▷ Apa itu ssd, bagaimana ia berfungsi dan apakah itu?

Cakera keras, atau lebih baik berkata, pemacu storan keadaan pepejal atau SSD berada di sini untuk kekal. Hampir semua pengguna yang membeli peralatan baru boleh mencari unit storan jenis ini di dalamnya. Tetapi apa sebenarnya SSD dan bagaimana ia berfungsi ? Dalam artikel ini kita akan membincangkan secara terperinci tentang elemen elektronik ini dan apa yang membezakannya dari cakera keras HDD yang terkenal.

Indeks kandungan

Sejak beberapa tahun dan seterusnya, kami telah bernasib baik untuk mengalami perubahan hebat dalam komputer kami. Pertama adalah pemproses teras pelbagai dan seni bina mereka. Ini membawa kepada peralatan yang semakin pantas dan lebih cepat, kad grafik yang lebih baik, RAM. Tetapi masih terdapat kesesakan besar dalam pasukan kami dan ia bukan satu pun daripada pemacu keras. Dengan seluruh komputer penuh litar bersepadu, kami masih mempunyai elemen mekanikal di dalamnya.

Oleh itu, ia tidak berguna untuk mempunyai pemproses yang sangat cepat jika akses kepada kandungan data adalah sangat perlahan. Atas alasan ini dan lain-lain, industri storan digital dapat berfungsi dan seterusnya mengurangkan kos untuk mewujudkan jenis unit baru ini. Kerana kosnya berkurang, begitu juga kemampuan menyimpan data, dan juga kebolehpercayaannya.

Hari-hari ini, kita sudah mempunyai unsur ini praktikal dan biasa di semua peralatan baru. Dan pada harga yang agak berpatutan. Sekiranya anda mahukan komputer yang pantas, maka anda mesti mempunyai salah satu daripada sistem operasi anda. Oleh itu mari kita lihat apa yang memandu SSD ini semua.

Apakah SSD itu?

Pemacu keadaan pepejal atau SSD (pemacu keadaan pepejal) adalah peranti simpanan untuk data yang didasarkan pada penggunaan memori tidak menentu atau biasa dipanggil memori flash. Oleh itu, menggantikan cakera magnet cakera keras tradisional.

Kenangan flash ini, pengganti EEPROM lama, membolehkan operasi baca dan tulis berbilang lokasi memori dalam operasi yang sama, sehingga meningkatkan kelajuan berbanding memori EEPROM, yang hanya dapat membaca satu sel memori dalam setiap operasi.

Penggunaan memori flash melibatkan penggunaan cip untuk menyimpan memori. Dengan menghapuskan bahagian cakera keras biasa, kami akan meningkatkan akses dan kelajuannya.

Pada tahun 2010, laporan-laporan ini mengambil satu lagi lompatan, yang merupakan salah satu yang benar-benar membawa kepada penurunan kos pembuatan dan dengan itu aksesibiliti pengguna oleh pengguna. Dan ia adalah penggunaan pintu NAND untuk mengeluarkan kenangan flash ini.

Salah satu ciri yang paling menarik dari pintu masuk logik NAND (DAN atau terbalik Y), ialah ia dapat mengekalkan data di dalamnya walaupun kuasa telah dipotong.

Gerbang NAND ini dibuat menggunakan transistor pintu terapung, yang merupakan item di mana bit disimpan. Dalam kes kenangan RAM, transistor ini memerlukan bekalan kuasa berterusan untuk mengekalkan keadaan mereka, dan bukan dalam kenangan flash. Apabila transistor pintu terapung dimuat ia mempunyai 0 di dalam, dan apabila ia dipunggah ia mempunyai 1.

Kenangan ini diorganisasikan dalam bentuk matriks, yang kemudiannya dibentuk oleh satu siri pintunya NAND berturut-turut. Kami memanggil blok matriks lengkap dan baris yang membentuk matriks dipanggil halaman. Setiap baris ini mempunyai kapasiti storan antara 2 KB dan 16 KB. Jika setiap blok mempunyai 256 muka surat, kami akan mempunyai saiz antara 256 KB dan 4 MB.

Perbezaan antara SSD dan RAM

Dengan ini, perkara pertama yang diingati adalah ingatan RAM. Seperti yang kita ketahui, memori jenis ini digunakan untuk membekalkan data dan program kepada pemproses. Apabila kita mematikan komputer memori RAM benar-benar kosong tidak seperti pemacu SSD.

Perbezaannya terletak pada penggunaan gerbang NAND. Unsur-unsur logik ini menyimpan keadaan elektrik terakhir di dalam, dan juga tetap tanpa bekalan kuasa.

Teknologi Pembuatan

Pada dasarnya terdapat dua teknologi storan untuk pembuatan alat-alat ini. Ia mula bereksperimen dengan pemacu berasaskan RAM. Ini memerlukan elemen yang sentiasa membekalkan mereka dengan tenaga supaya tidak kehilangan data.

Oleh kerana teknologi DRAM keterbatasan ini unit-unit ini dibatalkan dengan rupa pintu NAND dengan storan tidak berubah-ubah. Inilah yang digunakan sekarang dan terdapat tiga teknologi pembuatan yang berlainan:

SLC atau sel tahap individu

Dengan menggunakan kaedah ini adalah mungkin untuk menyimpan satu bit data untuk setiap sel memori. Pembinaannya diperbuat daripada wafer silikon individu dengan mana anda memperoleh cip memori tipis dan tahap penyimpanan tunggal. Cip ini mempunyai kelebihan kelajuan akses data yang lebih tinggi, panjang umur yang lebih besar dan kurang penggunaan tenaga. Sebaliknya, mereka mempunyai kapasiti ingatan yang lebih rendah, jadi perlu untuk membina sejumlah besar sows, oleh itu meningkatkan biaya pembinaan mereka.

Pengilangannya sekarang terhad kepada persekitaran industri dan kluster server di mana kualiti storan mestilah unggul.

MLC atau sel pelbagai peringkat

Kaedah pembuatan ini hanya bertentangan dengan yang sebelumnya. Setiap cip memori dihasilkan dengan menyusun wafer silikon untuk membentuk cip multi-peringkat tunggal. Bagi kelebihannya ialah kapasiti storan yang lebih besar bagi setiap cip, adalah mungkin untuk menyimpan dua bit untuk setiap sel, yang menjadikan sejumlah 4 keadaan berbeza. Dan juga kos pengeluaran yang lebih murah.

Sebagai keburukan yang kita sebutkan hanya sebaliknya daripada dalam kes sebelumnya: capaian yang lebih perlahan dan cip dengan ketahanan kurang.

TLC atau sel tahap tiga

Dalam kes ini, proses pembuatan berjaya melaksanakan 3 bit untuk setiap sel, yang membolehkan sehingga 8 negeri disimpan. Harga pembuatan lebih murah dan akses kepada kandungan kurang cekap. Oleh itu, mereka adalah unit termurah untuk memperoleh, tetapi dengan kehidupan sel terhad kepada sekitar 1000 menulis.

Teknologi TRIM

Satu subjek yang belum selesai dalam unit penyimpanan SSD adalah tepat ketahanan mereka. Sel-sel memori merendahkan setiap menulis dan padam yang dilakukan kepada mereka, ini menyebabkan pemacu yang banyak digunakan untuk menurunkan dengan cepat membawa kegagalan integriti fail dan kehilangan fail.

Proses memadam fail dari SSD agak rumit. Kita boleh menulis kandungan pada peringkat baris, tetapi kita hanya boleh memadamkan di peringkat blok. Ini menunjukkan bahawa jika ada fail yang berguna di blok ini sebagai tambahan kepada yang mesti dipadamkan, ini juga akan dihapuskan.

Untuk mengelakkan fail yang sah daripada dipadam, fail-fail ini harus diambil dan disimpan dalam barisan baru, kemudian memadam blok dan kemudian menulis semula data yang sah di mana ia sebelumnya. Kesan dari semua proses ini adalah degradasi sel-sel memori yang lebih jauh dengan melakukan menulis dan penghapusan tambahan.

Sebagai tindak balas kepada ini, teknologi seperti TRIM muncul. TRIM membolehkan komunikasi antara sistem pengendalian dan unit storan supaya sistem itu sendiri yang memberitahu SSD data yang ada padanya. Apabila kita memadamkan data di Windows, data tidak dipadamkan secara fizikal, tetapi sebaliknya memperoleh pemilikan tidak digunakan. Ini membolehkan untuk mengurangkan proses menulis dan pemadaman fizikal sel memori. Dari Microsoft, teknologi ini telah dilaksanakan sejak Windows 7.

Komponen fizikal pemacu SSD

Mengenai komponen pemacu SSD, kita boleh menyebut tiga elemen penting:

Pengawal: ialah pemproses yang bertanggungjawab untuk mentadbir dan menguruskan operasi yang dijalankan pada modul memori NAND.

Cache: Juga dalam jenis unit ini terdapat peranti memori DRAM untuk mempercepat proses penghantaran data dari unit ke RAM dan pemproses.

Kapasitor: Kapasitor mempunyai fungsi untuk mengekalkan integriti data apabila terdapat gangguan kuasa secara tiba-tiba. Sekiranya terdapat data bergerak kerana potongan, terima kasih kepada kapasitor yang mungkin untuk menyimpan data ini untuk mengelakkan kerugian.

Teknologi Sambungan

SATA

SSD biasa mempunyai teknologi sambungan yang sama seperti cakera keras biasa, iaitu, mereka menggunakan port SATA 3 untuk menyambungkannya ke motherboard. Dengan cara ini kita akan mempunyai pemindahan 600 MB / s.

PCI-Express

Tetapi ada sambungan lain dan teknologi komunikasi yang dipanggil NVMe. Dengan menggunakan kaedah ini, unit akan disambungkan terus ke slot pengembangan PCI-Express pada motherboard kami. Dengan cara ini adalah mungkin untuk mencapai kelajuan pemindahan sehingga 2 GB / s dalam bacaan dan 1.5 GB / s secara bertulis.

Seperti biasa, cakera keras ini tidak mempunyai format pengekodan segi empat tepat biasa 2.5-inci, tetapi kelihatan seperti kad pengembangan seperti penangkap atau kad grafik heatsinkless.

M.2

Ini adalah standard komunikasi baru yang bertujuan menggantikan jenis SATA dalam jangka sederhana dan pendek. Ia menggunakan kedua-dua protokol komunikasi SATA dan NVMe. Unit-unit ini bersambung terus ke port khusus yang terletak di papan induk. Dengan cara ini kita mengelakkan menduduki slot PCI-E dan kita akan mempunyai pelabuhan tertentu. Standard ini tidak mempunyai kelajuan PCI-E tetapi ia jauh lebih tinggi daripada SATA dan sudah ada pemacu dari semua pengeluar pada harga sederhana.

Aspek untuk mempertimbangkan SSD

Apabila membeli SSD, kita mesti tahu kelebihan dan kekurangannya, dan jika sistem kami sesuai.

Sistem fail

Seperti yang kita lihat pengurusan pemacu SSD agak berbeza daripada apa yang kita lihat untuk pemacu keras biasa. Inilah sebab mengapa sistem fail tradisional mempunyai keperluan untuk mengemas kini struktur operasi dalaman mereka untuk memenuhi keperluan pemacu ini. Jika tidak, ia akan menyebabkan kemerosotan pesat unit-unit secara drastik memendekkan kehidupan mereka.

NTFS

Contoh yang jelas ialah sistem fail Windows. Salah satu pengoptimuman pertama yang telah dilaksanakan, kerana Windows Vista adalah untuk menyelaraskan sepenuhnya partition ke sistem. Ini dibenarkan untuk menjalankan operasi membaca dan menulis tambahan, kerana organisasi sektor berbeza dalam unit mekanikal dan SSD.

Dalam versi yang lebih baru dari Windows 7, sistem melaksanakan penambahbaikan untuk SSD seperti melumpuhkan defragmenter fail, perkhidmatan Superfetch, ReadyBoost dan pengenalan perintah TRIM untuk memperpanjang umur SSD.

Kelebihan SSD di atas cakera mekanik

• Baca / Tulis: Peningkatan signifikan dalam operasi asas dengan menghapuskan komponen mekanikal. Ciri yang paling ketara dan ketara. Pembukaan aplikasi dan fail: secara langsung dari atas ia mengikuti bahawa aplikasi dan fail terbuka lebih cepat dan masa permulaan komputer akan jatuh secara dramatik. Kegagalan dan keselamatan: Masa antara kegagalan meningkat dengan ketara dan keselamatan urus niaga meningkat dengan meningkatkan pembersihan data dan tidak ada perubahan dalam prestasi ketika unit penuh atau kosong. Memadam fail juga lebih selamat, kerana sekali dipadamkan secara fizikal, fail tidak dapat dipulihkan sepenuhnya. Tenaga: ia memerlukan kurang penggunaan tenaga dan pengeluaran haba. Kebisingan: kerana tiada unsur mekanikal, pengeluaran bunyi akan menjadi sifar. Berat dan rintangan: dengan mengurangkan komponen mekanikal dan saiz, beratnya kurang dan rintangan terhadap kejutan lebih baik.

Kelemahan SSD

• Kehidupan berguna: unit-unit ini umumnya mempunyai kehidupan yang kurang berguna daripada cakera tradisional. Ini adalah relatif terhadap keamatan penggunaan yang diberikan kepada teknologi ini dan kepada teknologi pembuatan. Harga: Kos per GB jauh lebih tinggi daripada cakera tradisional. Oleh itu, kami mendapati cakera kapasiti yang lebih kecil dengan harga yang lebih tinggi. Kapasiti Penyimpanan: Pemacu keras masih wujud di pasaran dengan kapasiti simpanan kurang daripada pemacu mekanikal. Tidak disebabkan oleh batasan perkakasan (sejak beberapa waktu lalu diterbitkan bahawa Nimbus Data merancang untuk membina 100 TB SSD) tetapi kerana kos ini. Pemulihan data: Seperti yang dibincangkan dalam kelebihannya, SSD memadam fail secara kekal, dan ini juga merugikan jika apa yang kita mahu ialah memulihkan fail yang dipadam. Walaupun demikian, teknologi TRIM memberi kita peluang dalam hal ini. Kegagalan bencana: sementara cakera mekanikal secara beransur-ansur merendahkan dan kita dapat melihatnya, SSD gagal tanpa amaran dan kesilapan ini adalah total dan muktamad. Jadi kami akan kehilangan fail hampir dengan selamat. Tugas penyelenggaraan: Dalam kes ini, tugas-tugas ini sangat merosakkan cakera keras. Defragmenting SSD tidak masuk akal, tetapi tidak disyorkan untuk mengkonfigurasikan sebahagian dari ruang ke memori maya. Proses ini menyebabkan ia memakai lebih banyak lagi.

Sekiranya anda ingin tahu semua butiran tentang pemacu keras mekanikal, kami mencadangkan artikel kami:

Dengan ini kami menyelesaikan penjelasan kami mengenai SSD dan bagaimana ia berfungsi. Adakah ia berguna kepada anda? Adakah anda mempunyai sebarang pertanyaan? ?