Что такое SSD диск и для чего он нужен — подробно

Что такое SSD?

На прошлой неделе у нас вышла статья о HDD, где мы разбирали что это такое, как работает и т.д. Но мы не сказали о том, что жесткие диски, на самом деле, уже изжили свой потенциал роста как объемов, так и производительности, а им на смену пришли современные твердотельные накопители или – SSD. Несмотря на то, что HDD еще довольно распространены, SSD также стали весьма популярны, и постепенно вытесняют устаревшую технологию с рынка.

Так как тема популярна и актуальна, в сегодняшней статье разберемся с SSD: узнаем что это такое, какие особенности их работы, характеристики, в общем – как обычно. Начнем.

Что такое ССД диск

SSD диск — это твердотельный накопитель, который сохраняет информацию на микросхемах, сделанных по технологии энергонезависимой NAND флеш памяти. Именно такой тип памяти используется в флеш накопителях и SD картах. Т.е. по своей сути ССД можно назвать большой флешкой.

В сравнении с привычным жестким диском HDD, данный носитель намного быстрее считывает и записывает информацию, благодаря технологии хранения данных на микросхемах, а не на магнитных дисках со считывающей головкой — может быть изготовлен в разных форм факторах и с разными типами подключения, что дает возможность устанавливать такой тип носителя в огромное количество устройств, мини компьютеров и ноутбуков. Подробнее о том, как работают HDD можете прочитать в статье о дефрагментации диска.

Конструкция

В данном накопителе можно выделить три основных элемента:

1. Контроллер — главный компонент — мозг всего ССД устройства. Именно от него будет зависеть скорость записи и чтения, какая поддерживается память, следить за износом ячеек, распределять равномерно нагрузку и т.д.

2. Микросхемы памяти. Чаще всего используется энергонезависимая NAND память, но бывает и зависимая RAM. NAND память различается по типам — подробнее об этом читайте ниже.

3. Буферная память (RAM). Предназначена для временного хранения данных и корректной работы носителя. Важна для скорости работы самого устройства — стабилизирует при сильных нагрузках.

Преимущества SSD дисков

1. Отличная скорость работы. Она настолько ощутима, что это самый главный плюс в пользу приобретения такого диска. Так, например, скорость полной загрузки Windows 7 со всеми программами на таком диске 19 сек., а на HDD 49 сек.

2. Много форм-факторов, компактный размер. Можно установить в mini ITX корпус, в старенький ноутбук или другое устройство.

3. Нет шума, совсем. Такие накопители не обладают движущимися деталями.

4. Не такие хрупкие и ломающиеся, как привычные HDD накопители. Так, если уронишь простой HDD, то скорее всего магнитная пластина в нем будет повреждена, а вот ССД нужно будет постараться сломать.

5. Низкое потребление энергии. Так, установив такой накопитель себе в ноутбук, вы можете немного увеличить время его автономной работы.

Минусы SSD

1. Одна и та же емкость будет дороже по сравнению с HDD. Но, я бы не назвал это минусом, так как, нет смысла на таких носителях хранить, например, фильмы. Их стоит устанавливать для системы, программ и игр. А для таких целей хватит и моделей от 120 Гб.

2. Небольшое количество циклов записи. Срок официальной гарантии обычно от 3 до 5 лет, но на самом деле они работают намного дольше, по крайне мере пользователи в сети пользуются ими очень долго и отзывы только положительные. Ведь все зависит от того, сколько данных вы прогоняете через такой диск. В любом случае почти все ССД диски про запас оставляют 20% резервной памяти на случай утраты каких-либо ячеек памяти, чтобы вы не вдруг не потеряли свои данные.

3. При скачке напряжения и повреждении — очень тяжело восстановить информацию если повредится микросхема, восстановить данные из нее крайне сложно. Не стоит переживать владельцам ноутбуков, так как, там есть защита от таких ситуаций и обладателям бесперебойного блока питания.

реклама

SSD не имеют механически подвижных элементов и состоят из распаянных на плате нескольких чипов и мелких электронных компонентов. Они бесшумны, более удароустойчивые и значительно быстрее HDD. Но SSD объёмом один терабайт стоит значительно дороже терабайтного жёсткого диска. А хранение информации на них в выключенном состоянии не столь долговременно. Поэтому если вы решили купить SSD и, скинув на него семейный архив, убрать его на хранение шкаф, то передумайте это делать.

Конечно, вы обо всём этом слышали, но звучит не слишком убедительно. Зачем платить больше за меньший объём. Есть такое выражение: «Кто пересел на SSD, тот на HDD уже никогда не вернётся». Оно абсолютно верно! Вы испытаете тот самый «Вау-эффект». Я не говорю о более быстрой загрузке Windows. Хоть и многие об этом говорят, но я не вижу особой разницы в загрузке системы за 15 секунд или за минуту. Ведь я включаю компьютер не для того, чтобы вызвать пожарных. Я говорю об общем отклике системы и гораздо более комфортном использовании компьютера. При использовании SSD программы открываются мгновенно, компьютер перестаёт «задумываться» или, проще говоря, тормозить. Конечно, при условии, что в системе нет других «узких мест». Но многие подтвердят, что если установить SSD на старенький слабый ноутбук, то он обретает новое дыхание. Что касается разницы в надёжности между SSD и HDD, то тут нет победителей. И те и те могут выйти из строя мгновенно или постепенно по разным причинам. Да, в отличие от SSD восстановить информацию с неисправного HDD более вероятно, но стоит это безумных денег и мало касается домашнего сектора. SSD, истратившие свой ресурс флеш-памяти, но продолжающие работать, как правило, уходят в режим чтения и позволяют сохранить информацию перед их уходом в цифровой загробный мир. Но прощаться со своим HDD и выкидывать его или продавать не стоит. Идеальным вариантом для него станет покупка внешнего контейнера для него с отдельной кнопкой включения. Вы можете подключить его к вашему компьютеру и положить рядом на стол в удобное место. На нём вы сможете хранить так называемый «бэкап» — это копии ваших видео, фото, документов, образов программ и операционной системы. Но не забудьте убедиться, что ваш HDD пребывает в полном здравии. Сделать быстро, навскидку это можно при помощи программы Crystaldiskinfo.

Работа с твердотельным накопителем

После удачной покупки и успешной установки системы на SSD вы включите компьютер и удивитесь, как быстро всё стало работать. Чтобы подобная прыть сохранялась как можно дольше, следуйте простым правилам по эксплуатации твердотельных накопителей:

• Устанавливайте систему, которая поддерживает команду TRIM (Windows 7 и выше, Mac OS X 10.6.6, Linux 2.6.33).
• Старайтесь не заполнять диск полностью – скорость записи снизится и не восстановится (актуально для контроллера SandForce).
• Храните личные файлы на HDD. Не убирайте жесткий диск, если он работает – храните на нем музыку, фильмы, фотографии и другие данные, доступ к которым не требует высокой скорости.
• Увеличьте объем оперативной памяти и по возможности не используйте файл подкачки.

Следуя этим простым правилам, вы продлите срок службы твердотельного накопителя и сможете избежать преждевременного снижения скорости его работы.

Особенности конструкции, преимущества дисков SSD

Чтобы понять, зачем ставить SSD накопитель, необходимо разобраться с основными преимуществами таких дисков. Не помешает знать и главные недостатки этих гаджетов.

Конструкция дисков HDD и SSD

Самым главным отличием SSD от традиционных жестких дисков является иной принцип устройства и работы. В отличие от НЖМД, в конструкции твердотельных носителей нет каких-либо механических компонентов. Для записи данных используются массивы высокоскоростной флэш-памяти, доступ к которой обеспечивает внутренний контролер. Такая конструкция наделяет SSD рядом преимуществ, недоступных классическим HDD.

• Бесшумность. Благодаря отсутствию подвижных элементов, в процессе работы SSD не издает звуков.
• Устойчивость к встряскам. В отличие от HDD, где в процессе перемещения устройства или падения магнитная головка может поцарапать поверхность диска (тем самым повредив ее и хранящиеся данные), SSD меньше уязвим. Конечно, вследствие удара по корпусу может произойти нарушение контакта между компонентами, но накопитель, спрятанный внутри компьютера или ноутбука, защищен от этого в достаточной мере.
• Малое энергопотребление. Основной потребитель энергии в ЖД – это мотор, приводящий в движение диски. Он вращается со скоростью 5, 7 или 10 тысяч оборотов в минуту и расходует до 95 % всей электроэнергии, поданной на накопитель. Таким образом, SSD является до 10 раз более экономным, что особо актуально для тонких ноутбуков.
• Высокая скорость чтения/записи. Магнитный метод записи данных достиг предела совершенства. Больше 100-200 Мб/сек в режиме последовательной записи, без снижения срока службы, наращивания габаритов, увеличения энергопотребления и роста цены, получить от жесткого диска невозможно. Флэш-память SSD не имеет данного минуса и работает до 10 раз быстрее.
• Стабильная скорость работы. Если информация на традиционном ЖД записана на физически разные диски (их конструкции HDD 2 и более) или их участки – происходит задержка, вызванная необходимостью перемещения считывающей головки. Скорость работы из-за этого значительно снижается. Аналогичная задержка при чтении ячеек массива флэш-памяти SSD составляет миллионные доли секунды и не влияет существенно на общую производительность.

Сравнение скорости работы, общей производительности и задержек SSD и HDD

Что такое SSD-диск

«Сухим языком» определение SSD-диска звучит так: твердотельный накопитель (SSD, solid-state drive) — компьютерное немеханическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти.

Вряд ли прониклись этим скупым определением. Теперь попробую объяснить что такое SSD-диск другим языком , как говорят — на пальцах.

Зайду из далека… Сперва нужно вспомнить (или узнать в первый раз) что такое обычный компьютерный жёсткий диск (его ещё называют винчестером).

Жёсткий диск (HDD) — это то устройство в компьютере, которое хранит все данные (программы, фильмы, изображения, музыку… саму операционную систему Windows) и выглядит он следующим образом…

Информация на жесткий диск записывается (и считывается) путём перемагничивания ячеек на магнитных пластинах, которые вращаются с дикой скоростью. Над пластинами (и между ними) носится, как перепуганная, специальная каретка со считывающей головкой.

Всё это дело жужжит и двигается постоянно. Вдобавок это очень «тонкое» устройство и боится даже простого колыхания во время своей работы, не говоря уже о падении на пол, например (считывающие головки встретятся с вращающимися дисками и привет хранящейся информации на диске).

Читайте также на сайте:

А вот теперь выходит на сцену твёрдотельный накопитель (SSD-диск). Это тоже устройство для хранения информации, но основанное не на вращающихся магнитных дисках, а на микросхемах памяти, как говорилось выше. Такая себе, большая флешка.

Ничего вращающегося, двигающегося и жужжащего! Плюс — просто сумасшедшая скорость записичтения данных!

Слева — жёсткий диск, справа — SSD-диск.

Что такое SSD?

SSD (Solid state drive) – это накопитель, в котором нет движущихся элементов, таких как в обычном жестком диске. Для хранении памяти в SSD используется флеш-память. Простыми словами, это такая большая флешка. Основные преимущества SSD накопителей, это скорость работы, устойчивость к механичным повреждениям, малое энергопотребление. Из минусов, высокая цена и небольшое время работы на отказ.

Скорость чтения и записи информации. По сравнению с обычными жесткими дисками, SSD работают на большой скорости. Для примера, накопитель подключенный по интерфейсу SATAIII работает на скорости 500 МБ/с. Это впечатляет, и это не придел и не весь потенциал SSD . Операционная система на таких накопителях загружается за считанные секунды.

Устойчивость к механичным повреждениям. Вы наверное знаете, что жесткие диски очень не любят разных удавов, сильных вибрация и т. д. Особенно в ноутбуках, HDD очень часто начинают “сыпаться”. Как я уже писал, в SSD нет активных элементов, поэтому он не боится механических повреждений, конечно же в разумных пределах. Мне это очень нравится, установив такой накопитель в ноутбук, можно не боятся переносить ноутбук включенными и т. д.

Бесшумная работа. При работе SSD накопитель не издает никаких звуков. Вы наверное знаете, что обычные жесткие диски во время работы издают шум.

Низкое энергопотребление. По сравнению с HDD, SSD использует меньше электроэнергии, для ноутбуков это очень актуально.

Твердотельный накопитель

Твердотельный накопитель (или SSD) — устройство, использующее для хранения информации флеш-память.

Существует 4 типа флеш-памяти применяемых в SSD:

1. SLC (Single-Level Cell) — память с одноуровневой структурой ячеек. В ячейке SLC памяти может храниться только 1 бит. SLC-память характеризуется высокой надежностью и скоростью доступа к данным, большим числом циклов перезаписи, а также высокой стоимостью (цена за 1 ГБ памяти).
2. MLC (Multi-Level Cell) — память с многоуровневой структурой ячеек. В одной ячейке MLC памяти может храниться 2 бита. MLC память обладает меньшей надежностью и выносливостью (количество циклов перезаписи), но при этом и стоит дешевле чем SLC.
3. TLC (Triple-Level Cell) — память с тремя битами в ячейке. Следующая ступень развития флеш-памяти. Обладает меньшим количеством циклов перезаписи и скоростью доступа к данным. Но цена за гигабайт памяти гораздо ниже, чем у MLC.
4. QLC (Quad-Level Cell) — память с возможностью хранить 4 бита в одной ячейке. Последняя (на текущий момент) ступень развития флеш-памяти. По сравнению с предшественниками, обладает меньшей надежностью и скоростью доступа к данным, но гораздо привлекательнее по соотношению стоимость/объем памяти.

Помимо различных типов ячеек для флеш-памяти существует такое понятие, как многослойность. До определенного момента времени производитель наращивал емкость кристалла памяти за счет увеличения количества бит в одной ячейке и уменьшения физического размера ячейки (техпроцесс). Но бесконечно уменьшать размер ячеек нельзя, как и увеличивать их плотность.

На смену двумерной (планарной) памяти пришла трехмерная многослойная память 3D NAND. Сейчас производители освоили процесс производства 96-слойной флеш-памяти 3D NAND, а также представили образцы 128-слойной флеш-памяти.

Кроме типа флеш-памяти есть еще один важный момент, на который необходимо обратить внимание при выборе SSD накопителя — используемый контроллер.

Контроллер управляет операциями чтения/записи данных в ячейки памяти, следит за их состоянием, выполняет коррекцию ошибок, выравнивание износа ячеек, а также другие вспомогательные функции.

В зависимости от используемого контроллера, показатели скорости работы двух SSD, построенных на одной и той же памяти, могут значительно различаться в пользу накопителя с более современным контроллером.

На момент написания статьи актуальными котроллерами являются: SMI SM2263XT, SMI SM2262EN, Phison PS5012-E12, Phison PS5008-E8, Realtek RTS5762, RTS5763DL, Marvell 88ss1093, Samsung Phoenix.

1) SSD накопители SATA — подключаются по интерфейсу SATA3, скорость линейной записи достигает 500 Мбайт/с, чтения — 540 Мбайт/с. Данные накопители можно встретить в ПК и ноутбуках средней ценовой категории.

2) SSD накопители M.2.

2.1) Без поддержки NVMe — подключаются в M.2 разъем, скорость линейной записи достигает 530 Мбайт/с, чтения — 560 Мбайт/с.

2.2) С поддержкой NVMe — подключаются в M.2 разъем, скорость линейной записи достигает 2500 Мбайт/с, чтения — 3400 Мбайт/с. Встречаются в компьютерах и ноутбуках средне-высокого ценового диапазона.

3) SSD накопители PCI-E — подключение выполняется через разъем PCI-E(в большинстве своем это адаптер PCI-E в который установлен SSD M.2 с поддержкой NVMe), скорость линейной записи может достигать 3000 Мбайт/с, чтения — 3400 Мбайт/с.