SSD (твёрдотельный) накопитель, что это? Из чего состоит и как работает SSD.
SSD (solid state drive, накопитель на твёрдотельной памяти, твёрдотельный накопитель — рус.) — накопитель информации, основанный на чипах энергонезависимой памяти, которые сохраняют данные после отключения питания. Являются относительно новым видом носителей информации, а первое проявление и развитие, чипы энергонезависимой памяти получили от Flash накопителей и обычной RAM памяти.
Содержит такие же интерфейсы ввода-вывода как и современные жёсткие диски. В SSD не используются движущиеся части и элементы как в электромеханических устройствах (жёсткие диски, дискеты), что исключает вероятность износа механическим путём.
Большинство современных твёрдотельных накопителей основаны на энергонезависимой NAND памяти. Существуют накопители корпоративного класса, которые используют RAM память вкупе с резервными системами питания.
Существуют гибридные версии SSD и HDD накопителей.
Они включают магнитные пластины для большого объёма хранимой информации и небольшой по объёму SSD накопитель в одном корпусе. Самые часто использующиеся данные хранятся в SSD накопителе и обновляются по мере их актуальности из блока HDD. При обращении за этими данными, они считываются с высокой скоростью из твёрдотельной памяти не обращаясь к более медленным магнитным пластинам.
Из чего состоят SSD накопители.
* на примере NAND памяти
Твёрдотельный накопитель состоит из самих чипов NAND, управляющего микроконтроллёра привносящего все функции, чипа энергозависимой кеш памяти и печатной платы на которой всё это распаяно.
Иногда в SSD накопителях используется небольшая батарея, чтобы при отключении питания, все данные из кэша можно было бы переписать в энергонезависимую память и сохранить все данные в целостности. Есть прецеденты, что в накопителях с MLC памятью при отключении питания, пропадала часть или все данные. С SLC памятью, таких проблем замечено не было.
Память.
Практически все твёрдотельные накопители высокого, среднего и бюджетного класса используют энергонезависимую NAND (flash) память из-за её относительно низкой стоимости, способности сохранять данные без постоянного поддержания питания и возможность реализации технологии сохранения данных при неожиданном отключении питания.
Благодаря компактной компоновке чипов, производители могут выпускать
В большинстве SSD накопителей используется дешёвая MLC (Multi Level Cell) — память, которая может вмещать в одну ячейку более одного бита. Это очень результативно сказывается на цене готового изделия и способствует популяризации данных накопителей. Но есть у MLC памяти и большие недостатки. Это низкая долговечность ячеек и более низкая скорость записи и чтения, чем у накопителей на основе SLC (Single Level Cell).
SLC записывают только один бит в ячейку и это обеспечивает до 10 раз лучшую долговечность и до 2-х раз более высокую скорость в сравнении с MLC. Есть и один недостаток — цена накопителей на SLC памяти примерно в два раза выше чем цена накопителей на MLC памяти. Это обусловлено большими затратами на производство, а в особенности потому, что чипов SLC того же объёма, требуется в среднем в два раза больше для достижения того же объёма в сравнении с MLC.
Контроллёр SSD.
Практически все показатели SSD накопителя зависят от управляющего контроллёра. Он включает в себя микропроцессор, который управляет всеми процессами памяти с помощью специальной
Функции современного SSD контроллёра:
- TRIM.
- Чтение запись и кеширование.
- Коррекция ошибок (ECC).
- Шифрование (AES).
- Возможность S.M.A.R.T мониторинга.
- Пометка и запись о нерабочих блоках для добавления их в чёрный список.
- Сжатие данных (Sandforce контроллёры например).
Все контроллёры памяти нацелены на параллельно подключенную NAND память. Так как шина памяти одного чипа очень мала (максимум 16 бит), используются шины многих чипов подключенных параллельно (аналогия RAID 0).
Многие контроллёры, умеют использовать SATA 6 Гбит/c, что в купе с контроллёрами поддерживающими скорость обмена данными 500мб/c, даёт ощутимый прирост производительности в чтении/записи и полное раскрытие потенциала SSD накопителя.
Кэш память.
В SSD накопителях применяется кэш память в виде энергозависимой DRAM микросхемы, наподобие как в жёстких дисках.
Но в твёрдотельных накопителях она несёт ещё одну важную функцию. Часть прошивки и самые часто изменяющиеся данные находятся в ней, сокращая износ энергозависимой В некоторых контроллёрах, не предусмотрено использование кеш памяти, но тем не менее они достигают высоких показателей в скорости (SandForce).
Интерфейсы для подключения SSD.
Самыми распространёнными интерфейсами для SSD потребительского класса являются SATA 6 Гбит/c, PCI-Express и USB 3.0. Все эти интерфейсы способны обеспечить нужную пропускную способность для любого SSD накопителя.
В портативных устройствах вроде ноутбуков и планшетных компьютеров, наиболее часто встречаются компактные SSD накопители с интерфейсом mini PCI-Express (mSATA).
Преимущества и недостатки SSD накопителей в сравнении с HDD.
Плюсы SSD накопителей в сравнении с HDD (жёсткими дисками):
- Включаются мгновенно, не требуют раскрутки.
- Значительно более высокая скорость произвольного доступа.
- Значительно более высокая скорость доступа.
- Скорость передачи данных значительно выше.
- Не требуется дефрагментация.
- Беззвучны, так как не имеют механических частей.
- Не создают вибраций.
- Более выносливы в плане температуры, ударов и вибраций.
- Немного меньшее энергопотребление.
Минусы SSD накопителей в сравнении с HDD (жёсткими дисками).
- Износ ячеек. Хоть в SSD накопителях и отсутствуют механические части, чипы памяти изнашиваются (mlc ~10000 перезаписей, slc ~100000).
- Ёмкость значительно меньше.
- Цена значительно выше по соотношению
- Невозможность восстановить утерянные данные после команды TRIM или просто после форматирования.
В твёрдотельных накопителях применяется команда (инструкция) TRIM для увеличения скорости записи. Совместно с некоторыми микроконтроллёрами, TRIM позволяет добиться и небольшого увеличения скорости чтения. Все твурдотельные накопители, которые выпускаются с 2012 года имеют поддержку TRIM. В более ранних, для включения данной инструкции может потребоваться прошивка новой микропрограммой. В большинстве случаев, при прошивке все данные безвозвратно удаляются.
SSD накопители ещё совсем новое поколение накопителей информации и они не являются сбалансированными во всех отношениях продуктами. Тем не менее, для энтузиастов, клиентов корпоративного класса и использования в серверных системах они выгодно отличаются по показателю производительности, что может быть решающим фактором к покупке. Новый виток эволюции, твёрдотельные накопители получат с массовым производством чипов памяти Ferroelectric RAM (FRAM, FeRAM). Это позволит повысить уровень долговечности ячеек SSD накопителей.
Но не факт что за SSD накопителями будущее. Каждый новый техпроцесс, как показала практика, уменьшает скорость чтения/записи и увеличивает количество возникающих ошибок, которые тоже нужно убирать с помощью системы коррекции ошибок в ущерб производительности. Причём для SLC этот показатель приемлем, но вот с MLC и TLC (triple level cell
SSD-накопитель станет хорошей заменой жесткому диску
Поделиться
SSD-накопитель станет хорошей заменой жесткому диску 20.08.2021 05:56
Поделиться
Вся необходимая нам информация хранится в компьютере на жестком диске – HDD. Именно на него происходит запись всех файлов при помощи вращающегося магнитного диска и головки. Чтобы запомнить данные, необходимо намагнитить и размагнитить ячейки, а на это требуется время. Сегодня ему появилась отличная альтернатива — твердотельный диск SSD, в конструкции которого нет движущихся механических частей.
Что это такое
SSD-накопитель – это очень популярный, быстрый и энергоэффективный инструмент для хранения и обмена данных. Этого удалось достичь благодаря его конструкции. Для работы с информацией используются объемы высокоскоростной флэш-памяти, контакт с которой обеспечивает встроенный контролер.
Технические свойства SSD-диска
Твердотельный диск наделен рядом положительных качеств:
● сверхбыстрая работа, позволяющая за считанные секунды загрузить систему и любые сложные программы, а записываются файлы практически мгновенно;
● большая емкость – до 2 ТБ;
● устойчивость к механическому воздействию;
● абсолютная бесшумность при работе;
● малое энергопотребление, что очень актуально для ноутбуков;
● бесперебойная работа в многозадачном режиме;
● не нагревается при работе;
● очень простая установка, не требующая специальных навыков и знаний;
● суммарная экономия времени на операциях;
● улучшает игровые возможности ПК;
● ограниченная гарантия на 5 лет.
Какой SSD выбрать
В продаже имеется огромное количество твердотельных дисков, но стоит обратить внимание на надежность производителя. К примеру, один из крупнейших производителей модулей флеш-памяти Micron предлагает SSD диск Crucial MX500. Это инновационный продукт высокого качества, обладающий высокой оперативностью и долгим сроком службы, обеспеченными многолетней историей производителя.
SSD накопитель в игровом ПК
Твердотельные диски пользуются большой популярностью у геймеров. Такой накопитель позволяет резко поднять качество в играх с высоким графическим дизайном за счет уменьшения времени на их загрузку, а значит, можно первым вступить в игру и нанести удар. Дозагрузка уровней, различных объектов и элементов при игровом процессе при этом тоже будет проходить значительно быстрее.
Приобретя качественный SSD-накопитель, можно в значительной мере модернизировать свой ПК, увеличив его быстродействие, снизить уровень шума и энергопотребление.
На правах рекламы
Теги:
Компьютер Память Накопитель Твердотельный Жесткий диск
Новости по теме:
Картина дня Вся лента
Режим ЧС введен на Камчатке Япония заплатит за добычу морской капусты на Курилах Адмирал Виктор Лиина назначен командующим ТОФ Найдены тела всех четырех моряков с загоревшегося у Южной Кореи судна «Калтан» Ж/д сообщение свяжет Иркутск и Забайкальск Бюллетень EastRussia: отраслевой аналитический обзор дальневосточного авиастроения Озеров: Извержение вулкана Шивелуч показало необходимость расширения исследований вулканов Более двух тыс. сивучей приплыли на волнолом возле Невельска Распечатывая Арктику: 3D-принтер как первая помощь при ремонте судов в Арктике Застройщики попали в коммунальные сети Бюллетень EastRussia: отраслевой аналитический обзор судостроительной отрасли ДФО
SSD против HDD: выбор решения для хранения данных
Существует несколько вариантов компьютерных запоминающих устройств, каждое из которых отличается емкостью и предназначением. Фундаментальная роль всех видов заключается в хранении информации, хотя есть различия, которые приводят к предпочтениям пользователя. Следует знать о различиях между накопителями, особенно между жесткими дисками (HDD) и твердотельными накопителями (SSD). В этой статье даны ответы на ключевые вопросы, такие как разница между жесткими дисками и твердотельными накопителями, принцип работы каждого из них, а также преимущества и проблемы использования каждого типа накопителя.
Содержание
< /i>- Что такое HDD (жесткий диск)?
- Что такое SSD (твердотельный накопитель)?
- SSD против. Жесткий диск: 11 ключевых сравнений
Что такое HDD (жесткий диск)?
Классический вращающийся жесткий диск был нормой для нескольких поколений персональных компьютеров. Стремление производителей жестких дисков втиснуть больше места для хранения, чем когда-либо, является результатом постоянного технического прогресса. Это достигается за счет стоимости гигабайта, которая по-прежнему делает жесткие диски самым невероятным соотношением цены и качества.
Жесткие диски существуют с 1956 года и сохраняют свою сложность. Технологии продвинулись до такой степени, что теперь вы можете хранить 10 терабайт информации на запоминающем устройстве размером с кухонную губку. Раньше устройства хранения были шириной в два фута и могли хранить только несколько гигабайт данных.
Внутри жесткого диска вы обнаружите что-то похожее на древний проигрыватель. Он содержит пластину или сложенные пластины, которые могут вращаться вокруг оси. Ось представляет собой прялку, которая вращается примерно 5400 и 7200 раз в минуту. Некоторые жесткие диски предназначены для более быстрой работы, чем другие.
Путем изменения магнитных свойств вращающихся дисков с арматурой, известной как головка чтения-записи, информация может быть «записана» (или передана), а также «считана» (или доступна) с диска.
Головка счетчика чтения-записи зависает немного над физической поверхностью диска; это не игла, которая буквально движется по канавке в стопке пластинок. Следовательно, общая конфигурация HDD напоминает руки плеера.
Двумя наиболее распространенными конструктивными особенностями жестких дисков являются 2,5 дюйма и 3,5 дюйма, которые используются для ноутбуков и настольных компьютеров соответственно. Также доступны 2,5-дюймовые и 3,5-дюймовые внешние накопители. Это стандартизировано, что упрощает обслуживание и замену, если что-то пойдет не так. Большинство используемых сегодня дисков подключаются через стандартный интерфейс, известный как SATA. Или специализированные системы хранения могут использовать Serial Attached SCSI (SAS), оптоволоконные каналы или другие специализированные интерфейсы.
Подробнее: Edge Computing vs. Fog Computing: 10 ключевых сравнений
Плюсы и минусы жестких дисков (HDD)
Жесткие диски обладают рядом преимуществ, что и делает их такими популярными.
- Преимущество в цене: HDD — это проверенная технология, которая использовалась на протяжении многих десятилетий, что делает жесткие диски доступными и намного более дешевыми в расчете на гигабайт по сравнению с твердотельными накопителями.
Хранилище на жестком диске может работать по цене три цента за гигабайт. С жестким диском вам не нужно много вкладывать. Производители жестких дисков увеличили объем памяти, сохранив при этом низкую стоимость. Таким образом, HDD популярен среди тех, кто ищет недорогое хранилище большого объема.
- Доступность на рынке: жесткие диски разрабатывались с самых первых дней производства компьютеров, что подтверждает мнение о том, что они более распространены на рынке. Независимо от того, ищете ли вы внешний или внутренний жесткий диск, велика вероятность, что вы найдете его в ближайшем магазине сетевого оборудования.
- Большая базовая емкость хранилища: При стандартном для рынка размере 500 ГБ, что больше половины исходного пространства твердотельных накопителей, жесткие диски представляют собой альтернативу более высокой базовой емкости хранилища. Кроме того, новые модели жестких дисков, представленные на рынке, обладают большей емкостью хранения, чем их предшественники.
Вы можете хранить большой объем виртуальных данных на одном диске, а внешние жесткие диски емкостью 6 ТБ легко доступны.
- Увеличенный срок службы: Жесткие диски имеют увеличенный цикл чтения-записи, что позволяет записывать данные непосредственно на диски. Этот диск редко приходит в негодность, а также имеет высокую прочность. Таким образом, они способны длиться долго и функционировать в этот период.
Однако с жесткими дисками связаны свои проблемы. В отличие от твердотельных накопителей, они могут потреблять много энергии, быть шумными и выделять больше тепла. Из-за зависимости от движущихся компонентов жесткие диски работают намного медленнее, чем твердотельные накопители, что является существенным недостатком. Кроме того, поверхность диска подвержена повреждениям.
Подробнее: Глобальная сеть (WAN) и локальная сеть (LAN): основные различия и сходства
Что такое SSD (твердотельный накопитель)?
SSD получил свое название — Solid State — поскольку в накопителях используются твердотельные компоненты. Все данные сохраняются на интегральных схемах в SSD. Это отличие от жестких дисков имеет значительные последствия, особенно с точки зрения пространства и производительности. Без вращающегося диска твердотельные накопители могут уменьшиться до размера и формы кусочка жевательной резинки.
В последние годы популярность твердотельных накопителей возросла. Во всем ассортименте ноутбуков Apple они являются нормой. Например, твердотельные накопители входят в стандартную комплектацию MacBook, Macbook Pro и Macbook Air.
Твердотельное состояние — это официальный термин для интегрированной материнской платы, и это основное различие между жестким диском и твердотельным накопителем: твердотельный накопитель не имеет движущихся элементов. Вместо дисков, приводов чтения-записи и моторов в твердотельных накопителях используется флэш-память, состоящая из компьютерных микросхем, способных сохранять данные даже при отключенном питании.
SSD функционируют аналогично памяти на наших планшетах и смартфонах. Главное отличие состоит в том, что сегодняшние SSD в Mac и ПК работают намного быстрее, чем память в смартфонах.
Плюсы и минусы твердотельных накопителей (SSD)
Используя SSD, вы можете разблокировать следующие преимущества:
- Скорость: Скорость, пожалуй, является наиболее значительным преимуществом SSD по сравнению с жесткими дисками. SSD, не содержащий механических компонентов, работает в 25–100 раз быстрее обычного жесткого диска; поэтому споров по этому поводу нет. Это значительно сократило время загрузки, передача данных стала намного быстрее, а пропускная способность намного выше.
- Долговечность: Поскольку твердотельные накопители (SSD) не имеют движущихся элементов, физическое давление и воздействие окружающей среды, такие как дребезжание и падение, не обязательно могут привести к потере данных. Есть исключения, но в целом твердотельные накопители долговечны.
- Энергоэффективность: Поскольку твердотельные накопители не имеют движущихся частей, мы можем поспорить с точки зрения энергоэффективности.
Жестким дискам требуется больше энергии для вращения магнитных пластин, используемых для чтения, записи и хранения данных, но твердотельные накопители не требуют механических регулировок, чтобы стать активными. В результате жесткий диск может перегреваться, а твердотельный накопитель остается холодным.
- Стоимость: Однако жесткие диски намного дешевле. С точки зрения цены за каждый ГБ хранилища SSD намного дороже, чем HDD. SSD стоит в два раза дороже, чем HDD, при одинаковой емкости хранилища. Это означает, что компьютеры с твердотельными накопителями будут намного дороже компьютеров с традиционными жесткими дисками.
- Емкость: Кроме того, имеющиеся на рынке твердотельные накопители имеют ограниченную емкость. Объем памяти ПК с твердотельными накопителями варьируется от 128 ГБ до 480 ГБ. Твердотельные накопители могут хранить до 4 терабайт данных; однако стоимость устройства значительно возрастает в зависимости от емкости SSD.
Подробнее: Сеть с коммутацией пакетов и сеть с коммутацией каналов: понимание 15 ключевых различий
SSD и SSD.

Давайте теперь обсудим ключевые различия между SSD и HDD более подробно.
1. Различия в скорости
Скорость твердотельных накопителей делает их популярными. Как правило, жесткие диски (HDD) не используют электрические схемы, но твердотельные накопители (SSD) используют электрические схемы и не имеют физических компонентов; вот почему твердотельные накопители быстрее, чем жесткие диски. Это уменьшает задержку запуска и меньше задержек при выполнении интенсивных операций на компьютере или доступе к приложениям.
Например, Intel SSD D5-P5316 — это твердотельный накопитель корпоративного класса емкостью 15,36 ТБ с пропускной способностью более 7000 МБ/с. Отдельный Exos 2×14 объемом 14 ТБ, подходящий жесткий диск, имеет максимальную пропускную способность 509 МБ/с. Это 14-кратная разница.
При входе в систему или ожидании загрузки служб приложений или выполнении действий с интенсивным использованием памяти, таких как копирование большого файла, более высокая скорость SSD во многих отношениях повысила производительность. Производительность жесткого диска значительно ниже, чем у твердотельного накопителя, который может продолжать выполнять другие действия.
Передача данных между SSD и другими компонентами системы определяется скоростью используемого интерфейса.
2. Емкость и связанные с этим расходы
Емкость жестких дисков варьируется от 250 ГБ до 20 ТБ, а емкость твердотельных накопителей для настольных компьютеров составляет 120 ГБ. С точки зрения стоимости на емкость жесткие диски превосходят твердотельные накопители, хотя по мере снижения цен на твердотельные накопители разница для жестких дисков будет меньше. Однако с твердотельными накопителями можно выполнять больше работы с каждым сервером, что приводит к установке меньшего количества устройств для достижения той же производительности, что и жесткий диск. В результате твердотельные накопители имеют более низкую совокупную стоимость владения (TCO)
Подробнее: Коммутатор и маршрутизатор: 15 основных сравнений
3.

Понятие «информация, хранящаяся по назначению, а также неискаженная» называется надежностью. Твердотельные накопители, как правило, более надежны, чем жесткие диски, из-за отсутствия движущихся компонентов по сравнению с жесткими дисками. Поскольку твердотельные накопители неподвижны, они невосприимчивы к вибрациям и связанным с ними проблемам с температурой.
4. Энергопотребление и срок службы батареи
SSD-накопители часто потребляют меньше энергии, что увеличивает срок службы батареи. Это также связано с тем, что контроль доступа намного быстрее, и машина чаще бездействует. Из-за вращающихся механизмов жестким дискам требуется больше энергии для запуска, чем твердотельным накопителям.
5. Возможность сэкономить на дополнительных затратах на хранение
Было доказано, что твердотельные накопители работают значительно лучше, чем жесткие диски. Почти столь же широко признается надежность твердотельных накопителей. Благодаря присущим им преимуществам твердотельные накопители не требуют дополнительной резервной копии для повышения скорости и часто требуют меньшей репликации для обеспечения надежности.
6. Характер операций с точки зрения движения
С точки зрения движения жесткие диски представляют собой движущиеся диски, а жесткий диск при работе вращается. Между тем, SSD — это цельный накопитель, и при работе происходит минимальное движение.
7. Вес и задержка
Если говорить о весе этих двух дисков, SSD легче по сравнению с жестким диском, потому что к диску не прикреплены внешние механизмы или двигатель. Поэтому HDD тяжелее. Размер твердотельного накопителя намного меньше по сравнению с размером жесткого диска. Жесткий диск имеет более высокую задержку по сравнению с твердотельным накопителем, который имеет более низкую задержку.
8. Первоначальные затраты и инвестиции
Твердотельный накопитель (SSD) — это современный накопитель, который стоит дороже, а жесткий диск (HDD) — это традиционный накопитель, который немного дешевле среднего SDD.
9. Ограничение срока службы
Хотя стоит знать, что ячейки твердотельного накопителя имеют ограниченный срок службы, сегодня это не проблема. Представления о продолжительности жизни твердотельных накопителей восходят к 1990-м и началу 2000-х годов и основаны на предположении.
Когда в ячейку записывается больше данных, теоретически она изнашивается быстрее. Текущая ячейка SSD может обрабатывать около 3000 циклов записи, что на первый взгляд кажется не таким уж большим. Все благодаря принципу выравнивания износа SSD равномерно распределяет операции записи по всем ячейкам, чтобы свести к минимуму гибель ячеек и продлить срок службы накопителя. Кроме того, современные твердотельные накопители содержат запасные ячейки, которые заменяют мертвые ячейки. Это называется управлением плохими блоками, поэтому чем больше SSD, тем дольше будет его срок службы. Если бы вы передавали данные на SSD 24 часа в сутки, потребовались бы десятилетия, чтобы диск вышел из строя.
10. Безопасность и восстановление данных
Вы всегда можете восстановить данные на вашем диске, когда он выйдет из строя. Это характерно для жестких дисков и твердотельных накопителей, хотя и с некоторыми ключевыми отличиями. Поскольку твердотельные накопители появились относительно недавно, многие службы восстановления берут дополнительную плату за работу с ними. Тем не менее, потребители могут восстанавливать данные быстрее, чем с помощью жесткого диска, потому что твердотельные накопители работают быстрее.
Какой бы из двух дисков вы ни использовали, лучший способ защитить ваши данные — это регулярное резервное копирование на внешние устройства хранения или в облачное хранилище. Когда ваша информация хранится на внешних дисках или в облаке, вам не придется беспокоиться об услугах восстановления SSD, если у вас есть резервная копия.
11. Операционная эффективность
Сокращение данных — это доля данных хоста, сохраненных для физического хранения, необходимая; соотношение 50% эквивалентно сокращению данных 2:1. Превосходная производительность твердотельных накопителей позволяет использовать гораздо более эффективные методы сокращения данных, чем жесткие диски. Это позволяет пользователю накапливать больше данных, чем физически возможно на устройстве. Следовательно, фактическая мощность увеличивается. Методы сжатия и дедупликации могут значительно уменьшить необработанное пространство хранения, необходимое для достижения требования «полезной емкости».
Современные алгоритмы настроены для твердотельных накопителей, используя их скорость для обеспечения надежного коэффициента сжатия данных (DRR) и превосходной производительности приложений. Например, алгоритм сжатия Zstandard от Facebook обеспечивает скорость сжатия и распаковки гораздо быстрее, чем запись/чтение жестких дисков, что позволяет реализовать его на твердотельных накопителях в режиме реального времени. Другим примером является VMware vSAN, который предлагает сжатие и дедупликацию только в конфигурациях с флэш-памятью.
Подробнее: Zigbee и Z-Wave: 10 ключевых отличий
Вывод
По мере развития компьютерных технологий современные системы хранения данных становятся все более актуальными. В связи с этим твердотельные накопители (SSD) могут стать основным продуктом для аппаратных хранилищ. В 2022-2023 годах мы постепенно приближаемся к ценовому паритету между SSD и HDD, хотя предложения SSD большой емкости остаются ограниченными. Организациям необходимо знать и разумно внедрять каждую систему, дополняя обе доступными облачными хранилищами для повышения надежности.
Эта статья помогла вам понять разницу между SSD и HDD? Расскажите нам по телефону Facebook Открывает новое окно , Twitter Открывает новое окно 5
0, 03 LinkedIn Открывает новое окно . Мы хотели бы услышать от вас!
- Что такое облачное хранилище? Определение, типы, преимущества и рекомендации
- 10 лучших бесплатных или доступных облачных решений для хранения данных в 2021 году
- Что такое NAS (сетевое хранилище)? Работа, функции и варианты использования
- Что такое СУБД (система управления базами данных)? Определение, типы, свойства и примеры
- Что такое Raspberry Pi? Модели, функции и использование
Эволюция твердотельных накопителей (SSD).

Что такое хранилище SSD?
Твердотельный накопитель (SSD) использует энергонезависимые твердотельные микросхемы с ячейками флэш-памяти для долгосрочного хранения данных. В отличие от традиционных жестких дисков (HDD), в которых используются магнитные пластины, вращающиеся с высокой скоростью, или приводной рычаг, напоминающий проигрыватель, твердотельные накопители не требуют движущихся частей. Вместо этого решение для хранения данных полностью зависит от флэш-памяти для хранения данных, что делает их намного быстрее при чтении и записи данных, как разовых, так и в устойчивых операциях.
Используя сетку электрических ячеек в NAND — тип энергонезависимой флэш-памяти — для хранения данных, твердотельные накопители включают встроенный процессор, известный как контроллер. Он запускает код на уровне микропрограммы, чтобы помочь приводу работать и соединять носитель с главным компьютером через интерфейсную шину. Современные твердотельные накопители не требуют дополнительного источника питания, который постоянно поддерживает подачу электрического тока на устройство для сохранения данных. Это делает их более надежными, чем традиционные жесткие диски (с точки зрения механики и целостности данных).
Твердотельные накопители также имеют встроенную технологию, которая еще больше повышает скорость чтения/записи, делая их быстрее, чем традиционные жесткие диски. Исторически сложилось так, что жесткие диски включали в себя часть памяти внутри самого диска (обычно 8 или 16 МБ), чтобы увеличить воспринимаемую производительность чтения / записи. Если данные, которые пользователь хочет прочитать или записать, могут храниться в высокопроизводительной кэш-памяти, накопитель временно сохраняет данные в модулях быстрой памяти. Затем он сообщает операционной системе, как только это завершено, запуская диск для передачи данных из кэша на гораздо более медленный магнитный носитель. Это не всегда работает, так как в каждый момент времени кешируется только небольшая часть общих данных диска, а если данных нет в кеше, их приходится считывать с более медленного физического носителя.
В твердотельных накопителях используется та же концепция, связанная с кешем, за исключением того, что они включают микросхемы динамической памяти с произвольным доступом (DRAM) — тип полупроводниковой памяти, обычно используемый в ПК и серверах — внутри аппаратного контроллера на самом твердотельном накопителе. В диапазоне от 64 МБ до ГБ они буферизуют запросы для увеличения срока службы диска и обслуживают короткие пакеты запросов на чтение/запись быстрее, чем позволяет обычная память диска. Эти кэши необходимы в корпоративных приложениях хранения данных, включая часто используемые файловые серверы и серверы баз данных.
Когда впервые появились твердотельные накопители?
Флэш-память для долговременного хранения используется с 1950-х годов, но эти решения, как правило, применялись в мейнфреймах или больших мини-компьютерах. Им также требовались резервные батареи для сохранения содержимого памяти, когда машина не питалась от хоста, поскольку в этих решениях использовалась энергозависимая память.
Подготовьтесь к обновлению хранилища
Белая книга
Какие форм-факторы и интерфейсы лучше всего подходят для хранения данных вашей компании? Скачать сейчас
С тех пор технология стала меньше и быстрее, и больше не требует резервного аккумулятора. Производительность также резко возросла, так как новые интерфейсы шины ПК сделали возможным скорость передачи данных, намного превышающую стандартную скорость, которую могли бы насытить традиционные вращающиеся носители. Сегодня они также дешевле, даже по сравнению с первым SSD-накопителем, выпущенным в 1991 году — SSD на 20 МБ, который продавался за 1000 долларов.
Применение твердотельных накопителей
Существует множество преимуществ использования твердотельных накопителей для производственных приложений хранения. Поскольку твердотельные накопители не имеют движущихся механических компонентов, они потребляют меньше энергии, более устойчивы к падениям или грубому обращению, работают почти бесшумно и быстро считываются с меньшей задержкой. Кроме того, поскольку нет вращающихся пластин или исполнительных рычагов, нет необходимости ждать, пока физические части разовьются до рабочей скорости. Эта функция устраняет падение производительности, которого жесткие диски не могут избежать. Твердотельные накопители также легкие, что делает их идеальными для ноутбуков, машин малого форм-фактора и сетей хранения данных большой емкости при меньшей занимаемой площади.
Из-за этих преимуществ твердотельные накопители популярны для следующих приложений:
- Для размещения ядра базы данных и самой базы данных для быстрого доступа.
- В качестве «горячего» уровня в многослойном архиве сетевого хранилища, где часто используемые данные могут быть извлечены и перезаписаны очень быстро.
- В ситуациях, когда возможны физические удары, а жесткие диски представляют неоправданный риск для надежности системы.
- В играх, где пользователь часто перемещается по новым средам.
- В бизнес-настройках, где требуется быстрая загрузка операционной системы и приложений.
Как правильно выбрать SSD для ваших нужд
За последние несколько лет твердотельные накопители претерпели несколько изменений. Одним из самых последних обновлений является использование интерфейса PCIe (шина расширения компьютера с малой задержкой, также известная как экспресс-соединение периферийных компонентов) вместо других технологий интерфейса, таких как последовательное подключение передовых технологий (SATA).
Твердотельные накопители PCIe взаимодействуют с системой через слот PCIe — тот же слот, который используется для высокоскоростных видеокарт, памяти и чипов. PCIe 1.0 запущен в 2003 году со скоростью передачи 2,5 гигапередачи в секунду (ГТ/с) и общей пропускной способностью 8 Гбит/с. GT/s измеряет количество битов в секунду, которые может переместить или передать шина.
Несколько лет спустя был представлен PCIe 2. 0, удвоивший как пропускную способность, так и скорость гигапередачи, достигнув 16 Гбит/с и 5 Гбит/с соответственно. Последующие поколения удваивали пропускную способность и гигаскорость передачи с каждой новой итерацией. PCIe 3.0, например, имеет пропускную способность 32 Гбит/с и 8 ГТ/с.
Совсем недавно твердотельные накопители начали использовать спецификацию PCIe 4.0, которая обеспечивает пропускную способность 64 Гбит/с и скорость 16 ГТ/с. PCIe теперь сочетается со спецификацией интерфейса хост-контроллера энергонезависимой памяти (NVMe), протоколом связи для высокоскоростных систем хранения, который работает поверх PCIe.
Эта разработка означает, что пользователи, которые ищут молниеносную скорость и высокую надежность, могут использовать твердотельные накопители с возможностью подключения PCIe 4.0. Samsung 980 PRO, совместимый с PCIe 4.0, использует эти последние достижения. Диск обеспечивает скорость чтения до 7000 МБ/с, что в два раза выше, чем у твердотельных накопителей PCIe 3. 0, и в 12,7 раз быстрее, чем у некоторых твердотельных накопителей SATA. PCIe занимает место SATA с точки зрения интерфейса с высокой пропускной способностью.
Однако не у всех есть системы с поддержкой PCIe, а некоторые могут иметь слоты PCIe в сочетании с другими надстройками системы, такими как память или графические карты. В этих случаях другие твердотельные накопители, такие как Samsung 870 EVO, являются идеальным вариантом для создателей контента, ИТ-специалистов и обычных пользователей. 870 EVO использует стандартный интерфейс SATA для достижения максимальной скорости последовательного интерфейса SATA 560/530 МБ/с. Samsung 870 QVO также достигает максимального предела интерфейса SATA, предлагая конфигурации с 2,5-дюймовым форм-фактором SATA на 1, 2, 4 и 8 ТБ.
Что ждет нас в будущем?
В краткосрочной перспективе емкости будут продолжать расти, а стоимость гигабайта для твердотельных накопителей будет продолжать снижаться. Появятся новые форм-факторы, которые увеличат количество параллельных линий передачи данных между хранилищем и главной шиной, чтобы повысить скорость и качество носителя данных NAND.
Ваш комментарий будет первым