Устройство и работа твердотельных жестких дисков

Совместимость

Жесткие диски и 2,5” SSD являются универсальными вариантами. Разъемы SATA имеются как в новых сборках, ноутбуках, так и в старых. Такой форм-фактор твердотельного накопителя лучше всего подходит для апгрейда уже имеющегося ПК. Единственный момент — SATA первой или второй версии будут ограничивать накопитель по максимально возможной скорости до 150 и 300 Мб/с соответственно.

Современные корпуса и салазки для HDD имеют посадочные места для 2,5” накопителей, в старых корпусах для их установки понадобятся специальные салазки-переходники, которые, скорее всего, придется покупать отдельно; уже давно производители SSD не добавляют их в комплект.

В случае выбора M.2 SSD ограничивающих моментов намного больше. Не на всех материнских платах имеется соответствующий разъем, бюджетные варианты и устаревшие модели им не оснащены. Но и в этом случае установка такого накопителя возможна через плату расширения для слота PCI-E.

Тоже и с поддержкой NVMe накопителей, не все материнки поддерживают данный интерфейс, все еще встречаются варианты слота М.2 с поддержкой только SATA интерфейса. Этот момент необходимо учитывать.

И в последнюю очередь проверьте совместимость накопителя с вашей материнской платой по его длине и ключу.

Примечания

  1. , Overview, p. 2.
  2. , What Is Solid State Storage?, p. 2−3.
  3. Dong Ngo.  (англ.). Cnet (9 January 2013). Дата обращения: 27 апреля 2019.
  4. (8 февраля 2012). Дата обращения: 27 апреля 2019.
  5. Anand Lal Shimpi. . AnandTech (13 декабря 2011). Дата обращения: 27 апреля 2019.
  6. . Корпорация Intel. Дата обращения: 27 апреля 2019.
  7. Андрей Кожемяко. . iXBT (26 марта 2013). Дата обращения: 27 апреля 2019.
  8. . НИКС (3 мая 2012). Дата обращения: 27 апреля 2019.
  9. . НИКС (3 сентября 2011). Дата обращения: 27 апреля 2019.
  10. . НИКС (31 июля 2011). Дата обращения: 27 апреля 2019.
  11. . НИКС (18 апреля 2013). Дата обращения: 27 апреля 2019.
  12. , Increasing Speed Increases Profits, p. 3.
  13. Cray-1 and Cray X-MP computer systems solid-state storage device (SSD) reference manual HR-0031 1982
  14. , p. 17.
  15. , p. 18.
  16. , p. 17.
  17. Anton Shilov. . AnandTech (25 мая 2016). Дата обращения: 27 апреля 2019.
  18. . thg.ru. Дата обращения: 13 декабря 2012.
  19. . 3DNews — Daily Digital Digest. Дата обращения: 20 февраля 2019.
  20. : «Buy the highest capacity you can afford. You’ll get better performance, although the benefit declines rapidly beyond 256GB.».
  21. Alastair Nisbet; Scott Lawrence, Matthew Ruf.  (англ.). Australian Digital Forensics Conference (2013). Дата обращения: 8 ноября 2016.
  22. Andrew Ku.  (англ.). tom’s Hardware.
  23. : «SSDs, and solid-state storage in general, have a disturbing tendency toward binary functionality. An SSD failure typically goes like this: One minute it’s working, the next second it’s bricked.».
  24. .

Проблемы твердотельных жёстких дисков.

Технология изготовления традиционных жёстких дисков используется уже не одно десятилетие, что позволило создать очень недорогие устройства. SSD твердотельные диски решают много проблем, но имеют свой недостаток – высокая цена.

Но высокая цена не единственная проблема твердотельных дисков. Жёсткие диски SSD, из-за режима своего функционирования, как правило, в начале использования работают быстрее, и со временем теряют скорость. Это было серьёзной проблемой в первых поколениях твердотельных дисков, и осталось в меньшей степени в последующих. Частичное ее решение использование специальной команды Trim.

Преимущества SSD-дисков

Самое время поговорить о достоинствах и недостатках SSD-накопителей…

1. Скорость работы

Это самый жирный плюс этих устройств! Сменив свой старенький жёсткий диск на флеш-накопитель не узнаете компьютер!

До появления SSD-дисков, самым медленным устройством в компьютере был как-раз жёсткий диск.

Он, со своей древней технологией из прошлого века, невероятно тормозил энтузиазм быстрого процессора и шустрой оперативной памяти.

2. Уровень шума=0 Дб

Логично — нет движущихся деталей. Вдобавок, эти диски не греются при своей работе, поэтому охлаждающие кулеры реже включаются и работают не так интенсивно (создавая шум).

3. Ударо- и вибропрочность

Смотрел видео в сети — подключенный и работающий SSD-диск трясли, роняли на пол, стучали по нему… , а он продолжал спокойно работать! Без комментариев.

Описание

SSD представляют собой устройства, хранящие данные в микросхемах вместо вращающихся металлических дисков или магнитных лент. Причина их появления отражает тот факт, что скорость обработки данных в процессоре намного превышает скорость записи данных в HDD. Магнитные диски на протяжении десятилетий доминировали в корпоративном сегменте хранения данных, за это время (с 1950-х) ёмкость носителей выросла в двести тысяч раз, скорость работы процессоров тоже сильно возросла, но скорость доступа к данным изменилась значительно меньше и диски стали «узким местом». Проблему решают твердотельные накопители — они обеспечивают намного большие скорости работы с данными по сравнению с жёсткими дисками.

Существуют также гибридные жёсткие диски (англ. SSHD, solid-state hybrid drive), в которых память NAND используется совместно с магнитными пластинами. Подобное объединение позволяет воспользоваться частью преимуществ флеш-памяти (быстрый произвольный доступ) при сохранении небольшой стоимости хранения больших объёмов данных. Флеш-память в них используется в качестве буфера (кэша) небольшого объёма (к примеру, в Seagate Momentus XT от 4 до 8 Гбайт) либо (реже) может быть доступной как отдельный накопитель (англ. dual-drive hybrid systems)[источник не указан 603 дня].

Технология Intel Smart Response позволяет совместно использовать SSD и HDD с целью кеширования часто используемых данных (файлов) на SSD, плюс к тому более эффективно использует SSHD.
У других производителей так же есть свои технологии для использования SSD для кеширования данных, хранящихся в HDD: Marvell HyperDuo (в контроллере Marvell 88SE9130), Adaptec MaxIQ (MaxCache), LSI CacheCade. Из них только HyperDuo предназначена для домашнего использования.

Основные характеристики твердотельных накопителей:

  • наименьшее время доступа к данным: от 100 до 1000 раз быстрее, чем у механических дисков;
  • высокая скорость, вплоть до нескольких гигабайт в секунду для произвольно расположенных данных;
  • высокие значения IOPS благодаря высокой скорости и низкому времени доступа;
  • низкая цена производительности, лучшее соотношение цены к производительности среди всех устройств хранения;
  • высокая надёжность, SSD дают уровень сохранности данных такой же, как другие полупроводниковые устройства.

В отличие от жестких дисков, цена SSD очень сильно зависит от доступной емкости, это связано с ограниченной плотностью размещения ячеек памяти и ограничением размера кристалла в микросхеме.

Название

К твердотельным накопителям относятся только накопители на полупроводниках. Жёсткие и оптические диски к ним не относятся, хотя они, строго говоря, являются твёрдыми телами. Эта терминология противоположна используемой в лазерах. Твердотельными лазерами называют лазеры на основе любых твёрдых тел, за исключением полупроводников.

Первоначально твердотельные накопители называли «твердотельными дисками» (англ. Solid-State Disk), хотя ни один из твердотельных накопителей не является диском. Сейчас это название становится малоупотребительным.

Преимущества SSD дисков

Перед тем как покупать SSD диск, рассмотрим его преимущества и недостатки, чтобы знать все возможности данного диска. Преимуществ у него много, их стоит перечислить:

  • бесшумная работа диска;
  • он имеет внешнюю защиту от различных ударов и сотрясений;
  • потребляет небольшое количество электрической энергии;
  • записывает данные на высокой скорости – от 100 до 200 мегабайт в секунду;
  • работает в стабильном режиме, и не тормозит во время нагрузки на процессор программами.

Это лишь малая часть основных преимуществ SSD диска. Самое главное его преимущество – увеличение работоспособности компьютера.

История развития

  • 1978 год — американская компания StorageTek разработала первый полупроводниковый накопитель современного типа (основанный на RAM-памяти).
  • 1982 год — американская компания Cray представила полупроводниковый накопитель на RAM-памяти для своих суперкомпьютеров Cray-1 со скоростью 100 МБит/с и Cray X-MP со скоростью 320 МБит/с, объёмом 8, 16 или 32 миллиона 64-разрядных слов.
  • 1995 год — израильская компания M-Systems представила первый полупроводниковый накопитель на flash-памяти.
  • 2007 год — Компания ASUS выпустила нетбук EEE PC 701 с SSD-накопителем объёмом 4 ГБ.
  • 2008 год — Южнокорейской компании Mtron Storage Technology удалось создать SSD-накопитель объёмом 128 ГБ со скоростью записи 240 МБ/с и скоростью чтения 260 МБ/с.

В настоящее время наиболее заметными компаниями, которые интенсивно развивают направление SSD-накопителей в своей деятельности, можно назвать Samsung Electronics, SanDisk, Lite-on, Kingston, Intel,Toshiba, Corsair, Renice, OCZ Technology, Crucial и ADATA.

В начале 2010-х годов на рынке были представлены SSD-накопители с объёмами 64, 80, 120, 256, 512 гигабайт, отдельные модели имеют ёмкость 0,7, 0,8, 1, 1,6 терабайта или более. Основными интерфейсами подключения стали SATA III (до 600 МБ/с), набирали популярность интерфейсы на базе PCI Express (до 0,5, 1 или 2 ГБ/с для PCIe Gen.2, 1–4 ГБ/с для PCIe Gen.3). Компактные накопители для ноутбуков начали переход от mSATA на NGFF (M.2). За 2012 год поставки SSD составили около 34 миллионов устройств, основные рынки: потребительский, серверный, индустриальные применения. Цены на 128 ГБ SSD в 2013 году находились в пределах 70–85 долларов США.

Что делать со старым HDD диском

Многие пользователи давно и, видимо, безвозвратно отказались от DVD-приводов, однако оптические записывающие устройства по-прежнему стоят внутри корпусов их ПК или ноутбуков. Чтобы не терять возможности пользоваться магнитным накопителем, просто установите его на место привода!

Порядок установки зависит от «инфраструктуры» системного блока. В некоторых моделях сохраняется возможность прикрутить диск к той же раме, что удерживала оптический привод. Если речь идёт о лэптопе, используйте переходник, обычно называемый Optibay: его можно приобрести в магазине или заказать в интернете. Перед установкой убедитесь, что ваш жёсткий диск поместится в проём для DVD: он может быть тоньше, но не толще исходного оборудования.

В связи с последним фактором иногда возникает искушение установить в разъём не HDD, а SSD. Поступать так не стоит: Optibay, как любой другой адаптер, сам по себе снижает скорость обмена данными, а кроме того — в этом случае вам придётся подключать диск к SATA, что также неблагоприятно сказывается на быстродействии.

Есть и хорошая новость: такие перестановки совершенно не сказываются на внешнем виде устройства. Меняется только внутренняя конфигурация — панель DVD, как и кнопка открывания, остаётся на своём месте. Пользоваться ею, конечно, уже не будет никакого смысла — но с эстетической точки зрения ваш ПК не пострадает.

Кроме того, можете превратить старый магнитный диск в съёмный — достаточно приобрести соответствующий комплект, включающий защитный корпус и шнур-переходник для USB. Полученное устройство можно использовать в качестве флешки, перенося с его помощью информацию с одного компьютера на другой.

Могу ли я потерять данные.

На первый взгляд можно подумать, что в связи с использованием NAND флэш-памяти, имеющей ограниченный цикл перезаписи, у SSD больше проблем, чем у обычных жестких дисков и увеличивается возможность потери данных.

Однако это не так, SSD накопитель гораздо безопаснее обычных жестких дисков. Как уже было сказано, в SSD подключено множество блоков флэш-памяти. По этой причине некоторые ошибки, фатальные для обычных дисков, для жесткого диска SSD не так страшны.

Во всяком случае, как и в работе с любым другим накопителем, единственный способ не потерять данные – своевременно делать резервные копии.

Трудности, с которыми можно столкнуться

При установке ССД или запуске компьютера/лэптопа после апгрейда, юзер может столкнуться с некоторыми трудностями. Большинство из них решается еще на начальном этапе.

Итак, первое, на что стоит обратить внимание при самостоятельной установке SSD диска (к примеру, Kingston HyperX Fury 120GB) в компьютер или лэптоп – аккуратность. Большинство корпусов изготавливают из пластика, поэтому неосторожные действия могут привести к повреждению обшивки

Например, слабое место ноутбуков – гнезда под провода.

Внимание! Дополнять как портативный, так и настольный девайс SSD лучше тогда, когда гарантия на компьютер закончилась: любой внесенный пользователем апгрейд может “уничтожить” гарантию. Если ССД носитель планируется установить в слот для оптического привода, необходимо учитывать толщину переходника-кармашка

Большинство моделей выпускается с показателями 12,7 миллиметров или 9,5 миллиметров. Чтобы быть уверенным в том, что переходник подойдет, необходимо узнать модель дисковода и отыскать его характеристики в интернете

Если ССД носитель планируется установить в слот для оптического привода, необходимо учитывать толщину переходника-кармашка. Большинство моделей выпускается с показателями 12,7 миллиметров или 9,5 миллиметров. Чтобы быть уверенным в том, что переходник подойдет, необходимо узнать модель дисковода и отыскать его характеристики в интернете.

Твердотельный винчестер (например, SANDISK 2.5″ SATA 3.0 Plus 120GB) установлен, а устройство его “не видит”? – Понадобится вновь заглянуть в БИОС и в пункте SATA Mode или Advanced перепроверить, функционирует ли система в AHCI – режиме, предназначенном для работы с SSD.

Учитывайте: в режиме IDE система распознает ССД диск, но некоторые функции, которые увеличивают быстроту работы и увеличивают “жизненные годы” винчестера, не работают. Поэтому проверить текущий режим через диспетчер, стоит. Если выставлен IDE – необходимо переключить систему на AHCI.

BIOS не отображает SSD: 3 причины

  • “отошел” контакт с SATA: понадобится открыть крышку и проверить, до конца ли диск вошел в слот.
  • проблема в самом SSD диске – случается, если куплен б/у вариант, или накопитель долго “валялся” без дела: проверяется на другом ПК.
  • устаревший BIOS: проблема решается поиском и обновлением.

ССД установлен правильно, все отображается, но компьютер все еще плетется, словно черепаха и “скрипит” при открытии “Фотошопа”? – ПК слишком старый. При двухъядерном процессоре, но при двухгигабайтной ОЗУ и “материнке”, которую выпустили больше трех лет назад, надеяться не на что. Также производительность не увеличится, если накопитель подключен к SATA старше третьей версии.

Установка SSD в ноутбук

Возможно подключение твердотельного устройства и в ноутбук. При выборе носителя ориентируйтесь на два фактора:

  • Наличие SATA или M.2-разъёма. Тот или иной вариант обязательно присутствуют в ноутбуках начиная с середины 2000-х годов — и всё же перед покупкой не помешает выполнить проверку.
  • Толщину установленного магнитного носителя данных. В тонких устройствах она составляет порядка 7 миллиметров — следовательно, вам нужно подыскать SSD ровно такой же толщины или чуть тоньше. Если корпус вместительнее, можете приобрести накопитель с другими габаритами — но так, чтобы они не превышали допустимые.

Современные разъёмы стандарта M.2 подходят для работы по протоколам SATA/NVME. Внешне они мало отличаются от «классических» — поэтому перед покупкой диска настоятельно советуем узнать, под какие устройства рассчитаны разъёмы вашего лэптопа. Кроме того, поставить SSD в ноутбук будет значительно проще, если разъём подходит для накопителей, использующих оба интерфейса.

Итак, вы определили тип интерфейса, выбрали подходящий твердотельный накопитель — и теперь готовы приступать к работе:

  1. Обесточьте ноутбук. Как и в случае с компьютером, выключите его, используя штатный способ, а затем отсоедините от электросети. После этого в течение нескольких секунд удерживайте кнопку питания — так вы снимете остаточное напряжение.
  2. Если позволяет конфигурация лэптопа, извлеките аккумулятор. Для этого понадобится снять панель, используя отвёртку или «отщёлкивая» специальные фиксаторы. Если батарея несъёмная, оставьте её в покое и переходите к следующему пункту.
  3. Снимите панель, скрывающую магнитный накопитель (скорее всего, это самый большой из наблюдаемых вами отсеков).
  4. Аккуратно, не прилагая ненужных усилий, не сгибая и стараясь не задевать контакты, отключите и извлеките жёсткий диск. В некоторых случаях он крепится непосредственно к крышке, при помощи салазок — тогда носитель даже не придётся искать. Если не можете понять, как именно достать диск из вашего лэптопа, обратитесь к инструкции, приложенной производителем или размещённой им на официальном сайте.
  5. Поскольку свободного места внутри корпуса практически нет, чтобы отсоединить старый накопитель от контактов, сначала переместите его вбок, а лишь затем извлекайте из ноутбука.
  6. Если необходимо, открутите носитель от салазок. Используйте отвёртку для точных работ: слишком большое жало может соскочить или повредить шлиц.
  7. Отложите магнитный диск в сторону, желательно на чистую непыльную поверхность, после чего проведите подключение SSD: для начала прикрутите его к салазкам, а затем повторите описанные выше манипуляции в обратном порядке.
  8. Закончив сборку корпуса, включите ноутбук и, пользуясь заранее подготовленным флеш-носителем, произведите чистую установку операционной системы.

Важно: чтобы облегчить задачу и сохранить важные данные, можете предварительно скопировать данные со старого системного диска на новый, подключив оба накопителя к стационарному ПК. В этом случае установки «с нуля» не понадобится

Накопители M.2

Пожалуй, самый интересный вариант SSD-дисков. В плюсах – компактность, возможность работать не только на шине SATA, но и существенно более скоростной PCI-Express. Этот разъем сейчас все чаще можно встретить в ноутбуках и системных платах для стационарных компьютеров.

Если при сборке обычного ПК вопрос экономии места не столь актуален, то в случае переносного компьютера возможность использовать маленький, легкий, энергоэффективный и быстродействующий накопитель – благо.

При выборе дисков M.2 возникает небольшая путаница, которая основывается на том, что диск может работать на разных шинах, т. е. использовать SATA или PCI-Express. Поэтому накопители имеют разный ключ, т. е. вырез на контактном разъеме.

Как правило, SSD-диски выпускаются с ключами:

  • B-ключ. SSD-диски для SATA или PCI-Express x2 интерфейсами. В реальности, такой вариант встречается крайне редко.
  • M-ключ. SSD-диски под интерфейс PCI-Express x Можно использовать накопители с интерфейсом SATA, который эмулируется. Накопитель с таким ключом нельзя установить в разъем с B-ключом, работающим на шине SATA.
  • M&B (M+B) ключ. Универсальный вариант для SSD-дисков, работающих на шине SATA. Могут устанавливаться в разъемы как с B-ключом, так и с M-ключом.

Более подробно можно прочитать в другом моем материале, посвященном интерфейсам подключения дисков.

Форм-фактор для SSD M.2 регламентируется еще и по длине и ширине. Типичные размеры SSD-дисков – это 22 мм в ширину и в длину размером от 16 до 110 мм. Полный перечень допустимых габаритов в длину: 16, 26, 30, 38, 42, 60, 80, 110 мм. Наиболее распространенные – 42, 60 и 80 мм.

Это отражается в маркировке SSD-дисков. Так, если указано, что диск M.2 2242, то это значит, что размеры накопителя составляют 22х42 мм. Если M.2 2280, то, соответственно, 22х80 мм. Все просто!

Даже если материнская плата не имеет установленного разъема M.2, то использовать такие диски все равно можно. Многие производители предлагают модели накопителей с переходной платой под разъем PCI-Express. Соответственно, и сам SSD-диск также рассчитан на работу с этой шиной. «Скорострельность» такого диска будет весьма впечатляющей. После него производительность обычного винчестера будет восприниматься удручающей.

К сожалению, есть небольшая ложечка дегтя во всех перечисленных «вкусностях». Компактные размеры SSD-дисков ограничивают емкость накопителя. Это обусловлено количеством микросхем памяти, которые можно разместить на столь небольшой плате. Максимальный объем SSD-накопителя формата M.2 на данный момент не превышает 1 ТБ. Увеличить это значение позволят более емкие чипы памяти, которые несомненно появятся.

Принцип работы SSD

Если говорить простым языком, внутри вашего SSD есть транзисторы, которые в свою очередь выстроены в определенной последовательности. Первоначально всем этим элементам устанавливается значение 1 (разряженный). Когда начинается сохранение операции, ток начинает протекать через всю цепочку транзисторов и значение некоторых сменяется на 0, поскольку именно в них происходит сохранение данных. В сетке каждое пересечение строк и столбцов называется ячейкой. Она состоит из двух транзисторов:

  • 1) Первый — управляющий.
  • 2) Второй — плавающий.

Ток течет через плавающий затвор, а электроны поступают в управляющий канал. Таким образом возникает положительный заряд, прерывающий поток электрического тока. Аналогичным образом мы можем иметь уникальный шаблон 1s и 0s, применяя правильные значения напряжения.

Недостатки SSD дисков

Главным недостатком твердотельного диска является его цена. Она продолжает оставаться приличной и имеет прямую взаимосвязь с его объёмом. Вторым недостатком такого диска является меньшее количество циклов запись/удаление. Подвижный винчестер можно перезаписывать и включать/выключать очень много раз. Твердотельный имеет в этом смысле ограничения. Но, данные ограничения в записях на практике трудно достижимы.

Как правило, срок гарантии SSD в районе трех — пяти лет. Но, в обычной жизни работают такие диски значительно дольше. Отсюда, не сильно беспокойтесь по данному вопросу.

Самое интересное, что есть гибрид, в котором задействована часть от твердотельного диска, и есть движущиеся элементы. Называется гибрид SSHD. Производители в SSHD диске постарались совместить преимущества от двух этих дисков. Но, высокая скорость работы замечается лишь во время загрузки компьютера. Вывод информации и запись в данной модели примерно такая же, как у обычного HDD. Отсюда, гибридные модели не особо популярны у людей.

Преимущества и недостатки SSD-накопителей

Упомянув в начале статьи преимущества твердотельных накопителей, мы отметили лишь ключевые из них. Ниже будет дан наиболее полный перечень преимуществ, которые несет использование твердотельных накопителей для решения повседневных задач.

Итак, к достоинствам SSD-накопителей относят:

1. Отсутствие подвижных частей и как следствие полное отсутствие шума и довольно высокая стойкость к механическим нагрузкам.

2. Высокая скорость чтения и записи, которая существенно выше HDD-дисков и близка к пропускной способности SATA-интерфейсов.

3. Постоянная величина времени считывания файлов вне зависимости от их расположения, фрагментации.

4. Низкое энергопотребление.

5. Низкое тепловыделение и широкие диапазоны рабочих температур.

6. Невысокая чувствительность к внешним электромагнитным полям.

7. Компактность (небольшие габариты, вес).

Нет ничего совершенного, поэтому помимо преимуществ также коснемся недостатков, с которыми столкнется пользователь компьютера, оснащенного SSD-диском:

1. Ограниченное количество циклов перезаписи. Данный недостаток характерен для NAND архитектуры SSD-накопителей, в RAM SSD он отсутствует. На данный момент большинство SSD-накопителей поддерживают возможность перезаписи на уровне 100 тыс. циклов. Например, срок эксплуатации для накопителя объемом 120 ГБ при условии каждодневной записи информации объемом 20 ГБ, составляет 6 лет. При меньшем количестве ежедневно записываемой информации, срок службы соответственно возрастает. Для устранения этого недостатка используются 2 вспомогательных решения: балансировка нагрузки, т.е. равномерная запись информации во все имеющиеся ячейки памяти, благодаря специальному контролеру, а также возможность мониторинга в режиме on-line за сроком службы ячеек памяти. При исчерпании ресурса циклов перезаписи, накопитель переводится в режим только чтение, а вся информация остается доступной для создания резервной копии. Большинство SSD-накопителей известных брендов имеют гарантию 3 года.

2. Цена. Хотя существует четкая динамика снижения стоимости 1 ГБ твердотельных накопителей, разрыв в стоимости по сравнению с HDD-накопителями, на данный момент, составляет 3 раза (для сравнения выбирались 500 Гб HDD и SSD-диски). Также следует отметить, что ценообразование в твердотельных жестких дисках жестко привязано к их емкости и растет прямо пропорционально ее увеличению. В то же время изменение цены HDD-диска от его объема растет медленнее SSD-конкурентов.

3. Невозможность восстановления информации при перепаде напряжения. Поскольку контролер и SSD-носитель выполнены на одной плате, при превышении максимально допустимого предела напряжения или его перепаде, в большинстве случаев страдает весь SSD-накопитель, без возможности последующего восстановления информации. В то же время HDD диски в аналогичной ситуации ограничиваются лишь сгоревшим контролером и информация доступна для восстановления.

Как видим недостатки SSD-дисков неритические и при должном подходе могут быть устранены, предоставляя пользователю широкие преимущества использования твердотельных накопителей для решения повседневных задач.

Скорость SSD и HDD

https://youtube.com/watch?v=7mkUz4w3y-M

Да, именно за этот показатель переплачивает пользователь, когда отдает предпочтение SSD-хранилищу. Его скорость многократно превосходят показатели, которыми может похвастать HDD. Система способна загружаться всего за несколько секунд, на запуск тяжеловесных приложений и игр уходит значительно меньше времени, а копирование больших объемов данных из многочасового процесса превращается в 5–10 минутный.

Единственное «но» — данные с SSD накопителя удаляются настолько же быстро, насколько копируются. Поэтому при работе с SSD вы можете просто не успеть нажать кнопку отмена, если однажды внезапно удалите важные файлы.

SSD

Твердотельный накопитель или SSD (solid-state drive) –это энергонезависимое запоминающее устройство на основе флэш-памяти типа NAND.

Микросхемы памяти основываются на четырех технологиях, отличающихся по плотности хранения данных:

  • SLC (Single Level Cell) — один бит на ячейку, высокая надежность, высокая скорость и большее число циклов перезаписи;
  • MLC (Multi Level Cell) — два бита, дешевле чем SLC, но менее надежна и меньше число циклов перезаписи;
  • TLC (Triple Level Cell) — три бита, надежнее и дешевле чем MLC, но циклов перезаписи также меньше и скорость ниже чем у SLC;
  • QLC (Quad Level Cell) — четыре бита, меньшая стоимость на объем.

Дальнейшим развитием технологии стало появление многослойной 3D NAND памяти, что позволило увеличить объем, повысить скорость, увеличить срок службы за счет понижения напряжения.

Еще одну альтернативу памяти NAND в накопителях разрабатывают компании Intel и Micron — 3D XPoint на основе PRAM памяти. Перспективное направление, высокие скорости и надежность, но пока дорогостоящее. Первые накопители на ее основе (Intel Optane SSD) уже были представлены.

Обеспечивая высокие скорости чтения/записи и оставаясь полностью бесшумными, SSD имеют и свои недостатки. Это — высокая стоимость за гигабайт, но она постепенно снижается. Ограниченный ресурс перезаписи, в современных моделях он достаточно высокий: до 8-10 лет непрерывного использования. В отличии от HDD при выходе из строя данные восстановить с накопителя невозможно, на жестком диске считать информацию хоть и дорого, но возможно.

Также на HDD имеется возможность восстановления удаленных файлов даже после форматирования, спустя достаточно длительное время. На SSD все сектора стираются практически сразу после удаления файлов.

История развития

  • 1978 год — американская компания StorageTek разработала первый полупроводниковый накопитель современного типа (основанный на RAM-памяти).
  • 1982 год — американская компания Cray представила полупроводниковый накопитель на RAM-памяти для своих суперкомпьютеров Cray-1 со скоростью 100 Мбит/с и Cray X-MP со скоростью 320 Мбит/с, объёмом 8, 16 или 32 миллиона 64-разрядных слов.
  • 1995 год — израильская компания M-Systems представила первый полупроводниковый накопитель на flash-памяти.
  • 2007 год — компания ASUS выпустила нетбук EEE PC 701 с SSD-накопителем объёмом 4 ГБ.
  • 2008 год — южнокорейской компании Mtron Storage Technology удалось создать SSD-накопитель объёмом 128 ГБ со скоростью записи 240 МБ/с и скоростью чтения 260 МБ/с.

В 2013 году крупнейшими производителями микросхем NAND были Samsung, Toshiba, Micron и SK-Hynix, микросхем контроллеров для SSD — LSI-SandForce, Marvell, Silicon Motion, Phison и JMicron.

В том же году Samsung, Toshiba и Micron начали выпускать накопители с микросхемами 3D-NAND, которая позволила снизить стоимость устройств, особенно высокой ёмкости.

В 1 квартале 2016 года крупнейшими производителями SSD были компании Samsung Electronics (первое место, около 40 % рынка), SanDisk (12 %), Lite-On (Plextor, Lite-On), Kingston, Intel, Micron, HGST.

Флеш-память NAND для SSD выпускалась компаниями SanDisk, Toshiba, Samsung, Intel, Micron. Несмотря на то, что Toshiba была и является одним из крупнейших производителей микросхем NAND, доля компании на рынке SSD составляла только 3,9 %.

С 2016 г. Samsung выпускает «потребительские» SSD с микросхемами 3D NAND исключительно собственного производства.

Какие настройки «Windows 10» предлагает по умолчанию?

10-я версия ОС по умолчанию предоставляет настройки, направленные на высокую производительность SSD. Однако определяются они в автоматическом режиме, без применения WinSAT (Windows System Assessment Tool – средство для оценки производительности Windows).

При обнаружении твердотельного диска система самостоятельно выполняет:

  • отключение дефрагментации;
  • производит оптимизацию питания подключенного диска;
  • отключает опцию ReadyBoot.
  • включает функцию TRIM.

Но при этом индексирование данные, кэширование записей и защита системы не изменяется.

Таким образом, «Виндовс 10» имеет множество функций, помогающих SSD работать в полную силу, но не всегда они включены по умолчанию. Как же выполняется правильная и полноценная настройка?

Преимущества

  • Отсутствие движущихся частей, отсюда:
    • полное отсутствие шума;
    • высокая механическая стойкость (кратковременно выдерживают порядка 1500 g);
  • стабильность времени считывания файлов вне зависимости от их расположения или фрагментации;
  • скорость чтения/записи выше, чем у распространённых жёстких дисков, и в ряде операций может быть близка к пропускной способности интерфейсов (SAS/SATA II 300 МБ/с, SAS/SATA III 600 МБ/с). Твердотельные накопители могут реализовываться с более быстрыми интерфейсами: SATA III, PCI Express, NGFF (M.2, в вариантах с PCIe), SATA Express, NVM Express (стандарт на подключение SSD по шинам PCI Express), U.2.
  • количество произвольных операций ввода-вывода в секунду (IOPS) у SSD на порядок выше, чем у жёстких дисков, за счёт возможности одновременного запуска множества операций и более низкой латентности каждой операции (нет необходимости ожидать оборота диска перед доступом);
  • низкое энергопотребление;
  • намного меньшая чувствительность к внешним электромагнитным полям;
  • малые габариты и вес. Для твердотельных накопителей были разработаны более компактные форм-факторы, например , NGFF (M.2).
Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий