Τι είναι μια μονάδα στερεάς κατάστασης (SSD);

Κατά την αγορά ενός νέου φορητού υπολογιστή, μπορεί να έχετε δει ανθρώπους να συζητούν εάν μια συσκευή με ένα Ο σκληρός δίσκος είναι καλύτερος ή ένας με SSD. Τι είναι ο σκληρός δίσκος εδώ; Όλοι γνωρίζουμε τη μονάδα σκληρού δίσκου. Είναι μια συσκευή μαζικής αποθήκευσης που χρησιμοποιείται γενικά σε υπολογιστές, φορητούς υπολογιστές. Αποθηκεύει το λειτουργικό σύστημα και άλλα προγράμματα εφαρμογών. Μια μονάδα SSD ή Solid-State είναι μια νεότερη εναλλακτική για την παραδοσιακή μονάδα σκληρού δίσκου. Κυκλοφόρησε πολύ πρόσφατα στην αγορά αντί για τον σκληρό δίσκο, ο οποίος ήταν η κύρια συσκευή μαζικής αποθήκευσης για αρκετά χρόνια.

Αν και η λειτουργία τους είναι παρόμοια με αυτή ενός σκληρού δίσκου, δεν είναι κατασκευασμένα όπως οι σκληροί δίσκοι ή λειτουργούν όπως αυτοί. Αυτές οι διαφορές κάνουν τους SSD μοναδικούς και δίνουν στη συσκευή ορισμένα πλεονεκτήματα σε σχέση με έναν σκληρό δίσκο. Ενημερώστε μας περισσότερα για τους δίσκους στερεάς κατάστασης, την αρχιτεκτονική, τη λειτουργία τους και πολλά άλλα.

Τι είναι μια μονάδα στερεάς κατάστασης (SSD);

Γνωρίζουμε ότι η μνήμη μπορεί να είναι δύο ειδών: πτητικό και μη πτητικό. Ο SSD είναι μια μη πτητική συσκευή αποθήκευσης. Αυτό σημαίνει ότι τα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα σε έναν SSD παραμένουν ακόμη και μετά τη διακοπή της παροχής ρεύματος. Λόγω της αρχιτεκτονικής τους (αποτελούνται από ελεγκτή flash και τσιπ μνήμης flash NAND), οι μονάδες στερεάς κατάστασης ονομάζονται επίσης μονάδες flash ή δίσκοι στερεάς κατάστασης.

SSD – Μια σύντομη ιστορία

Οι μονάδες σκληρού δίσκου χρησιμοποιήθηκαν κυρίως ως συσκευές αποθήκευσης για πολλά χρόνια. Οι άνθρωποι εξακολουθούν να εργάζονται σε συσκευές με σκληρό δίσκο. Λοιπόν, τι ώθησε τους ανθρώπους να ερευνήσουν μια εναλλακτική συσκευή μαζικής αποθήκευσης; Πώς προέκυψαν οι SSD; Ας ρίξουμε μια μικρή ματιά στην ιστορία για να μάθουμε το κίνητρο πίσω από τους SSD.

Στη δεκαετία του 1950, υπήρχαν 2 τεχνολογίες σε χρήση παρόμοιες με τον τρόπο λειτουργίας των SSD, συγκεκριμένα, μνήμη μαγνητικού πυρήνα και αποθήκευση μόνο για ανάγνωση με πυκνωτή κάρτας. Ωστόσο, σύντομα ξεθώριασαν λόγω της διαθεσιμότητας φθηνότερων μονάδων αποθήκευσης τυμπάνων.

Εταιρείες όπως η IBM χρησιμοποίησαν SSD στους πρώτους υπερυπολογιστές τους. Ωστόσο, οι SSD δεν χρησιμοποιούνταν συχνά επειδή ήταν ακριβοί. Αργότερα, στη δεκαετία του 1970, μια συσκευή που ονομάζεται Electrically Alterable ROM έγινε από την General Instruments. Και αυτό δεν κράτησε πολύ. Λόγω προβλημάτων ανθεκτικότητας, αυτή η συσκευή επίσης δεν κέρδισε δημοτικότητα.

Το έτος 1978, ο πρώτος SSD χρησιμοποιήθηκε σε εταιρείες πετρελαίου για την απόκτηση σεισμικών δεδομένων. Το 1979, η εταιρεία StorageTek ανέπτυξε την πρώτη μνήμη RAM SSD.

ΕΜΒΟΛΟ-Οι SSD που βασίζονται ήταν σε χρήση για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αν και ήταν πιο γρήγοροι, κατανάλωναν περισσότερους πόρους CPU και ήταν αρκετά ακριβοί. Στις αρχές του 1995, αναπτύχθηκαν SSD που βασίζονται σε flash. Από την εισαγωγή των SSD που βασίζονται σε flash, ορισμένες εφαρμογές του κλάδου απαιτούν εξαιρετική MTBF (μέσος χρόνος μεταξύ αστοχιών) ρυθμό, αντικατέστησε τους σκληρούς δίσκους με SSD. Οι δίσκοι στερεάς κατάστασης είναι ικανοί να αντέξουν ακραία κρούσεις, κραδασμούς, αλλαγές θερμοκρασίας. Έτσι μπορούν να υποστηρίξουν εύλογα ποσοστά MTBF.

Πώς λειτουργούν οι μονάδες δίσκου στερεάς κατάστασης;

Οι SSD κατασκευάζονται με τη στοίβαξη διασυνδεδεμένων τσιπ μνήμης σε ένα δίκτυο. Τα τσιπ είναι κατασκευασμένα από πυρίτιο. Ο αριθμός των μαρκών στη στοίβα αλλάζει για να επιτευχθούν διαφορετικές πυκνότητες. Στη συνέχεια, εφοδιάζονται με τρανζίστορ αιωρούμενης πύλης για να συγκρατούν τη φόρτιση. Επομένως, τα αποθηκευμένα δεδομένα διατηρούνται στους SSD ακόμα και όταν είναι αποσυνδεδεμένοι από την πηγή ρεύματος.

Οποιοσδήποτε SSD μπορεί να έχει ένα από τα τρεις τύπους μνήμης – κελιά ενός επιπέδου, πολλαπλών ή τριών επιπέδων.

1. Κυψέλες ενός επιπέδου είναι τα πιο γρήγορα και ανθεκτικά από όλα τα κύτταρα. Έτσι, είναι και τα πιο ακριβά. Αυτά είναι κατασκευασμένα για να κρατούν ένα bit δεδομένων ανά πάσα στιγμή.

2. Κυψέλες πολλαπλών επιπέδων μπορεί να κρατήσει δύο bit δεδομένων. Για έναν δεδομένο χώρο, μπορούν να κρατήσουν περισσότερα δεδομένα από κελιά ενός επιπέδου. Ωστόσο, έχουν ένα μειονέκτημα - η ταχύτητα εγγραφής τους είναι αργή.

3. Κυψέλες τριπλού επιπέδου είναι τα φθηνότερα από την παρτίδα. Είναι λιγότερο ανθεκτικά. Αυτά τα κελιά μπορούν να χωρέσουν 3 bit δεδομένων σε ένα κελί. Γράφουν η ταχύτητα είναι η πιο αργή.

Γιατί χρησιμοποιείται ένας SSD;

Σκληροί δίσκοι ήταν η προεπιλεγμένη συσκευή αποθήκευσης για συστήματα, για αρκετό καιρό. Έτσι, εάν οι εταιρείες στραφούν σε SSD, υπάρχει ίσως ένας καλός λόγος. Ας δούμε τώρα γιατί ορισμένες εταιρείες προτιμούν τους SSD για τα προϊόντα τους.

Σε έναν παραδοσιακό σκληρό δίσκο, έχετε κινητήρες για να περιστρέφετε την πιατέλα και η κεφαλή R/W κινείται. Σε έναν SSD, την αποθήκευση φροντίζουν τα τσιπ μνήμης flash. Έτσι, δεν υπάρχουν κινούμενα μέρη. Αυτό ενισχύει την ανθεκτικότητα της συσκευής.

Σε φορητούς υπολογιστές με σκληρούς δίσκους, η συσκευή αποθήκευσης θα καταναλώνει περισσότερη ενέργεια για να περιστρέψει την πιατέλα. Δεδομένου ότι οι SSD στερούνται κινούμενων εξαρτημάτων, οι φορητοί υπολογιστές με SSD καταναλώνουν σχετικά λιγότερη ενέργεια. Ενώ οι εταιρείες εργάζονται για την κατασκευή υβριδικών HDD που καταναλώνουν λιγότερη ενέργεια κατά την περιστροφή, Αυτές οι υβριδικές συσκευές πιθανότατα θα καταναλώνουν περισσότερη ισχύ από μια μονάδα στερεάς κατάστασης.

Λοιπόν, φαίνεται ότι το να μην υπάρχουν κινούμενα μέρη έχει πολλά πλεονεκτήματα. Και πάλι, η έλλειψη περιστρεφόμενων πλατό ή κινούμενων κεφαλών R/W σημαίνει ότι τα δεδομένα μπορούν να διαβαστούν από τη μονάδα σχεδόν αμέσως. Με τους SSD, η καθυστέρηση μειώνεται σημαντικά. Έτσι, τα συστήματα με SSD μπορούν να λειτουργούν πιο γρήγορα.

Συνιστάται: Τι είναι το Microsoft Word;

Οι σκληροί δίσκοι πρέπει να αντιμετωπίζονται προσεκτικά. Καθώς έχουν κινούμενα μέρη, είναι ευαίσθητα και εύθραυστα. Μερικές φορές, ακόμη και μια μικρή δόνηση από μια σταγόνα μπορεί να βλάψει το HDD. Αλλά οι SSD έχουν το πάνω χέρι εδώ. Μπορούν να αντέξουν την κρούση καλύτερα από τους σκληρούς δίσκους. Ωστόσο, δεδομένου ότι έχουν έναν πεπερασμένο αριθμό κύκλων εγγραφής, έχουν μια σταθερή διάρκεια ζωής. Καθίστανται άχρηστα μόλις εξαντληθούν οι κύκλοι εγγραφής.

Τύποι SSD

Ορισμένα από τα χαρακτηριστικά των SSD επηρεάζονται από τον τύπο τους. Σε αυτή την ενότητα, θα συζητήσουμε τους διάφορους τύπους SSD.

1. 2.5” – Σε σύγκριση με όλους τους SSD στη λίστα, αυτός είναι ο πιο αργός. Αλλά εξακολουθεί να είναι πιο γρήγορο από τον σκληρό δίσκο. Αυτός ο τύπος είναι διαθέσιμος στην καλύτερη τιμή ανά GB. Είναι ο πιο κοινός τύπος SSD που χρησιμοποιείται σήμερα.

2. mSATA - Το m σημαίνει mini. Οι mSATA SSD είναι πιο γρήγοροι από τους 2,5". Προτιμώνται σε συσκευές (όπως laptop και notebook) όπου ο χώρος δεν είναι πολυτέλεια. Έχουν μικρό παράγοντα μορφής. Ενώ η πλακέτα κυκλώματος σε 2,5" περικλείεται, αυτές στους δίσκους mSATA SSD είναι γυμνοί. Ο τύπος σύνδεσής τους διαφέρει επίσης.

3. SATA III -Αυτό έχει μια σύνδεση που είναι συμβατή με SSD και HDD. Αυτό έγινε δημοφιλές όταν οι άνθρωποι άρχισαν για πρώτη φορά τη μετάβαση σε SSD από τον σκληρό δίσκο. Είναι αργή ταχύτητα 550 MBps. Η μονάδα είναι συνδεδεμένη στη μητρική πλακέτα χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο που ονομάζεται καλώδιο SATA, έτσι ώστε να μπορεί να είναι λίγο ακατάστατη.

4. PCIe -Το PCIe σημαίνει Peripheral Component Interconnect Express. Αυτό είναι το όνομα που δίνεται στην υποδοχή που συνήθως φιλοξενεί κάρτες γραφικών, κάρτες ήχου και παρόμοια. Οι PCIe SSD χρησιμοποιούν αυτήν την υποδοχή. Είναι τα πιο γρήγορα από όλα και φυσικά, τα πιο ακριβά. Μπορούν να φτάσουν ταχύτητες που είναι σχεδόν τέσσερις φορές υψηλότερες από αυτή του α μονάδα SATA.

5. M.2 – Όπως και οι μονάδες mSATA, έχουν γυμνή πλακέτα κυκλώματος. Οι μονάδες M.2 είναι φυσικά οι μικρότεροι από όλους τους τύπους SSD. Αυτά βρίσκονται ομαλά στη μητρική πλακέτα. Έχουν μια μικροσκοπική ακίδα σύνδεσης και καταλαμβάνουν πολύ λίγο χώρο. Λόγω του μικρού τους μεγέθους, μπορούν γρήγορα να ζεσταθούν, ειδικά όταν η ταχύτητα είναι υψηλή. Έτσι, συνοδεύονται από ενσωματωμένη ψύκτρα/διανομέα θερμότητας. Οι SSD M.2 είναι διαθέσιμοι τόσο σε SATA όσο και σε Τύποι PCIe. Επομένως, οι μονάδες δίσκου M.2 μπορεί να έχουν διαφορετικά μεγέθη και ταχύτητες. Ενώ οι μονάδες mSATA και 2,5” δεν μπορούν να υποστηρίξουν NVMe (το οποίο θα δούμε στη συνέχεια), οι μονάδες M.2 μπορούν.

6. NVMe - Το NVMe σημαίνει Μη πτητική μνήμη express. Η φράση αναφέρεται στη διεπαφή μέσω SSD όπως το PCI Express και το M.2 που ανταλλάσσουν δεδομένα με τον κεντρικό υπολογιστή. Με μια διεπαφή NVMe, μπορεί κανείς να επιτύχει υψηλές ταχύτητες.

Μπορούν οι SSD να χρησιμοποιηθούν για όλους τους υπολογιστές;

Εάν οι SSD έχουν τόσα πολλά να προσφέρουν, γιατί δεν έχουν αντικαταστήσει πλήρως τους σκληρούς δίσκους ως κύρια συσκευή αποθήκευσης; Ένας σημαντικός αποτρεπτικός παράγοντας σε αυτό είναι το κόστος. Αν και η τιμή του SSD είναι τώρα χαμηλότερη από αυτή που ήταν, όταν έκανε την είσοδό του στην αγορά, Οι σκληροί δίσκοι εξακολουθούν να είναι η φθηνότερη επιλογή. Σε σύγκριση με την τιμή ενός σκληρού δίσκου, ένας SSD μπορεί να κοστίσει σχεδόν τρεις ή τέσσερις φορές υψηλότερο. Επίσης, καθώς αυξάνετε τη χωρητικότητα της μονάδας, η τιμή εκτοξεύεται γρήγορα. Ως εκ τούτου, δεν έχει γίνει ακόμη μια οικονομικά βιώσιμη επιλογή για όλα τα συστήματα.

Διαβάστε επίσης:Ελέγξτε εάν η μονάδα δίσκου σας είναι SSD ή HDD στα Windows 10

Ένας άλλος λόγος για τον οποίο οι SSD δεν έχουν αντικαταστήσει πλήρως τους σκληρούς δίσκους είναι η χωρητικότητα. Ένα τυπικό σύστημα με SSD μπορεί να έχει ισχύ από 512 GB έως 1 TB. Ωστόσο, έχουμε ήδη συστήματα HDD με αρκετά terabyte αποθήκευσης. Επομένως, για άτομα που αναζητούν μεγάλες χωρητικότητες, οι σκληροί δίσκοι εξακολουθούν να είναι η καλύτερη επιλογή τους.

Περιορισμοί

Έχουμε δει την ιστορία πίσω από την ανάπτυξη του SSD, τον τρόπο κατασκευής ενός SSD, τα οφέλη που παρέχει και γιατί δεν έχει χρησιμοποιηθεί ακόμα σε όλους τους υπολογιστές/φορητούς υπολογιστές. Ωστόσο, κάθε καινοτομία στην τεχνολογία έρχεται με τα μειονεκτήματά της. Ποια είναι τα μειονεκτήματα μιας μονάδας δίσκου στερεάς κατάστασης;

1. Ταχύτητα εγγραφής - Λόγω της απουσίας κινούμενων εξαρτημάτων, ένας SSD μπορεί να έχει άμεση πρόσβαση στα δεδομένα. Ωστόσο, μόνο η καθυστέρηση είναι χαμηλή. Όταν πρέπει να γραφτούν δεδομένα στο δίσκο, τα προηγούμενα δεδομένα πρέπει πρώτα να διαγραφούν. Έτσι, οι λειτουργίες εγγραφής είναι αργές σε έναν SSD. Η διαφορά ταχύτητας μπορεί να μην είναι ορατή στον μέσο χρήστη. Αλλά είναι πολύ μειονέκτημα όταν θέλετε να μεταφέρετε τεράστιες ποσότητες δεδομένων.

2. Απώλεια και ανάκτηση δεδομένων –Τα δεδομένα που διαγράφονται σε μονάδες στερεάς κατάστασης χάνονται οριστικά. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει αντίγραφο ασφαλείας των δεδομένων, αυτό είναι ένα τεράστιο μειονέκτημα. Η μόνιμη απώλεια ευαίσθητων δεδομένων μπορεί να είναι επικίνδυνη. Έτσι, το γεγονός ότι δεν μπορεί κανείς να ανακτήσει τα δεδομένα που χάθηκαν από έναν SSD είναι ένας άλλος περιορισμός εδώ.

3. Κόστος – Αυτό μπορεί να είναι ένας προσωρινός περιορισμός. Δεδομένου ότι οι SSD είναι μια σχετικά νεότερη τεχνολογία, είναι φυσικό να είναι ακριβοί από τους παραδοσιακούς σκληρούς δίσκους. Είδαμε ότι οι τιμές έχουν μειωθεί. Ίσως σε μερικά χρόνια, το κόστος να μην είναι αποτρεπτικό για τους ανθρώπους να στραφούν σε SSD.

4. Διάρκεια ζωής - Τώρα γνωρίζουμε ότι τα δεδομένα εγγράφονται στο δίσκο διαγράφοντας προηγούμενα δεδομένα. Κάθε SSD έχει έναν καθορισμένο αριθμό κύκλων εγγραφής/διαγραφής. Έτσι, καθώς πλησιάζετε στο όριο του κύκλου εγγραφής/διαγραφής, η απόδοση του SSD ενδέχεται να επηρεαστεί. Ένας μέσος SSD συνοδεύεται από περίπου 1.00.000 κύκλους εγγραφής/διαγραφής. Αυτός ο πεπερασμένος αριθμός μειώνει τη διάρκεια ζωής ενός SSD.

5. Αποθήκευση - Όπως και το κόστος, αυτό μπορεί και πάλι να είναι ένας προσωρινός περιορισμός. Προς το παρόν, οι SSD είναι διαθέσιμοι μόνο σε μικρή χωρητικότητα. Για SSD υψηλότερης χωρητικότητας, πρέπει να ξοδέψετε πολλά χρήματα. Μόνο ο χρόνος θα δείξει αν μπορούμε να έχουμε προσιτές μονάδες SSD με καλή χωρητικότητα.