SSD

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
SSD-накопичувач 2.5" і олівець
mSATA SSD

Твердотілий накопичувач (англ. SSD, solid-state drive) — комп'ютерний запам'ятовувальний пристрій на основі мікросхем пам'яті та контролера керування ними, що не містить рухомих механічних частин.

Розрізняють два види твердотілих накопичувачів: SSD на основі пам’яті, подібної до оперативної пам’яті комп’ютерів, і SSD на основі флеш-пам’яті.

Нині твердотілі накопичувачі використовуються в компактних пристроях: ноутбуках, нетбуках, комунікаторах і смартфонах. Деякі відомі виробники переорієнтувались на випуск твердотілих накопичувачів вже повністю. Наприклад Samsung продав бізнес з виробництва жорстких дисків компанії Seagate.

Існують і так звані гібридні тверді диски, що з'явилися, в тому числі, через поки що пропорційно вищу вартість твердотілих накопичувачів і поєднують в одному пристрої як основний накопичувач на твердих магнітних дисках (HDD), так і твердотілий накопичувач відносно невеликого обсягу (4-8 ГБ) в ролі кешу (для збільшення продуктивності, швидкого холодного запуску системи, зниження енергоспоживання)[1]. Такі диски використовуються, в основному, в переносних пристроях (ноутбуках) і там, де продуктивність має більше значення, ніж ціна.

Ринкова частка SSD поки не досягла[Коли?] рівня ринкової частки твердих дисків, але темпи зростання обсягів продаж SSD значно перевищують темпи зростання обсягів продажів твердих дисків [2] [3].

Історія розвитку[ред.ред. код]

  • 1978 рік — американська компанія StorageTek розробила перший напівпровідниковий накопичувач сучасного типу (заснований на RAM-пам'яті).
  • 1982 рік — американська компанія Cray представила напівпровідниковий накопичувач на RAM-пам'яті для своїх суперкомп'ютерів Cray-1 зі швидкістю 100 Мбіт/с і Cray X-MP зі швидкістю 320 Мбіт/с, та з підтримкою 8, 16 або 32 та 64 млн 64 розрядних слів [4].
  • 1995 рік — ізраїльська компанія M-Systems представила перший напівпровідниковий накопичувач на flash-пам'яті.
  • 2007 рік — корпорація Intel випустила накопичувач Z-P140. Розміри 12х18х1,39 мм. Швидкість читання 40 мегабайт на секунду, а швидкість запису — 30 мегабайт на секунду. Низьке енергоспоживання[5] [6].
  • 2007 рік — компанія Fusion-io анонсувала карту SSD, що підключається через PCIe, з 100,000 операціями вводу/виводу за секунду (IOPS), і з ємністю до 320 гігабайт.
  • 2008 рік — Південнокорейській компанії Mtron Storage Technology вдалося створити SSD накопичувач зі швидкістю запису 240 МБ/с і швидкістю читання 260 МБ/с, який вона продемонструвала на виставці в Сеулі. Об'єм — 128 ГБ. За заявою компанії, випуск таких пристроїв мав початися вже у 2009 році.
  • 2009 рік — Super Talent Technology випустила SSD об'ємом 512 гігабайт. У цьому ж році компанія OCZ представляє SSD об'ємом 1 терабайт.[7]
  • У грудні 2009 року, корпорація Micron Technology анонсувала SSD, що використовує інтерфейс SATA 3.0.[8]

Зараз найпомітнішими компаніями, які інтенсивно розвивають SSD-напрям в своїй діяльності, можна назвати Intel, Kingston, Samsung Electronics, SanDisk, Corsair, Renice, OCZ Technology, Crucial та ADATA. Крім того, свій інтерес до цього ринку демонструє Toshiba.

Архітектура і функціонування[ред.ред. код]

Ключовими компонентами SSD є контролер і пам'ять для зберігання даних. Основним компонентом пам'яті в SSD традиційно була DRAM, енергозалежна пам'ять, але з 2009 року це найчастіше NAND флеш енергонезалежна пам'ять.

NAND SSD[ред.ред. код]

Порівняння: компоненти розібраного HDD (зліва) і розібраний SSD (праворуч)

Накопичувачі, побудовані на енергонезалежній пам'яті (NAND SSD), з'явилися відносно недавно, але у зв'язку з набагато нижчою (проти RAM SSD) вартістю (від 2 доларів США [9] за гігабайт) почали впевнено завойовувати ринок. До недавнього часу вони істотно поступалися традиційним накопичувачам — твердимим дискам — у швидкості запису, але компенсували це високою швидкістю пошуку інформації (початкового позиціювання). Зараз уже випускаються твердотілі накопичувачі Flash зі швидкістю читання й запису, що в рази перевершують можливості твердих дисків.[джерело?]

RAM SSD[ред.ред. код]

Ці накопичувачі побудовані на енергозалежній пам'яті (тій самій, що використовується в ОЗП персонального комп'ютера) і характеризуються надшвидкими читанням, записом і пошуком інформації. Основним їх недоліком є надзвичайно висока вартість (від 80 до 800 доларів США за гігабайт). Використовуються вони, в основному, для прискорення роботи великих систем управління базами даних і потужних графічних станцій. Такі накопичувачі, як правило, оснащені акумуляторами для збереження даних при втраті живлення, а більш дорогі моделі — системами резервного та/або оперативного копіювання.

Порівняння зручності використання накопичувачів HDD і SSD.[ред.ред. код]

SSD характеризуються меншою масою і нижчим енергоспоживанням у порівнянні з HDD того ж типорозміру.

Переваги та недоліки[ред.ред. код]

Переваги перед твердими дисками (HDD):

  • відсутність рухомих частин;
  • висока швидкість читання і запису, що нерідко перевершує пропускну здатність інтерфейсу твердого диска (SATA II — 3 ГБ/с, SATA III — 6 ГБ/с, SCSI тощо);
  • низьке енергоспоживання;
  • повна відсутність шуму (немає рухомих частин і вентиляторів охолодження);
  • висока механічна стійкість;
  • широкий діапазон робочих температур;
  • стабільність часу зчитування файлів, незалежно від їх розташування або фрагментації;
  • малі габарити і вага;
  • великий модернізаційний потенціал, як самих накопичувачів, так і технологій їх виробництва;
  • набагато менша чутливість до зовнішніх електромагнітних полів.

Недоліки:

  • Один з недоліків SSD — обмежена кількість циклів перезапису. Звичайна (MLC, Multi-level cell, багаторівневі комірки пам'яті) флеш-пам'ять дозволяє записувати дані приблизно 10 000 разів. Більш дорогі види пам'яті (SLC, Single-level cell, однорівневі осередки пам'яті) — понад 100 000 разів. Для боротьби з нерівномірним зносом застосовуються схеми балансування навантаження. Контролер зберігає інформацію про кількість перезаписів кожного з блоків і, за необхідності, «міняє їх місцями»;
  • Проблеми сумісності SSD накопичувачів із застарілими і навіть багатьма актуальними[Коли?] версіями ОС сімейства Microsoft Windows, які не враховують специфіку SSD-накопичувачів і додатково зношують їх. Використання операційними системами механізму свопінгу (підкачки) також зменшує термін експлуатації SSD-накопичувачів;
  • Ціна гігабайту SSD-накопичувачів є істотно вищою за ціну гігабайта HDD-накопичувача. До того ж, вартість SSD прямо пропорційна їх ємності, тоді як вартість традиційних твердих дисків залежить від кількості пластин і повільніше росте при збільшенні об'єму накопичувача.

Linux та комп'ютери цієї платформи з твердотілими накопичувачами[ред.ред. код]

Файлові системи ext4BtrfsXFSJFS та F2FS включають в себе підтримку функції скидання (так зване «прибиррання сміття» — TRIM). Станом на листопад 2013 року ext4 можна рекомендувати як безпечний вибір. F2FS — це сучасна файлова система, оптимізована для роботи з флеш-пам'яттю. З технічної точки зору це дуже хороший вибір, але вона все ще перебуває в експериментальній стадії.

З 2010 року стандартні дискові утиліти Linux почали дбати про відповідне вирівнювання розділів за типовими налаштуваннями.[10]

Microsoft Windows та комп'ютери цієї платформи з твердотілими накопичувачами[ред.ред. код]

В ОС Windows 7 введена спеціальна оптимізація для роботи з твердотілими накопичувачами. При наявності SSD-накопичувачів ця операційна система працює з ними інакше, ніж зі звичайними HDD-дисками. Наприклад, Windows 7 не застосовує до SSD-накопичувача дефрагментацію, технології Superfetch і ReadyBoost та інші техніки попереджувального читання, які прискорюють завантаження додатків зі звичайних HDD.

Попередні версії Microsoft Windows такої спеціальної оптимізації не мають і розраховані на роботу тільки зі звичайними твердими дисками. Тому, наприклад, деякі файлові операції Windows Vista, якщо їх не вимкнути, можуть зменшити термін служби SSD-накопичувача. Операція дефрагментації повинна бути вимкнена, оскільки вона практично ніяк не впливає на продуктивність SSD-носія і лише додатково зношує його.

Компанія Dell 9 вересня 2011 заявила про першу на ринку комплектацію ноутбуків Dell Precision з твердотілою пам'яттю обсягом 512 ГБ одним накопичувачем і 1 Тб двома накопичувачами, для моделей комп'ютерів M4600 і M6600, відповідно. Виробник встановив ціну у 1 120 доларів США за один накопичувач об'ємом 512 ГБ з інтерфейсом SATA3, на момент оголошення.

На SSD-накопичувачах працюють планшети компанії Acer: моделі Iconia Tab W500 і W501, та Fujitsu Stylistic Q550, — під управлінням Windows 7.

Mac OS X та комп'ютери Макінтош із твердотілими накопичувачами[ред.ред. код]

Операційна система Mac OS X, починаючи з версії 10.7 (Lion), повністю здійснює TRIM-підтримку для встановленої в системі твердотілої пам'яті.

З 2010 року компанія Apple представила комп'ютери лінійки Air, які повністю комплектуються тільки твердотілою пам'яттю на основі Флеш-NAND. До 2010 р. покупець ще міг обрати для цьоого комп'ютера комплектацію зі звичайним твердим диском, але подальший розвиток лінійки, на користь максимального полегшення та зменшення корпусів комп'ютерів цієї серії, зажадав повної відмови від звичайних твердих дисків на користь твердотілих накопичувачів. Обсяг твердотілих накопичувачів в комп'ютерах серії Air становить від 64 до 512 гігабайт.

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

Ланки[ред.ред. код]