▷ Što je ssd, kako djeluje i čemu služi?

Tvrdi diskovi, ili bolje rečeno, SSD diskovi ili SSD-ovi su tu da ostanu. Gotovo svi korisnici koji kupuju novu opremu mogu unutar nje pronaći ovu jedinicu za odlaganje. Ali što je zapravo SSD i kako to funkcionira ? U ovom ćemo članku detaljno govoriti o ovom elektroničkom elementu i što ga razlikuje od dobro poznatih tvrdog diska.

Sadržaj indeks

Od nekoliko godina nadalje imali smo sreću doživjeti velike promjene na našim računalima. Prvo su bili višejezgreni procesori i njihova arhitektura. To je dovelo do sve brže i brže opreme, poboljšanih grafičkih kartica, RAM-a. Ali još uvijek je bilo ogromno usko grlo u našem timu i to nije bilo ništa drugo do tvrdi disk. Sa čitavim računalom punim integriranih krugova, unutra smo još uvijek imali mehanički element.

Stoga bi bilo beskorisno imati izuzetno brz procesor ako je pristup sadržaju podataka stvarno spor. Iz ovog i drugih razloga, industrija digitalne pohrane započela je s radom i posljedično sniziti troškove stvaranja ove nove vrste jedinica. Kako su mu se smanjivali troškovi, tako se povećao i kapacitet za pohranu podataka, kao i njegova pouzdanost.

Ovih dana već imamo ovaj element praktički standardiziran i uobičajen u novoj novoj opremi. I to po relativno pristupačnoj cijeni. Ako želite brzo računalo, tada ga morate imati za svoj operativni sustav. Pa da vidimo o čemu se radi u ovim SSD pogonima.

Što je SSD

SSD uređaj (SSD) (SSD uređaj) je uređaj za pohranu podataka koji se temelji na korištenju nehlapljive memorije ili uobičajeno nazivane flash memorije. Tako zamjenjuju magnetske diskove tradicionalnih tvrdih diskova.

Ove flash memorije, nasljednici starog EEPROM-a, omogućuju operacije čitanja i pisanja više memorijskih mjesta u istoj operaciji, povećavajući na taj način brzinu u odnosu na EEPROM memorije, koje su u svakoj operaciji mogle čitati samo jednu memorijsku ćeliju.

Upotreba flash memorije uključuje upotrebu čipova za pohranu memorije. Eliminirajući pokretne dijelove normalnog tvrdog diska znatno ćemo povećati njegov pristup i brzinu pisanja.

U 2010. godini ta su izvješća napravila još jedan skok, koji je stvarno doveo do smanjenja troškova proizvodnje, a samim tim i pristupačnosti tih korisnika. Korištenje NAND vrata za proizvodnju ovih flash memorija.

Jedna od najupečatljivijih karakteristika logičkog vrata NAND (AND ili obrnuto Y) je ta što može zadržati podatke unutar sebe čak i kad je nestala struja.

Ove NAND kapije izrađene su korištenjem tranzistora s plutajućim vratima, što je stavka u kojoj se pohranjuju bitovi. U slučaju RAM memorije, ovim tranzistorima je potrebno kontinuirano napajanje za održavanje svog stanja, a ne u flash memorijama. Kad se tranzistor s plutajućim vratima učita, ima unutra 0, a kad je istovaren ima 1.

Ova su sjećanja organizirana u matričnom obliku, koji zauzvrat nastaje nizom uzastopnih kapija NAND-a. Nazivamo kompletan blok matrice, a redovi koji čine matricu nazivamo stranicama. Svaki od ovih redaka ima kapacitet za pohranu između 2 KB i 16 KB. Ako svaki blok ima 256 stranica, imat ćemo veličinu između 256 KB i 4 MB.

Razlika između SSD-a i RAM-a

Uz to, prvo što mi padne na pamet je RAM memorija. Kao što znamo, ova vrsta memorije koristi se za opskrbu podataka i programa u procesor. Kad isključimo računalo, RAM memorija je potpuno prazna za razliku od SSD pogona.

Razlika je u upotrebi NAND kapija. Ti logički elementi pohranjuju unutarnje posljednje električno stanje, a također ostaju i bez napajanja električnom energijom.

Proizvodne tehnologije

U osnovi postoje dvije tehnologije skladištenja za proizvodnju ovih uređaja. Počelo je eksperimentiranje s pogonima temeljenim na RAM-u. To je zahtijevalo element koji ih je neprestano opskrbljivao energijom kako ne bi izgubili podatke.

Zbog ovih ograničenja DRAM tehnologija u ovim jedinicama uklonjena je pojavom NAND kapija s nehlapljivim spremištem. Ovo se trenutno koristi i postoje tri različite proizvodne tehnologije:

SLC ili ćelija pojedinačne razine

Pomoću ove metode moguće je pohraniti jedan bit podataka za svaku memorijsku ćeliju. Njegova konstrukcija izrađena je od pojedinačnih silikonskih rezanja pomoću kojih dobivate tanki memorijski čip i jednu razinu skladištenja. Prednosti ovih čipova su veća brzina pristupa podacima, veća dugovječnost i manja potrošnja energije. S druge strane, imaju niži kapacitet memorije, pa će biti potrebno izgraditi veći broj krmača, čime se povećavaju troškovi njihove izgradnje.

Za sada je njegova proizvodnja ograničena na industrijska i okruženja klastera poslužitelja u kojima kvaliteta pohrane mora biti bolja.

MLC ili ćelija na više razina

Ova metoda izrade upravo je suprotna prethodnoj. Svaki memorijski čip proizveden je slaganjem silikonskih rezina kako bi formirali jedan višerazinski čip. Kako su njegove prednosti one veće memorijske sposobnosti po čipu, moguće je pohraniti dva bita za svaku ćeliju, što čini ukupno 4 različita stanja. A također i jeftiniji trošak proizvodnje.

Kao nedostatke navodimo upravo suprotno nego u prethodnom slučaju: sporiji pristup i čipovi manje trajnosti.

TLC ili ćelija s trostrukom razinom

U ovom slučaju, proizvodni proces uspijeva implementirati 3 bita za svaku ćeliju, omogućujući pohranjivanje do 8 stanja. Proizvodna cijena je jeftinija, a pristup sadržajima manje učinkovit. Oni su, dakle, najjeftinije jedinice koje možete nabaviti, ali s ograničenim životom stanica na oko 1000, piše.

TRIM tehnologija

Predmet koji čeka na SSD jedinicama je upravo njihova trajnost. Memorije ćelije se degradiraju za svako pisanje i brisanje koje se na njima napravi, to uzrokuje brzo korištenu često korištene pogone što dovodi do kvarova integriteta datoteke i gubitka datoteka.

Postupak brisanja datoteka s SSD-a prilično je složen. Sadržaj možemo pisati na razini retka, ali možemo ga izbrisati samo na razini bloka. To znači da ako u ovom bloku postoje korisne datoteke uz one koje moraju biti izbrisane, one će se također izbrisati.

Kako bi se spriječilo brisanje valjanih datoteka, te datoteke treba snimiti i spremiti u novi redak, zatim izbrisati blok, a zatim ponovno upisati važeće podatke tamo gdje su prethodno bili. Posljedica svega ovog procesa je daljnja degradacija memorijskih ćelija potrebnim dodatnim zapisima i brisanjima.

Kao odgovor na to nastaju tehnologije poput TRIM-a. TRIM omogućuje komunikaciju između operativnog sustava i jedinice za pohranu, tako da sam sustav govori taj SSD koji mora izbrisati. Kad izbrišemo podatke u sustavu Windows, podaci se ne brišu fizički, već umjesto toga stječu vlasništvo nad nekorišćenjem. To omogućava umanjivanje procesa pisanja i fizičkog brisanja memorijskih ćelija. Od Microsofta ova se tehnologija provodi od Windows 7.

Fizičke komponente SSD pogona

Što se tiče komponenata SSD pogona, možemo spomenuti tri kritična elementa:

Kontroler: procesor zadužen za administraciju i upravljanje radnjama koje se provode na memorijskim modulima NAND.

Predmemorija: Također u ovoj vrsti jedinica nalazi se DRAM memorijski uređaj koji ubrzava proces prijenosa podataka s jedinice na RAM i procesor.

Kondenzator: Kondenzatori imaju funkciju održavanja integriteta podataka kada dođe do naglog prekida napajanja. Ako se podaci pokreću zbog reza, zahvaljujući kondenzatorima moguće je pohraniti ove podatke kako bi se izbjegao gubitak.

Tehnologije spajanja

SATA

Uobičajeni SSD-ovi imaju istu tehnologiju povezivanja kao i normalni tvrdi diskovi, to jest, koriste SATA 3 priključak za povezivanje s njima na matičnu ploču. Na ovaj način imat ćemo prijenos od 600 MB / s.

PCI-Express

No postoji još jedna, brža tehnologija povezivanja i komunikacije, pod nazivom NVMe. Pomoću ove metode jedinice će biti izravno povezane na PCI-Express utore za proširenje na našoj matičnoj ploči. Na ovaj način moguće je postići brzinu prijenosa do 2 GB / s pri čitanju i 1, 5 GB / s u pisanom obliku.

Kao što je normalno, ti tvrdi diskovi nemaju tipični 2, 5-inčni oblik pravokutne enkapsulacije, ali izgledaju kao kartice za proširenje poput hvatača ili grafičkih kartica bez grijača.

M.2

Ovo je novi komunikacijski standard namijenjen zamjeni vrste SATA u srednjem i kratkom roku. Koristi i SATA i NVMe komunikacijske protokole. Ove jedinice izravno su povezane s određenim priključkom koji se nalazi na matičnoj ploči. Na taj način izbjegavamo zauzeti PCI-E slotove i imat ćemo određene portove. Ovaj standard nema brzinu PCI-E, ali je puno veći od SATA i već postoje pogoni svih proizvođača po umjerenim cijenama.

Očekuje se razmatranje SSD-a

Kada kupujemo SSD moramo znati i njegove prednosti i nedostatke i je li naš sustav prikladan.

Datotečni sustavi

Kao što smo vidjeli, upravljanje SSD pogonom prilično se razlikuje od onog koji smo vidjeli za normalne tvrde diskove. Zbog toga su tradicionalni datotečni sustavi imali potrebu ažurirati svoju internu operativnu strukturu kako bi odgovarali potrebama ovih pogona. Da nije bilo toga, prouzročilo bi brzu degradaciju postrojbi drastično skrativši im život.

NTFS

Jasan primjer je Windows datotečni sustav. Jedna od prvih optimizacija koja je primijenjena jer je Windows Vista ispravno uskladio particiju sa sustavom. To je omogućilo izvršavanje dodatnih operacija čitanja i pisanja jer je organizacija sektora različita u mehaničkim jedinicama i SSD-u.

U kasnijim verzijama sustava Windows 7 sustavi implementiraju poboljšanja za SSD diskove kao što su onemogućivanje defragmentera datoteka, usluga Superfetch, ReadyBoost i uvođenje naredbe TRIM kako bi se produljio život SSD-a.

Prednosti SSD-a nad mehaničkim diskom

• Čitanje / pisanje: Značajno povećanje osnovnih operacija uklanjanjem mehaničkih komponenti. Njegova najznačajnija i najznačajnija karakteristika. Otvaranje aplikacija i datoteka: izravno iz gore navedenog proizlazi da se aplikacije i datoteke otvaraju mnogo brže i vrijeme pokretanja računala drastično će pasti. Neuspjesi i sigurnost: Vrijeme između kvarova znatno se povećava i sigurnost transakcija povećava se čišćenjem podataka i nema varijacija u performansama kada je jedinica puna ili prazna. Brisanje datoteka također je sigurnije, jer se fizički izbrišu datoteke koje se ne mogu povratiti. Energija: trebat će manju potrošnju energije i proizvodnju topline. Buka: budući da nema mehaničkih elemenata, proizvodnja buke bit će nula. Težina i otpornost: smanjujući mehaničke komponente i veličinu, njihova je težina manja, a otpornost na udarce mnogo bolja.

Nedostaci SSD-a

• Korisni vijek: ove jedinice obično imaju manje korisnog vijeka od tradicionalnih diskova. Ovo se odnosi na intenzitet upotrebe koji se daje tim proizvodnim tehnologijama. Cijena: Cijena po GB znatno je viša od tradicionalnih diskova. Tako pronalazimo mnogo niže diskove s većim cijenama. Kapacitet pohrane: Tvrdi diskovi i dalje postoje na tržištu s manjim kapacitetom za pohranu od mehaničkih pogona. Ne zbog hardverskih ograničenja (jer je prije nekog vremena objavljeno da je Nimbus Data planirao izgraditi SSD od 100 TB), već zbog njihovih troškova. Oporavak podataka: Kao što je rečeno u prednostima, SSD-ovi trajno brišu datoteke, a to je i nedostatak ako želimo obnoviti izbrisane datoteke. Unatoč tome, TRIM tehnologija pruža nam priliku u tom pogledu. Katastrofalni nedostaci: dok se mehanički diskovi postupno razgrađuju i to možemo primijetiti, SSD diskovi prestaju bez upozorenja i ta je pogreška potpuna i konačna. Tako ćemo izgubiti datoteke gotovo potpuno sigurno. Zadaci održavanja: U ovom su slučaju ovi zadaci vrlo štetni za tvrdi disk. Defragmentacija SSD-a nema smisla, ali nije preporučljivo konfigurirati dio prostora u virtualnu memoriju. Zbog ovog se procesa trošenje još više.

Ako želite znati sve detalje o mehaničkim tvrdim diskovima, preporučujemo naš članak:

Ovim završavamo objašnjenje o tome što je SSD i kako funkcionira. Je li vam bila korisna? Imate li kakvih pitanja? ?