Ssd - що це? Типи ssd. Переваги ssd перед hdd

Напевно, кожна людина, який знайомий з комп`ютерною технікою, знає або хоча б чув про такий пристрій, як SSD-накопичувач. Що це таке і яку роль воно виконує в роботі комп`ютера? Якщо коротко, SSD використовується для запису і зберігання персональних даних користувача. Можна заперечити, що для цього існують жорсткі диски. І дане твердження буде абсолютно правильним, адже ці складові комп`ютера виконують ідентичні функції. Так для чого винайшли SSD-диск, що це, як він працює і чим відрізняється від звичайного HDD? На всі ці питання можна знайти відповіді в даній статті.

Чим відрізняються вінчестер і жорсткий диск SSD? Що це за пристрій і які головні принципи його роботи?

На сьогоднішній день основним місцем для зберігання більшості файлів на комп`ютері є вінчестер. Якщо його розібрати, то всередині можна виявити досить крихкий механізм. Складається він з магнітних пластин, що обертаються на спеціальній голівці. Між цими пластинами пересувається каретка, яка знаходить і зчитує необхідну інформацію. Механізм жорсткого диска нагадує грамофон, ось тільки функції ці прилади виконують різні. На відміну від механізму музичного апарату каретка вінчестера рухається зі швидкістю в кілька тисяч обертів на хвилину і виконує роботу, пов`язану з копіюванням і записом інформації.

Що стосується SSD-диска, або, як його прийнято називати, твердотільного накопичувача, то він використовується в тих же цілях, що і жорсткий диск. Ось тільки працює він абсолютно по-іншому. Усередині цього пристрою немає ніяких рухомих елементів, а встановлені спеціальні чіпи для зберігання інформації. Твердотільний накопичувач нагадує собою велику флешку, яку можна поставити на місце вінчестера.

Основні принципи роботи твердотільних накопичувачів

Пам`ять SSD-дисків складається зі спеціальних блоків, які розділені на осередки, де і зберігаються потрібні дані. Все б добре, але головна проблема виникає, коли потрібно наявну інформацію видалити або заново записати. Справа в тому, що з одного блоку неможливо видалити частину інформації, а доводиться форматувати весь сектор. При цьому необхідні дані запам`ятовуються в осередках сусідніх блоків і лише потім перезаписуються на старе місце. Припустимо, потрібно зберегти дані розміром в 10 Кб. При цьому блок пам`яті має об`єм 20 Кб, 10 Кб з яких вже зайняті. У такому випадку наявна на диску інформація переноситься в інше місце, видаляється весь блок цілком і тільки потім записуються старі і нові дані. Виходить, що для проведення однієї операції система виконує ще кілька додаткових дій, що призводить до уповільнення роботи і прискорює зношування твердотільного накопичувача.

Для збільшення продуктивності пристрою необхідно використовувати спеціальну програму TRIM, або, як її іноді називають, усічення SSD. Що це таке і як працює, розглянемо далі. TRIM - це навіть не додаток, а спеціальна команда, яку відправляє операційна система на твердотільний накопичувач для позначення невикористовуваних елементів. Завдяки цій функції можна відразу видаляти непотрібні файли, уникаючи додаткових операцій з перенесенням інформації в сусідні блоки. А це значно підвищує продуктивність SSD. Але дана команда не підтримується застарілими версіями операційних систем. Тому для підключення TRIM на комп`ютері повинні бути встановлені Windows 7 або 8, Linux версії 2.66.33 або вище.

З чого складається SSD?

Вивчивши відмінності двох видів сховищ інформації, більш докладно зупинимося на тому, як влаштовані твердотільні накопичувачі SSD, що це за пристрої і як вони функціонують. З вигляду це звичайна коробка з роз`ємами для підключення до комп`ютера. В основному SSD-диски для домашнього користування комплектуються інтерфейсами Sata, USB 3.0 і PCI-Express, які без проблем забезпечують необхідну швидкість запису та читання.

У твердотільних накопичувачах відсутні будь-які рухомі механічні деталі. Завдяки цьому вони набагато стійкіше до зовнішніх чинників впливу. Наприклад, звичайний HDD-диск - досить крихка річ, адже якщо під час тряски або падіння зчитує голівка стикнеться з магнітною пластиною, то це призведе до виведення з ладу носія. Але твердотільні накопичувачі влаштовані зовсім інакше. Усередині цих пристроїв встановлюються спеціальні плати, на яких розпаяні чіпи пам`яті і контролер. Деякі SSD-диски додатково оснащені компактними батарейками, які в разі раптового відключення електрики забезпечують кеш додатковим харчуванням, і дані зберігаються на основні чіпи пам`яті. Тепер більш докладно зупинимося на основних складових твердотільного накопичувача.

Пам`ять SSD: що це і які її основні функції?

У більшості SSD-дисків використовується NAND, або, як її ще називають, flash-пам`ять. Подібні чіпи застосовуються в звичайних флешах, тільки в твердотільних накопичувачах вони надійніші і мають велику швидкість обробки інформації завдяки наявності контролера. Через невисоку вартості вони широко використовуються в SSD, завдяки чому дані пристрої стали досить доступні для більшості користувачів. Ще одним плюсом цього виду пам`яті є те, що вона енергонезалежна і зажадає додаткового живлення для роботи.

Крім технології NAND, в твердотільних накопичувачах іноді використовується RAM-SSD. Цей вид пам`яті має велику швидкість запису і читання даних завдяки використанню чіпів, які застосовуються при створенні ОЗУ. Він вимагатиме постійного підключення до електрики, тому в SSD-дисках, що використовують RAM, часто встановлюють додаткові акумулятори на випадок раптового відключення живлення. Через високу вартість виробництва даних накопичувачів вони рідко зустрічаються в домашніх ПК і ноутбуках. В основному RAM-SSD використовуються в комп`ютерних системах великих компаній для збільшення швидкості роботи з базами даних.

На сьогоднішній день в більшості накопичувачів застосовується NAND-пам`ять. Незважаючи на це, дані SSD-диски відрізняються один від одного швидкістю запису, читання даних і вартістю. Все залежить від вживаних чіпів в накопичувачі: SLC, TLC або SSD MLC. Що це і яка між ними різниця? Так позначаються різні типи флеш-пам`яті. Найпоширенішою технологією є MLC, завдяки якій в одній комірці можна зберігати два біти інформації. TLC дає можливість записати цілих 3 біта, але це призводить до швидшого зносу осередків, тому дана технологія не дуже популярна. Найшвидкіснішій і довговічною є SLC-пам`ять, з допомогу якої можна записувати тільки один біт даних в кожну клітинку. Серед недоліків можна виділити тільки високу вартість, яка в 2 рази перевищує ціну SSD MLC.

Контролер

Контролер є найважливішим елементом, без якого не зможе функціонувати SSD-диск. Що це і яка його роль, з`ясуємо далі. Дані пристрої виконують роботу за розподілом навантаження між блоками пам`яті, відповідають за читання і запис інформації, корекцію помилок і стиснення файлів. Контролер нагадує собою командний центр, де приймаються рішення, пов`язані з обробкою даних. Саме від цієї деталі залежить швидкість роботи твердотільного накопичувача і його довговічність. Основною складовою котроллера є спеціальний мікропроцесор, на який і лягає все навантаження. Також швидкодію пристрою залежить і від якості прошивки.

Досить багато компаній займаються виробництвом SSD-дисків, адже технологія їх виготовлення досить проста і вимагає менше часу, ніж на створення класичного жорсткого диска. Все, що потрібно, - це придбати чіпи пам`яті, контролери та плати, куди все буде розпаюватися. Після цього конструкцію поміщають в красивий корпус з фірмовим логотипом - і товар готовий до продажу. Але самі комплектуючі для твердотільних накопичувачів мають високу ціну, до того ж великих витрат потребують створення контролера і якісної прошивки до нього. Через це вартість SSD-дисків на сьогоднішній день набагато вище звичайних HDD.

Гібридний SSD HDD

Тепер давайте розглянемо гібридний SSD HDD. Що це за пристрій і для чого призначене? З кожним роком твердотільні накопичувачі набирають все більшої популярності. Технології не стоять на місці, і стандартні вінчестери поступово витісняють більш технологічні системи. SDD-диски присутні в багатьох комп`ютерах, але використовуються як не основного сховища інформації, а додаткового. А все тому, що їх вартість значно вище в порівнянні c звичайними жорсткими дисками. Щоб компенсувати цей розрив між двома видами накопичувачів, був створений гібрид HDD SSD. Що це за пристрій і які у нього переваги, спробуємо розглянути більш докладно.

В основі гібридного накопичувача знаходиться все той же HDD без будь-яких змін. Але в корпус цих накопичувачів встановлюються ще чіпи з флеш-пам`яттю, яка використовується як буферної зони. На неї копіюється та інформація, яка найбільш часто використовується. Це дозволило збільшити швидкість завантаження деяких додатків і самої операційної системи, якщо порівнювати з звичайними жорсткими дисками. Максимальний обсяг флеш-пам`яті в таких гібридних SSD - 8ГБ. Що це дало в результаті? На ділі маємо щось середнє між вінчестером і невеликим твердотілим накопичувачем. У буферну пам`ять можна завантажити дані або встановити додатки. Вона використовується в якості резерву для запуску пріоритетних програм, які користувач не може контролювати самостійно. Що стосується ціни, то вартість гібридних накопичувачів нижче стандартних SSD, але вище, ніж HDD, до того ж вони не дуже популярні в нашій країні, тому продаються не скрізь.

Переваги твердотільного накопичувача

Невід`ємною частиною сучасного комп`ютера є SSD-накопичувач. Що це за пристрій і як воно працює, ми з`ясували, залишилося виділити його основні плюси і мінуси в порівнянні зі звичайними HDD. Почнемо з позитивних сторін твердотільних накопичувачів.

Найголовнішою перевагою SSD є неймовірна швидкість читання і запису інформації. Вони в кілька разів производительней жорстких дисків. Наприклад, швидкість обробки даних деяких накопичувачів перевищує 500 Мб / с. На практиці це дає більш швидку роботу програм і самої операційної системи, яка завантажується в лічені секунди. Це дуже важливо, адже нинішнє покоління комп`ютерів має високу продуктивність, яку сильно уповільнюють HDD. Але з появою нових накопичувачів їх швидкість значно підвищилася.

Наступним плюсом SSD-пристроїв можна назвати їх більш високу стійкість до впливу зовнішніх факторів. Вони не мають такого тендітного механізму, як у вінчестерів. Завдяки цьому вони легко переносять трясіння, вібрації помірні удари по корпусу. Дані пристрої стануть відмінним рішенням для ноутбуків. До того ж вони краще справляються з перепадами температур.

Ще одним достоїнством SSD є безшумність і невисоке енергоспоживання. Через те що в жорстких дисках є рухомі механічні елементи, вони видають певний рівень шуму. Крім того, в робочому стані HDD мають досить високу температуру, тому кулерам доводиться обертатися в прискореному режимі. Але всіх цих проблем позбавлені SSD, які не нагріваються, не шумлять і споживають менше електрики.

Недоліки

Оцінивши всі переваги твердотільних накопичувачів, залишилося з`ясувати, які слабкі сторони має жорсткий диск SSD. Що це за вади? Перший з них - велика вартість подібних накопичувачів. Незважаючи на простоту своєї конструкції, виготовлення чіпів флеш-пам`яті і контролерів - досить витратна справа. Але не треба засмучуватися з цього приводу, адже технології постійно розвиваються, і поступово ціна на ці товари знижується. Через пару років вони цілком можуть зрівнятися в ціні з HDD.

Після першого недоліку можна виділити і другий. Через високу вартість твердотільні накопичувачі мають меншу ємність, ніж жорсткі диски. Наприклад, обсяг пам`яті деяких HDD становить 8 Тб, в той час як SDD дійшли тільки до 1 Тб.

Пам`ять твердотільних накопичувачів недовговічна, і після закінчення певної кількості циклів перезапису вона виходить з ладу. Хоч нинішнє покоління цих пристроїв має досить великий рядків служби, але треба бути готовим до того, що одного разу накопичувач перестане працювати, а відновити інформацію буде проблематично.

Хотілося б додати, що SSD досить погано переносить скачки електрики. Якщо після одного з таких перепадів напруги він згорить, то добути дані буде неможливо. У випадку з HDD-диском в ньому вийде з ладу певний сектор, а більша частина залишиться цілою, завдяки чому можна витягти всю неушкоджену інформацію.

На що варто звернути увагу при покупці SSD?

Вивчивши інформацію про твердотільних накопичувачах, багато користувачів, напевно, захотіли придбати даний пристрій для свого комп`ютера. Але не треба відразу бігти в магазин і брати перший підвернувся товар. Ось кілька порад, які допоможуть з вибором SSD.

Спочатку необхідно звернути увагу на обсяг SSD. Що це таке? Іншими словами, це кількість вбудованої в накопичувач флеш-пам`яті. Чим вище її значення, тим більше інформації можна записати. Але не потрібно купувати найдорожчі товари, адже твердотільні накопичувачі в основному використовуються для установки на них операційних систем і додатків, а головним місцем зберігання даних раніше залишається жорсткий диск. Укомплектувавши свою систему SSD всього на 60-120 Гб, можна досягти значного збільшення швидкодії свого комп`ютера.

Важливу роль відіграє швидкість читання і копіювання. Чим вона вища, тим краще, але буває так, що материнська плата не може розкрити звістку потенціал SSD-диска через невеликої пропускної спроможності шини. Буває так, що в старі ноутбуки або ПК взагалі немає сенсу встановлювати спритні накопичувачі, веди навіть після поновлення система буде працювати так само, як на звичайному HDD. Тому варто вивчити конфігурацію свого комп`ютера, а вже після йти в магазин. Найбільшу пропускну спроможність мають інтерфейси SATA3, а для застарілих портів IDE потрібно спеціальний перехідник для установки SSD.

Самою важливою складовою будь твердотільного накопичувача є контролер. Саме ця деталь управляє всіма процесами, пов`язаними з обробкою інформації. Від того, наскільки якісно вона буде зроблена, залежить довговічність всього пристрою, тому рекомендується віддавати перевагу перевіреним і відмінно зарекомендували себе виробникам. Лідерами у виробництві є SandForce, Marvell, Intel, Indilinx.

Насамкінець варто звернути увагу на габарити накопичувача. Для ПК це не так важливо, адже в системний блок можна встановити будь SSD, а з ноутбуками можуть виникнути проблеми.

Основні правила експлуатації твердотільних накопичувачів

Переглянувши відгуки користувачів і фахівців, можна зробити висновок, що невід`ємною частиною сучасного комп`ютера є SSD-вінчестер. Що це таке і як працює, ми вже розглянули. Тепер потрібно навчитися ним правильно користуватися. Як це дивно не звучить, але, щоб зрозуміти всі переваги твердотільних накопичувачів, необхідно дотримуватися кількох простих правил.

Не потрібно заповнювати всю наявну пам`ять до відмови. Багато нехтують цим правилом, адже SSD мають чималу ціну, тому користувачі купують невеликі накопичувачі і повністю завантажують їх потрібної і не дуже інформацією. Але треба пам`ятати про те, що якщо залишити менше 25% вільного місця, то швидкість обробки даних значно знизиться. Справа в тому, що чим більше пам`яті, тим вище число вільних блоків, куди можна записати дані. Коли місця залишається занадто мало, то інформація розподіляється по осередках сусідніх блоків, а це призводить до зниження швидкодії.

Варто пам`ятати про те, що за допомогою твердотільних накопичувачів можна значно підвищити швидкодію комп`ютера, тому на них рекомендується встановлювати операційну систему, додатки і вимогливі ігри. Але в якості основного сховища інформації варто використовувати HDD. Це буде економічніше і практичніше, адже вони легко можуть впоратися з відтворенням аудіо-і відеофайлів не гірше, ніж SSD.

Найкраще, щоб на комп`ютері була встановлена одна з останніх версій операційних систем. Наприклад, Windows XP або Vista погано оптимізовані під роботу з твердотільними накопичувачами і не підтримують команду TRIM.