SSD твердотельный накопитель — что это, как работает и из чего состоит

Давайте узнаем, что это такое — твердотельный накопитель или SSD (Solid State Drive). Устройство основано на быстрой NAND флеш памяти и предназначено для хранения информации.

Виды SSD и основные отличия от HDD

DISK-1

Хотя в SSD имеются интерфейсы ввода и вывода как в современных моделях жестких дисков. Однако в них нет движущихся частей, как в жестких дисках, которые основаны на принципах электромеханики. Отсутствие механических частей исключает поломку из-за износа механики, а также увеличивает скорость работы твердотельного накопителя. Но это не значит, что «твердотельники» надежнее жестких дисков.

В потребительских твердотельных дисках устанавливается MLC NAND память. Существуют разные разновидности MLC флеш памяти — это TLC, QLC и V-NAND, которая работает по принципу чтения-запись. Для профессионального использования устанавливается более производительные и дорогие компоненты. Работающие вместе с резервными источниками питания и созданные на чипах SLC. Что дает очень большой прирост скорости, но серьезно увеличивает стоимость объема за гигабайт в таких решениях.

V-NAND

Потребительские твердотельные накопители бывают разных формфакторов — это 1.8; 2.5 и 3.5, еще на рынке попадаются диски без корпуса. Они используются для ноутбуков и внутренней установки в системную плату с разъемом mSATA (Mini PCI-Express).

Что нужно знать про гибридные SSD

В технологии создания гибридных твердотельных накопителей лежит на основе магнитных пластин, как на жестких дисках. Однако для повышенной производительности в них устанавливается небольшого объема флеш NAND память, как у SSD.

Про гибридные диски

Принцип работы гибридного диска очень прост. Самые часто используемые данные записываются в NAND памяти (Кэшируются). В то время как редко используемая информация хранится на магнитных пластинах, по принципу работы жесткого диска. Таким образом, существенно повышаются объем полезного пространства и производительность дисковой системы.

Но полноценный «твердотельник» будет всегда быстрее и вместо гибридного, лучше использовать SSD и HDD в паре. На первый устанавливается операционная система Windows, а на втором хранятся используемые файлы (музыка, видео и прочее).

Из чего состоит твердотельный накопитель

В основе потребительского SSD стоит печатная плата, на которой распаяны NAND чипы и микроконтроллер. Микроконтроллер управляет энергозависимой кэш-памятью для и увеличивает скорость произвольного или последовательного чтения-записи. Есть накопители оснащенные аккумуляторной батареей, которая не дает данным из кэша пропасть при резком отключении питания.

Функциональность современного SSD

Фактически все характеристики твердотельного диска зависят от микроконтроллера. В контроллер «зашита» специальные инструкции (Прошивка) по ней и будет работать диск.

Какие функции в SSD бывают:

  • TRIM;
  • Функция чтения, записи и кэширования;
  • ECC (Корректировка ошибок);
  • Технология безопасного AES шифрования;
  • SandForce — технология сжатия данных;
  • SMART (мониторинг).

Сейчас контроллеры умеют работать как со старыми материнскими платами SATA1 и SATA2. SATA 2 имеет пропускную способность шины в 3 Гбит в секунду, но раскрытие полного потенциала тогда ждать не приходится. Чтобы задействовать твердотельный диск на полную катушку, потребуется современное подключение SATA 3 (6 Гбит\сек), это SSD скоростью от 500 Мб\с.

Про MLC, TLC, QLC и SLC память используемую при создании твердотельных накопителей

В большинство твердотельных дисков устанавливается дешевая MLC (Multi Level Cell) NAND память. В каждую ячейку такой памяти помещается информация более одного бита (2 bit). В TLC (MLC-3 или 3 bit MLC) в ячейку записывается 3 Бита данных.

Это позволило снизить конечную стоимость продукции оснащенной MLC и TLC памятью, но снизило скорость и износостойкость, в сравнении с более дорогой SLC (Single Level Cell). При этом в SSD для домашнего пользования почти не устанавливается SLC память. Также в конце 2018 года появилась усовершенствованная версия дисков с QLC (Quad Level Cell) NAND памятью, которая позволяет хранить в одной ячейке уже 4 Bit данных.

NAND flash память

Вернемся к SLC, в ней используется только один Бит данных на одну ячейку, что увеличивает в десять раз надежность и скорость примерно в два раза. Но для домашнего использования память созданная по технологии SLC, как уже упоминалось выше, почти не используется. А все потому, что на создание одного SSD диска по технологии QLC, того же объема, что SLC, уйдет в четыре раза меньше чипов памяти, помните 4 bit, против одного в SLC.

Преимущества и недостатки SSD в сравнении с жестким диском

Про твердотельные накопители было сказано достаточно, но давайте разберемся почему они лучше HDD и заодно узнаем о преимуществах жестких дисков над SSD.

Плюсы SSD в сравнении с HDD:

  • Быстро запускаются (не требуется раскрутка шпинделя как в HDD);
  • Значительно больше скорость доступа данным;
  • Более комфортная работа с требовательными приложениями;
  • Не нужно выполнять дефрагментацию (эта процедура может убить твердотельный накопитель);
  • Не шумит и не вибрирует;
  • Малое энергопотребление.

А теперь о плюсах HDD:

  • Жесткий диск более вынослив к частой перезаписи данных;
  • Гораздо выше емкость, а цена ниже, за сопоставимый объем;
  • Повышенная надежность хранения данных в сравнении с SSD;
  • Можно восстановить поврежденную информацию.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

18 − 11 =