Che cos'è un'unità a stato solido (SSD)?

Durante l'acquisto di un nuovo laptop, potresti aver visto persone che discutevano se un dispositivo con un L'HDD è migliore o uno con un SSD. Cos'è l'HDD qui? Siamo tutti a conoscenza del disco rigido. È un dispositivo di archiviazione di massa utilizzato generalmente in PC, laptop. Memorizza il sistema operativo e altri programmi applicativi. Un'unità SSD o a stato solido è una nuova alternativa al tradizionale disco rigido. È arrivato sul mercato molto di recente al posto del disco rigido, che è stato il principale dispositivo di archiviazione di massa per diversi anni.

Sebbene la loro funzione sia simile a quella di un disco rigido, non sono costruiti come gli HDD o funzionano come loro. Queste differenze rendono gli SSD unici e danno al dispositivo alcuni vantaggi rispetto a un disco rigido. Facci sapere di più sulle unità a stato solido, sulla loro architettura, sul funzionamento e molto altro.

Che cos'è un'unità a stato solido (SSD)?

Sappiamo che la memoria può essere di due tipi: volatile e non volatile. Un SSD è un dispositivo di archiviazione non volatile. Ciò significa che i dati archiviati su un SSD rimangono anche dopo l'interruzione dell'alimentazione. A causa della loro architettura (sono costituiti da un controller flash e chip di memoria flash NAND), le unità a stato solido sono anche chiamate unità flash o dischi a stato solido.

SSD – Una breve storia

I dischi rigidi sono stati utilizzati principalmente come dispositivi di archiviazione per molti anni. Le persone continuano a lavorare su dispositivi con un disco rigido. Quindi, cosa ha spinto le persone a ricercare un dispositivo di archiviazione di massa alternativo? Come sono nati gli SSD? Diamo una piccola sbirciatina alla storia per conoscere la motivazione dietro gli SSD.

Negli anni '50, erano in uso 2 tecnologie simili al modo in cui funzionano gli SSD, vale a dire, memoria a nucleo magnetico e memoria di sola lettura del condensatore di schede. Tuttavia, presto svanirono nel dimenticatoio a causa della disponibilità di unità di stoccaggio a tamburo più economiche.

Aziende come IBM utilizzavano gli SSD nei loro primi supercomputer. Tuttavia, gli SSD non venivano usati spesso perché erano costosi. Più tardi, negli anni '70, un dispositivo chiamato Electrically Alterable rom è stato realizzato da General Instruments. Anche questo non durò a lungo. A causa di problemi di durata, anche questo dispositivo non ha guadagnato popolarità.

Nell'anno 1978, il primo SSD è stato utilizzato nelle compagnie petrolifere per acquisire dati sismici. Nel 1979, la società StorageTek ha sviluppato il primo SSD RAM in assoluto.

RAMSSD sono stati utilizzati per molto tempo. Sebbene fossero più veloci, consumavano più risorse della CPU ed erano piuttosto costosi. All'inizio del 1995 sono stati sviluppati SSD basati su flash. Dall'introduzione degli SSD basati su flash, alcune applicazioni del settore che richiedono un'eccezionale MTBF (tempo medio tra i guasti) velocità, gli HDD sostituiti con gli SSD. Le unità a stato solido sono in grado di resistere a urti, vibrazioni e variazioni di temperatura estreme. Così possono sostenere ragionevole Tariffe MTBF.

Come funzionano le unità a stato solido?

Gli SSD sono costruiti impilando insieme chip di memoria interconnessi in una griglia. I chip sono fatti di silicio. Il numero di chip nello stack viene modificato per ottenere densità diverse. Quindi, sono dotati di transistor a gate flottante per mantenere una carica. Pertanto, i dati archiviati vengono conservati negli SSD anche quando sono scollegati dalla fonte di alimentazione.

Qualsiasi SSD può avere uno dei tre tipi di memoria – celle a livello singolo, multilivello o triplo livello.

1. Celle a livello singolo sono le più veloci e durevoli di tutte le celle. Quindi, sono anche i più costosi. Questi sono costruiti per contenere un bit di dati in un dato momento.

2. Celle multilivello può contenere due bit di dati. Per un dato spazio, possono contenere più dati rispetto alle celle a livello singolo. Tuttavia, hanno uno svantaggio: la loro velocità di scrittura è lenta.

3. Celle a triplo livello sono i più economici del lotto. Sono meno resistenti. Queste celle possono contenere 3 bit di dati in una cella. Scrivono la velocità è la più lenta.

Perché viene utilizzato un SSD?

Hard disk sono stati il ​​dispositivo di archiviazione predefinito per i sistemi, per molto tempo. Quindi, se le aziende stanno passando agli SSD, forse c'è una buona ragione. Vediamo ora perché alcune aziende preferiscono gli SSD per i loro prodotti.

In un HDD tradizionale, hai motori per far girare il piatto e la testa R/W si muove. In un SSD, l'archiviazione è gestita da chip di memoria flash. Quindi, non ci sono parti in movimento. Questo migliora la durata del dispositivo.

Nei laptop con dischi rigidi, il dispositivo di archiviazione consumerà più energia per far girare il piatto. Poiché gli SSD sono privi di parti mobili, i laptop con SSD consumano relativamente meno energia. Mentre le aziende stanno lavorando per costruire HDD ibridi che consumano meno energia durante la rotazione, questi dispositivi ibridi probabilmente consumeranno più energia di un'unità a stato solido.

Bene, sembra che non avere parti mobili abbia molti vantaggi. Ancora una volta, non avere piatti rotanti o testine R/W in movimento implica che i dati possono essere letti dall'unità quasi istantaneamente. Con gli SSD, la latenza diminuisce notevolmente. Pertanto, i sistemi con SSD possono funzionare più velocemente.

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Gli HDD devono essere maneggiati con attenzione. Poiché hanno parti mobili, sono sensibili e fragili. A volte, anche una piccola vibrazione di una goccia può danneggiare il disco fisso. Ma gli SSD hanno il sopravvento qui. Possono resistere all'impatto meglio degli HDD. Tuttavia, poiché hanno un numero finito di cicli di scrittura, hanno una durata fissa. Diventano inutilizzabili una volta esauriti i cicli di scrittura.

Tipi di SSD

Alcune delle caratteristiche degli SSD sono influenzate dal loro tipo. In questa sezione, discuteremo i vari tipi di SSD.

1. 2.5” – Rispetto a tutti gli SSD nell'elenco, questo è il più lento. Ma è ancora più veloce dell'HDD. Questo tipo è disponibile al miglior prezzo per GB. È il tipo più comune di SSD in uso oggi.

2. mSATA – m sta per mini. Gli SSD mSATA sono più veloci di quelli da 2,5". Sono preferiti nei dispositivi (come laptop e notebook) dove lo spazio non è un lusso. Hanno un fattore di forma ridotto. Mentre il circuito in 2.5 "è racchiuso, quelli negli SSD mSATA sono nudi. Anche il loro tipo di connessione è diverso.

3. SATA III –Questo ha una connessione compatibile sia con SSD che con HDD. Questo è diventato popolare quando le persone hanno iniziato a passare a SSD dall'HDD. È una velocità lenta di 550 MBps. L'unità è collegata alla scheda madre tramite un cavo chiamato cavo SATA in modo che possa essere un po' ingombrante.

4. PCI –PCIe sta per Peripheral Component Interconnect Express. Questo è il nome dato allo slot che solitamente ospita schede grafiche, schede audio e simili. Gli SSD PCIe utilizzano questo slot. Sono i più veloci di tutti e, naturalmente, anche i più costosi. Possono raggiungere velocità quasi quattro volte superiori a quella di a Unità SATA.

5. M.2 – Come le unità mSATA, hanno un circuito stampato nudo. Le unità M.2 sono fisicamente le più piccole di tutti i tipi di SSD. Questi giacciono senza problemi contro la scheda madre. Hanno un minuscolo pin del connettore e occupano pochissimo spazio. A causa delle loro piccole dimensioni, possono surriscaldarsi rapidamente, soprattutto quando la velocità è elevata. Pertanto, sono dotati di un dissipatore di calore/diffusore di calore integrato. Gli SSD M.2 sono disponibili sia in SATA che in Tipi PCIe. Pertanto, le unità M.2 possono essere di dimensioni e velocità variabili. Mentre le unità mSATA e 2,5 "non possono supportare NVMe (che vedremo in seguito), le unità M.2 possono.

6. NVMe – NVMe sta per Memoria non volatile express. La frase si riferisce all'interfaccia tramite SSD come PCI Express e M.2 scambiano dati con l'host. Con un'interfaccia NVMe è possibile raggiungere velocità elevate.

Gli SSD possono essere utilizzati per tutti i PC?

Se gli SSD hanno così tanto da offrire, perché non hanno completamente sostituito gli HDD come dispositivo di archiviazione principale? Un deterrente significativo a questo è il costo. Sebbene il prezzo dell'SSD sia ora inferiore a quello che era, quando ha fatto il suo ingresso nel mercato, Gli HDD sono ancora l'opzione più economica. Rispetto al prezzo di un disco rigido, un SSD può costare quasi tre o quattro volte di più. Inoltre, aumentando la capacità dell'unità, il prezzo aumenta rapidamente. Pertanto, non è ancora diventata un'opzione finanziariamente valida per tutti i sistemi.

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Un altro motivo per cui gli SSD non hanno completamente sostituito gli HDD è la capacità. Un tipico sistema con un SSD può avere una potenza compresa tra 512 GB e 1 TB. Tuttavia, abbiamo già sistemi HDD con diversi terabyte di spazio di archiviazione. Pertanto, per le persone che cercano grandi capacità, gli HDD sono ancora la loro opzione preferita.

Limitazioni

Abbiamo visto la storia dietro lo sviluppo di SSD, come è costruito un SSD, i vantaggi che offre e perché non è stato ancora utilizzato su tutti i PC/laptop. Tuttavia, ogni innovazione tecnologica presenta una serie di inconvenienti. Quali sono gli svantaggi di un'unità a stato solido?

1. Velocità di scrittura - A causa dell'assenza di parti mobili, un SSD può accedere ai dati istantaneamente. Tuttavia, solo la latenza è bassa. Quando i dati devono essere scritti sul disco, i dati precedenti devono essere prima cancellati. Pertanto, le operazioni di scrittura sono lente su un SSD. La differenza di velocità potrebbe non essere visibile all'utente medio. Ma è piuttosto uno svantaggio quando si desidera trasferire enormi quantità di dati.

2. Perdita e ripristino dei dati –I dati eliminati su unità a stato solido vengono persi in modo permanente. Poiché non esiste una copia di backup dei dati, questo è un enorme svantaggio. La perdita permanente di dati sensibili può essere una cosa pericolosa. Pertanto, il fatto che non sia possibile recuperare i dati persi da un SSD è un'altra limitazione qui.

3. Costo - Questa potrebbe essere una limitazione temporanea. Poiché gli SSD sono una tecnologia relativamente più recente, è naturale che siano costosi rispetto agli HDD tradizionali. Abbiamo visto che i prezzi sono diminuiti. Forse tra un paio d'anni il costo non sarà un deterrente per le persone a passare agli SSD.

4. Durata - Ora sappiamo che i dati vengono scritti sul disco cancellando i dati precedenti. Ogni SSD ha un determinato numero di cicli di scrittura/cancellazione. Pertanto, quando ci si avvicina al limite del ciclo di scrittura/cancellazione, le prestazioni dell'SSD potrebbero risentirne. Un SSD medio ha circa 1.00.000 cicli di scrittura/cancellazione. Questo numero finito riduce la durata di un SSD.

5. Magazzinaggio - Come il costo, anche questo può essere una limitazione temporanea. Al momento, gli SSD sono disponibili solo con una capacità ridotta. Per SSD di capacità più elevate, bisogna sborsare un sacco di soldi. Solo il tempo dirà se possiamo avere SSD economici con una buona capacità.