▷ Hva er ssd, hvordan fungerer det og hva er det for?

Harddisker, eller enda bedre sagt, solid state-lagringsstasjoner eller SSD- er er her for å bli. Nesten alle brukere som kjøper nytt utstyr kan finne en lagringsenhet av denne typen inne. Men hva er egentlig en SSD, og ​​hvordan fungerer det ? I denne artikkelen vil vi snakke i detalj om dette elektroniske elementet og hva det er som skiller det fra de velkjente HDD-harddiskene.

Innholdsindeks

Fra noen få år har vi vært heldige som fikk oppleve store endringer i datamaskinene våre. Først var flerkjerneprosessorene og deres arkitektur. Dette førte til at utstyret ble raskere og raskere, forbedret grafikkort, RAM. Men det var fortsatt en stor flaskehals i teamet vårt, og det var ingen ringere enn harddisken. Med hele datamaskinen full av integrerte kretsløp hadde vi fremdeles et mekanisk element inne.

Så det ville være ubrukelig å ha en ekstremt rask prosessor hvis tilgangen til datainnholdet virkelig var treg. Av denne og andre grunner fikk den digitale lagringsindustrien fungere og følgelig redusere kostnadene for å lage denne nye typen enheter. Etter hvert som kostnadene reduserte, gjorde kapasiteten til å lagre data også, og også påliteligheten.

I disse dager har vi dette elementet praktisk talt standardisert og vanlig i alt nytt utstyr. Og til en relativt overkommelig pris. Hvis du vil ha en rask datamaskin, må du ha en av disse for operativsystemet ditt. Så la oss se hva disse SSD-stasjonene handler om.

Hva er en SSD

Solid state-stasjonen eller SSD (solid state-stasjonen) er en lagringsenhet for data som er basert på bruk av ikke-flyktig minne eller ofte kalt flash-minne. Dermed erstattes magnetiske disker på tradisjonelle harddisker.

Disse flashminnene, etterfølgere av den gamle EEPROM, tillater lese- og skriveoperasjoner for flere minneplasser i samme operasjon, og øker dermed hastigheten sammenlignet med EEPROM-minnene, som bare kunne lese en minnecelle i hver operasjon.

Bruk av flash-minne innebærer bruk av brikker for å lagre minne. Ved å eliminere bevegelige deler av en vanlig harddisk vil vi øke tilgangen og skrivehastigheten betraktelig.

I 2010 tok disse rapportene et nytt sprang, som var det som virkelig førte til senking av produksjonskostnadene og derfor tilgjengeligheten for disse av brukerne. Og det er bruken av NAND-dører for å produsere disse flashminnene.

Et av de mest slående trekk ved en NAND-logikkport (OG eller omvendt Y), er at den kan beholde data inne også når strømmen er kuttet.

Disse NAND-portene er laget ved hjelp av flytende porttransistorer, som er en gjenstand der biter er lagret. Når det gjelder RAM-minner, trenger disse transistorene en kontinuerlig strømforsyning for å opprettholde tilstanden, og ikke i flash-minner. Når en flytende porttransistor lastes har den 0 inne, og når den er losset har den en 1.

Disse minnene er organisert i matriser, som igjen blir dannet av en serie påfølgende NAND-porter. Vi kaller den komplette matriksblokken og radene som utgjør matrisen kalles sider. Hver av disse radene har en lagringskapasitet på mellom 2 KB og 16 KB. Hvis hver blokk har 256 sider, vil vi ha en størrelse mellom 256 KB og 4 MB.

Forskjell mellom SSD og RAM

Med dette er det første som kommer opp i tankene RAM-minne. Som vi vet, brukes denne typen minne til å levere dataene og programmene til prosessoren. Når vi slår av en datamaskin, er RAM-minnet helt tomt i motsetning til SSD-stasjoner.

Forskjellen ligger i bruken av NAND-porter. Disse logiske elementene lagrer den siste elektriske tilstanden inne, og forblir også selv uten strømforsyning.

Produksjonsteknologier

I utgangspunktet har det vært to lagringsteknologier for produksjon av disse enhetene. Det begynte å eksperimentere med RAM-baserte stasjoner. Dette krevde et element som stadig forsynte dem med energi for ikke å miste dataene.

På grunn av disse begrensningene ble DRAM-teknologien i disse enhetene slettet med utseendet til NAND-porter med ikke-flyktig lagring. Dette er den som brukes nå, og det er tre forskjellige produksjonsteknologier:

SLC eller individuell nivåcelle

Ved hjelp av denne metoden er det mulig å lagre en bit data for hver minnecelle. Konstruksjonen er laget av individuelle silisiumskiver som du får en tynn minnebrikke og et enkelt lagringsnivå. Disse sjetongene har fordelene med høyere datatilgangshastighet, større levetid og mindre energiforbruk. På den annen side har de lavere minnekapasitet, så det vil være nødvendig å bygge et større antall purker, og øker derfor byggekostnadene deres.

Produksjonen for tiden er begrenset til industrielle miljøer og serverklyngemiljøer der lagringskvaliteten må være overlegen.

MLC eller flernivåcelle

Denne fremstillingsmetoden er motsatt av den forrige. Hver minnebrikke er produsert ved å stable silisiumskiver for å danne en enkelt flernivåbrikke. Når det gjelder fordelene med større lagringskapasitet per brikke, er det mulig å lagre to biter for hver celle, som utgjør totalt 4 forskjellige tilstander. Og også en billigere produksjonskostnad.

Som ulemper siterer vi akkurat det motsatte enn i forrige tilfelle: tregere tilgang og chips med mindre holdbarhet.

TLC eller trippelnivåcelle

I dette tilfellet klarer produksjonsprosessen å implementere 3 biter for hver celle, slik at opptil 8 tilstander kan lagres. Produksjonsprisen er billigere og tilgangen til innholdet mindre effektiv. De er derfor de billigste enhetene å anskaffe, men med en celletid begrenset til rundt 1000 skriver.

TRIM-teknologi

Et emne som venter på SSD-lagringsenheter, er nettopp deres holdbarhet. Minneceller forringes for hver skriving og sletting som blir gjort til dem, dette får hardt brukte stasjoner til å forringes raskt, noe som fører til filintegritetssvikt og tap av filer.

Prosessen med å slette filer fra en SSD er ganske kompleks. Vi kan skrive innhold på radnivå, men vi kan bare slette på blokkeringsnivå. Dette innebærer at hvis det er nyttige filer i denne blokken i tillegg til de som må slettes, vil denne også bli slettet.

For å forhindre at gyldige filer blir slettet, bør disse filene tas og lagres i en ny rad, deretter slette blokken og deretter skrive om gyldige data der de var tidligere. Konsekvensen av all denne prosessen er en ytterligere nedbrytning av minnecellene ved å måtte gjøre ekstra skrivinger og slettinger.

Som svar på dette dukker teknologier som TRIM opp. TRIM tillater kommunikasjon mellom operativsystemet og lagringsenheten, slik at det er selve systemet som forteller SSD dataene det må slettes. Når vi sletter data i Windows, slettes ikke dataene fysisk, men får i stedet eierskap til at de ikke blir brukt. Dette gjør det mulig å redusere prosessene for skriving og fysisk sletting av minnecellene. Fra Microsoft er denne teknologien implementert siden Windows 7.

Fysiske komponenter i en SSD-stasjon

Når det gjelder komponentene i en SSD-stasjon, kan vi nevne tre kritiske elementer:

Controller: er prosessoren som har ansvaret for å administrere og administrere operasjonene som utføres på NAND-minnemodulene.

Cache: Også i denne typen enheter er det en DRAM-minneenhet for å fremskynde prosessen med dataoverføring fra enheten til RAM og prosessoren.

Kondensator: Kondensatorer har funksjonen til å opprettholde dataintegritet når det plutselig er strømbrudd. Hvis det er data i bevegelse på grunn av et kutt, vil det være mulig å lagre disse dataene for å unngå tap takket være kondensatorene.

Tilkoblingsteknologier

SATA

Vanlige SSD-er har samme tilkoblingsteknologi som vanlige harddisker, det vil si at de bruker en SATA 3-port for å koble disse til hovedkortet. På denne måten vil vi ha en overføring på 600 MB / s.

PCI-Express

Men det er en annen enda raskere tilkoblings- og kommunikasjonsteknologi som heter NVMe. Ved å bruke denne metoden vil enhetene være direkte koblet til PCI-Express-utvidelsessporene på hovedkortet vårt. På denne måten er det mulig å oppnå overføringshastigheter på opptil 2 GB / s i lesing og 1, 5 GB / s skriftlig.

Som normalt, har ikke disse harddiskene det typiske 2, 5-tommers rektangulære innkapslingsformatet, men ser ut som utvidelseskort som tappekluter eller varmelys grafikkort.

M.2

Dette er den nye kommunikasjonsstandarden som er ment å erstatte SATA-typen på mellomlang og kort sikt. Den bruker både SATA og NVMe kommunikasjonsprotokoller. Disse enhetene er direkte koblet til en spesifikk port som ligger på hovedkortet. På denne måten unngår vi å okkupere PCI-E-spor, og vi vil ha spesifikke porter. Denne standarden har ikke hastigheten til PCI-E, men den er mye høyere enn SATA, og det er allerede stasjoner fra alle produsenter til moderate priser.

Aspekter å vurdere av en SSD

Når vi kjøper en SSD, må vi kjenne til både fordeler og ulemper, og om systemet vårt er passende.

Filsystemer

Som vi har sett, er administrasjonen av en SSD-stasjon ganske forskjellig fra det vi så for vanlige harddisker. Dette er grunnen til at tradisjonelle filsystemer hadde behov for å oppdatere sin interne driftsstruktur for å passe til behovene til disse stasjonene. Hvis det ikke var det, ville det føre til en rask forringelse av enhetene som forkortet deres liv drastisk.

NTFS

Et tydelig eksempel er Windows-filsystemet. En av de første optimaliseringene som ble implementert, siden Windows Vista skulle justere partisjonen riktig til systemet. Dette tillot å måtte utføre ekstra lese- og skriveoperasjoner, fordi organisering av sektorer er forskjellig i mekaniske enheter og SSD.

I senere versjoner fra Windows 7 implementerer systemene forbedringer for SSD-er, som å deaktivere fildefragmentering, Superfetch-tjenesten, ReadyBoost og introduksjonen av TRIM-kommandoen for å forlenge SSDs levetid.

Fordeler med en SSD over en mekanisk disk

• Les / skriv: Betydelig økning i grunnleggende operasjoner ved å eliminere mekaniske komponenter. Det er mest betydelig og betydelig kjennetegn. Åpning av applikasjoner og filer: direkte fra ovennevnte følger det at applikasjonene og filene åpnes mye raskere og datamaskinens oppstartstid vil falle dramatisk. Feil og sikkerhet: Tiden mellom feil øker betraktelig og sikkerheten ved transaksjoner øker ved å forbedre datarensing, og det er ingen variasjon i ytelsen når enheten er full eller tom. Slette filer er også tryggere, siden filer når de fysisk er slettet, er fullstendig uopprettelige. Energi: det vil kreve mindre energiforbruk og varmeproduksjon. Støy: siden det ikke er mekaniske elementer, vil støyproduksjonen være null. Vekt og motstand: ved å redusere de mekaniske komponentene og størrelsen, er deres vekt mindre og motstanden mot støt er mye bedre.

Ulemper ved en SSD

• Brukstid: Disse enhetene har vanligvis mindre levetid enn tradisjonelle plater. Dette er i forhold til bruksintensiteten som gis til disse og til produksjonsteknologien. Pris: Kostnaden per GB er betydelig høyere enn tradisjonelle disker. Så vi finner mye mindre kapasitetsplater til høyere priser. Lagringskapasitet: Det finnes fortsatt harddisker på markedet med mindre lagringskapasitet enn mekaniske stasjoner. Ikke på grunn av maskinvarebegrensninger (siden det for en tid tilbake ble publisert at Nimbus Data planla å bygge en 100 TB SSD), men på grunn av kostnadene for disse. Datarekonstruksjon: Som diskutert med fordelene, sletter SSD-er filer permanent, og dette er også en ulempe hvis det vi ønsker er å gjenopprette slettede filer. Til tross for dette gir TRIM-teknologi oss en mulighet i denne forbindelse. Katastrofale feil: mens de mekaniske platene gradvis blir nedbrytende og vi kan merke det, mislykkes SSD-ene uten forvarsel, og denne feilen er total og endelig. Så vi vil miste filene nesten helt trygt. Vedlikeholdsoppgaver: I dette tilfellet er disse oppgavene svært skadelige for en harddisk. Defragmentering av en SSD er ikke fornuftig, men det anbefales ikke å konfigurere deler av plassen til virtuelt minne. Denne prosessen får den til å bære enda mer.

Hvis du vil vite alle detaljene om mekaniske harddisker, anbefaler vi artikkelen vår:

Med dette avslutter vi forklaringen om hva en SSD er og hvordan den fungerer. Har det vært nyttig for deg? Har du noen spørsmål? ?