тысяч оборотов в минуту и расходует до 95 % всей электроэнергии, поданной на накопитель. Таким образом, SSD является до 10 раз более экономным, что особо актуально для тонких ноутбуков.
  • Высокая скорость чтения/записи. Магнитный метод записи данных достиг предела совершенства. Больше 100-200 Мб/сек в режиме последовательной записи, без снижения срока службы, наращивания габаритов, увеличения энергопотребления и роста цены, получить от жесткого диска невозможно. Флэш-память SSD не имеет данного минуса и работает до 10 раз быстрее.
  • Стабильная скорость работы. Если информация на традиционном ЖД записана на физически разные диски (их конструкции HDD 2 и более) или их участки – происходит задержка, вызванная необходимостью перемещения считывающей головки. Скорость работы из-за этого значительно снижается. Аналогичная задержка при чтении ячеек массива флэш-памяти SSD составляет миллионные доли секунды и не влияет существенно на общую производительность.

Сравнение скорости работы, общей производительности и задержек SSD и HDD

Твердотельные накопители имеют один существенный недостаток – ограниченное количество циклов перезаписи информации. Поэтому современные модели стараются перезаписывать все ячейки равномерно, чтобы никакая часть диска не вышла из строя раньше времени.

Читать еще:  Ожидание сети Wifi Google play

Срок службы SSD напрямую зависит от способа его эксплуатации. Если ежедневно записывать десятки гигабайт, то прослужит он недолго. Если же перезапись данных осуществляется нечасто либо в небольших количествах, то в таком случае SSD прослужит на уровне HDD.

Из этих же соображений твердотельным накопителям не нужна дефрагментация, поскольку это лишний цикл перезаписи.

Вывод: Твердотельные накопители не подходят тем, кто часто записывает много объемных файлов. Жесткие диски наоборот неограниченны количеством циклов перезаписи.

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.

Жесткие диски (HDD)

Принцип работы жестких дисков хорошо изучен и протестирован многими. Эти устройства в строю уже более 50 лет. Все это время они стремительно наращивали объем хранилища, уменьшаясь в физических размерах. В твердотельных накопителях запись и чтение данных происходит посредством вращения пластин (или блинов).

Принцип работы жестких дисков

Накопитель состоит из одного или нескольких магниточувствительных дисков (блинов), рычага с головкой чтения/записи (для каждого диска) и электродвигателей для вращения дисков и перемещения головок. Кроме того, имеется контроллер ввода-вывода и микропрограмма, которая указывает оборудованию, что делать, и взаимодействует с компьютером.

Каждый диск в накопителе разбит на концентрические окружности, называемые дорожками. Каждая дорожка разбита на логические блоки, называемые секторами. Номера каждой дорожки и сектора создают уникальный адрес, используемый для размещения и поиска данных. Данные записываются в ближайшую доступную область. Имеется специальный алгоритм обработки информации перед записью. Он позволяет микропрограмме определять и исправлять ошибки.

Диски вращаются с заданной скоростью (для бытовых компьютеров это от 4200 до 7200 об/мин). Эти скорости связаны со скоростью чтения/записи. Чем больше количество оборотов, тем быстрее диск может читать и записывать данные.

Чтение и запись

Каждый раз при необходимости извлечь или обновить данные контроллер ввода-вывода указывает приводу рычага их расположение. Головка чтения/записи считывает данные по наличию/отсутствию заряда в заданном адресе. При запросе на обновление данных головка чтения/записи изменяет заряд задействованной дорожки и сектора.

Время, необходимое диску для оборота, а головке — для поиска дорожки и сектора, именуется задержкой.

Недостатки

Одно из «слабых» мест жестких дисков — вращающийся магнитный диск и головка (которые выполняют функцию чтения и записи данных). Физический поиск и извлечение данных требуют большего времени, чем электронный. При неаккуратном обращении механические части могут отскочить или даже сломаться. Эта проблема особенно критична для владельцев ноутбуков. В сравнении с SSD-накопителями, жесткие диски тяжелее и потребляют больше электроэнергии.

Преимущества

Жесткие диски — уже проверенная технология. Их преимущества в том, что при одинаковом объеме хранилища они зачастую стоят дешевле SSD-дисков. На сегодня HDD-диски представлены с бóльшим объемом памяти, чем SSD.

Почему не стоит в 2020 году покупать SSD объемом 120 Гбайт

Год назад у меня случилось ЧП: сломался SSD-накопитель Smartbuy объемом 120 Гбайт, который верой и правдой служил мне несколько лет. Сломался, по закону подлости, сразу после истечения срока гарантии.

реклама

Файлы не умещаются в маленьком SSD

А поскольку сейчас от моего компьютера не требуется особенной скорости, так как я только лазаю на нем в интернете и играю в Fallout 2: Restoration Project, я решил обойтись пока обычным жестким диском и подождать, пока SSD еще подешевеют. А они неплохо подешевели за последние два года.

реклама

Но наличие в компьютере SSD — это такая вещь, которую совершенно не замечаешь, когда она есть, и очень болезненно, когда она исчезает. Вот и я не выдержал пользоваться жестким диском в качестве системного даже трех дней.
Тут надо заметить, что в принципе мне хватало объема 120 Гбайт, так как я в основном играю в старые игры, и они вполне легко умещались на таком SSD в количестве нескольких штук. Но я решил взять «на вырост» SSD емкостью 250 Гбайт.

Читать еще:  Хаб для локальной сети

реклама

Поскольку все недорогие SSD примерно одинаковы по характеристикам, я купил SILICON POWER Ace A55 на 256 Гбайт и начал устанавливать свою свежеприготовленную сборку Windows и кучу старых игр.

реклама

Однако, через пару дней прозвенел тревожный звоночек — компьютер не смог загрузиться, выдав «Bootmgr is missing«. Я не придал этому значения, но еще через пару дней SSD несколько раз исчез из системы и умер окончательно. Обидно, что пропали все труды по созданию сборки Windows.

Я решил не экономить и отныне брать только качественные SSD, на хороших контроллерах и со сроком гарантии не менее 5 лет. Денег, которые мне вернули за SILICON POWER Ace A55, хватило на Samsung 850 EVO объемом 120 Гбайт.

Samsung 850 EVO отлично работает, никаких нареканий к скорости нет и все было замечательно до того момента, пока мне не понадобилось установить на SSD всего две нормальные (по размеру) игры: The Elder Scrolls V Skyrim — Special Edition и The Witcher 3 Wild Hunt HD Reworked Project. Эта версия Ведьмака 3 отличается исправлением кучи визуальных багов и текстурами высокого разрешения.
И внезапно место на SSD закончилось. Я не ожидал такого поворота, HD Reworked Project, конечно, весит прилично, но не настолько же?

Я решил посмотреть более внимательно, как испаряется место на SSD, и установил программу WinDirStat. Это одна из лучших программ, визуально показывающих, чем занято место на жестком диске или SSD. Скачать ее можно с сайта производителя. Настройки просты и понятны, после запуска и выбора диска мы видим примерно вот такую картину:

Сейчас я быстро пробегу по занятому месту и для наглядности затеню остальные файлы.

Папка Windows. Уже довольно заметна по занимаемому месту на 120 Гбайт, Windows 10 становится все более раздутой, недавно добавилось еще 7 Гбайт в «зарезервированном хранилище».

Розовым выделены файлы бэкапа Acronis. Почти 10 Гбайт.

Program Files (x86) без игр и тяжеловесных программ занимает довольно мало места.

Папки пользователя — 3.8 Гбайт.

The Elder Scrolls V Skyrim — Special Edition — почти 13 Гбайт, уже чувствительно.

А вот и главный виновник — The Witcher 3 Wild Hunt HD Reworked Project. Почти 45 Гбайт.

Выводы лежат на поверхности: объем системного диска в 120 Гбайт в наше время — «курам на смех». Достаточно двух не самых больших игр, чтобы полностью забить все свободное место. Не стоит забывать, что забивать SSD под завязку не рекомендуется, нужно держать хотя бы 10% свободного места.
Конечно, можно ставить игры на жесткий диск, но это уже чревато не только долгой загрузкой, но и фризами в новых играх с открытым миром.

Лично я еще раз убедился, что скупой платит дважды и надо было брать SSD объемом 500 Гбайт минимум. Популярный SSD Samsung 860 EVO Series (MZ-76E500BW) на 500 Гбайт, подешевел за год с 7000 рублей до 5640 рублей и вряд ли будет дешеветь дальше.

А лучше не мелочиться и взять SSD с запасом, сразу на 1 ТБ — Samsung 860 EVO Series (MZ-76E1T0BW).
Почему я привел ссылки именно на SATA устройства, а не M.2? За одну и ту же цену разницы в реальных задачах не увидишь, а нагрев у SATA SSD заметно меньше. Это избавит от головной боли и увеличит надежность.

А сколько у вас места на SSD? И хватает ли вам его?

В каких случаях это поможет работе проекта?

Некоторые современные порталы требуют для своей работы обращения к большому количеству файлов на диске. Например, такие системы, как 1С-Битрикс, Joomla, WordPress и аналогичные, могут потребовать обращения к сотням файлов на диске для генерации единственной страницы сайта.

В том случае, если страницы сайта находятся в дисковом кеше сервера в оперативной памяти, всё может работать быстро, но если сайт открывается редко и файлы в кеше отсутствуют, то никакая дисковая система не сможет обеспечить мгновенного открытия страницы такого сайта. Этот эффект называется «холодный старт».
Иногда разнообразные дисковые операции требуются сайту и для дальнейшей работы. Например, если на сайте большое разнообразие данных — большой каталог продукции, множество информационных страниц, то держать всё в оперативной памяти не получается даже для посещаемого сайта.

Читать еще:  Форматирование флешки для установки Windows 7

Гарантированное размещение всех файлов сайта на SSD диске позволяет существенно уменьшить указанные симптомы. В том случае, если сайту для рядовой работы требуется обращение к большому числу файлов, сайт начнет работать существенно быстрее.

Различия между дисками HDD и SSD

Конструкция носителя

Главным отличием, которое первое приходит на ум, – это внутреннее устройство.

Жесткие диски HDD являются магнитными носителями информации. Для их чтения используется специальная, подвижная головка, которая движется вдоль круглых магнитных пластин, используемых для хранения данных, и, таким образом, осуществляет поиск файлов.

Носители SSD классифицируются как флэш-память, построенная только из ячеек NAND Flash. Это позволяет гораздо быстрее производить чтение и запись файлов на SSD – всё благодаря тому, что чтение происходит без участия подвижных элементов. Подвижные части должны прибыть в расположение файла и не могут одновременно присутствовать в нескольких местах (что еще более замедляет чтение или запись нескольких файлов).

Громкость во время работы и устойчивость к повреждениям

Подвижные элементы также отвечают за появление шумов в процессе работы диска. Твердотельные накопители, лишенные этих движущихся частей, работают бесшумно. Кроме того, они также более устойчивы к повреждениям (опять же это связано с отсутствием механических частей, которые могут смещаться, например, в случае падения).

Кроме того, SSD имеют ряд других преимуществ – они более энергоэффективны, меньше нагреваются и не требуют дефрагментации.

Емкость, устойчивость к перегреву и безопасность данных

Жесткие диски HDD также имеют много преимуществ. Самое важное – соотношение объема и цены – вы легко найдете вместительный жесткий диск (например, 2 ТБ) по хорошей цене.

HDD гораздо лучше подходят для хранения файлов и документов – в основном из-за того, что обеспечивают больше места для данных. Они также более устойчивы к высоким температурам.

В случае сбоя жесткого диска, вы можете восстановить его содержание. В случае твердотельного диска, потеря данных, как правило, необратима, а попытка восстановления отнимает много времени и средств.

Как использовать преимущества обоих типов носителей

Лучшим вариантом является наличие двух дисков: SSD и HDD. На немного меньшем носителе SSD можно установить операционную систему, программы и игры. Благодаря этому приложения будут запускаться гораздо быстрее, а операционная система станет намного более чувствительной к действиям пользователя. Компьютер будет быстрее включаться и реагировать на команды. Преимущества SSD вы оцените также в киберспорте: сайты быстрее загружаются, а игра запускается в более короткие сроки.

Для хранения файлов – фотографий, музыки и документов – вы можете выделить диск HDD, на котором найдётся достаточно места для этих файлов.

Таким образом, желательно иметь на компьютере два диска: один HDD, а вторым – SSD. Вместе с тем, жесткий диск HDD должен иметь хорошую скорость оборотов, благодаря чему доступ к файлам будет удобным и эффективным.

Предложение рождает спрос?

Но, несмотря на все риски, связанные с переходом к использованию сверхвместительных накопителей, производители продолжают работать над повышением их емкости. Одним из недавних примеров подобного стремления стал релиз компанией Seagate 16-терабайтного жесткого диска в 3,5-дюймовом форм-факторе с самым распространенным среди HDD интерфейсом SATA III с пропускной способностью 6 Гбит/с. Накопитель был представлен в декабре 2018 г., а уже к концу 2019 г. компания планирует разработать 20-терабайтный винчестер. Останавливаться на этом она не станет – на 2026 г. у Seagate запланирован подход к рубежу в 100 ТБ.

Производители твердотельных накопителей не отстают и даже опережают своих конкурентов – еще в марте 2016 г. компанией Samsung был выпущен на тот момент первый в мире SSD-драйв емкостью 15,36 ТБ стоимостью $10 тыс. (653,8 тыс. руб. по курсу ЦБ на 14 марта 2019 г.). Но подобные решения пока стоят достаточно дорого, и сейчас выгоднее выбирать менее вместительные SSD – не только причине меньших потерь данных, но и на фоне резкого снижения их стоимости. К примеру, с начала 2018 г. цены на SSD емкостью 1 ТБ упали более чем на 50%, и падение, по прогнозам The Digitimes, продолжится и в 2019 г.

К тому же, у россиян с недавних пор есть возможность покупать SSD малого объема, разработанные непосредственно в России. В феврале 2018 г. отечественная компания GS Group сообщила о старте массового производства твердотельных накопителей емкостью до 1 ТБ. Полный производственный цикл реализован в инновационном кластере «Технополис GS», расположенном в городе Гусев Калининградской области. Его мощности позволяют выпускать более 1 млн накопителей в год.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector