Dzień dobry, drodzy czytelnicy mojego bloga! Dziś opowiem Wam o dyskach półprzewodnikowych SSD, których sam używam z przyjemnością i polecam Wam ten cud nowoczesnej technologii! Z biegiem lat powszechne stało się, że wszystkie informacje na laptopie są przechowywane na dysku twardym HDD. Winchester wydaje się bardzo niezawodny, pojemny i prawdziwie wieczny. Ale teraz dyski półprzewodnikowe stają się coraz bardziej powszechne - dysk twardy SSD oparte na układach pamięci.

Co to jest dysk półprzewodnikowy?

Nie wszyscy wiedzą, co to za zwierzę i dlaczego wielu programistów administratorzy systemu i po prostu zaawansowani użytkownicy wychwalają małe urządzenie.

Dyski takie bazują na dwóch rodzajach pamięci:

• spłukać;
• jak operacyjny.

Wewnątrz dysku SSD znajduje się kontroler sterujący, urządzenie nie posiada ruchomych części. Niektórzy mówią, że jest jak duży pendrive, co nie jest dalekie od prawdy.

Niewielkie rozmiary pozwalają na zastosowanie urządzeń w urządzeniach kompaktowych: laptopy, netbooki, smartfony, tablety.

Jak działa napęd?

Jeśli porównasz dysk twardy SSD z czymś, możesz podać sposób działania dysku twardego. Najpierw oblicza, gdzie znajduje się żądany sektor z informacjami, a następnie przesuwa ruchomy blok głowic magnetycznych na tor. Jak myśliwy czeka cierpliwie( Oczywiście prędkości są wysokie, ale oczekiwanie może być zauważalne), gdy żądany sektor dotrze do miejsca nad głowicą magnetyczną. Na koniec dysk twardy odczytuje i wyświetla informacje. Im bardziej chaotyczne żądania ( z różnicą sekundy zażądaj plików z sektorów dysku D i od razu podejmij decyzję o odczytaniu danych systemowych z C), im wolniej działa „miotła”. Głowice nieustannie „krążą” po obszarach dysku, co spowalnia pracę.

Ale dysk SSD do laptopa działa na innej zasadzie: ta „nieruchomość” po prostu oblicza adres żądanego bloku informacji (jest unikalny i rozpoznawalny) i uzyskuje bezpośredni dostęp do odczytu lub zapisu. Części napędowe nie przemieszczają się względem siebie. Im wyższa prędkość pamięci flash, kontrolera i interfejs zewnętrzny, tym szybciej dane będą na pulpicie. A komputer pracuje znacznie ciszej i 10 razy szybciej. Wszyscy prawdopodobnie słyszeliśmy ten irytujący dźwięk, gdy komputer ciężko pracuje, jakby ktoś przesuwał kamienie w poszukiwaniu czegoś. niezbędne informacje? To jest dysk twardy, a ponieważ urządzenie półprzewodnikowe nie ma nic do poruszania, wszystko dzieje się cicho, jak szpieg.

Ale jeśli chcesz coś zmienić w danych lub całkowicie je usunąć, dysk SSD nie działa tak łatwo. Chipy NAND są przeznaczone do wykonywania operacji ściśle według sektorów. Pamięć Flash jest zapisywana w blokach po 4 kilobajty i kasowana w blokach po 512 kilobajtów.

Dlatego urządzenie musi wykonać następującą pracę:

• Odczytywany jest blok zawierający sekcję do modyfikacji. Przenosi go do schowka wewnętrznego;
• Zmienia wymagane bajty, kasuje blok w układzie pamięci;
• Określa nową pozycję bloku (koniecznie odpowiada algorytmowi mieszania);
• Hurra - blok zostaje zapisany w nowej lokalizacji, a dysk twardy SSD zostaje wysłany do „odpoczynku”.
• Zalety i wady pamięci SSD

Oczywiście takie urządzenia mają zarówno zalety, jak i wady. Zacznijmy oczywiście od przyjemnego:

• duża prędkość odczytu bloku danych, niezależna od tego, gdzie fizycznie się on znajduje. To aż 200 Mb/s i więcej;
• niski pobór mocy, około 1 W mniej niż w przypadku dysku twardego;
• niskie wytwarzanie ciepła, nawet Intel to potwierdził. Badania wykazały, że dysk twardy SSD nagrzewa się o 12 stopni mniej niż zwykle. Oczywiście rzucanie głowicami magnetycznymi jest dość intensywną akcją mechaniczną;
• testy porównawcze wykazały, że dysk półprzewodnikowy z 1 GB pamięci może działać równie wydajnie, nie ustępując modelom z 4-gigabajtowym dyskiem twardym;
• Pracują bardzo cicho i rzadko się psują;
• Po zoptymalizowaniu są doskonale kompatybilne z Windows XP/7.

Wady są następujące:

• zużycie energii znacznie wzrasta wraz ze wzrostem pojemności pamięci podczas zapisywania całych bloków informacji;
• mała pojemność za wysoką cenę. Dzieje się tak w porównaniu z dyskiem twardym;
• liczba cykli zapisu jest ograniczona.

Jak to mówią pomyśl sam, sam zdecyduj co jest lepsze - hdd czy ssd. Większość urządzeń jest już wyposażona w urządzenia półprzewodnikowe, dlatego nie zaleca się ich demontażu. Ale czasami dysk twardy można wymienić. Pytanie brzmi, co dokładnie jest ważne: brak hałasu, zużycie energii czy szybkość komputera?

Moje osobiste doświadczenia z dyskiem SSD

Około rok temu kupiłem sobie dysk SSD 60 GB firmy OCZ Vertex o prędkości 430MB/s, zainstalowałem na nim sam system, a jako magazyn różnych informacji wykorzystałem zwykły HDD. Gorąco radzę każdemu zrobić to samo, ponieważ wydajność mojego komputera opartego na procesorze i3 wzrosła nie 2-3-krotnie, ale około 10-krotnie! Oczywiście, aby zapewnić wysoką jakość działania systemu na dysku SSD, należy najpierw skonfigurować sam system (jeśli masz Windows XP, usuń go i zapomnij, a zainstaluj Windows 7 lub 8). Powiem ci później, jak to zrobić.

Konfiguracja i optymalizacja dysku SSD dla systemu Windows 7/8

O jakich ustawieniach mówimy i dlaczego to robimy? – Odpowiadam: Jeśli nie dokonasz tych ustawień, Twój dysk ulegnie awarii w 1-2, ponieważ w przeciwieństwie do zwykłego dysku twardego ma ograniczoną liczbę cykli zapisu (około 10 000 tys.), To jest dziś główna wada, ale z prawem Po użyciu będzie Ci służyć przez 4-5 lat! U mnie działa już 2 lata i wszystko jest super!

Rada: Nie słuchaj tych, którzy mówią Ci, abyś znalazł nowe oprogramowanie dla swojego dysku SSD i zaktualizował je! Fabrycznie działa świetnie. Wszystko, co musisz zrobić, to skonfigurować system!

Zacznijmy konfigurować:

Krok 1.

Po podłączeniu dysku i zamiarze zainstalowania na nim systemu wykonaj 2 ważne kroki:

• Wyłącz inne dyski twarde Aby uniknąć problemów z instalacją systemu, miałem przypadek, gdy instalowałem system i partycja rozruchowa systemu została utworzona na zwykłym dysku twardym i zastanawiałem się, dlaczego system nadal uruchamia się, jakby nic się nie zmieniło!
• Po drugie, przejdź do BIOS-u i ustaw tryb AHCI na złączu, do którego podłączony jest dysk SSD, ale jeśli Twoja płyta główna została zakupiona po latach 2011-2012, najprawdopodobniej ten tryb zostanie ustawiony automatycznie.

Krok 2.

Dzieląc dysk na partycje, pozostaw 10–15% całkowitej objętości dysku nietknięte; z biegiem czasu dysk zużywa się i pobiera klastry z nieprzydzielonego miejsca.

Teraz zoptymalizujmy:

Krok 1.

Konieczne jest wyłączenie pamięci podręcznej systemu Prefetch i Superfetch. Nie są one potrzebne w przypadku korzystania z dysku SSD. W większości przypadków Prefetch jest automatycznie wyłączany przez system, ale polecam to sprawdzić:

Otwórzmy edytor rejestru(naciśnij kombinację Klawisze Windowsa+ R i wpisz w wykonaniu: Regedit)

HKEY_LOCAL_MACHINE -> SYSTEM -> CurrentControlSet -> Sterowanie -> Menedżer sesji -> Zarządzanie pamięcią -> PrefetchParameters

Zainstaluj – EnablePrefetcher = dword:00000000

HKEY_LOCAL_MACHINE -> SYSTEM -> CurrentControlSet -> Sterowanie -> Menedżer sesji -> Zarządzanie pamięcią -> PrefetchParameters

Zainstalować -Włącz Superfetch =dword:0000000

Krok 2.

Wyłączmy automatyczną defragmentację plików. Nie jest nam to potrzebne, ogranicza jedynie zasób dysku SSD. ( Jedynie dlaWindows 7, wWindows 8 nie ma tej funkcji, jest już używana do innych funkcji, a Windows 8 już działa dobrzeDysk SSD bez optymalizacji)

Kliknij Start >> w polu wyszukiwania wpisz – Defragmentacja. Kliknij przycisk „Ustaw harmonogram” i usuń zaznaczenie pola wyboru „Uruchom zgodnie z harmonogramem”.

Krok 3.

Być może masz 64-bitowy system operacyjny i więcej niż 8 GB pamięci RAM, wówczas zalecam wyłączenie pliku stronicowania. Chodźmy:

Komputer -> Właściwości -> Zaawansowane ustawienia systemu -> Zaawansowane -> Ustawienia wydajności -> Zaawansowane -> Pamięć wirtualna -> Zmień. Zainstaluj – bez pliku wymiany

Krok 4.

Musisz zmienić parametr Zarządzanie pamięcią:

Przejdź do edytora rejestru Start >> uruchom >> regedit

Drugim sposobem otwarcia rejestru jest naciśnięcie kombinacji klawiszy Windows + R i wpisanie Regedit w Execute

HKEY_LOCAL_MACHINE -> SYSTEM -> CurrentControlSet -> Sterowanie -> Menedżer sesji -> Zarządzanie pamięcią

Zainstalować -WyłączPagingExecutive =dword:00000001

Krok 5.

Możesz także wyłączyć rejestrowanie podczas procesu optymalizacji dysku SSD. system plików NTFS

Przejdź do opcji Zacznij ponownie > wpisz w pasku wyszukiwania > > kliknij ikonę programu PRAWYM przyciskiem myszy i wybierz > Uruchom jako administrator.

W oknie wiersz poleceń wpisz: fsutil usn usuń dziennik /D C:

Krok 6.

Mimo że przy użyciu dysku SSD komputer uruchomi się bardzo szybko, należy wyłączyć tryb uśpienia.

W już otwartym oknie wiersza poleceń wpisz: powercfg -h wyłączone i naciśnij ENTER.

Wyłączmy także indeksowanie półprzewodnikowe:

Ponownie > Start >> Komputer >> kliknij dysk systemowy (zwykle jest to litera dysku systemowegoC) kliknij prawym przyciskiem myszy i wybierz właściwości, a następnie odznacz opcję „Pozwól na indeksowanie zawartości plików na tym dysku oprócz właściwości pliku”

Krok 7

Przejdź do Komputer >> (kliknij prawym przyciskiem myszy) Właściwości >> Zaawansowane ustawienia systemu >> Zaawansowane >> Zmienne środowiskowe.

Wprowadźmy nowy adres zmiennych środowiskowych TEMP i TMP, umieszczając je na drugim dysku twardym.

Krok 8

I wreszcie, ostatnim krokiem optymalizacji dysku SSD, przeniesiemy foldery użytkownika (wideo, muzyka, dokumenty, pliki do pobrania) na dysk twardy HDD.

Tworzymy wcześniej folder na dysku twardym, teraz będzie on zawierał biblioteki użytkownika.

Kliknij prawym przyciskiem myszy wszystkie foldery, których lokalizację chcemy zmienić. W zakładce Lokalizacja >> klikamy przycisk „Przenieś”, następnie przenosimy go na dysk twardy do nowo utworzonego folderu.

To wszystko, teraz myślę, że rozumiesz, że nie ma nic trudnego w konfiguracji, optymalizacji dysku SSD dla dowolnego systemu Windows, czy to 7, czy 8.

Wygląd na rynku jest względny Nowa technologia Przechowywanie danych rodzi wiele pytań wśród użytkowników. Co to jest dysk SSD? Czy warto go zainstalować zamiast zwykłego? twardy dysk? Czy jest tak dobry, jak mówią? Po przeczytaniu tego artykułu do końca odpowiesz na wszystkie postawione pytania, co pozwoli Ci podjąć decyzję, czy musisz coś zmienić w działaniu swojego komputera.

Zacznijmy od koncepcji: dysk SSD to dysk półprzewodnikowy wykorzystujący pamięć NAND, która nie wymaga prądu do przechowywania danych. Zasadniczo dysk SSD to pojemny dysk flash, który charakteryzuje się dużą szybkością zapisu i odczytu informacji.

Porównanie z dyskiem twardym

Aby dokonać porównań ze zwykłym dyskiem twardym, należy najpierw zagłębić się w teorię i zobaczyć, jak działa dysk twardy.

HDD to zestaw metalowych dysków obracających się na wrzecionie. Informacje zapisywane są na powierzchni dysków za pomocą małej mechanicznej głowicy. Kiedy coś kopiujesz, tworzysz nowy plik lub uruchamiasz program, głowa porusza się, szukając miejsca, w którym zostało to zapisane. Dla jasności wyobraźmy sobie płytę winylową – tylko zamiast igły będzie mechaniczna głowica odczytująca.

Dyski półprzewodnikowe nie mają żadnych ruchomych części mechanicznych.

Inne zalety dysku SSD:

• Szybka reakcja na działania użytkownika.
• Cicha praca.
• Niskie zużycie energii (o połowę mniejsze niż w przypadku dysku twardego).
• Brak przegrzania.

To tylko główne zalety dysków SSD, które użytkownik może „poczuć”. Jednak wielu użytkowników nadal zadaje pytanie, który jest lepszy dysk twardy czy dysk SSD, dlatego porównajmy charakterystykę tych dwóch typów dysków:

1. Szybkość działania dysków SSD jest większa, ponieważ zanika etap mechanicznego wyszukiwania żądanego miejsca na powierzchni dysku. Czas dostępu do danych zostaje skrócony 100-krotnie – ustaw na systemu SSD dosłownie zaczyna latać w porównaniu do korzystania z dysku twardego.
2. Brak ruchomych części mechanicznych przyczynia się do cichej pracy napędu i zwiększa jego żywotność. Dysk twardy najczęściej ulega awarii na skutek uszkodzeń mechanicznych – w przypadku dysków SSD ten problem nie występuje.
3. Temperatura dysku SSD jest zawsze utrzymywana na optymalnym poziomie, nawet jeśli nie jest chłodzony chłodnicą. Dysk twardy przegrzewa się bez chłodzenia, co prowadzi do problemów z oprogramowaniem i sprzętem.

Ale bądźmy obiektywni: dyski SSD mają też wady. Przede wszystkim jest to cena, która nadal pozostaje dość wysoka i zależy bezpośrednio od wolumenu. Kolejnym problemem jest ograniczenie liczby cykli przepisywania. Dysk twardy można zapełnić danymi i wyczyścić w dowolnej ilości; Dyski SSD mają pewne ograniczenia, ale w praktyce są one trudne do osiągnięcia.

Wszystkie dyski SSD mają okres gwarancji od 3 do 5 lat, ale zwykle wytrzymują znacznie dłużej, więc nie należy skupiać się na tych liczbach.

Jeśli nie możesz wybrać między dyskiem SSD a dyskiem twardym, istnieje opcja hybrydowa - SSHD. Takie dyski łączą zalety obu technologii, ale wzrost prędkości zauważysz dopiero podczas ładowania system operacyjny. Zapis i odczyt danych będzie wykonywany na tym samym poziomie, co w przypadku dysku HDD, dlatego tego typu hybrydy nie cieszą się szczególną popularnością wśród użytkowników.

Zasady selekcji

Zdecydowałeś więc, że nadszedł czas, aby porzucić przestarzały dysk twardy i zainstalować w komputerze dysk SSD – zrozumiałeś, dlaczego jest on potrzebny i jakie ma zalety w porównaniu z dyskiem twardym. Jednak pojawia się tutaj kolejne pytanie: jak wybrać dysk SSD?

Sklepy oferują dyski o różnych kształtach, kontrolerach i cenach, dlatego trudno jest określić, który będzie dla Ciebie odpowiedni. Aby nie czuć się niepewnie w rozmowie z konsultantem, który prawdopodobnie będzie chciał sprzedać dysk SSD po wyższej cenie, spróbuj wybrać dysk według poniższych parametrów.

Tom

Jak już wspomniano, jedną z głównych wad dysków SSD jest cena, która jest ściśle powiązana z pojemnością. Minimalna pojemność na dzień dzisiejszy to 60 GB. Biorąc pod uwagę, że zainstalowany Windows 7 wymaga 16-20 GB w zależności od głębokości bitowej, staje się jasne, że 60 GB wystarczy tylko na zainstalowanie systemu i kilkunastu programów niezbędnych do działania.

Jeśli chcesz nagrywać gry i ciężkie aplikacje graficzne typu Corel czy Photoshop na dysku SSD to rozważ dyski o pojemności większej niż 120 GB.

Prędkość

Każdy dysk (SSD nie jest wyjątkiem) ma dwa wskaźniki prędkości: zapis i odczyt. Im wyższe te wartości, tym lepiej, ale pamiętaj, że specyfikacje zwykle wskazują prędkość maksymalną. Prawdziwą wartość można poznać dopiero w praktyce, korzystając ze specjalnych programów. Jeśli dysk jest na rynku od dłuższego czasu, możesz spróbować znaleźć jego testy prędkości od użytkowników w Internecie.

Interfejs i forma

Większość nowoczesnych dysków SSD jest produkowana w formacie 2,5 z obsługą Interfejs SATA 3. Mogą jednak istnieć inne, droższe opcje:

• Karta PCI instalowana bezpośrednio w gnieździe płyty głównej.
• Zewnętrzny dysk SSD.
• Dysk z interfejsem mSATA do montażu w laptopach i komputerach kompaktowych.

Jeśli chodzi o interfejs: wszystkie nowe dyski SSD są dostępne z interfejsem SATA 3, ale jeśli go masz płyta główna Jeśli zainstalowany jest starszy kontroler (pierwszej lub drugiej generacji), napęd nadal można podłączyć. Istnieje jednak jedno ograniczenie: szybkość transmisji jest określana na podstawie najmniejszej wartości. Oznacza to, że jeśli podłączysz SATA 3 do SATA 2, prędkość zostanie określona na podstawie przepustowości SATA 2.

Dyski twarde do komputerów mają konstrukcję 3,5-calową, ale do zainstalowania dysku SSD 2,5 potrzebny będzie specjalny adapter, często nazywany „sankami”. Jest to niewielka półka wykonana z metalu, którą podwiesza się w miejscu montażu dysku.

Nawiasem mówiąc, za pomocą specjalnego adaptera możesz zainstalować w laptopie dysk SSD zamiast DVD. Wielu użytkowników usuwa nieużywany dysk i instaluje w jego miejsce dysk SSD, na którym następnie instalowany jest system operacyjny. Standardowy dysk twardy laptopa jest jednocześnie całkowicie kasowany, a następnie wykorzystywany jako miejsce do przechowywania plików osobistych.

Pamięć i kontroler

Istnieją trzy typy pamięci, różniące się liczbą bitów informacji w jednej komórce - SLC (1 bit), MLC (2 bity) i TLC (3 bity). Pierwszy typ jest przestarzały i obecnie praktycznie nie jest używany, więc jeśli widzisz go w charakterystyce, omiń taki dysk.

MLC jest obecnie najpopularniejszym typem pamięci, wybierz go. Ma swoje wady, ale nie ma jeszcze odpowiedniej alternatywy, ponieważ TLC dopiero zaczyna pojawiać się na rynku SSD i nadal jest bardzo drogi.

Podobnie sytuacja wygląda w przypadku kontrolerów: najpopularniejszą wśród producentów i powszechną wśród użytkowników jest technologia SandForce, która zwiększa wydajność dysku poprzez kompresję danych przed zapisem.

Ale kontrolery SandForce mają jedną wadę, która dla niektórych może wydawać się znacząca: jeśli dysk jest wypełniony informacjami do granic możliwości, to po jego wyczyszczeniu prędkość zapisu nie wraca do pierwotnego stanu, to znaczy staje się niższa. Jednak ten problem można rozwiązać po prostu: nie wypełniaj pamięci do ostatniego bajtu, a prędkość nie spadnie.

Istnieją inne, droższe opcje: Intel, Indilinx, Marvell. Jeśli budżet na to pozwala, lepiej zwrócić uwagę na dyski półprzewodnikowe z kontrolerami tych firm.

Producent

Ostatnim parametrem, który wymaga Twojej uwagi, jest producent. Oczywiście na różnych forach można znaleźć wiele postów mówiących o tym, że lepiej wybrać Kingstona lub, powiedzmy, Silicon Power, gdyż specjalizują się one w produkcji różnego rodzaju dysków.

Nie jest to jednak do końca prawdziwe stwierdzenie: firm faktycznie produkujących pamięci flash NAND jest znacznie mniej niż marek na rynku. Własną produkcję (i dział rozwoju) posiadają:

• Intel.
• SAMSUNG.
• SanDisk.
• Kluczowy.

Na przykład firma OCZ do niedawna nie wprowadzała żadnych udoskonaleń i dopiero niedawno nabyła producenta sterowników Indilinx. Dlatego lepiej zwrócić uwagę na powyższe cechy i pamiętać o producentach na końcu.

Praca z dyskiem SSD

Po udanym zakupie i udanej instalacji systemu na dysku SSD włączysz komputer i zdziwisz się jak szybko wszystko zaczęło działać. Aby jak najdłużej zachować taką zwinność, należy przestrzegać prostych zasad obsługi dysków półprzewodnikowych:

• Zainstaluj system obsługujący polecenie TRIM (Windows 7 i nowsze, Mac OS X 10.6.6, Linux 2.6.33).
• Staraj się nie zapełniać dysku całkowicie – prędkość nagrywania spadnie i nie będzie już przywracana (dotyczy kontrolera SandForce).
• Przechowuj pliki osobiste na dysku twardym. Nie wyjmuj dysku twardego, jeśli działa – przechowuj na nim muzykę, filmy, zdjęcia i inne dane, które nie wymagają szybkiego dostępu.
• Zwiększ ilość pamięci RAM i, jeśli to możliwe, unikaj używania pliku strony.

Przestrzegając tych prostych zasad, przedłużysz żywotność dysku SSD i unikniesz przedwczesnego spowolnienia.

Aby zrozumieć, jak działają dyski SSD, musisz najpierw wiedzieć, jak działa komputer. Dokładniej, jak system współpracuje z pamięcią. W końcu dyski SSD w komputerze pełnią nie tylko funkcję przechowywania danych, ale także miejsca ich przechowywania.

Pamięć w komputerze jest hierarchiczna, to znaczy składa się z kilku poziomów. Pierwszy poziom to procesor, który odpowiada za wykonywanie instrukcji i pracę z danymi znajdującymi się na dysku twardym. Im pamięć jest bliżej procesora, tym jest droższa, mniejsza, ale znacznie szybsza. System umieszcza najczęściej używane dane jak najbliżej mikroprocesora.

Następny w hierarchii jest Baran. Czas dostępu jest tysiące razy krótszy niż na dysku twardym. Należy pamiętać, że jeśli procesor do uruchomienia aplikacji potrzebuje danych znajdujących się na dysku twardym, trzeba będzie trochę poczekać.

Dyski SSD i najnowsze dyski SSD PCIE łagodzą ten efekt, zapewniając dostęp do danych i prędkość przesyłania danych szybciej niż konwencjonalne dyski twarde.

Dysk twardy SSD składa się z kilku komórek pamięci NAND, które przypominają dyski flash USB i cyfrowe karty pamięci. Główną cechą tego typu pamięci jest zachowanie danych w przypadku braku zasilania.

Wszystkie dane są dostępne jednocześnie, podobnie jak w przypadku konfiguracji RAID stosowanej czasami na komputerach PC. Konfiguracja, która nie przechowuje informacji na jednym urządzeniu, ale zapisuje i odczytuje jednocześnie z kilku dysków, co pozwala na zwiększenie prędkości przesyłania danych i wpływa na stabilność systemu.

Przykładowo przy czterech dyskach (jedna z wielu możliwych konfiguracji) zwiększa prędkość dostępu do danych trzykrotnie w porównaniu do jednego dysku i jest bardziej odporny na awarie.

Jaka jest zaleta dysku SSD?

Nie posiada ruchomych części, dlatego podczas pracy dysk SSD wytwarza mniej hałasu i zużywa mniej energii. Dysk SSD mniejszy rozmiar i dlatego idealnie nadaje się do stosowania w urządzeniach przenośnych.

Wadą jest to, że są znacznie droższe i z czasem tracą prędkość. To drugie występuje tylko w trybie nagrywania.

Jak działa dysk SSD?

Wbudowany kontroler, obsługuje dostęp do różnych pamięci flash. Otrzymuje polecenia z systemu operacyjnego i interpretuje je w celu uzyskania dostępu do danych. W przypadku programów wszystko to jest przejrzyste i nie ma na nie wpływu.

Aby zrozumieć, jak działa dysk SSD, musisz wiedzieć, w jaki sposób przechowuje informacje. Urządzenie jest podzielone na komórki, zwykle o rozmiarze 8 KB. 256 komórek jest zorganizowanych w blok o całkowitym rozmiarze 2 MB. Istnieją inne opcje.

Minimalny rozmiar informacji dostępnych do odczytania, jedna komórka. Proces odczytu jest bardzo szybki, ponieważ dyski SSD zawsze lepiej czytają niż zapisują. Z tego powodu znacznie przyspieszy ładowanie systemu operacyjnego i uruchamianie aplikacji, ponieważ w tym przypadku większość zachodzących operacji polega na czytaniu.

Proces pisania różni się od procesu czytania. Minimalny rozmiar dostępnych informacji jest podobny do procesu czytania. Jeśli komórka jest pusta, wpis przechodzi bezpośrednio. Jeśli komórka zawiera już informacje i konieczne jest nadpisanie, komórka jest najpierw czyszczona. Problem polega na tym, że oczyszczanie odbywa się na poziomie bloku, a nie komórki.

Załóżmy na przykład, że chcesz zmienić dane w pliku. Aby go przepisać, komputer musi najpierw odczytać cały blok, przenieść go jako pamięć podręczną do pamięci (aby nie stracić informacji), następnie całkowicie wyczyścić blok, zmienić dane i zapisać.

Z tego powodu, nowy dysk SSD dysk działa szybciej. Oznacza to, że całkowicie pusty dysk SSD działa szybciej niż już zapełniony.

Co się robi, aby dysk twardy SSD działał szybciej.

Naturalnie producenci starają się ograniczyć spadek wydajności dysku. Aby to zrobić, budują więcej pamięci na dysku SSD, co czyni urządzenie bardziej złożonym. Ponadto dysk SSD jest okresowo wdrażany Konserwacja(wywóz śmieci) w celu odbioru maksymalna ilość puste bloki.

Zaimplementowano polecenia TRIM wymagane dla obsługiwanego poziomu systemu operacyjnego i samego urządzenia. To polecenie informuje system operacyjny, że określony plik został usunięty i odpowiadające mu komórki zostały usunięte, a dysk twardy może podjąć odpowiednie działania.

Zawsze należy pamiętać, że to wszystko nie wpływa na operacje odczytu, które zawsze działają z maksymalną prędkością.

Czy można przywrócić prędkość dysku SSD?

Aby całkowicie wyczyścić dysk, masz własne narzędzia. W takim przypadku utracisz wszystkie informacje na dysku, ale prędkość dysku powróci do pierwotnej prędkości.

Pamiętaj, że tak jak każdy ma maksymalną liczbę rozliczeń, częste powtarzanie procedury resetowania skróci żywotność dysku SSD.

Czy mogę stracić dane?

Na pierwszy rzut oka można by pomyśleć, że ze względu na zastosowanie pamięci flash NAND, która ma ograniczony cykl ponownego zapisu, dyski SSD sprawiają więcej problemów niż konwencjonalne dyski twarde i zwiększa się ryzyko utraty danych.

Nie jest to jednak prawdą – dysk SSD jest znacznie bezpieczniejszy niż zwykłe dyski twarde. Jak już wspomniano, dysk SSD zawiera wiele bloków pamięci flash. Z tego powodu niektóre błędy, które są fatalne w przypadku zwykłych dysków, nie są tak groźne w przypadku dysku twardego SSD.

W każdym razie, jak w przypadku każdego innego dysku, jedyny sposób nie trać danych – wykonuj kopie zapasowe w odpowiednim czasie.

Idealna aplikacja na dysk SSD.

Dysk SSD, szczególnie w dzisiejszych czasach, gdy większe dyski twarde coraz częściej wykorzystuje się jako partycję, jest idealny dla systemu operacyjnego i najczęściej używanych programów.

Do zastąpienia magnetycznego dyski twarde nadchodzą dyski półprzewodnikowe, w skrócie SSD (Solid State Drive). I chociaż w skrócie wspomniane jest słowo „dysk”, nowych urządzeń do przechowywania informacji trudno nazwać dyskami, ponieważ nie ma w nich nic przypominającego dysk.

Zastanówmy się, jakie są dobre dyski półprzewodnikowe (SSD) i czym różnią się od znanych dysków twardych (HDD).

Przewaga dysku SSD nad HDD.

Najważniejszą przewagą dysków SSD nad dyskami twardymi jest to, że wydajność znacznie wyższe niż „klasyczne” dyski twarde. Faktem jest, że dyski SSD wykorzystują zupełnie inną technologię zapisywania, przechowywania i odczytywania informacji. Technologia jest zapożyczona z pamięci flash, dlatego dysk SSD można nazwać wyspecjalizowanym dyskiem flash o dużej pojemności.

Drugą zaletą dysku SSD jest żadnych ruchomych części i szczegóły. Nie jest tajemnicą, że magnetyczne dyski twarde są bardzo wrażliwe na obciążenia wibracyjne, szczególnie w stanie roboczym. Przypadkowy upadek i możesz pożegnać się z dyskiem twardym na zawsze. Nierzadko zdarza się, że napęd kręcący te same magnetyczne „naleśniki” przestaje stać. Części mechaniczne są piętą achillesową każdego zaawansowanego technologicznie urządzenia.

Ponieważ dyski SSD po prostu nie mają ruchomych części ani części, ich odporność na wibracje i wstrząsy jest znacznie wyższa niż w przypadku konwencjonalnych dysków twardych.

Trzecią i ważną cechą dysków SSD do sprzętu przenośnego jest ich lekka waga. Jeśli na jednej dłoni umieścisz dysk SSD 2,5” o pojemności na przykład 128 Gb, a na drugiej dysk twardy 2,5” o pojemności 180 Gb, wówczas dysk SSD będzie Ci się wydawał po prostu „puchem”. Są niesamowicie lekkie.

Czwartą przewagą dysków SSD nad dyskami twardymi jest to, że zużywają mniej energii, a ich temperatura pracy jest znacznie niższa.

Są to być może wszystkie różnice jakościowe między dyskami SSD i HDD.

Urządzenie z dyskiem SSD.

Tak wygląda przeciętny dysk SSD. W sprzedaży dostępne są oczywiście modele w wersji open-frame. Najpopularniejsze dyski SSD to dyski 2,5-calowe.

Typowy dysk półprzewodnikowy to płytka drukowana z zainstalowanym zestawem chipów. Zestaw ten składa się z mikroukładu Kontroler NAND i faktycznie mikroukłady pamięć NAND.

Obszar płytki drukowanej dysku SSD jest w pełni wykorzystany. Większość z nich zajmują układy pamięci NAND.

Jak widać, w dysku SSD nie ma części mechanicznych ani dysków - są tylko mikroukłady. Nie bez powodu dyski SSD są ostatnio coraz częściej nazywane dyskami „elektronicznymi”.

Rodzaje pamięci na dyskach SSD.

Teraz, gdy zrozumieliśmy konstrukcję dysków SSD, porozmawiajmy o nich bardziej szczegółowo. Jak już wspomniano, zwykły dysk SSD składa się z dwóch połączonych ze sobą części: pamięci i kontrolera.

Zacznijmy od pamięci.

Do przechowywania informacji dyski SSD wykorzystują pamięć NAND, która składa się z ogromnej liczby tranzystorów MOSFET z pływającą bramką. Nazywa się je również komórkami (pamięcią). Komórki są łączone w strony o wielkości 4 kB (4096 bajtów), następnie w bloki po 128 stron, a następnie w tablicę składającą się z 1024 bloków. Jedna macierz ma pojemność 512 MB i sterowana jest przez osobny kontroler. Ten wielopoziomowy model konstrukcji napędu nakłada pewne ograniczenia na jego działanie. Przykładowo, informacje można usunąć tylko w blokach o wielkości 512 kB, a zapis jest możliwy tylko w blokach o wielkości 4 kB. Wszystko to prowadzi do tego, że zapisywaniem i odczytem informacji z układów pamięci steruje specjalny kontroler.

Warto tutaj zaznaczyć, że wiele zależy od rodzaju kontrolera: szybkości odczytu i zapisu, odporności na awarie, niezawodności. O tym, jakie kontrolery są używane w dyskach SSD, porozmawiamy nieco później.

Dyski SSD wykorzystują trzy główne typy pamięci NAND: SLC, MLC i TLC. W typie pamięci SLC (Komórka jednopoziomowa) zastosowano tranzystory jednopoziomowe. Oznacza to, że jeden tranzystor może przechowywać 0 lub 1. Krótko mówiąc, taki tranzystor może przechowywać tylko 1 bit informacji. To nie wystarczy, prawda?

Tutaj wielkogłowi mężczyźni „podrapali się po rzepie” i wymyślili, jak zrobić 4-poziomowe ogniwo tranzystorowe. Każdy poziom reprezentuje 2 bity informacji. Oznacza to, że na jednym tranzystorze można zapisać jedną z czterech kombinacji 0 i 1, a mianowicie: 00 , 01 , 10 , 11 . Oznacza to 4 kombinacje w porównaniu z 2 w przypadku SLC. Dwa razy więcej niż ogniwa SLC! I nazwali je komórkami wielopoziomowymi - MLC (Komórka wielopoziomowa).

Zatem na tej samej liczbie tranzystorów (ogniw) można zapisać 2 razy więcej informacji, niż gdyby zastosowano ogniwa SLC. To znacznie obniża koszt produktu końcowego.

Jednak komórki MLC mają istotne wady. Żywotność takich ogniw jest krótsza niż SLC i wynosi średnio 100 000 cykli. Dla ogniw SLC parametr ten wynosi 1 000 000 cykli. Warto również dodać, że ogniwa MLC mają dłuższe czasy odczytu i zapisu, co zmniejsza wydajność dysku SSD.

Ponieważ technologie przechowywania informacji na nośnikach półprzewodnikowych rozwijają się bardzo szybko, możliwe, że wszystko, o czym się tutaj dowiedziałeś, jest już uważane za przestarzałe.

Przykładowo, kiedy ten artykuł był jeszcze w trakcie pisania, prym sprzedażą cieszyły się dyski SSD wykonane w technologii MLC. Ale teraz zostały prawie zastąpione dyskami SSD z podobną pamięcią TLC– komórki trzypoziomowe ( Komórka trzypoziomowa). Pamięć TLC ma 8 poziomów, dlatego każda komórka może przechowywać 3 bity informacji (000, 001, 011, 111, 110, 100, 101, 010).

Tabela porównawcza typów pamięci flash: SLC, MLC i TLC.

Z tabeli wynika, że ​​im więcej poziomów jest zastosowanych w komórce, tym wolniej działa pamięć na niej oparta. Pamięć TLC jest wyraźnie gorsza, zarówno pod względem szybkości, jak i „żywotności” - cykli przepisywania.

Tak, nawiasem mówiąc, dyski flash USB od dawna korzystają z pamięci TLC, która choć szybciej się zużywa, jest też znacznie tańsza. Dlatego też ceny pendrive'ów i kart pamięci stale spadają.

Pomimo tego, że dyski SSD produkowane są przez różne firmy pod własną marką, wiele osób kupuje pamięci NAND od niewielkiej liczby producentów.

Producenci pamięci NAND:

Intel/Mikron;

• Toshiba/SanDisk;

  SAMSUNG.

W ten sposób dowiedzieliśmy się, że dyski SSD są wyposażone w trzy różne typy pamięci: SLC, MLC i TLC. Pamięć oparta na komórkach SLC jest szybsza i trwalsza, ale droga. Pamięć oparta na komórkach MLC jest zauważalnie tańsza, ale ma mniejsze zasoby i wydajność. W ogólnej sprzedaży (w momencie redagowania artykułu) znajdują się wyłącznie dyski SSD oparte na pamięciach flash MLC i TLC. Prawie nigdy nie można znaleźć dysków z pamięcią SLC.

Pamięć 3D XPoint i pamięć Intel Optane.

Warto również dodać, że w ostatnim czasie w sprzedaży pojawiły się dyski oparte na nowym typie pamięci nieulotnej. Punkt 3D XPoint(czytaj jako „punkt przecięcia trzech di”). W oparciu o 3D XPoint firma Intel produkuje dyski półprzewodnikowe pod marką Intel Optane. Dwie firmy, Intel i Micron, opracowywały nowy typ pamięci.

3D XPoint to całkowicie nowy typ pamięci nieulotnej, w przeciwieństwie do pamięci NAND, która jest znana od 1989 roku.

3D XPoint charakteryzuje się większą szybkością odczytu i zapisu, ponieważ dostęp do komórki jest możliwy bezpośrednio. Jak już wspomniano, pamięć 3D XPoint nie ma w ogóle tranzystorów, a każda komórka jest w stanie przechowywać 1 bit informacji. Dzięki bezpośredniemu dostępowi nie ma potrzeby stosowania skomplikowanych kontrolerów, które są po prostu niezbędne w dyskach NAND z tranzystorami wielopoziomowymi (MLC, TLC). Ponadto zasób (odporność na zużycie) tej pamięci jest znacznie wyższy niż NAND, który ma tak podstawową wadę, jak wyciek elektronów z komórek.

Ponieważ wydajność dysków Intel Optane przekracza możliwości interfejsu SATA, są one zwykle produkowane w obudowach M.2, a także w postaci dysku SSD do gniazda PCI Express(PCI-E AIC ( karta dodatkowa)). Do współpracy z tego typu napędami zastosowano nowy interfejs NVMe, który zastępuje SATA.

Kontrolery dysków SSD.

W chwili pisania tego tekstu najczęściej używane były następujące kontrolery:

Informacje o instalowaniu systemu Windows na dysku SSD.

Nie zaleca się instalowania systemu Windows XP na dysku SSD, ponieważ ten system operacyjny nie jest przeznaczony do współpracy z dyskami SSD. W Windows 7, 8 i 10 obsługa dysków SSD jest w pełni dostępna. Jednak w celu trwalszej i „poprawnej” pracy dysku SSD z systemem Windows 7 zaleca się sprawdzenie/dostosowanie niektórych parametrów tego systemu.

Gdzie sprawdziliśmy, co to jest, jak działa itp. Nie powiedzieliśmy jednak, że dyski twarde w rzeczywistości przekroczyły już swój potencjał wzrostu zarówno pod względem wolumenu, jak i wydajności, i zostały zastąpione nowoczesnymi dyskami półprzewodnikowymi lub dyskami SSD. Pomimo tego, że dyski HDD są w dalszym ciągu dość powszechne, dużą popularnością cieszą się również dyski SSD, które stopniowo wypierają z rynku przestarzałe technologie.

Ponieważ temat jest popularny i aktualny, w dzisiejszym artykule przyjrzymy się dyskom SSD: dowiemy się, czym są, jakie są cechy ich działania, ogólnie charakterystyka - jak zwykle. Zaczynajmy.

Co to jest dysk SSD

Dysk SSD - komputerowe niemechaniczne urządzenie pamięci masowej składające się z układów pamięci i mikrokontrolera. Pochodzi z angielskiego Solid State Drive, co dosłownie oznacza dysk półprzewodnikowy.

W tej definicji każde słowo ma znaczenie. Urządzenie niemechaniczne oznacza, że ​​nie ma części mechanicznych – nic w nim się nie porusza, nie brzęczy ani nie hałasuje. W rezultacie nic się nie zużywa ani nie zużywa. Ponieważ dyski SSD zastąpiły tradycyjne dyski mechaniczne, ta właściwość jest bardzo ważna. Stare dyski cierpiały na wibracje podczas pracy, ale dyski półprzewodnikowe nie.

Układy pamięci służą do przechowywania informacji. Kontroler na dysku umożliwia odbieranie danych z komórek pamięci i zapisywanie do nich, przesyłanie danych do Wspólny interfejs komputerze, niezależnie od specyfiki działania pamięci multimedialnej. Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że gigantyczny dysk flash jest tym, czym jest dysk SSD, ale tylko z mnóstwem bezużytecznych komponentów.

Do czego służy dysk SSD?

W każdym komputerze dysk SSD zastępuje zwykły dysk twardy. Działa szybciej, ma niewielkie wymiary i nie wydaje dźwięków. Wysoka prędkość ładowania aplikacji i systemu operacyjnego zwiększa komfort pracy z komputerem.

Czym jest dysk SSD w laptopie, gdzie liczy się każdy wat energii? Oczywiście jest to przede wszystkim bardzo ekonomiczny nośnik danych. Jest w stanie pracować dłużej na naładowanym akumulatorze. Ponadto ma bardzo małe rozmiary, co pozwala na włączenie go do najbardziej kompaktowych konfiguracji sprzętowych.

Z czego składa się dysk SSD?

Mała obudowa, w której znajduje się mała płytka drukowana, to zewnętrzny dysk SSD. Na tej płycie przylutowanych jest kilka układów pamięci i kontroler. Z jednej strony tego pudełka znajduje się specjalne złącze - SATA, które pozwala na podłączenie dysku SSD jak każdego innego dysku.

Układy pamięci służą do przechowywania informacji. Nie jest to coś, co jest na każdym komputerze. Pamięć na dysku SSD może przechowywać informacje nawet po jego wyłączeniu. Pamięć dysków SSD jest pamięcią nieulotną. Podobnie jak w przypadku zwykłego dysku, dane przechowywane są na płytach magnetycznych, tutaj dane są przechowywane w specjalnych mikroukładach. Zapisywanie i odczytywanie danych jest o rząd wielkości szybsze niż przy pracy z mechanicznymi talerzami dyskowymi.

Kontroler na dysku jest wysoce wyspecjalizowanym kontrolerem, który może bardzo efektywnie dystrybuować dane w mikroukładach. Wykonuje również niektóre operacje serwisowe polegające na czyszczeniu pamięci dyskowej i redystrybucji ogniw w przypadku ich zużycia. Aby pracować z pamięcią, bardzo ważne jest terminowe wykonywanie operacji serwisowych, aby informacje nie zostały utracone.

Pamięć buforowa, podobnie jak na zwykłych dyskach, służy do buforowania danych. Jest to szybka pamięć RAM na dysku SSD. Dane są najpierw wczytywane do pamięci buforowej, modyfikowane w niej, a następnie dopiero zapisywane na dysk.

Jak działa dysk SSD?

Zasada działania dysku SSD opiera się na specyficznym działaniu komórek pamięci. Najpopularniejszym obecnie typem pamięci jest NAND. Dane są przetwarzane w blokach, a nie w bajtach. Komórki pamięci mają ograniczony zasób cykli przepisywania, to znaczy im częściej dane są zapisywane na dysku, tym szybciej ulegają one awarii.

Odczyt danych jest bardzo szybki. Sterownik określa adres bloku, który należy odczytać i uzyskuje dostęp do żądanej komórki pamięci. Jeśli na dysku SDD zostanie odczytanych kilka niesekwencyjnych bloków, nie wpływa to w żaden sposób na wydajność. Odnosi się po prostu do innego bloku pod jego adresem.

Proces rejestracji danych jest bardziej złożony i składa się z szeregu operacji:

• wczytanie bloku do pamięci podręcznej;
• zmiana danych w pamięci podręcznej;
• przećwiczenie procedury kasowania bloku w pamięci nieulotnej;
• zapisanie bloku do pamięci flash pod adresem obliczonym przez specjalny algorytm.

Zapisanie bloku wymaga wielokrotnego dostępu do komórek pamięci na dysku SSD. Pojawia się dodatkowa operacja polegająca na oczyszczeniu bloku przed nagraniem. Aby zapewnić równomierne zużycie komórek pamięci flash, sterownik wykorzystuje specjalny algorytm obliczający numery bloków przed zapisem.

Operacja kasowania bloku (TRIM) jest wykonywana przez dyski SSD w czasie bezczynności. Ma to na celu skrócenie czasu potrzebnego na zapisanie bloku na dysk. Podczas zapisu algorytm jest optymalizowany poprzez usunięcie kroku kasowania: blok jest po prostu oznaczany jako wolny.

Systemy operacyjne niezależnie wykonują polecenie TRIM, które prowadzi do czyszczenia takich bloków.

Rodzaje dysków SSD

Wszystkie dyski SSD dzielą się na kilka typów w zależności od interfejsu, przez który są podłączone do komputera.

• SATA – dyski podłącza się do komputera za pomocą tego samego interfejsu, co zwykłe dyski twarde. Wyglądają jak dyski do laptopów i mają rozmiar 2,5 cala. Opcja mSATA jest bardziej miniaturowa;
• PCI Express – podłącz jak zwykłe karty graficzne lub karty dźwiękowe do gniazd rozszerzeń komputera na płycie głównej. Mają wyższą wydajność i najczęściej instalowane są na serwerach lub stacjach obliczeniowych;
• M.2 – miniaturowa wersja interfejsu PCI-Express.

Nowoczesne dyski SSD korzystają głównie z pamięci NAND. Ze względu na rodzaj można je podzielić na trzy grupy, które pojawiły się chronologicznie: SLC, MLC, TLC. Im nowsza stawała się pamięć, tym niższa była niezawodność jej komórek. Jednocześnie zwiększono wydajność, co pomogło obniżyć koszty. Niezawodność dysku zależy całkowicie od działania kontrolera.

Nie wszyscy producenci dysków SSD sami produkują pamięć flash dla swoich urządzeń. Ich pamięci i kontrolery produkują: Samsung, Toshiba, Intel, Hynix, SanDisk. Niewielu użytkowników słyszało o dysku SSD wyprodukowanym przez firmę Hynix. Znany producent pendrive'ów Kingston wykorzystuje w swoich dyskach pamięci i kontrolery firmy Toshiba. Sam Samsung opracowuje technologie produkcji pamięci i kontrolerów oraz wyposaża w nie swoje dyski SSD.

Specyfikacje dysków SSD

Prawie wymyśliliśmy dyski SSD, pozostaje tylko porozmawiać o cechach. Więc:

• Pojemność dysku . Zazwyczaj ta cecha jest wskazywana przez wartość, która nie jest wielokrotnością potęgi dwójki. Na przykład nie 256 GB, ale 240. Albo nie 512 GB, ale 480 GB. Wynika to z faktu, że kontrolery dysków rezerwują część pamięci flash w celu zastąpienia bloków, które wyczerpały swoje zasoby. Dla użytkownika taka zamiana następuje niezauważona i nie traci on danych. Jeśli rozmiar dysku wynosi 480 GB lub 500 GB, wówczas pamięć flash na dysku wynosi 512 GB, po prostu różne kontrolery rezerwują jej różną ilość.
• Szybkość dysku . Prawie wszystkie dyski SSD mają prędkość 450 - 550 MB/s. Wartość ta odpowiada maksymalnym prędkościom interfejsu SATA, przez który są podłączone. SATA jest powodem, dla którego producenci nie starają się masowo zwiększać prędkości odczytu. Szybkość zapisu w aplikacjach jest znacznie niższa. Producent zazwyczaj podaje w specyfikacjach dokładnie prędkość nagrywania na pustych nośnikach.
• Liczba układów pamięci . Wydajność zależy bezpośrednio od liczby układów pamięci: im więcej, tym większa liczba operacji, które można wykonać jednocześnie na jednym dysku. W jednej linii dysków prędkość zapisu zwykle wzrasta wraz ze wzrostem pojemności dysku. Wyjaśnia to fakt, że bardziej pojemne modele mają więcej układów pamięci.
• Typ pamięci . Droższa i niezawodna pamięć MLC, mniej niezawodna i tańsza TLC, a także własny rozwój Samsunga - „3D-NAND”. Te trzy typy pamięci są obecnie najczęściej stosowane w urządzeniach pamięci masowej. W dużej mierze na nowoczesnych Dyski SSD Niezawodność działania zależy od jakości sterownika.

wnioski

Pomimo podobieństwa do gigantycznego pendrive'a, dyski SSD zawierają w sobie cały szereg nowoczesnych technologii, dzięki którym wykazują znaczny wzrost wydajności bez utraty niezawodności. Praca z komputerem po zainstalowaniu systemu na takim dysku staje się znacznie wygodniejsza.