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

SSD — принцип работы, преимущества, недостатки

SSD – это энергонезависимое немеханическое запоминающее устройство, работающее на основе микросхем памяти. По своему внутреннему устройству твердотельный накопитель не многим отличается от обычной флешки. Информация в нем хранится в нескольких блоках флеш-памяти, для кеш-памяти используется микросхема DDR DRAM, а управляет процессом чтения записи и структурой размещения данных SSD-контроллер.

Принцип работы твердотельного накопителя несколько иной, чем у накопителя на жестких магнитных дисках, то есть HDD. При считывании информации в винчестере сначала происходит вычисление местонахождения блока данных, потом блок магнитных головок перемещается к нужной дорожке, а затем уже происходит собственно сам процесс считывания. А если запрашиваемые файлы фрагментированы и находятся в разных секторах винчестера, то процесс считывания данных сильно замедляется. В SSD-накопителях за счет отсутствия движущихся частей считывание информации происходит значительно быстрее – после вычисления контроллером адреса нужного блока доступ к данным предоставляется практически моментально.

Как устроен SSD — SLC, MLC и другие технологии

Но, вначале, давайте немного разберемся в основных понятиях — что такое SSD-накопитель, как он устроен и в чем отличие его ключевых технологий (SLC, TLC, MLC, eMLC). Основными составляющими элементами твердотельного диска являются модули флэш-памяти — в современных моделях накопителей наиболее распространена память типа NAND или 3D NAND. За управление процессом записи/чтения, а также за общее взаимодействие с вычислительной системой отвечает специальный контроллер (микросхема с установленным программным обеспечением — «прошивкой»), который также имеется на диске.

Модули флеш-памяти являются тем, что определяет характеристики диска в первую очередь. В общих чертах NAND состоит из огромного числа ячеек, каждая из которых может хранить информацию. В основе ячеек памяти лежат управляемые транзисторы с плавающим затвором, которые контролируются путем подачи на них электрического заряда — за счет этого обеспечивается запись или удаление данных.

При этом в каждой ячейке может быть записано от 1 до 4 бит информации, в зависимости от используемой технологии. Так, если соотношение 1 к 1, то речь идет о SLC (Single Level Cell). Технология MLC (Multi Level Cell) позволяет хранить в ячейке 2 или 3 бита. В последнем случае речь идет о TLC (Triple Level Cell) которая суть — разновидность MLC. Недавно на рынок вышла память QLC (quad Level Cell), допускающая хранение 4 бит на ячейку. Отметим, что в корпоративных системах хранения обычно используют SLC, остальные разновидности накопителей относятся к разряду пользовательских. В то же время, память типа SLC обладая высочайшей скоростью и надежностью, оказывается самой дорогой в производстве и обладает наименьшей емкостью.

Компромиссным вариантом является технология eMLC (enterprise MLC) которая некоторым образом совмещает емкость MLC с надежностью и скоростью SLC, хотя, в прямом сравнении она проигрывает каждому «чистому» типу накопителей, по основным характеристикам.

Для наглядности возьмем такой важный показатель SSD-диска как количество циклов чтения/записи. В среднем для ячейки SLC-накопителя он составляет примерно 100 тыс., для eMLC — 20-30 тыс., а в случае любых вариантов MLC — около 10 тыс.

В какой-то момент технология NAND уперлась в технологический предел производственного процесса — создавать ячейки размером менее 14 нм оказалось проблематично. Из положения вышли путем создания многослойных модулей памяти, где ячейки расположены в несколько (до 96) уровней. Такие накопители получили название 3D NAND. Отметим также, что в 2015 году компания Intel представила технологию флеш-памяти 3D XPoint, но она пока что не получила широкого распространения — первые коммерческие образцы поступили на рынок в 2017-м.

Еще одной важной характеристикой твердотельного накопителя является тип интерфейса, определяющий способ его взаимодействия с вычислительной системой. Сегодня используются два типа подключения — SATA (или SAS) SSD и NVMe SSD. Первый более медленный и подразумевает подключение накопителя кабелем по интерфейсу SATA (как и магнитный жесткий диск), в свою очередь, модули NVMe Используют подключение через (сам слот может быть различным) PCI Express, что, как правило, обеспечивает существенно более высокую скорость чтения/записи.

Преимущества SSD

Юзеры, отдавшие предпочтение твердотельным накопителям, знают, что на этом диске гораздо быстрее запускаются как отдельные файлы, так и операционная система, сложные игры, программы. Для примера, накопитель, подключенный по интерфейсу SATA III, может считывать информацию на высоких темпах – до 500 Мб/с. Но скорость работы – это далеко не все плюсы SSD.

Среди достоинств выделяют еще 5 не менее существенных:

  1. Легкий вес. Диски не добавляют особого веса ноутбукам, ведь масса их колеблется в пределах 100 гр.
  2. Устойчивость к механическим повреждениям. Накопителю не страшны падения, удары или сильная вибрация. Он не только сам останется невредимым, но также сохранит все записанные данные.
  3. Тихая работа. SSD работает бесшумно. Благодаря отсутствию перегрева диску не нужны шумные охлаждающие компоненты.
  4. Легкость эксплуатации. Большинство дисков оснащены брендовой утилитой, что контролирует состояние памяти, обновляет прошивку и др. Это значительно упрощает использование устройства.
  5. Возможность шифрования данных. Накопитель позволяет закодировать важную информацию, сохранив ее от посторонних лиц.

Стоит заметить также, что область применения SSD может быть практически любой: их используют в ноутбуках, персональных компьютерах, другой портативной технике. При этом диски потребляют меньше электроэнергии, продлевая ресурс батареи устройства.

Похожие статьи про восстановление данных:

Разница между SSD и HDD, что лучше и надежнее для вашего ПК

Ни для кого не секрет, что между SSD и HDD есть очевидная разница. Подробнее об SSD и том что он из .

Как восстановить данные с умирающего жесткого диска

Существует много способов восстановления данных с поврежденного жесткого диска на ПК под управлением.

Инструменты для восстановления SSD дисков

SSD восстановление диска является горячей темой. Существует множество мифов и неправильных представл.

Советы при выборе SSD-диска

Пропускная способность шины

Помните, советовал, как выбрать флешку? Так вот при выборе флеш-диска первостепенное значение имеет тоже скорость чтениязаписи данных.

Чем выше эта скорость — тем лучше. Но следует помнить и о пропускной способности шины компьютера, вернее, материнской платы.

Если ноутбук или стационарный компьютер совсем уж старенький — смысла покупать дорогой и быстрый SSD-диск нет. Он просто не сможет работать даже в половину своих возможностей.

Чтоб было понятнее, озвучу пропускную способность различных шин (интерфейс передачи данных):

  • IDE (PATA) — 1000 Mbit/s. Это очень древний интерфейс подключения устройств к материнской плате. Чтоб подключить SSD-диск к такой шине нужен специальный переходник. Смысла использовать описываемые диски в этом случае абсолютно нет.
  • SATA — 1 500 Mbit/s. Уже веселее, но не слишком уж.
  • SATA2 — 3 000 Mbit/s. Самая распространённая на данный момент времени шина. С такой шиной, например, мой накопитель работает в половину своих возможностей. Ему нужна…
  • SATA3 — 6 000 Mbit/s. Это уже совсем другое дело! Вот тут SSD-диск и покажет себя во всей красе.

Так что перед покупкой узнайте какая шина на материнской плате, а также, какую поддерживает сам накопитель и принимайте решение о целесообразности покупки.

Вот, для примера, как выбирал (и чем руководствовался) себе свой HyperX 3K 120 ГБ. Скорость чтения — 555 Мбайт/с, а скорость записи данных — 510 Мбайт/с. Этот диск работает в моём ноутбуке сейчас ровно в половину своих возможностей (SATA2), но ровно в два раза быстрее штатного жёсткого диска.

Со временем он перекочует в игровой компьютер детей, где есть SATA3 и он будет демонстрировать там всю свою мощь и всю скорость работы без сдерживающих факторов (устаревшие, медленные интерфейсы передачи данных).

Делаем вывод: если в компьютере шина SATA2 и не планируется использование диска в другом (более мощном и современном) компьютере — покупайте диск с пропускной способностью не выше 300 Мбайт/с, что будет существенно дешевле и в тоже время быстрее в два раза нынешнего жёсткого диска.

Форм-фактор

Также обратите внимание при выборе и покупке флеш-диска на форм-фактор (размер и габариты). Он может быть 3.5″ (дюймов) — крупнее и слегка дешевле, но в ноутбук не влезет или 2.5″ — меньше и вмещается в любой ноутбук (для стационарных компьютеров обычно комплектуются специальными переходниками).

Таким образом, практичнее купить диск в форм-факторе 2.5″ — и установить можно куда угодно и продать (если что) легче. Да и места занимает меньше в системном блоке, что улучшает охлаждение всего компьютера.

Читать еще:  Удаленное выключение компьютера по сети

Показатель IOPS

Немаловажный фактор IOPS (количество операций ввода/вывода в секунду), чем выше данный показатель, тем быстрее накопитель будет работать, с большим объемом файлов.

Чип памяти

Чипы памяти делятся на два основных типа MLC и SLC. Стоимость SLC чипов намного выше и ресурс работы в среднем в 10 раз больше, чем у MLC чипов памяти, но при правильной эксплуатации, срок службы накопителей на MLC чипах памяти, составляет не менее 3 лет.

Контроллер

Это самая важная деталь SSD-дисков. Контроллер управляет работой всего накопителя, распределяет данные, следит за износом ячеек памяти и равномерно распределяет нагрузку.

Рекомендую отдавать предпочтение проверенным временем и хорошо зарекомендовавшим себя контроллерам SandForce, Intel, Indilinx, Marvell.

Объем памяти SSD

Практичнее всего будет использовать SSD только под размещение операционной системы, а все данные (фильмы, музыку и т.д.) лучше хранить на втором, жестком диске.

При таком варианте достаточно купить диск размером

60 Гб. Таким образом сможете очень сильно сэкономить и получить тоже самое ускорение работы компьютера (вдобавок, увеличится срок службы накопителя).

Опять же приведу в пример своё решение — в сети продаются (очень за недорого) специальные контейнеры для жёстких дисков, которые за 2 минуты вставляются в ноутбук вместо оптического CD-привода (которым пользовался пару раз за четыре года).

Вот и великолепное решение — старый диск на место дисковода, а новенький SSD — на место штатного жёсткого диска. Лучше и придумать невозможно было.

И напоследок, парочка интересных фактов:

Почему жесткий диск часто называют винчестером? Ещё в начале 1960-х годов компания IBM выпустила один из первых жёстких дисков и номер этой разработки был 30 — 30, что совпало с обозначением популярного нарезного оружия Winchester (винчестер), вот и прижилось такое жаргонное название ко всем жёстким дискам.

Почему именно жёсткий диск? Основными элементами этих устройств являются несколько круглых алюминиевых или некристаллических стекловидных пластин. В отличие от гибких дисков (дискет) их нельзя согнуть, вот и назвали — жёсткий диск.

Вот и всё на сегодня — если осилили данную статью и дочитали до конца, то теперь точно знаете что такое SSD-диск.

Как выбрать SSD для своего ПК

Несколько десятилетий подряд самым распространённым носителем данных в персональных компьютерных системах оставался накопитель на жёстких магнитных дисках (HDD). Однако в последние годы гегемонию HDD заметно поколебали полупроводниковые накопители, SSD. Стоимость таких устройств в пересчете на единицу объема хранения неуклонно снижается, а их максимальная емкость при этом растёт; в результате и перед ИТ-специалистами, и перед рядовыми компьютерными пользователями всё чаще встаёт вопрос: если уж заменять традиционный жёсткий диск на полупроводниковое устройство, то на какое именно?

Ниши, которые мы выбираем

За долгие годы работы с HDD «продвинутые» пользователи в основном уяснили, по каким критериям можно выбрать подходящий магнитный накопитель для высокопроизводительного ПК, по каким — для непритязательной офисной системы, для небольших NAS и т. д. Другое дело — SSD: даже склоняясь к этой разновидности носителей данных, многие потенциальные их покупатели теряются, наблюдая широчайший спектр доступных сегодня в продаже моделей разных производителей.

При одной и той же ёмкости, при абсолютно совпадающих габаритах и опциях подключения (стандартный разъём SATA 3.0) такие устройства могут различаться по цене едва ли не на порядок. Вдобавок встречаются SSD с непривычными для HDD разъёмами (PCIe, M.2), ориентированные на определенные области применения (например, накопители небольшого объёма, которые имеет смысл использовать не сами по себе, а в качестве кэша для жёстких дисков на базе технологии Intel Rapid и её аналогов).

Рассказ обо всех возможных сценариях использования SSD вышел бы неоправданно долгим для ёмкого справочного материала, поэтому в данной статье разберём вполне конкретную, хотя и допускающую изрядный разброс решений ситуацию. А именно: необходимо подобрать SSD для нового компьютера, мобильного либо настольного, или для модернизации старого, — причём HDD в качестве варианта заведомо не рассматривается. Вопрос, собственно, в том, как такой выбор сделать.

Осознанный отказ от магнитного жёсткого диска значительно облегчает задачу: если пользователя уже не устраивает HDD в качестве основного накопителя в компьютере, значит, есть тому вполне определённые причины. После разбора типичных случаев такого рода как раз и удастся сформулировать чёткие критерии выбора SSD в каждом из них. Заметим, что подобная постановка вопроса моментально снимает надуманную квазипроблему «какой полупроводниковый накопитель самый лучший». Всё зависит от исходных условий и требований: в той или иной ситуации «лучшим» окажется свой SSD.

Пожалуй, всю палитру потребностей конечных пользователей в SSD можно свести к трём основным ситуациям: когда на первое место выходит необходимость минимизировать время загрузки ОС и рабочих программ; или поднять до максимума производительность ПК в тяжёлых приложениях; или же обеспечить мобильному компьютеру наибольшее время автономной работы, сохраняя при том его корпус тонким, а вес — малым. Рассмотрим эти сценарии подробнее.

Время не ждёт

Работа с персональным компьютером каждый день начинается с его включения, — это всё-таки не сервер, «железо» которого рассчитано на функционирование в режиме 24×7. И даже если производительность не самого нового ПК после загрузки операционной системы более-менее его пользователя устраивает, то сама эта загрузка, которая в самых тяжёлых случаях может затягиваться на долгие минуты, многих откровенно бесит. Конечно, если в системе (например, в ноутбуке трёхлетней давности) установлен неторопливый HDD на 5400 об/мин с крохотным кэшем, любая современная ОС будет запускаться на нём неимоверно долго.

Ситуацию усугубляет практически моментальная готовность нынешних смартфонов к работе сразу после включения: если прежде с неторопливыми в загрузке ПК рядовой их пользователь как-то ещё мирился, поскольку не с чем было сравнивать, то теперь ситуация совершенно иная. К счастью, разрешить подобного рода проблему сегодня чрезвычайно просто. Практически любой SSD, доступный сегодня в продаже, вне зависимости от цены и рабочих характеристик будет заведомо превосходить HDD с интерфейсом SATA (а именно такие устанавливаются в подавляющее большинство ПК для дома и работы) по скорости считывания данных и по характерному времени задержки при считывании.

Именно эти параметры являются ключевыми с точки зрения скорости загрузки ОС и приложений, а значит, в выборе полупроводникового накопителя для сценария «чтобы система не тормозила при запуске» владелец ПК или ИТ-специалист абсолютно свободен. К примеру, из обширного модельного ряда SSD под маркой OCZ для реализации такого сценария отлично подойдут недорогие, компактные и быстрые модели семейства ARC 100, доступные в версиях на 120, 240 или 480 Гб.

Цифровой пауэрлифтинг

Производительность подсистемы хранения данных для солидного игрового ПК или мощной рабочей станции имеет огромное значение. Чем активнее идёт обмен информацией с основным накопителем, чем меньше задержки в ходе записи и считывания данных, тем лучше работают тяжеловесные приложения, имеющие дело с насыщенной компьютерной графикой, громоздкими мультимедийными файлами и иными ресурсоёмкими задачами.

Подбирая SSD исходя из сценария наивысшей его производительности (именно для пользовательского ПК — то есть со стандартным интерфейсом SATA 3.0), необходимо обращать внимание на верхние строчки соответствующих прейскурантов. И ориентироваться, разумеется, не на одну только цену, но ещё и на гарантии высокой надёжности полупроводникового накопителя, поскольку потеря данных при работе со столь серьёзными приложениями грозит обернуться весьма чувствительным ударом с финансовой и временной точек зрения.

Достойными кандидатурами на роль высокопроизводительного SSD для наиболее тяжёлых задач выступают модели семейства OCZ Vector 180 в версиях от 120 до 960 Гб, не только обладающие лучшей производительностью в записи случайных блоков и в смешанных нагрузках, но и снабжённые аппаратной защитой от потери питания. Для стационарных ПК есть ещё более ультимативное решение: OCZ RevoDrive 350 (PCIe, до 960 Гб), — демонстрирующее в тестах устоявшейся записи почти вдвое более высокую производительность, чем два Vector 180 в RAID-массиве.

В весе пера

Потребности тех, кто осознано выбирает для работы мобильный ПК, заметно отличаются от запросов приверженцев настольных систем. Первые особенно высоко ценят тонкие корпуса и малый вес своих ноутбуков и ультрабуков, а потому не готовы идти на увеличение этих параметров даже ценой многократного роста производительности дисковой подсистемы. Для модификации тонких и лёгких портативных компьютеров необходимо подыскивать SSD, которые и сами будут отличаться минимальными габаритами и массой. И, добавим, минимальным потреблением энергии: подключение сменных батарей к ультрабукам обычно не предусматривается!

В модельном ряду OCZ к таким накопителям относятся устройства серии Trion 100 с трёхуровневыми (в отличие от характерных для других серий двухуровневых) ячейками NAND-памяти и оригинальными контроллерами Toshiba. Скоростные и очень компактные SSD этой серии рассчитаны на эксплуатацию под нагрузкой на запись от 27 Гб в сутки для модели емкостью 120 Гб до внушительных 219 Гб в сутки для версии в течение всего гарантийного срока. Эти же накопители поддерживают режимы пониженного энергопотребления, что позволяет максимально продлить время автономной работы мобильного компьютера.

Наконец, существуют SSD и наиболее универсального характера. Нацелены они на тех пользователей, которые не стремятся выжимать из своей системы каждую дополнительную минуту автономной работы, но хотят при этом иметь высокую производительность во всем спектре операций записи-чтения вне зависимости от типов обрабатываемых данных. И при всём этом ещё и экономить деньги, не переплачивая за не слишком-то нужную им суперпроизводительность. Лучшим выбором в этом случае можно считать полупроводниковые накопители OCZ уже упоминавшегося семейства ARC 100 или Vertex 460A, ориентированные на массового потребителя.

Читать еще:  Как включить адаптер беспроводной сети на ноутбуке?

Особенности SSD накопителей.

Прежде всего, это развитая схема чередования блоков (в SSD чипов флеш-памяти всегда несколько) и технология выравнивания износа ячеек. Флеш-память часто представлена чипами MLC (Multi-Level Cell), в которых каждая ячейка памяти может находиться не в одном из двух, а в одном из нескольких дискретных состояний.

Наконец, SSD жестким дискам своим появлением обязана новая команда TRIM, добавленная к стандартному набору АТА-команд. Она опровергает казавшееся незыблемым положение о том, что «удаленные данные физически остаются на диске, пока блоки не будут перезаписаны новыми данными» (более подробно об восстановлении информации Вы можете узнать в разделе Восстановление данных), а понятие «тримминг» заставляет пересмотреть саму идею восстановления информации!

SSD диск

На замену магнитным жёстким дискам приходят твёрдотельные накопители, сокращённо – SSD (Solid State Drive). И хоть в сокращении упоминается слово drive – «диск», новые устройства хранения информации трудно назвать дисками, так как в них нет ничего напоминающего диск.

Давайте разберёмся в том, чем хороши твёрдотельные накопители (SSD) и чем они отличаются от всем нам знакомых жёстких магнитных дисков – HDD.

Преимущества SSD перед HDD.

Самым главным преимуществом SSD перед HDD является то, что их быстродействие куда выше, чем «классических» винчестеров. Дело в том, что SSD используют совсем иную технологию записи, хранения и считывания информации. Технология позаимствована у флэш-памяти, поэтому SSD можно назвать специализированной флэшкой большой ёмкости.

Второе преимущество SSD – это отсутствие движущихся частей и деталей. Ни для кого не секрет, что магнитные жёсткие диски очень чувствительны к вибрационным нагрузкам, особенно в рабочем состоянии. Случайное падение и с HDD можно распрощаться навсегда. Также нередок выход из стоя привода, который крутит те самые магнитные «блины». Механические детали – это ахиллесова пята любого высокотехнологичного устройства.

Так как в SSD попросту нет движущихся частей и деталей, то устойчивость их к вибрации и ударам значительно выше, чем обычных HDD.

Третьим и немаловажным для портативной техники качеством SSD является их малый вес. Если на одну ладонь положить 2,5” SSD, ёмкостью, например, 128Gb, а на другую ладонь 2,5” HDD на 180Gb, то твёрдотельный накопитель покажется вам просто «пушинкой». Они невероятно лёгкие.

Четвёртым преимуществом SSD перед HDD является то, что они расходуют меньше энергии, а рабочая температура их намного ниже.

Вот, пожалуй, и все качественные отличия SSD от HDD.

Устройство SSD-диска.

Вот так выглядит среднестатистический SSD-диск. Естественно, в продаже имеются модели в бескорпусном исполнении. Наиболее распространены SSD-накопители форм-фактора 2,5″.

Рядовой твёрдотельный накопитель представляет собой печатную плату с установленным на ней набором микросхем. Этот набор состоит из микросхемы NAND-контроллера и, собственно, микросхем NAND-памяти.

Площадь печатной платы твёрдотельного накопителя используется по-полной. Большую её часть занимают микросхемы NAND-памяти.

Как видим, в SSD-накопителе нет никаких механических частей и дисков – только микросхемы. Не зря в последнее время SSD всё чаще называют «электронными» дисками.

Типы памяти в SSD.

Теперь, когда мы разобрались с устройством SSD-накопителей, давайте поговорим о них более детально. Как уже говорилось, рядовой SSD состоит из двух взаимосвязанных частей: памяти и контроллера.

Начнём с памяти.

Для хранения информации в SSD используется NAND-память, которая состоят из огромного количества MOSFET-транзисторов с плавающим затвором. Их ещё называют ячейками (памяти). Ячейки объединяются в страницы по 4 кБайта (4096 байт), затем в блоки по 128 страниц, а далее в массив по 1024 блока. Один массив имеет объём 512 Мбайт и управляется отдельным контроллером. Такая многоуровневая модель устройства накопителя наносит определённые ограничения на его работу. Так, например, стирать информацию можно только блоками по 512 кБайт, а запись возможна только по 4 кБайт. Всё это приводит к тому, что записью и чтением информации с микросхем памяти руководит специальный контроллер.

Тут стоит отметить, что от типа контроллера зависит многое: скорость чтения и записи, устойчивость к сбоям, надёжность. О том, какие контроллеры используются в SSD, мы поговорим чуть позднее.

В SSD применяются три основных типа NAND-памяти: SLC, MLC и TLC. В памяти типа SLC (Single-Level Cell) используются одноуровневые транзисторы. Это значит, что один транзистор может хранить 0 или 1. Одним словам, такой транзистор может запомнить только 1 бит информации. Маловато будет, не так ли?

Тут головастые мужики «почесали репу» и придумали, как транзистор-ячейку сделать 4-ёх уровневым. При этом каждый уровень представляет 2 бита информации. То есть на одном транзисторе можно записать одну из четырёх комбинаций 0 и 1, а именно: 00, 01, 10, 11. То есть 4 комбинации, против 2 у SLC. В два раза больше, чем на SLC-ячейках! И назвали они их многоуровневыми ячейками – MLC (Multi-Level Cell).

Таким образом, на одном и том же количестве транзисторов (ячеек) можно записать в 2 раза больше информации, чем, если бы применялись SLC-ячейки. Это существенно удешевляет конечный продукт.

Но у MLC-ячеек есть существенные недостатки. Срок жизни таких ячеек меньше, чем у SLC и составляет в среднем 100000 циклов. У SLC-ячеек этот параметр составляет 1000000 циклов. Также стоит отметить, что время чтения и записи у MLC-ячеек больше, что уменьшает быстродействие твёрдотельного накопителя.

Так как технологии хранения информации на твёрдотельных носителях очень быстро развиваются, то, возможно, всё, о чём вы здесь узнали, уже считается морально устаревшим.

Например, когда ещё писалась эта статья, в продаже лидировали SSD-диски, изготовленные по технологии MLC. Но, сейчас их практически вытеснили SSD-накопители с памятью типа TLC – трёхуровневых ячеек (Triple-Level Cell). Память TLC имеет 8 уровней, а, следовательно, каждая ячейка может хранить уже 3 бита информации (000, 001, 011, 111, 110, 100, 101, 010).

Сравнительная таблица типов флэш-памяти: SLC, MLC и TLC.

Характеристика NANDSLCMLCTLC
Битов в ячейке123
Циклов перезаписи100 00030001000
Время чтения25 мкс.50 мкс.˜75 мкс.
Время программирования200 — 300 мкс.600 — 900 мкс.˜900 — 1350 мкс.
Время стирания1,5 — 2 мс.3 мс.˜4,5 мс.

Из таблицы видно, что чем больше уровней используется в ячейке, тем медленнее работает память на её основе. TLC-память явно проигрывает, как по скорости, так и по «времени жизни» — циклам перезаписи.

Да, кстати, в USB-флэшках уже давно используется TLC-память, которая хоть и быстрее «изнашивается», но и стоит гораздо дешевле. Именно поэтому стоимость USB-флэш и карт памяти неуклонно снижается.

Несмотря на то, что SSD-диски выпускают различные компании под своим брендом, NAND-память многие покупают у небольшого количества её производителей.

Intel/Micron;

Hynix;

Toshiba/SanDisk;

Samsung.

Таким образом, мы узнали, что SSD-диски бывают с тремя разными типами памяти: SLC, MLC и TLC. Память на основе SLC-ячеек более быстрая и долговечная, но дорогая. Память на MLC-ячейках заметно дешевле, но обладает меньшим ресурсом и быстродействием. В широкой продаже можно найти только SSD-диски на основе флэш-памяти типа MLC и TLC (на момент редактирования статьи). Диски с SLC-памятью практически не встречаются.

Память 3D XPoint и накопители Intel Optane.

Стоит отметить и то, что с недавних пор в продаже появились накопители, которые основаны на новом типе энергонезависимой памяти 3D XPoint (читается, как «три ди кросс-поинт»). На базе 3D XPoint корпорация Intel выпускает твёрдотельные накопители под брендом Intel Optane. Разработкой нового типа памяти занимались две компании Intel и Micron.

3D XPoint – это принципиально новый тип энергонезависимой памяти, в отличие от NAND-памяти, которая известна аж с 1989 года.

3D XPoint обладает большей скоростью чтения-записи, так как доступ к ячейке происходит напрямую. Как утверждается, в памяти 3D XPoint вообще нет транзисторов, а каждая ячейка способна сохранять 1 бит информации. Благодаря прямому доступу отпадает надобность в сложных контроллерах, которые просто необходимы в накопителях NAND с многоуровневыми транзисторами (MLC, TLC). Кроме этого ресурс (износостойкость) данной памяти гораздо выше, чем у NAND, в которой имеется такой базовый дефект, как утечка электронов из ячеек.

Так как быстродействие накопителей Intel Optane превосходит возможности интерфейса SATA, то их, как правило, производят в форм-факторах M.2, а также в виде твёрдотельного накопителя под слот PCI Express (PCI-E AIC (add-in-card)). Для работы с подобными накопителями используется новый интерфейс NVMe, который приходит на смену SATA.

Контроллеры SSD накопителей.

На момент написания статьи наибольшее распространение получили следующие контроллеры:

Контроллеры SandForce.

Один из самых распространённых контроллеров SandForce – SF2281. Данный контроллер поддерживает интерфейс SATA-3 и встречается в SSD-накопителях Silicon Power, OCZ Vertex 3, OCZ Agility 3, Kingston, Kingmax, Intel (серии Intel 330, 520, 335).

Контроллеры Marvell.

Marvell 88SS9174. Используется в SSD-дисках марки Crucial C300, M4/C400, а также Plextor M5. Данный контроллер зарекомендовал себя как один из самых недорогих, надёжных и быстрых.

Marvell 88SS9187. Данный контроллер используется в твёрдотельных накопителях Plextor серии M5 Pro, M5M, а также обновлённых M5S. Из новых особенностей можно отметить DRAM-контроллер с поддержкой до 1 Gb DDR3. Также реализована современная система коррекции ошибок ECC и снижено энергопотребление.

Читать еще:  Поиск IP адресов в сети

Контроллеры LAMD (Hynix).

Компания LAMD (Link A Media Devices) является подразделением Hynix. Контроллеры LM87800 от LAMD используются в накопителях Corcair серии Neutron и Neutron GTX. Сам контроллер LM87800 является восьмиканальным и поддерживает интерфейс SATA 6Gb/s.

Контроллеры Indilinx.

Everest. Так как компания Indilinx – это дочернее предприятие OCZ, то не удивительно, что контроллер Everest2 входит в основу таких SSD, как OCZ Vertex 4, OCZ Agility 4. Преимуществом контроллера Indilinx является высокая производительность записи. Также стоит отметить хорошую сбалансированность – скорости чтения и записи практически одинаковы.

Barefoot 2. Основа контроллера – ядро ARM Cortex-M0. Этот SATA II контроллер имеет поддержку восьми каналов доступа к памяти типа MLC и SLC. В качестве буферной памяти может использоваться память LPDDR, а также DDR. Ёмкость твёрдотельного носителя на базе данного контроллера может достигать 512 Гб.

Barefoot 3. Новейший чип, выполненный по техпроцессу 65 нм и самостоятельно разработанный фирмой OCZ. Основа контроллера – ARM ядро и со-процессор Aragon (32-бит, 400 МГц). Благодаря поддержке специальных RISC-команд для работы с твёрдотельными накопителями, этот контроллер является лидером по быстродействию. Контроллер Barefoot 3 является восьмиканальным и поддерживает интерфейс SATA 6 Гбит/с. На базе этого контроллера фирма OCZ выпускает линейку SSD-дисков под маркой OCZ Vector.

Контроллеры Samsung.

В своих твёрдотельных накопителях Samsung использует контроллер Samsung MDX. Для дисков Samsung 840 Pro и Samsung 840 применяется восьмиканальный MDX контроллер на базе 3-ёх ядерного чипа ARM Cortex-R4 (300 МГц).

Об установке Windows на SSD.

Устанавливать Windows XP на SSD не рекомендуется, так как эта операционная система не заточена под работу с SSD. В Windows 7, 8 и 10 поддержка SSD полностью присутствует. Правда, для более долговечной и «правильной» работы SSD с системой Windows 7 рекомендуется провести проверку/настройку некоторых параметров этой ОС.

Знакомимся с компьютером: ч.3 HDD и SSD.

HDD, винчестер, жесткий диск, SSD, ссдшник… Часто эти слова используются даже как синонимы. Однако это неверно: эти устройства имеют определенные отличия. Рассмотрим эти компоненты в третьей части серии статей про начинку вашего персонального компьютера!

Итак, начнем просто с базовых понятий, чтобы немножко разобраться в кухне. Кстати, в наш сервисный центр часто обращаются с просьбой восстановить данные с жесткого диска. Поэтому если не хотите вникать в текст, а решить конкретную проблему сразу – бегом к нам!

Жёсткий диск– это постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) компьютера, то есть, его основная функция – долговременное хранение данных. HDD в отличие от оперативной памяти не считается энергозависимой памятью, то есть, после отключения питания от компьютера, а потом как следствие и от жёсткого диска, вся информация, ранее сохранённая на этом накопителе, обязательно сохранится.

Винчестер? HDD? HMDD? Жесткий диск?

Почему так много названий у одной простой коробочки? Давайте пробежимся по каждому.

1. HDD (HMDD)– все просто: Hard (Magnetic) Disk Drive – накопитель на жестких магнитных дисках.

2. Жесткий диск.Да, это жоска (с). Объясняем, почему не мягкий: внутри жёсткого диска имеются твердые пластины. А примерно в одно время с ним появились дискеты, у которых составляющей частью были гибкие (мягкие) магнитные диски – флоппи. Потому жесткий диск – жесткий. А дискеты, получается, мягкие?

3. Винчестер.Нет, не тот самый из “Сверхъестественного”. Тут доподлинно неизвестно, откуда ноги растут, но приведем самую популярную версию. Название «винчестер» жёсткий диск получил благодаря фирме IBM, которая в 1973 году выпустила жёсткий диск модели 3340, впервые объединивший в одном неразъёмном корпусе пластины диска и считывающие головки. При его разработке инженеры использовали краткое внутреннее название «30-30», что означало два модуля (в максимальной компоновке) по 30 Мб каждый. Кеннет Хотон, руководитель проекта, по созвучию с обозначением популярного охотничьего ружья «Winchester 30-30» предложил назвать этот диск «винчестером». Такие дела.

Основные моменты в работе HDD

Информация в HDD записывается на пластины, которые покрыты специальным ферримагнитным материалом. Эти пластины – магнитные диски – расположены на одной оси, в самом HDD их несколько.

Очень наглядно будет рассмотреть работу HDD на примере работы граммофона с пластинкой. Но вместо игры, соприкасающейся с пластинкой, у жесткого диска есть специальная “головка”, которая выполняет свою работу на очень маленьком расстоянии. Несмотря на то, что она такая маленькая, это расстояние может забиться пылью, так что есть такое мнение, что в задымленных, пыльных и непроветриваемых помещениях жесткие диски быстрее выходят из строя.

Особенности и характеристики HDD

1. Объем памяти и скорость вращения шпинделя.И вот вам шокирующая информация: производители жёстких дисков наглым образом обманывают своих покупателей, округляя значения размера памяти: 1 Кб для нихравен 1000 байт, хотя на самом деле 1024 байта, поэтому заявленный размер памяти отличается от того, который имеется на самом деле. Теперь о шпинделе. Это специальная штука, на которую крепятся магнитные пластинки с данными. И именно от скорости его вращения зависит производительность – скорость обмена данными. Но разогнать его до второй космической и радоваться жизни у вас не выйдет: слишком высокая температура пластин, износ, высокое потребление электроэнергии и уровень шума быстро сведут радость на нет.

2. Кэш-память.И тут она тоже есть, а как же. Принцип тот же, что и в процессоре: работает как и оперативная память, используется для хранения часто используемых данных и хранения информации которая пока ещё не передана жёсткому диску, но совсем скоро будет на нём.

3. Интерфейсы.Сами интерфейсы, как и в любых других комплектующих, предназначены для взаимодействия устройства с системной платой.

  • ATA (PATA) – это параллельный интерфейс, служащий для подключения жёстких дисков, но и устройств для чтения дисков – оптических приводов. Ultra ATA является самым продвинутым представителем стандарта и имеет возможную скорость использования данных информации до 133 мегабайт в секунду. На сегодня интерфейс считается устаревшим.
  • SATA (Serial ATA) – это последовательный интерфейс, который стал хорошей заменой для устаревшего PATA. Стандарт подразделяется на ревизии, имеющие разные скорости передачи/обмена данных: SATA (до 1,2 Гбит/с) SATA II (до 2,4 Гбит/c), SATA III (до 6 Гбит/с).
  • SCSI – стандарт имеющий, а возможно и ещё имеющий применения в серверных версия вычислительных устройств.
  • SAS – стандарт являющейся заменой SCSI и имеет совместимость со стандартом SATA, но тут важно понимать, что подключить винчестер SATA интерфейса можно нему, но никак не наоборот.

Форм-факторы

Форм-фактор – это размер. Широкое применение сейчас имеют жёсткие диски с форм-факторами 2.5 и 3.5 дюйма. Фактором для применения является место их установки, в ноутбуке устанавливаются более меньшие по габаритам HDD, а в домашнем компьютере, где размеры не настолько ограничиваются корпусом и энергопотреблением – 3.5 дюйма.

Итак, общее представление об HDD у вас сформировалось. Теперь перейдем к SSD.

SSD – это современная альтернатива жёсткому диску. Он совсем непохож на своего брата, скорее больше на флешку. Что же такое SSD?

SSD (Solid State Drive – твердотельный накопитель) – это тоже устройство накопления, хранения данных, только оно использует интегральную схему и память для хранения.

SSD – это не диск! Называть его так не есть правильно. Никаких дисков в этом устройстве нету и уж тем более ничего там не вертится. Если сравнивать его с предшественником эволюционной цепочки, то SSD гораздо более устойчив к ударам и падениям, работает быстро и тихо (вертеться-то нечему), охлаждения не требует.

Особенности и характеристики SSD

Два кита любого SSD – контроллер, чтобы управлять и память, чтобы хранить все данные.

1. Контроллер.Как мы уже сказали, такая штука есть в каждом SSD. Он нужен прежде всего для связи компьютера с памятью. В контроллере есть собственный маленький процессор, который является одним из самых важных факторов производительности всего накопителя.

2. Память.Энергонезависимая флеш-память используется почти всеми производителями SSD. Все просто – она дешевле. Другие SSD-накопители, которые работают на энергозависимой памяти имеют свои преимущества типа сверхбыстрого доступа к данным. Они чаще всего используются для того, чтобы ускорить работу в требовательных приложениях.

3. Интерфейсы.Основные интерфейсы схожи с интерфейсами HDD. Помимо уже обозначенных SATA-интерфейсов имеются также и SCSI (до 3 Гбит/c), PCI-Express (до 2 Гбит/c)

Форм-факторы

Эти устройства не нуждаются во вращающихся компонентах и поэтому могут быть совершенно различной формы. Для получения стандартизации в портативных устройствах как правило используются 2,5 дюймовый форм-фактор являющийся наиболее популярным, для других, в том числе стационарных устройств существуют 3,5 дюймовые SSD.

Итак, вот основные моменты, которые рядовой пользователь должен знать о устройствах хранения данных. Приведенный материал представлен в достаточно общем виде, поэтому для интересующихся можем порекомендовать чтение дополнительной литературы. А еще лучше – найдите ненужные устройства и поковыряйтесь в них с отверткой сами. Может быть интересно! А если вам необходимо восстановить данные с жесткого диска обращайтесь в наш сервисный центр МИРА-М.

Читайте также: статьи о материнской платеипроцессоре.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector