Cosa significa ssd nel laptop. In cosa consiste un'unità SSD?

Fino a poco tempo fa, i supporti di memorizzazione dei dati utilizzavano il principio della registrazione magnetica. Negli anni '70 e '80 del secolo scorso erano i floppy disk, che poi hanno lasciato il posto a dischi rigidi più affidabili e capienti. Questo stato di cose è stato osservato fino alla fine dell'ultimo decennio, fino alla comparsa sul mercato degli SSD, supporti elettronici a stato solido privi di parti meccaniche in movimento e caratterizzati da un'elevata velocità.

All'inizio, si distinguevano per la loro piccola capacità e il prezzo elevato. Anche la durata di questi dispositivi lasciava molto a desiderare. Pertanto, non c'era una risposta definitiva alla domanda sul perché fosse necessaria un'unità SSD. Con un volume di 32 o 64 GB e un prezzo di diverse centinaia di dollari, questi supporti sembravano alla maggior parte dei giocattoli costosi. E un leggero vantaggio nella velocità di lettura/scrittura (fino a 1,5-2 volte) ha reso gli SSD interessanti solo per i fanatici che cercano di spremere le massime prestazioni dal proprio PC.

Ma i progressi non si fermano e presto sono stati messi in vendita unità a stato solido più capienti e convenienti, che hanno attirato l'attenzione di un vasto pubblico. La domanda sul perché hai bisogno di un disco rigido SSD è diventata più rilevante che mai.

Caratteristiche del design, vantaggi delle unità SSD

Per capire perché installare un'unità SSD, è necessario comprendere i principali vantaggi di tali unità. Non fa male conoscere i principali svantaggi di questi gadget.

Progettazione di unità HDD e SSD

La principale differenza tra SSD e dischi rigidi tradizionali è il diverso principio di progettazione e funzionamento. A differenza degli HDD, non ci sono componenti meccanici nella costruzione di supporti a stato solido. Per la registrazione dei dati vengono utilizzati array di memoria flash ad alta velocità, il cui accesso è fornito da un controller interno. Questo design offre all'SSD una serie di vantaggi non disponibili con gli HDD tradizionali.

• Silenziosità... A causa dell'assenza di parti in movimento, l'SSD non emette alcun suono durante il funzionamento.
• Resistente agli urti... A differenza degli HDD, dove nel processo di spostamento o caduta del dispositivo, la testina magnetica può graffiare la superficie del disco (danneggiando così esso e i dati memorizzati), l'SSD è meno vulnerabile. Naturalmente, a causa di un colpo al case, il contatto tra i componenti potrebbe essere interrotto, ma un'unità nascosta all'interno di un computer o laptop è sufficientemente protetta da ciò.
• Basso consumo energetico... Il principale consumatore di energia in una ferrovia è il motore che guida i dischi. Ruota a una velocità di 5, 7 o 10 mila giri al minuto e consuma fino al 95% di tutta l'elettricità fornita all'azionamento. Pertanto, l'SSD è fino a 10 volte più economico, il che è particolarmente vero per i laptop sottili.
• Elevata velocità di lettura/scrittura... Il metodo magnetico di registrazione dei dati ha raggiunto il limite della perfezione. Non è possibile ottenere da un disco rigido più di 100-200 MB/s in modalità di scrittura sequenziale, senza ridurre la durata, aumentare le dimensioni, aumentare il consumo di energia e aumentare i prezzi. La memoria flash SSD non ha questo svantaggio ed è fino a 10 volte più veloce.
• Velocità di lavoro stabile... Se le informazioni su un hard disk tradizionale sono registrate su dischi fisicamente diversi (i loro design sono HDD 2 o più) o sulle loro sezioni, c'è un ritardo causato dalla necessità di spostare la testina di lettura. Per questo motivo, la velocità di lavoro è significativamente ridotta. La latenza simile durante la lettura delle celle in un array flash SSD è di milionesimi di secondo e non influisce in modo significativo sulle prestazioni complessive.

Svantaggi dell'SSD

Con tutti i vantaggi, è troppo presto per parlare della perfezione della tecnologia SSD. Gli svantaggi di tali unità sono il costo insufficientemente basso (3-10 volte più costoso dell'HDD in termini di 1 GB di memoria) e la durata limitata (da 10 mila a 1 milione di cicli di riscrittura per cella). Questo indicatore per l'HDD è teoricamente illimitato, ma in pratica raggiunge decine di milioni di cicli.

Un altro svantaggio delle unità a stato solido è la vulnerabilità elettrica: quando viene applicata un'alta tensione, causata da un alimentatore malfunzionante, sia il controller che l'unità flash si bruciano.

Unità SSD: perché sono necessarie?

Conoscendo i principali vantaggi delle unità a stato solido, rispondi alla domanda "Perché hai bisogno di un'unità SSD in un computer?" molto più facile. L'acquisto di questo gadget consentirà, prima di tutto, di aumentare la comodità di utilizzo del gadget e di allungarne la durata della batteria (se si tratta di un PC portatile). L'elevata velocità operativa avrà un effetto positivo sul tempo di avvio del sistema operativo, sull'apertura di documenti e sulle prestazioni nei giochi.

Perché è necessario un SSD in un laptop

Se si tratta di un laptop, la domanda "perché abbiamo bisogno di un SSD" non deve essere affatto discussa. In ogni caso, l'acquisto di un'unità a stato solido non peggiorerà le cose. La tecnologia a risparmio energetico ti consentirà di ottenere una maggiore autonomia con una singola carica, l'assenza di alta tensione nei circuiti di alimentazione riduce al minimo il rischio di danni irreparabili all'unità in caso di interruzione dell'alimentazione e la capacità di memoria in un laptop non gioca un ruolo così importante come in un PC desktop.

Per quanto riguarda la risorsa di lavoro più breve, l'esperienza dei centri di assistenza mostra: il disco rigido di un laptop si guasta e si usura prematuramente molte volte più spesso e più velocemente rispetto a un computer fisso. Ciò è dovuto, prima di tutto, a un numero notevolmente elevato di carichi dinamici a cui è sottoposto il dispositivo durante il trasporto e il funzionamento. La caduta accidentale di un laptop dalle ginocchia nel momento in cui i dati vengono scritti sull'HDD, esiste un alto rischio di danneggiare l'unità, anche se il computer non è visivamente danneggiato. Pertanto, è altamente probabile che un SSD duri anche più a lungo di un disco rigido.

Perché l'unità SSD in un PC da gioco?

I giocatori sono la quota principale degli acquirenti di SSD al momento. L'utilizzo di un'unità a stato solido consente loro di ottenere prestazioni migliori nei giochi 3D riducendo i tempi di avvio. Anche il caricamento di livelli, inventario, oggetti circostanti e altri elementi del mondo di gioco da file archiviati su disco è significativamente (fino a 10 volte) più veloce.

C'è una notevole differenza nei giochi senza interruzioni come Skyrim, Grand Theft Auto o Fallout. Il mondo interno in essi si trova su un'enorme mappa e, per ridurre il carico sull'hardware, solo una parte di esso è memorizzata nella RAM. Questo può essere l'ambiente, ad esempio, entro un raggio di 200 metri attorno al personaggio. Mentre ti muovi attraverso il terreno, gli oggetti che si allontanano dalla RAM vengono rimossi e al loro posto gli oggetti vengono scritti nella direzione in cui si avvicina il giocatore. Pertanto, la lettura dal disco rigido avviene costantemente ed è facile intuire che l'SSD consentirà al processore di fornire dati molto più velocemente e in modo più efficiente rispetto all'unità disco rigido.

Per i giocatori, l'alto costo per gigabyte in un SSD non è critico, poiché i giochi occupano relativamente poco spazio. Se una raccolta di 100 film in qualità FullHD pesa circa 1 TB, lo stesso Fallout 4 richiede meno di 50 GB di spazio libero.

Perché hai bisogno di un disco rigido SSD in un computer multimediale?

In un PC di casa utilizzato per navigare sul web e risolvere compiti multimediali (guardare film, ascoltare musica), l'SSD è il minimo necessario. La necessità di un tale disco può essere sperimentata solo da intenditori di contenuti nella qualità di Blue-Ray. Ci vuole molto tempo (circa 10 minuti) per aspettare che un film da 40 GB venga scritto nella memoria del PC. Ma per archiviare una selezione dei tuoi film preferiti in FullHD, QHD o 4K UHD, hai bisogno di uno spazioso SSD da 500, 1000 o 2000 GB. Il costo di tali unità supera i mille dollari e non tutti possono permettersi una tale acquisizione.

Per gli utenti di PC poco esigenti, non è necessario un SSD di grandi dimensioni in un computer multimediale. Le capacità dei dischi rigidi classici (magnetici) sono sufficienti per soddisfare le esigenze del 99% degli utenti. Tuttavia, una piccola unità a stato solido (64 - 128 GB) utilizzata come supporto di sistema (per l'installazione di Windows) non sarà superflua. Aumenterà significativamente le prestazioni complessive del PC, ridurrà il livello di rumore dell'unità di sistema e consumerà elettricità in modo più economico.

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Continuiamo a occuparci di hard disk. E ora parliamo di SDD.

Cos'è l'SSD?

Il disco SSD è un dispositivo di archiviazione non meccanico del computer costituito da chip di memoria e un microcontrollore. Viene dall'inglese Solid State Drive, che letteralmente significa: unità a stato solido.
In questa definizione, ogni parola ha un significato. Un dispositivo non meccanico significa che non ci sono parti meccaniche al suo interno: nulla si muove all'interno, non ronza o fa rumore. Di conseguenza, nulla è macinato o consumato. Poiché le unità SSD hanno sostituito le unità meccaniche tradizionali, questa proprietà è molto importante. Le unità più vecchie erano intimidite dalle vibrazioni durante il funzionamento, le unità a stato solido no.
I chip di memoria vengono utilizzati per memorizzare le informazioni. Il controller sul disco consente di ricevere dati dalle celle di memoria e scrivere su di esse, trasmettendo i dati all'interfaccia generale del computer, indipendentemente dalle specifiche dell'operazione di memoria del supporto. Un'unità flash gigante: ecco cos'è un'unità SSD, può sembrare a prima vista, ma solo con un mucchio di componenti inutili.

A cosa serve un SSD?

In qualsiasi computer, un SSD viene sostituito da un HDD convenzionale. Funziona più velocemente, ha dimensioni ridotte e non emette suoni. L'elevata velocità di caricamento delle applicazioni e del sistema operativo aumenta la comodità di lavorare con un PC.
Che cos'è un SSD in un laptop in cui conta ogni watt di potenza? Naturalmente, prima di tutto, è un supporto di memorizzazione molto economico. È in grado di funzionare più a lungo con la carica della batteria. Inoltre, ha un ingombro molto ridotto, consentendo di includere gli SSD nelle configurazioni hardware più piccole.

In cosa consiste un SSD?

Il piccolo case che ospita il piccolo PCB è l'esterno dell'SSD. Diversi chip di memoria e un controller sono saldati a questa scheda. Su un lato di questa scatola è presente un connettore speciale: SATA, che consente di collegare un'unità SSD come qualsiasi altra unità.
I chip di memoria vengono utilizzati per memorizzare le informazioni. Questa non è la memoria ad accesso casuale che si trova in ogni computer. La memoria dell'SSD è in grado di memorizzare informazioni anche dopo lo spegnimento. La memoria delle unità SSD non è volatile. Come con un normale disco, i dati vengono archiviati su piatti magnetici, qui i dati vengono archiviati in speciali microcircuiti. La scrittura e la lettura dei dati è un ordine di grandezza più veloce rispetto a quando si lavora con piatti di dischi meccanici.
Un controller su un disco è un processore altamente specializzato in grado di distribuire i dati in modo molto efficiente nei microcircuiti. Svolge anche parte delle operazioni di servizio per la pulizia della memoria del disco e la ridistribuzione delle celle quando si esauriscono. Per lavorare con la memoria, è molto importante eseguire le operazioni di servizio in modo tempestivo in modo che le informazioni non vadano perse.
La memoria buffer viene utilizzata per la memorizzazione nella cache dei dati, proprio come sui normali dischi. Questa è una RAM veloce su un'unità SSD. I dati vengono prima letti nella memoria buffer, modificati in essa e quindi scritti solo su disco.

Come funziona un'unità SSD?

Il principio di funzionamento di un disco SSD si basa sulle specifiche del funzionamento delle celle di memoria. Il tipo di memoria più comune è NAND. L'elaborazione dei dati viene eseguita in blocchi, non in byte. Le celle di memoria hanno una risorsa limitata di cicli di riscrittura, ovvero più spesso i dati vengono scritti sul disco, più velocemente falliranno.
La lettura dei dati è molto veloce. Il controllore determina l'indirizzo del blocco da leggere e accede alla locazione di memoria desiderata. Se vengono letti più blocchi non sequenziali nel disco SDD, ciò non influisce in alcun modo sulle prestazioni. C'è semplicemente una chiamata a un altro blocco al suo indirizzo.
Il processo di scrittura dei dati è più complicato e consiste in una serie di operazioni:
- leggere un blocco nella cache;
- modifica dei dati nella memoria cache;
- elaborare la procedura per la cancellazione di un blocco su memoria non volatile;
- scrivere un blocco nella memoria flash ad un indirizzo calcolato da uno speciale algoritmo.
La scrittura di un blocco richiede più accessi alle posizioni di memoria sull'SSD. Un'ulteriore operazione per pulire il blocco appare prima della registrazione. Affinché le celle di memoria flash si consumino in modo uniforme, il controller utilizza uno speciale algoritmo per calcolare i numeri di blocco prima della scrittura.
L'operazione di cancellazione dei blocchi (TRIM) viene eseguita dalle unità SSD quando sono inattive. Questo viene fatto per ridurre il tempo necessario per scrivere un blocco su disco. Durante la scrittura, l'algoritmo viene ottimizzato rimuovendo il passaggio di cancellazione: il blocco viene semplicemente contrassegnato come libero.
I sistemi operativi eseguono autonomamente il comando TRIM, che porta alla pulizia di tali blocchi.

Tipi di unità SSD

Tutte le unità SSD sono suddivise in diversi tipi, a seconda dell'interfaccia con cui sono collegate al computer.
- SATA: le unità sono collegate al computer utilizzando la stessa interfaccia degli HDD convenzionali. Sembrano unità per laptop e hanno una dimensione di 2,5 pollici. La variante mSATA è più miniaturizzata;
- PCI-Express - sono collegati come normali schede video o schede audio negli slot di espansione del computer sulla scheda madre. Hanno prestazioni più elevate e, molto spesso, sono installate su server o stazioni di calcolo;
- M.2 è una versione in miniatura dell'interfaccia PCI-Express.
I moderni SSD utilizzano principalmente la memoria NAND. Per tipo, possono essere divisi in tre gruppi che sono apparsi cronologicamente: SLC, MLC, TLC. Più nuova è diventata la memoria, più bassa è diventata l'affidabilità delle sue celle. Allo stesso tempo, la capacità è cresciuta, il che ha contribuito a ridurre i costi. L'affidabilità del disco dipende interamente dal funzionamento del controller.
Non tutti i produttori di SSD realizzano la propria memoria flash per i propri dispositivi. La loro memoria e i controller sono prodotti da: Samsung, Toshiba, Intel, Hynix, SanDisk. Pochi utenti hanno sentito parlare di un SSD Hynix. Il rinomato produttore di unità flash Kingston utilizza memoria e controller Toshiba nelle sue unità. La stessa Samsung è impegnata nello sviluppo di tecnologie per la produzione di memoria e controller e ne equipaggia le unità SSD.

Specifiche SSD

Abbiamo quasi risolto con le unità SSD, resta solo da parlare delle caratteristiche. Così:
- Capacità del disco. Solitamente questa caratteristica è indicata da un valore che non è multiplo di una potenza di due. Ad esempio, non 256 GB, ma 240. Oppure non 512 GB, ma 480 GB. Ciò è dovuto al fatto che i controller del disco riservano parte della memoria flash per sostituire i blocchi che hanno esaurito la loro risorsa. Per l'utente, tale sostituzione avviene in modo impercettibile e non perde i dati. Se la dimensione del disco è 480 GB o 500 GB, allora è la memoria flash sul disco da 512 GB, solo controller diversi ne riservano quantità diverse.
- Velocità del disco. Quasi tutte le unità SSD hanno una velocità di 450 - 550 MB/s. Questo valore corrisponde alle velocità massime dell'interfaccia SATA attraverso la quale sono collegati. SATA è il motivo per cui i produttori non stanno cercando di aumentare in modo massiccio la velocità di lettura. La velocità di registrazione nelle applicazioni è notevolmente inferiore. Il produttore di solito indica nelle caratteristiche esattamente la velocità di scrittura su un supporto vuoto.
- Il numero di chip di memoria. Le prestazioni dipendono direttamente dal numero di chip di memoria: più sono, più operazioni possono essere elaborate contemporaneamente su un disco. In una linea di dischi, la velocità di scrittura di solito aumenta con l'aumento delle dimensioni del disco. Ciò è spiegato dal fatto che i modelli più capienti hanno più chip di memoria.
- Tipo di memoria. Memoria MLC più costosa e affidabile, TLC meno affidabile ed economica, nonché lo sviluppo di Samsung - "3D-NAND". Questi tre tipi di memoria sono ora più comunemente utilizzati nei dispositivi di archiviazione. In molti modi, sulle moderne unità a stato solido, l'affidabilità del funzionamento dipende dalla qualità del controller.

SSD (unità a stato solido, unità a stato solido, unità a stato solido- Russo) - dispositivo di archiviazione delle informazioni basato su chip non volatile memoria che conserva i dati dopo lo spegnimento. Sono un tipo relativamente nuovo di supporti di memorizzazione e la prima manifestazione e sviluppo, i chip di memoria non volatili ricevuti da Veloce azionamenti e convenzionali RAM memoria.

Contiene le stesse interfacce I/O di quelle moderne. V SSD non vengono utilizzate parti ed elementi mobili come nei dispositivi elettromeccanici (dischi rigidi, floppy disk), il che elimina la possibilità di usura meccanica.

La maggior parte delle moderne unità a stato solido si basa su dispositivi non volatili NAND memoria. Esistono unità di classe enterprise che utilizzano RAM memoria, abbinata a sistemi di alimentazione di backup. Ciò offre velocità di trasferimento dati molto elevate, ma il prezzo di un gigabyte è molto elevato per gli standard di mercato.

esiste versioni ibride di SSD e HDD unità.

Includono piastre magnetiche per una grande quantità di informazioni memorizzate e una piccola in volume. SSD guidare in un caso. I dati utilizzati più di frequente sono archiviati in SSD storage e vengono aggiornati man mano che diventano rilevanti dal blocco disco fisso... Quando si accede a questi dati, vengono letti ad alta velocità dalla memoria a stato solido senza accedere ai piatti magnetici più lenti.

Di cosa sono fatte le unità SSD .

* Per esempio NAND memoria

Un'unità a stato solido è costituita dai chip stessi NAND, che controlla e porta tutte le funzioni, un chip volatile e un circuito stampato su cui è saldato tutto questo.

a volte in SSD unità utilizzate piccola batteria in modo che quando l'alimentazione viene spenta, tutti i dati dalla cache potrebbero essere sovrascritti nella memoria non volatile e mantenere intatti tutti i dati. Ci sono precedenti che nelle unità con MLC memoria quando l'alimentazione è stata spenta, alcuni o tutti i dati sono andati persi. CON SLC memoria, non sono stati notati problemi di questo tipo.

Memoria.

Quasi tutte le unità a stato solido di fascia alta, media e budget utilizzano il non volatile NAND(veloce) memoria a causa della sua relativa a basso costo, la capacità di salvare i dati senza mantenere costantemente l'alimentazione e la capacità di implementare la tecnologia per salvare i dati in caso di interruzione di corrente imprevista.

Grazie al layout compatto dei chip, i produttori possono produrre SSD guida dentro fattore di forma 1,8; 2.5 ; 3.5 e meno quando si tratta di dispositivi senza imballaggio protettivo. Ad esempio, per laptop o posizionamento interno in un computer.

Più SSD le unità sono usate a buon mercato - memoria che può stare in una cella più di un bit... Questo ha un effetto molto efficace su il prezzo prodotto finito e contribuisce alla divulgazione di questi dispositivi di archiviazione. ma avere MLC memoria e grandi difetti. Questo bassa durata cellule e altro bassa velocità scrivere e leggere rispetto alle unità basate su.

SLC solo registrare un bit nella cellula e questo fornisce fino a 10 volte meglio durata e fino a 2 volte Di più ad alta velocità contro MLC... C'è anche uno svantaggio: prezzo va avanti SLC memoria in circa il doppio rispetto al prezzo degli azionamenti per MLC memoria. Ciò è dovuto agli alti costi di produzione, e soprattutto perché Chip SLC lo stesso volume è richiesto in media due volte tanto per ottenere lo stesso volume rispetto a MLC.

controller SSD.

Quasi tutti gli indicatori SSD unità dipendono dal controller di controllo. Include microprocessore che gestisce tutti i processi di memoria con uno speciale firmware; e il ponte tra i segnali dei chip di memoria e il bus del computer ( SATA,).

Caratteristiche di un moderno controller SSD:

• ORDINARE.
• Lettura, scrittura e memorizzazione nella cache.
• Correzione dell'errore ( ECC).
• Crittografia (AES).
• Opportunità ACCORTO monitoraggio.
• Contrassegnare e registrare i blocchi non funzionanti per aggiungerli alla lista nera.
• Compressione dati ( forza di sabbia controllori per esempio).

Obiettivo di tutti i controller di memoria parallelo collegato NAND memoria. Poiché il bus di memoria di un chip è molto piccolo (massimo 16 bit), vengono utilizzati i bus di molti chip collegati in parallelo (analogia RAID 0). Inoltre, un singolo chip non ha affatto caratteristiche eccellenti, ma al contrario. Ad esempio alto ritardo input Output. Quando i chip di memoria sono collegati in parallelo, questi ritardi sono nascosti, distribuiti tra loro. E il bus cresce proporzionalmente a ogni chip aggiunto, fino alla larghezza di banda massima del controller.

Molti controller sanno come usare 6 Gbps, che è accoppiato con controller che supportano il tasso di cambio dati 500mb/sec, offre un tangibile aumento delle prestazioni di lettura/scrittura e piena sbloccare il potenziale dell'SSD unità.

Memoria cache.

V SSD unità, la memoria cache viene utilizzata sotto forma di volatile DRAM microcircuiti, come nei dischi rigidi.

Ma nelle unità a stato solido, ne trasporta un'altra funzione importante... Parte del firmware e dei dati che cambiano più frequentemente sono contenuti in esso, riducendo l'usura dei volatili NAND memoria. In alcuni controller, l'uso della memoria cache non è previsto, ma tuttavia raggiungono velocità elevate ().

Interfacce per il collegamento di SSD.

Le interfacce più comuni per SSD grado di consumo sono SATA 6Gb/s, e USB 3.0... Tutte queste interfacce sono in grado di fornire la larghezza di banda richiesta per qualsiasi SSD unità.

Nei dispositivi portatili come laptop e tablet, il compatto più comune SSD azionamenti con interfaccia mini PCI Express (mSATA ).

Vantaggi e svantaggi degli SSD rispetto agli HDD.

Pro di SSD contro HDD(dischi fissi):

• Si accendono istantaneamente, non richiedono promozione.
• Velocità di accesso casuale significativamente più veloce.
• Velocità di accesso notevolmente più veloce.
• La velocità di trasferimento dei dati è molto più alta.
• Nessuna deframmentazione richiesta.
• Silenziosi, in quanto privi di parti meccaniche.
• Non creano vibrazioni.
• Più resistente in termini di temperatura, urti e vibrazioni.
• Consumo energetico leggermente inferiore.

Contro di SSD rispetto a HDD(dischi fissi).

• Usura cellulare. almeno in SSD drive e non ci sono parti meccaniche, i chip di memoria si consumano (mlc ~10000 riscrive, slc ~100000 ).
• La capacità è molto più piccola.
• Il prezzo è significativamente più alto in termini di GB / $
• Incapacità di recuperare dati persi dopo il comando o subito dopo la formattazione.

Nelle unità a stato solido, viene utilizzato il comando (istruzione) ORDINARE per aumentare la velocità di registrazione. Insieme ad alcuni microcontrollori, ORDINARE consente di ottenere un leggero aumento della velocità di lettura. Sono supportati tutti gli SSD rilasciati dal 2012 ORDINARE... Nelle versioni precedenti, per abilitare questo manuale, potrebbe essere necessario eseguire il flashing del nuovo firmware. Nella maggior parte dei casi, il lampeggio eliminerà definitivamente tutti i dati.

SSD i dispositivi di archiviazione sono ancora una generazione completamente nuova di supporti di archiviazione e non sono prodotti bilanciati sotto tutti gli aspetti. Tuttavia, per gli appassionati, i clienti aziendali e le implementazioni basate su server, si confrontano favorevolmente in termini di prestazioni, che possono essere un fattore di acquisto decisivo. Nuovo giro di evoluzione, le unità a stato solido riceveranno con la produzione di massa di chip di memoria RAM ferroelettrica (FRAM, FeRAM). Ciò aumenterà il livello di durata delle celle. SSD unità.

Ma non il fatto che per SSD guida il futuro. Ogni nuovo processo tecnico, come la pratica ha dimostrato, riduce la velocità di lettura/scrittura e aumenta il numero di errori che si verificano, che devono anche essere rimossi utilizzando un sistema di correzione degli errori a scapito delle prestazioni. E per SLC questa cifra è accettabile, ma con MLC e TLC (cella a triplo livello) è tutto molto, molto triste. Con ogni nuova generazione, senza nuove scoperte significative, la velocità diminuirà. E di 4 nm, scenderà quasi al livello disco fisso 2012.

SSD sta per Solid State Drive. Questo, in effetti, è tradotto: unità a stato solido. La sua particolarità sta nel fatto che non contiene parti meccaniche in movimento: al suo interno ci sono solo schede e microcircuiti, con l'aiuto dei quali vengono registrate, memorizzate e lette informazioni.

La storia dell'SSD è iniziata molto tempo fa. Per la prima volta, StorageTek è stata in grado di implementare una sorta di somiglianza nel 1985. Ma a quel tempo, l'alto costo e la bassa producibilità dei componenti non consentivano l'introduzione massiccia di soluzioni alle masse, e non c'era una risposta particolare per quanto fosse necessario un disco SSD veloce in un computer, se le interfacce e le periferiche erano ancora lavorando lentamente. Ma nei primi anni del 2010 la popolarità degli SSD è aumentata notevolmente. Quasi tutti i nuovi laptop ora sono dotati di una configurazione SSD o di un disco rigido ibrido. Successivamente, vedremo di cosa si tratta: un SSD in un laptop o computer desktop.

A cosa serve un'unità SSD in un computer?

Gli SSD non sono diversi dagli HDD in termini di scopo. È progettato per eseguire la stessa funzione: memorizzare dati, sistema operativo, file di paging e simili. Naturalmente, questa sostituzione è più costosa se tradotta in termini di gigabyte/rublo. È più che probabile che la situazione cambierà nel prossimo futuro.

Dispositivo disco rigido SSD del laptop e del computer

Non c'è essenzialmente alcuna differenza tra ciò che è un SSD in un laptop e un computer desktop. Può essere un alloggiamento simile a un HDD, oppure può essere realizzato sotto forma di una scheda per l'installazione in un connettore M.2. Se si smonta l'SSD o si osserva la scheda, è molto simile nel design a una normale unità flash USB. In generale, un SSD è una grande unità flash, con lo stesso principio di funzionamento.

Il controller controlla l'intero dispositivo, che distribuisce i dati alle celle, ne monitora lo stato, la cancellazione e, in generale, esegue tutte le funzioni simili alle funzioni di un processore in un computer.

La memoria stessa è una memoria flash, la stessa delle unità flash. L'SSD utilizza il tipo NAND, che è una disposizione tridimensionale di conduttori in cui vengono utilizzate una serie di celle alle intersezioni.

In base al metodo di scrittura dei dati in una cella, si distinguono due tipi di implementazione: SLC - Cella a livello singolo e MLC - Cella a più livelli. Come puoi immaginare, nel primo caso viene scritto solo un bit in una cella, nel secondo - diversi. Ora è emerso un altro tipo dall'MLC, il cui nome si è affermato nella vita di tutti i giorni, sebbene sia incluso in un sottoinsieme di questo tipo: TLC, cella a triplo livello.

Ci sono una serie di vantaggi e svantaggi per ogni implementazione. MLC risulta più economico in termini di rapporto volume/prezzo. Ciò rende il disco rigido SSD più economico a lungo termine, il che influisce anche sulla scelta del consumatore. Ma la struttura della registrazione in più livelli impone restrizioni sul numero di cicli di scrittura e sulle prestazioni. Più livelli di annidamento vengono utilizzati, più complesso diventa l'algoritmo per lavorare con le celle e meno risorse. SLC è proporzionalmente più costoso, ha una maggiore risorsa e prestazioni.

I produttori risolvono i problemi con le risorse e l'affidabilità della memoria con l'aiuto di algoritmi che consentono di controllare il processo di utilizzo delle celle: la registrazione viene effettuata su quelle parti della memoria meno utilizzate. Viene utilizzato anche un altro approccio: la prenotazione della memoria. Quasi ogni SSD riserva circa il 20% della memoria per rifornirla da lì in caso di perdita di una cella.

Come funziona un SSD

Probabilmente, molte persone sanno come funziona un normale disco rigido: una testina magnetica corre dall'inizio al bordo di un disco rotante e legge i dati dalle tracce. Il problema principale dei dischi magnetici è che impiega troppo tempo per posizionare la testina nell'area con i dati desiderati. E se il file viene anche diviso in più parti in sezioni diverse, il tempo del processo di lettura o scrittura aumenta in modo significativo.

Per capire cos'è un disco SSD, devi sapere come funziona. Per accedere ai dati in lettura o alle celle in scrittura è sufficiente che il sistema conosca l'indirizzo. Il controllore quindi restituisce semplicemente i blocchi di dati. Il tempo viene speso solo per cercare un indirizzo e trasferire dati, letteralmente millisecondi.

Tipi di dischi rigidi a stato solido

Per tipo, SSD può essere caratterizzato da fattore di forma e tipo di interfaccia. Ci sono tre fattori di forma principali:

• 2,5". Il disco è avvolto in una custodia da 2,5 pollici. Fornisce compatibilità tra quasi tutti i tipi di sistemi: laptop, server, PC.

• Come scheda separata per lo slot PCIe. Fornisce una buona velocità e affidabilità, utilizza l'interfaccia PCI Express.

• M.2. Un formato relativamente nuovo, presentato principalmente sotto forma di una scheda che viene installata direttamente sulla scheda madre nel connettore M.2, che è molto compatto. Questo SSD può essere trovato in tre diversi design a seconda della lunghezza: 2242, 2260, 2280. Le ultime due cifre indicano la lunghezza in mm.

Esistono molti altri formati rari e necessari per una gamma ristretta di attività, come 1.8", 3.5" o mSata.

Le interfacce sono più difficili da capire. Questo è un pasticcio di standard e specifiche. Iniziamo con il più popolare: SATA. Oggi ci sono tre revisioni principali e due aggiuntive. SATA: supporta fino a 1,5 Gbps. Ora si trova sempre meno. SATA II - fino a 3Gb/s. SATA III - fino a 6 Gb/s. La revisione SATA 3.2 ha ricevuto un prefisso Express aggiuntivo. Ha velocità fino a 8 Gb/s ed è retrocompatibile con altri SATA e, cosa più interessante, si basa sull'interfaccia PCI Express. L'interfaccia può essere implementata sia in fattori di forma da 2,5 pollici che M.2.

L'interfaccia PCI-E è un po' più semplice. È implementato principalmente in M.2 per SSD. Nota che PCI può essere multi-lane. Più canali ci sono, più veloce è la velocità di trasferimento dei dati.

Caratteristiche generali di SSD (Solid State Disk)

Diamo un'occhiata alle caratteristiche di base con cui è possibile identificare un SSD, analizzare di cosa si tratta e confrontarlo con un HDD.

Interfaccia e fattore di forma

Ne abbiamo già parlato un po'. Ora diamo un'occhiata a questo nel contesto della scelta e della rilevanza per i diversi sistemi. Con le interfacce, tutto è semplice: eSATA è ora considerato il più produttivo, che nelle specifiche di alcuni negozi e produttori può essere designato come PCI-E. È di gran lunga l'interfaccia più veloce.

Il fattore di forma deve essere scelto in base al tipo di PC: laptop o fisso. In uno stazionario, per compattezza, è possibile utilizzare M.2, che occuperà poco spazio sulla scheda e non richiede alimentazione aggiuntiva. I laptop più recenti supportano anche M.2. Per il vecchio, il fattore di forma da 2,5 pollici è rilevante.

Capacità e velocità del disco

Le capacità degli SSD sono piuttosto costose. La versione più economica di un SSD da 32 GB può essere acquistata per circa 1.500 rubli, mentre un HDD per gli stessi soldi avrà già un volume di 160 GB o più. Per quanto riguarda la velocità, allora tutto non è così semplice. Molto spesso la velocità di lettura e scrittura dei dati nelle specifiche per i dischi è notevolmente sovrastimata. E non necessariamente solo per piccole aziende poco conosciute, ma anche per marchi noti. Pertanto, è necessario concentrarsi su revisioni e misurazioni di servizi e tester affidabili.

Tipo di chip di memoria

È interessante notare che ora entrambi i tipi di memoria, MLC e SLC, sono praticamente gli stessi in termini di prestazioni e risorsa di scrittura/riscrittura. Molto dipende dall'implementazione di un particolare produttore. Prima di acquistare ogni modello specifico, ti consigliamo di guardare i test e le recensioni su questi gadget.

Produttori leader di unità SSD per PC

I noti produttori di unità sono in cima. Qualcosa di speciale nella loro implementazione non cambia. Inoltre, i controller realizzati da Samsung o Intel possono essere trovati non solo nelle proprie unità, ma anche in dispositivi di marchi concorrenti. I nomi principali in alto:

• Samsung... Produci un'ampia gamma di SSD per un'ampia varietà di attività;
• Digitale occidentale. Uno dei più antichi produttori di supporti. Lancia tre diverse linee di trasmissione: verde, blu e nera;
• Intel. Tutto è chiaro qui. Affidabilità e qualità;
• Trascendere. Conosciuto principalmente per le sue unità flash. Ora stiamo rilasciando SSD a tutti gli effetti.

Quale SSD è meglio acquistare

Se il budget non è limitato, non ci sono problemi. Se ogni rublo conta, allora è meglio affrontare il problema a fondo. Diamo un'occhiata a un paio di modelli a cui prestare attenzione.

Il tipo di memoria che utilizza è TLC. La velocità di lettura/scrittura dichiarata è di 540/520 MB/s. La capacità di archiviazione totale è di 120 GB. È possibile archiviare su disco un totale di 75 TB di dati. In media, gli utenti scrivono da 5 a 30 GB al giorno sul proprio disco, il che si traduce in circa 10 TB all'anno. Pertanto, la risorsa di questo SSD dovrebbe essere sufficiente per circa 7,5 anni. L'interfaccia SATA viene utilizzata per la connessione. Puoi acquistare un disco per 3600 rubli. E il suo fattore di forma da 2,5 pollici ti consentirà di utilizzarlo sia in un "fisso" che in un laptop.

Ed ecco un paio di recensioni su di lui:

Recensione di Samsung SSD 850

Recensione di Samsung SSD 850

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Se la compattezza e il risparmio di spazio sono al primo posto, allora puoi considerare SSD con M.2. Entro 5000 rubli, puoi acquistare Intel SSDPEKKW128G8XT.

Questo è un disco con connettore M.2 e dimensione 2280. Si prega di notare che lo spazio libero dal connettore al componente più vicino deve essere superiore a 80 mm. Tipo di memoria - TLC. La dimensione totale del disco è di 120 GB. Questo disco è interessante in quanto è collegato tramite l'interfaccia PCI-E a 4 canali tramite il connettore M.2. E questo significa che il bus non limita le capacità dell'SSD e gli consente pienamente di fornire eccellenti velocità di scrittura e lettura - che, tra l'altro, sono dichiarate dal produttore a 650 MB / s per la scrittura e 1640 MB / s per lettura. La risorsa totale è di 72 TB di dati. Il dispositivo costa 4290 rubli.

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Intel SSDPEKKW128G8XT

In generale, i prezzi superiori a RUB 5.000 di per sé non implicano grandi balzi in avanti nelle prestazioni. Cambia solo lo spazio totale su disco. A proposito, per gli SSD, anche l'indicatore del volume influisce sulla durata. Ad esempio, un'unità da 120 GB con una registrazione giornaliera di 30 GB durerà circa 7,5 anni. Con la stessa velocità di registrazione, un dispositivo da 500 GB dovrebbe durare 4 volte di più.

Puoi dare questo: hai bisogno di un disco solo per il sistema e i programmi: puoi sceglierne uno più piccolo, 60 o 120 GB e archiviare tutti i dati, i film, le immagini, ecc. Su un altro HDD. Se hai intenzione di archiviare tutto su un SSD, è meglio sceglierne subito uno più grande. Le interfacce PCI-E sono ancora più costose di SATA, ma non sono limitate in termini di velocità, quindi, se il budget lo consente, è meglio scegliere l'interfaccia PCI-E.

Risposte alle domande frequenti sull'unità SSD

Durante la sua esistenza, gli SSD sono riusciti ad acquisire miti e leggende, oltre a continue domande. Ne prenderemo in considerazione diversi.

Regole speciali di funzionamento

Molte persone credono che con un uso corretto di un'unità sia possibile prolungarne la durata. Ciò include varie ottimizzazioni: disabilitazione della cache, indicizzazione, file di paging, esecuzione della deframmentazione. In effetti, in larga misura queste azioni non influenzeranno la risorsa SSD. Piuttosto, una diminuzione delle prestazioni complessive dovuta alla disabilitazione della funzionalità sarà meno giustificata di una risorsa condivisa aumentata di un paio di decine di gigabyte.

L'unica cosa che può essere consigliata è fare dei backup: salvare i dati importanti su un supporto alternativo: il cloud o un altro disco. Sebbene questo consiglio si applichi a tutti i media in linea di principio.

In che modo l'SSD è diverso dall'HDD?

Velocità di lettura e scrittura, resistenza agli urti e alle vibrazioni, livello di rumore, consumo energetico e peso. Questi sono i principali vantaggi dell'SSD rispetto all'HDD.

Che cos'è TRIM in SSD

TRIM è un'istruzione per interfacce ATA che consente al sistema operativo di indicare al disco quali blocchi di memoria possono essere inutilizzati e considerati vuoti. Perché le unità SSD ne hanno bisogno? È stato introdotto in relazione alle specifiche del funzionamento delle unità a stato solido. Quando si scrivono nuovi dati su una cella, l'SSD non può semplicemente prendere e sostituire i vecchi dati con quelli nuovi. Deve prima leggere i dati nella cache, cancellare la cella e quindi scriverli, mentre la velocità di accesso diminuisce in modo significativo. TRIM ha risolto questo problema. Il sistema e l'unità si scambiano costantemente informazioni su quali celle non sono più necessarie e, su un segnale TRIM, ripristina queste celle. La prossima volta che l'SSD viene scritto, scrive immediatamente i dati in modo silenzioso.

Ho bisogno di un SSD per giocare?

Anche qui non tutto è così semplice. Innanzitutto, non puoi aspettarti un aumento significativo degli FPS nei giochi dall'utilizzo di un SSD. L'unità a stato solido sarà rilevante durante il caricamento di mondi e livelli: le posizioni verranno caricate più velocemente. È possibile che l'unità SSD possa essere d'aiuto nei casi in cui le prestazioni sono limitate dalla quantità di RAM, quando questi dati vengono inseriti nel file di paging. Ma in una situazione del genere, cambiare l'HDD in un SSD invece di aumentare la "RAM" è un dubbio piacere.

A proposito, c'è un video interessante di test di giochi popolari su dischi diversi:

Le unità a stato solido, o SSD (Solid State Drive) in breve, stanno sostituendo i dischi rigidi magnetici. E sebbene l'abbreviazione menzioni la parola unità - "disco", i nuovi dispositivi di archiviazione difficilmente possono essere chiamati dischi, poiché non c'è nulla in essi che assomigli a un disco.

Diamo un'occhiata a quali sono le unità a stato solido (SSD) e in che modo differiscono dalle familiari unità magnetiche rigide: gli HDD.

Vantaggi dell'SSD rispetto all'HDD.

Il più grande vantaggio degli SSD rispetto agli HDD è che prestazione molto più alto dei dischi rigidi "classici". Il fatto è che gli SSD utilizzano una tecnologia completamente diversa per la registrazione, l'archiviazione e la lettura delle informazioni. La tecnologia è presa in prestito dalla memoria flash, quindi un SSD può essere chiamato un'unità flash specializzata ad alta capacità.

Il secondo vantaggio di SSD è nessuna parte in movimento e dettagli. Non è un segreto che i dischi rigidi magnetici siano molto sensibili alle vibrazioni, soprattutto quando funzionano. Caduta accidentale e puoi dire addio all'HDD per sempre. Inoltre, non è raro uscire da un'unità in piedi, che trasforma quegli stessi "frittelle" magnetici. Le parti meccaniche sono il tallone d'Achille di qualsiasi dispositivo high-tech.

Poiché semplicemente non ci sono parti e parti mobili negli SSD, la loro resistenza alle vibrazioni e agli urti è molto superiore a quella degli HDD convenzionali.

La terza e importante qualità degli SSD per la tecnologia portatile è la loro peso leggero... Se metti un SSD da 2,5 "con una capacità, ad esempio, di 128 Gb su un palmo e un HDD da 2,5" con 180 Gb sull'altro palmo, l'unità a stato solido ti sembrerà solo una "peluria". Sono incredibilmente leggeri.

Il quarto vantaggio degli SSD rispetto agli HDD è che consumare meno energia, e la loro temperatura di lavoro è molto più bassa.

Queste sono, forse, tutte le differenze qualitative tra SSD e HDD.

Dispositivo unità SSD.

Ecco come appare un SSD medio. Naturalmente, ci sono modelli a telaio aperto in vendita. Gli SSD con fattore di forma più comuni sono 2,5".

Una normale unità a stato solido è una scheda a circuito stampato con una serie di microcircuiti installati su di essa. Questo set è composto da un microcircuito Controllore NAND e, appunto, microcircuiti Memoria NAND.

L'area PCB dell'unità a stato solido è completamente utilizzata. La maggior parte è occupata da chip di memoria NAND.

Come puoi vedere, non ci sono parti meccaniche o dischi in un'unità SSD, solo microcircuiti. Non per niente di recente gli SSD sono sempre più chiamati dischi "elettronici".

Tipi di memoria in SSD.

Ora che ci siamo occupati del dispositivo delle unità SSD, parliamone in modo più dettagliato. Come già accennato, un normale SSD è costituito da due parti interconnesse: memoria e controller.

Cominciamo dalla memoria.

Per archiviare le informazioni negli SSD, viene utilizzata la memoria NAND, che consiste in un numero enorme di MOSFET a gate flottante. Sono anche chiamate celle (memoria). Le celle vengono combinate in pagine di 4 KB (4096 byte), quindi in blocchi di 128 pagine e quindi in un array di 1024 blocchi. Un array ha un volume di 512 MB ed è controllato da un controller separato. Un tale modello multilivello di un dispositivo di archiviazione impone alcune restrizioni al suo funzionamento. Quindi, ad esempio, puoi cancellare le informazioni solo in blocchi di 512 kB e la scrittura è possibile solo in 4 kB. Tutto ciò porta al fatto che uno speciale controller gestisce la registrazione e la lettura delle informazioni dai microcircuiti di memoria.

Vale la pena notare qui che molto dipende dal tipo di controller: velocità di lettura e scrittura, tolleranza ai guasti, affidabilità. Parleremo di quali controller vengono utilizzati negli SSD un po' più avanti.

Esistono tre tipi principali di memoria NAND utilizzata negli SSD: SLC, MLC e TLC. In tipo di memoria SLC (Cella a livello singolo), vengono utilizzati transistor a livello singolo. Ciò significa che un transistor può memorizzare 0 o 1. In una parola, un tale transistor può memorizzare solo 1 bit di informazioni. Non sarà abbastanza, vero?

Qui gli uomini dalla testa grossa hanno "grattato le loro rape" e hanno capito come realizzare una cella a transistor a 4 livelli. Inoltre, ogni livello rappresenta 2 bit di informazione. Cioè, una delle quattro combinazioni di 0 e 1 può essere scritta su un transistor, ovvero: 00 , 01 , 10 , 11 ... Cioè, 4 combinazioni, contro 2 per SLC. Il doppio rispetto alle celle SLC! E le chiamavano celle multilivello... MLC (Cella multilivello).

Pertanto, sullo stesso numero di transistor (celle), è possibile scrivere 2 volte più informazioni rispetto a se si utilizzassero celle SLC. Ciò riduce notevolmente il costo del prodotto finale.

Ma le cellule MLC hanno svantaggi significativi. Queste cellule hanno una durata di vita più breve rispetto alle SLC, con una media di 100.000 cicli. Per le celle SLC, questo parametro è 1.000.000 di cicli. Vale anche la pena notare che i tempi di lettura e scrittura per le celle MLC sono più lunghi, il che riduce la velocità dell'unità a stato solido.

Poiché le tecnologie per l'archiviazione delle informazioni sui media a stato solido si stanno sviluppando molto rapidamente, forse tutto ciò che hai appreso qui è già considerato moralmente obsoleto.

Ad esempio, quando questo articolo era ancora in fase di scrittura, gli SSD basati su MLC erano in testa. Ma ora sono praticamente soppiantati da unità SSD con memoria del tipo TLC- celle a tre livelli ( Cella a triplo livello). La memoria TLC ha 8 livelli, quindi ogni cella può già memorizzare 3 bit di informazione (000, 001, 011, 111, 110, 100, 101, 010).

Grafico di confronto della memoria flash: SLC, MLC e TLC.

La tabella mostra che più livelli vengono utilizzati in una cella, più lentamente funziona la memoria basata su di essa. La memoria TLC è chiaramente inferiore, sia in velocità che in "vita" - cicli di riscrittura.

A proposito, la memoria TLC è stata utilizzata per molto tempo nelle unità flash USB, che, sebbene si "svuoti" più velocemente, è molto più economica. Ecco perché il costo delle unità flash USB e delle schede di memoria è in costante diminuzione.

Nonostante il fatto che le unità SSD siano prodotte da varie aziende con i propri marchi, molte persone acquistano la memoria NAND da un piccolo numero di produttori.

Produttori di memorie NAND:

Intel / Micron;

• Toshiba / SanDisk;

  Samsung.

Pertanto, abbiamo appreso che gli SSD sono disponibili in tre diversi tipi di memoria: SLC, MLC e TLC. La memoria basata su SLC è più veloce e più durevole, ma costosa. La memoria sulle celle MLC è notevolmente più economica, ma ha una risorsa e una velocità inferiori. Solo le unità SSD basate su memoria flash MLC e TLC possono essere trovate in vendita su larga scala (al momento della modifica dell'articolo). I dischi con memoria SLC non vengono quasi mai trovati.

Memoria 3D XPoint e archiviazione Intel Optane.

Vale la pena notare che di recente sono apparse sul mercato unità basate su un nuovo tipo di memoria non volatile. 3D XPoint(leggi come "tre di punto croce"). Basandosi su 3D XPoint, Intel Corporation produce SSD con il marchio Intel Optane. Lo sviluppo di un nuovo tipo di memoria è stato effettuato da due società Intel e Micron.

3D XPoint è un tipo fondamentalmente nuovo di memoria non volatile, a differenza della memoria NAND, che esiste dal 1989.

3D XPoint ha una velocità di lettura-scrittura più elevata, poiché si accede direttamente alla cella. Si dice che il 3D XPoint non abbia alcun transistor e che ogni cella sia in grado di memorizzare 1 bit di informazioni. L'accesso diretto elimina la necessità di controller complessi richiesti nelle unità NAND con transistor multilivello (MLC, TLC). Inoltre, la risorsa (resistenza all'usura) di questa memoria è molto superiore a quella della NAND, che ha un difetto di base come la perdita di elettroni dalle celle.

Poiché la velocità delle unità Intel Optane supera le capacità dell'interfaccia SATA, di solito sono prodotte in fattori di forma M.2, nonché sotto forma di unità a stato solido per uno slot PCI Express (PCI-E AIC ( scheda-aggiuntivo)). Viene utilizzata una nuova interfaccia per lavorare con tali unità. NVMe che sta sostituendo SATA.

controller SSD.

Al momento della stesura di questo documento, i seguenti controller sono i più utilizzati:

Informazioni sull'installazione di Windows su un SSD.

Non è consigliabile installare Windows XP su un SSD, poiché questo sistema operativo non è progettato per funzionare con un SSD. In Windows 7, 8 e 10, il supporto SSD è completamente presente. È vero, per un funzionamento più duraturo e "corretto" dell'SSD con Windows 7, si consiglia di controllare / configurare alcuni parametri di questo sistema operativo.