Ssd диск это кратко

Обновлено: 03.07.2024

SSD, он же Solid State Drive – современный твердотельный накопитель, сменивший на посту хранения данных старый добрый HDD. В жестком диске (HDD) информация хранится на нескольких дисках с намагниченной поверхностью, по которой скользит считывающая головка. В SSD вместо них используются микросхемы.

Впервые предшественник твердотельного накопителя появился в 1978 году и широкой известности не получил. Далее конструкция и тип памяти накопителя нового формата претерпели значительные изменения, пока не пришли к своему практически современному виду – небольшой плате с контактами для подключения и рабочими модулями. Появившийся в 1989 году Flashdisk компании Toshiba стал первым коммерческим флэш-накопителем с NAND-памятью и стоил тогда 5000 долларов (11 000 в современном эквиваленте).

Типы памяти и ресурс SSD дисков

SLC (Single Level Cell), где в каждой ячейке хранится по одному биту;
MLC (Multi Level Cells) – несмотря на нелогичное название, здесь всего два бита;
TLC (Triple Level Cells) с тремя битами на ячейку;
QLC (Quadruple Level Cells) – четыре бита на ячейку.

3D NAND – отдельная технология памяти, в которой ячейки как бы накладываются друг на друга, позволяя вместить больше ячеек и больше данных при тех же размерах SSD.

В чем же разница между ними?

Память типа SLC требует больше ячеек для хранения информации и стоит дороже, если сравнивать ее с MLC и другими типами, так как у нее больше ресурс перезаписи. Для сравнения:

SLC — до 100 000 циклов перезаписи;
MLC — 3000–35 000 циклов перезаписи;
TLC — 300–3000 циклов перезаписи;
QLC — 150–1000 циклов перезаписи.

TBW показывает, какое количество данных можно перезаписать до того, как SSD станет непригодным для записи – все верно, после отказа с них можно считывать информацию, но не записывать. Так, накопитель с TBW 600 TB способен гарантированно перезаписать 600 терабайт данных – весьма впечатляющее число. MTBF – менее информативный показатель, так как выражается в часах работы до отказа.

Что находится внутри SSD?

SSD типа 2,5" выглядит как обычный жесткий диск такого же формата. Но стоит снять крышку корпуса – разница заметна сразу же. Внутри можно увидеть печатную плату с чипами – массивами памяти и контроллером вместо металлических пластин и подвижной считывающей головки.

Принцип работы SSD

Память твердотельного диска работает на транзисторах, упорядоченных определенным образом. Каждая ячейка имеет от одного до состояний заряда в зависимости от типа памяти – SLC, MLC, TLC или QLC. Заряд означает состояние ячейки: 1 – разряжена, 0 – заряжена.

Контроллер обрабатывает данные и запускает по ячейкам ток, проходящий через всю цепочку транзисторов. В результате ячейки с данными получают состояние 0. В ячейке есть два транзистора или затвора – управляющий и плавающий. Ток проходит через плавающий затвор, а электроны поступают в управляющий канал, создавая положительный заряд и записывают информацию.

Способы подключения SSD диска

SSD формата 2,5" подключается к разъему SATA и его модификациям (SATA II и SATA III). Компьютер или ноутбук, выпущенный после 2012 года, вероятнее всего, будет снабжен разъемом типа SATA III с пропускной способностью 600 Мбайт/с. Если же установить накопитель SATA III в более старый разъем, скорость передачи данных будет ниже. Такие диски часто используются для апгрейда старых компьютеров и ноутбуков.

SSD формата M.2 в виде узкой длинной карты помещается не в специальный отсек, а крепится к материнской плате через разъем M.2. Однако здесь есть свои особенности: разъем накопителей M.2 может также быть типа SATA или NVMe/PCIe. Внешне это выражается в разном типе контактов. Они имеют одну или две прорези – так называемый ключ. M.2 SATA обладает пропускной способностью в 560-600 Мбайт/с, а PCI-Express показывает скорость до 3500 Мбайт/с в версии 3.0 и до 4000 Мбайт/с в версии 4.0.

Еще один любопытный факт – формат SSD M.2 имеет одинаковую ширину, но отличается по длине и представлен в четырех вариантах: 2230, 2242, 2260 и 2280, где 22 – это ширина, а остальные цифры – длина планки. Размер 2280 стал самым популярным среди накопителей такого формата.

Типы контроллеров

отличаются поддержкой шифра AES, надежны и удобны. Иногда при переполненном кэше падает скорость передачи данных;
хороший баланс между высокой производительностью и доступной ценой;
обеспечивают высокую скорость работы, но увеличивают стоимость накопителя;
недорогие; скорость передачи данных падает, если на диске осталось мало свободного места.

Скорость чтения и записи

Как было сказано выше, скорость передачи данных зависит от интерфейса твердотельного накопителя: диск с SATA III поддерживает до 600 Мбайт/сек, а PCI-Express 3.0 - до 3500 Мбайт/с и до 4000 Мбайт/с в версии 4.0. Но и это не предел – при подключении SSD к PCIe 4.0 по четырем линиям скорость может достигать 7,9 Гбайт/с.

Эти цифры показаны при работе в идеальных условиях, на практике же пропускная способность зависит от контроллера, срока эксплуатации и объема заполнения данными диска, наличия кэша и других параметров.

Кэш SSD

Зачем SSD нужен кэш? В кэш помещаются обрабатываемые файлы перед записью на сам накопитель, а также часто используемые данные, за счет чего уменьшается время доступа к ним.

Накопители могут обходиться без кэша (он же буфер), особенно с SLC-памятью, но на самом деле кэш значительно ускоряет работу устройства. Особенно это заметно, когда накопитель одновременно выполняет несколько процессов чтения и записи, запущенных разными программами.

В некоторых накопителях вместо DRAM-кэша встречается SLC-кэш – небольшое количество SLC-ячеек, которые поддерживают высокую скорость передачи данных. SSD без кэша использует вместо него оперативную память ноутбука или компьютера.

Преимущества и недостатки SSD дисков

SSD выигрывают у жестких дисков по следующим параметрам:

высокая производительность;
бесшумная работа и устойчивость к ударам и тряске благодаря конструкции без движущихся механизмов;
больше количество произвольных операций ввода-вывода (IOPS) по сравнению с HDD – быстрее обработка данных;
низкая чувствительность к воздействию электромагнитных полей;
низкое энергопотребление;
меньший нагрев, за исключением мощных накопителей NVMe – они могут сильно греться и даже снабжаются радиатором для отвода тепла;
меньшие габариты и вес.

ограниченное количество циклов перезаписи – от 150 до 100 000;
стоимость по-прежнему выше, чем у HDD;
невозможность восстановления данных после применения команды TRIM, удаляющей информацию из ячеек;
производительность может снижаться при обработке файлов большого объема, особенно это заметно в бюджетных моделях и в моделях небольшой емкости;
чувствительность к скачкам напряжения – сгорает и контроллер, и память. Правда, это можно предотвратить использованием стабилизатора напряжения, да и с ноутбуками такая ситуация случается очень редко.

В любом случае, SSD будет полезен тем, кто хочет добиться высокой производительности для решения ресурсоемких задач: обработки графики, видео- и аудиофайлов. Любители игр также оценят прирост быстродействия – для них SDD уже относится к категории must-have.

Также это недорогое и простое решение для апгрейда старого компьютера или ноутбука: SSD даже небольшой емкости, на котором будет установлена операционная система, значительно повысит производительность, а старый HDD можно использовать в качестве хранилища файлов.

На SSD большой емкости можно полностью клонировать содержимое HDD без необходимости переустановки программ и операционной системы и наслаждаться высокой производительностью любимого ноутбука или компьютера.

Точно так же, как транзисторы совершили революцию в компьютерной области, увеличив скорость переключения и выполнения математических операций, использование полупроводниковых устройств в качестве накопителей привело к такому же результату.

Первые шаги на этом пути были сделаны компанией Toshiba, предложившей в 1980 году концепцию флеш-памяти. Четыре года спустя она создала NOR-память, а в 1987 году — NAND-память. Первый коммерческий накопитель с использованием флеш-памяти (solid state drive, или SSD) был выпущен SunDisk (позже переименованной в SanDisk) в 1991 году.

Большинство людей начало своё знакомство с твердотельными накопителями с так называемых USB-флешек. Даже сегодня их структура в целом напоминает конструкцию большинства SSD.

Если ячейка не заряжена, то при подаче пониженного напряжения ток течёт. Это даёт системе понять, что ячейка имеет состояние 0; в противоположном случае она имеет состояние 1 (т.е. при подаче напряжения ток не течёт). Благодаря этому чтение из NAND-памяти выполняется очень быстро, но запись и удаление данных не так быстры.

Самые лучшие ячейки памяти, называаемые одноуровневыми ячейками (single level cells, SLC), имеют только одну величину заряда, создаваемого на участке транзистора; однако существуют и ячейки памяти, способные иметь несколько уровней заряда. В общем случае всех их называют многоуровневыми ячейками (multi-level cells, MLC), но в отрасли производства NAND-памяти аббревиатурой MLC обозначают 4 уровня заряда. Другие типы имеют похожие названия: трёхуровневые (triple level, TLC) и четырёхуровневые (quad level, QLC) имеют, соответственно, 8 и 16 различных уровней заряда.

Это влияет на то, сколько данных можно хранить в каждой ячейке:

SLC — 1 уровень = 1 бит
MLC — 4 уровня = 2 бита
TLC — 8 уровней = 3 бита
QLC — 16 уровней = 4 бита

В отличие от SRAM и DRAM, при отключении питания заряд в флеш-памяти сохраняется и его утечка происходит очень медленно. В случае системной памяти ячейки разряжаются за наносекунды, а поэтому постоянно должны обновляться. К сожалению, использование напряжения и подача заряда повреждают ячейки, и поэтому SSD со временем изнашиваются. Чтобы бороться с этим, используются хитрые процедуры, минимизирующие скорость износа; обычно они делают так, чтобы использование ячеек было наиболее равномерным.

Эту функцию контролирует управляющий чип, показанный справа. Ещё он выполняет те же задачи, что и чип LSI, используемый в HDD. Однако в приводах с вращающимися дисками есть отдельные чипы для DRAM-кэша и встроенного ПО Serial Flash, а в USB-флешке оба контроллера встроены. И поскольку они проектируются так, чтобы быть дешёвыми, особой функциональности вы от них не получите.

Но благодаря отсутствию подвижных частей можно с уверенностью ожидать, что производительность флеш-памяти будет выше, чем у HDD. Давайте посмотрим на показатели с помощью CrystalDiskMark:

Поначалу результаты разочаровывают. Скорость последовательного чтения/записи и случайной записи гораздо хуже, чем у протестированного HDD; однако произвольное чтение намного лучше, и это то преимущество, которое обеспечивает флеш-память. Запись и удаление данных выполняются довольно медленно, зато считывание обычно производится мгновенно.

Однако у этого теста есть ещё одна незаметная особенность. Тест USB-памяти обеспечивает подключение только по стандарту USB 2.0, который имеет максимальную скорость передачи всего 60 МБ/с, а HDD использовал порт SATA 3.3, обеспечивающий пропускную способность в 10 раз больше. К тому же использованная технология флеш-памяти довольно проста: ячейки имеют тип TLC и выстроены в длинные параллельные полосы; такая компоновка называется плоской (planar) или двухмерной (2D).

Флеш-память, используемая в лучших современных SSD, имеет тип SLC или MLC, то есть она работает чуть быстрее и изнашивается чуть медленнее, а полосы согнуты пополам и выстроены стоймя, образуя вертикальную или трёхмерную структуру ячеек. Также в них используется интерфейс SATA 3.0, хотя всё чаще применяется более быстрая система PCI Express через интерфейс NVMe.

Давайте взглянем на один такой пример: Samsung 850 Pro, в котором использованы эти хитрости с вертикальным расположением.

В отличие от тяжёлого 3,5-дюймового привода Seagate, этот SSD имеет размер всего 2,5 дюйма и намного тоньше и легче.

Откроем его (спасибо Samsung за использование таких дешёвых болтов Torx, которые чуть не развалились при демонтаже. ) и увидим, почему:

В нём почти ничего нет!

Ни дисков, ни рычагов, ни магнитов — просто одна печатная плата, состоящая из нескольких чипов.

Так что же мы тут видим? Небольшие чёрные чипы — это регуляторы напряжения, а остальные выполняют следующие функции:

Samsung S4LN045X01-8030: трёхъядерный процессор на основе ARM Cortex R4, занимающийся обработкой инструкций, данными, коррекцией ошибок, шифрованием и управлением износом
Samsung K4P4G324EQ-FGC2: 512 МБ памяти DDR2 SDRAM, используемой для кэша
Samsung K9PRGY8S7M: каждый чип — это 64 ГБ 32-слойной вертикальной флеш-памяти NAND типа MLC (в сумме 4 чипа, два расположены на другой стороне платы)

Улучшение оказалось огромным. Скорость и чтения, и записи стала значительно выше, а задержки намного меньше. Что ещё нужно для счастья? Меньше и легче, нет подвижных деталей; к тому же SSD потребляют меньше энергии, чем механические дисковые накопители.

Некоторые производители изготавливали гибридные HDD — стандартные жёсткие диски, на печатных платах которых было размещено немного флеш-памяти; она используется для хранения данных на дисках, к которым часто осуществляется доступ. Ниже показана плата из гибридного накопителя Samsung ёмкостью 1 ТБ (иногда называемого SSHD).

В правом верхнем углу платы находятся чип NAND и его контроллер. Всё остальное примерно такое же, как и в модели Seagate, которую мы рассматривали в предыдущем посте.

Мы можем в последний раз воспользоваться CrystalDiskMark, чтобы посмотреть, есть ли какая-то ощутимая выгода от использования флеш-памяти в качестве кэша, но сравнение будет нечестным, так как диски этого накопителя вращаются со скоростью 7200 rpm (а у HDD WD, который мы использовали для аутопсии — всего с 5400 rpm):

Показатели немного лучше, но причиной этого, вероятно, является повышенная скорость вращения — чем быстрее диск перемещается под головками чтения-записи, тем быстрее можно передавать данные. Стоит также заметить, что файлы, сгенерированные тестом бенчмарка, не будут распознаны алгоритмом как активно считываемые, а значит, контроллер скорее всего не сможет правильно использовать флеш-память.

Несмотря на это, более качественное тестирование показало улучшение производительности HDD с встроенным SSD. Однако дешёвая флеш-память, скорее всего, выйдет из строя намного быстрее, чем качественный HDD, поэтому гибридные накопители, вероятно, не стоят нашего внимания — индустрия производства накопителей гораздо сильнее заинтересована в SSD.

Прежде чем мы двинемся дальше, стоит упомянуть, что флеш-память — не единственная технология, используемая в твёрдотельных накопителях. Intel и Micron совместно изобрели систему под названием 3D XPoint. Вместо записи и стирания зарядов зарядов в ячейках для создания состояний 0 и 1, для генерации битов в этой системе ячейки изменяют своё электрическое сопротивление.

Intel рекламировала эту новую память под брендом Optane, и когда мы протестировали её, производительность оказалась выдающейся. Как и цена системы, но в плохом смысле. Накопитель Optane всего на 1 ТБ сегодня стоит более 1 200 долларов — в четыре раза больше, чем SSD такого же объёма на основе флеш-памяти.

Третьим и последним накопителем, который мы исследуем в следующей статье, будут оптические приводы.

Еще около десяти лет назад, обыватель не знал альтернативы классическим НМЖД, царствование их было практически безраздельным. Сейчас же, в 2018, о твердотельных накопителях (SSD) знают практически все, а некоторые предрекают полное исчезновение, в скором времени, обычных HDD.

Несмотря на это, правильно выбрать нужную вам модель накопителя среди того великого множества, что представлено на рынке, не праздная задача.

SSD (solid-state disk, твердотельный накопитель) – устройство для хранения данных, в котором за хранение информации отвечают микросхемы памяти (практически всегда это NAND память).

Особенности SSD

Если же вы задумались о приобретении SSD, но задаетесь вопросом, о том какие преимущества вы получите при переходе с обычного HDD, то вот некоторые из них:

- Увеличение скорости работы – загрузка операционной системы, запуск приложений, работа с большими массивами данных или загрузка уровней в играх - подобные задачи неплохо ускоряются от установки SSD;

- Большая надежность - отсутствие движущихся частей располагают к этому;

- Увеличение скорости чтения/записи файлов – скоростные характеристики SSD превосходят оные у HDD;

- Бесшумность – так как в роли накопителя информации выступают обычные микросхемы. Благодаря этому можно собрать полностью бесшумные системные блоки, в том числе и крайне компактных размеров;

- Меньшие габариты и вес.

Тем не менее, есть и недостатки:

- Цена – стоимость 1 гигабайта емкости SSD, до сих пор намного дороже, чем у HDD;

- Высокие температуры - у некоторых накопителей с интерфейсом NVMe. К сожалению, в особо тяжелых случаях SSD требует хорошей вентиляции или установки активного и/или пассивного охлаждения;

- Различные разъемы подключения – не недостаток в чистом виде, но усложняет выбор для неподготовленного пользователя;

- Крайне высокая сложность восстановления данных – гораздо сложнее, чем на НМЖД, что обусловлено спецификой работы устройства;

Конструкция

Основными составными элементами твердотельных накопителей, являются:

- Контроллер – своеобразный мозг устройства, от него зависит скорость обмена данными, поддерживаемые типы памяти, потребность в микросхеме буферной памяти и т.д.

- Микросхемы памяти - в SSD массовое распространение получила NAND-память. Однако, идут разработки и других видов памяти. Например, 3D XPoint компании Intel.

- Буферная память (RAM) – в этой роли применяются микросхемы энергозависимой DRAM памяти, как, например, в оперативной памяти компьютера. Применяется для временного хранения данных во время работы с накопителем. Также влияет на скорость работы накопителя, позволяет поддерживать стабильные скоростные показатели при интенсивных нагрузках. Наличие или отсутствие микросхемы буферной памяти зависит от установленного контроллера.

Наряду с аппаратной частью, программная часть также сильно влияет на производительность и нюансы работы накопителя с различными типами нагрузок. К сожалению, о внесенных в микропрограммное обеспечение оптимизациях, производители не сообщают.

Какую память выбрать?

Постоянные технологические изыскания в области памяти меняют рынок довольно быстро. Поэтому и NAND-память стремительно развивается, породив к настоящему времени четыре разновидности.

SLC (Single Level Cell) – технология производства такой памяти предусматривает хранение 1 бита информации в 1 ячейке. Отличные скоростные и ресурсные характеристики, вот только накопителей на основе такой памяти в продаже давно нет.

MLC (Multi-Level Cell) – в одной ячейке хранятся уже 2 бита информации. Еще недавно самый распространенный вид памяти в SSD. Хорошие ресурсные и скоростные показатели позволяли долго удерживать пальму первенства по распространенности применения.

QLC (Quad-Level Cell) – в основе лежит ячейка с возможностью записи четырех бит информации. Новый тип памяти, продукты на его основе только входят на корпоративный рынок. Появление же продуктов ориентированных на обычных потребителей ожидается в первом квартале 2019 года. Обладает еще меньшим ресурсом, чем TLC память.

Ниже приведена сравнительная таблица с ресурсом памяти, а также некоторыми другими характеристиками.

Планарная, или с вертикальной компоновкой?

Буквально пять лет назад данного вопроса в принципе не было. Но стремление к прогрессу и увеличению экономических и производственных показателей сделали свое дело.

Если планарная структуру можно сравнить с одноэтажным домом, то трехмерная (3D) компоновка - это многоэтажное здание.

И MLC и TLC память бывает как с планарной компоновкой, так и с вертикальной. Однако первая встречается все реже и реже, поэтому в большинстве случает вопроса, вынесенного в заголовок, не стоит (что даже хорошо). А новейшие чипы QLC сразу же выпускаются или будут выпускаться (в зависимости от производителя) с трехмерной структурой.

Басня о долговечности, или все ли так плохо?

Отдельно хочется коснуться вопроса о надежности сегодняшних SSD накопителей.

Несмотря на постепенное уменьшение количества циклов перезаписи памяти, а "голые цифры" иногда выглядят слишком страшно, ресурс современных SSD достаточно велик. Шутка ли, даже для самых дешевых моделей на TLC памяти заявлен ресурс в 40-50 TB информации, что обычному пользователю хватит лет на 10. На самом деле, по данным независимых тестов, это число (терабайт) можно смело умножать на 10. Поэтому, информация о низкой надежности современных SSD накопителей, мягко говоря, не совпадает с действительностью.

Форм-факторы и интерфейсы

2,5" SATA SSD

Самый распространенный и многочисленный вид SSD. Представлены форм-фактором 2,5” с габаритами 100*70*7 (д*ш*в) мм. При этом плата внутри корпуса может быть размером со спичечный коробок. Различные варианты объемов - от 60 ГБ, до 1TB и более. Максимальная скорость до 600 МБ/с.

Такие накопители можно установить практически во все компьютеры и ноутбуки. Несмотря на оснащение современных SATA SSD разъемом третьей версии, они обратно совместимы и с SATA2.

mSATA

Разновидность SATA интерфейса, тем не менее, имеет другой разъем для подключения. mSATA создавался для ноутбуков и устройств малого форм-фактора (SFF), где размер имеет значение. Бывает двух типоразмеров (Full Size, 51 x 30 мм, и Half Size, 26.8 x 30 мм). Скоростные характеристики и обратная совместимость ревизий аналогичны SATA моделям.

Несмотря на то, что некоторые производители выпускают новые модели своих накопителей с mSATA, данный интерфейс устарел и практически полностью вытеснился разъемом M2.

Самый современный и перспективный разъем. Также сначала он носил название NGFF (форм фактор следующего поколения).

Также разрабатывался для мобильных устройств, поэтому имеет небольшие размеры. Они стандартизированы: ширина может быть - 12, 16, 22 и 30 мм, а длина - 16, 26, 30, 38, 42, 60, 80 и 110 мм. На данный момент для SSD-накопителей используется ширина в 22 мм. Длина же может быть различная, но наиболее распространены 80 мм модули. В большинстве случаев в названии модели вы можете увидеть число 2280 (реже 2260/2242). Здесь 22 – ширина модуля, 80 – его длина, что позволяет легче ориентироваться при подборе.

M.2 SSD могут иметь физический интерфейс PCI-E или SATA. Первые из них быстрее и различаются по версии и количеству линий передачи данных: выпускаются накопители PCI-E 2.0 x2, PCI-E 2.0 x4, PCI-E 3.0 x2 и PCI-E 3.0 x4. Поэтому при выборе необходимо учитывать какой интерфейс поддерживает разъем на вашей материнской плате.

PCI-E SSD

M.2 SSD иногда поставляются с платой переходником под разъем PCI-E (на 2 или 4 линии). Когда может пригодиться такая конструкция? Например, если у вас нет слота M.2 или он занят, либо если накопитель требует серьезного охлаждения – с такой конструкцией его проще организовать.

NVM Express

NVM Express (он же NVMe, он же NVMHCI – Non-Volatile Memory Host Controller Interface) – это логический интерфейс, созданный вместо устаревшего AHCI, специально для твердотельных накопителей. Используется он для M.2 SSD и позволяет раскрыть весь их потенциал.

Однако, даже с не особо старыми материнскими платами, могут быть проблемы при использовании такого накопителя в качестве загрузочного.

Intel Optane

3D XPoint (читается как 3D crosspoint) – новая технология энергонезависимой памяти, принципиально отличающаяся от NAND. Накопители на их основе - Intel Optane Memory и Intel Optane SSD, характеризуются низкими задержками, высокими скоростями чтения на малых очередях запросов и большим числом циклов перезаписи. Intel Optane Memory используются как кеш – для размещения часто используемых файлов. Но тут есть масса ограничений: технология работает только на чипсетах от Intel начиная с 200 серии, необходима установка специального ПО, работает только на Windows 10 и только с GPT разметкой. Intel Optane SSD уже полноценные SSD, используемые в качестве системных. Обе серии используют интерфейс M.2, NVMe и PCI-E 3.0 x2.

Что же выбрать?

Если вы не искушенный пользователь и на вашем ПК есть только SATA разъемы, то выбор очевиден. Предлагаемых скоростей хватит для любой бытовой задачи, а широчайший выбор объемов позволит каждому подобрать нужный накопитель.

Если вам необходим твердотельный накопитель только под операционную систему, то можно посмотреть на модели до 150 Гб.

Более оптимальным для домашнего ПК будет считаться накопитель емкостью 150 - 500 ГБ. Сюда поместится и рабочий софт, и какие-либо проекты, возможно несколько игр. И конечно же останется свободное место для оптимальной работы и производительности SSD. Также следует помнить, что в пределах одной модели больший объем означает большую производительность.

Если же вы обладаете внушительной библиотекой игр (а сейчас одна игра может занять 100 ГБ), либо ваша работа связана с проектами с большими объемами данных, то стоит посмотреть в сторону моделей от 500 ГБ.

mSATA SSD будут интересны владельцам Неттопов/mini PC, позволяя создать производительные и бесшумные системы.

При наличии у вас соответствующего слота, рекомендуется обратить внимание на накопители M.2. Это же относится и к PCI-E моделям.

А для желающих получить ультимативную производительность нет лучшего выбора, чем модели с поддержкой NVMe, скорость чтения которых может превышать 3000 Мб/с.

Отдельно хочется упомянуть новые накопители от Intel. Они определенно выглядят многообещающе, но не смотря на некоторые преимущества нового типа памяти цена таких решений пока слишком высока.

SATA-накопители дешевле, но медленнее. Если ваш компьютер поддерживает диски типа NVMe PCIe, а кошелек позволяет — обратите внимание именно на такие накопители. Впрочем, SATA-модели вполне неплохо себя показывают в большинстве случаев.

Любой SSD будет гораздо лучше обычного HDD:

Даже SSD-диск 2014 года выпуска (в новом состоянии) будет работать в несколько раз быстрее самого скоростного HDD 2018 года выпуска. При этом современные и дорогие SSD далеко не всегда имеют большое преимущество в скорости — есть несколько других важных факторов, о которых мы расскажем ниже.

SATA против PCI Express

Начнем со сложных терминов — сложных для тех, кто пока не разбирался во внутреннем устройстве ПК слишком уж внимательно.

2.5-дюймовые SSD-накопители используют интерфейс подключения под названием Serial ATA (SATA). Это старый интерфейс, который создали еще в девяностые годы — предназначен он был для медленных механических дисков. Из-за этого SATA имеет ряд серьезных ограничений.

SSD-накопители форм-фактора M.2 (о форм-факторах — чуть ниже) могут использовать как интерфейс SATA, так и интерфейс PCI Express — гораздо более быстрый. PCIe-модели могут передавать данные со скоростью, которая в несколько (до пяти) раз выше максимальной скорости SATA.

Самые быстрые диски с подключением типа PCI Express поддерживают еще и протокол NVMe, который также повышает скорость передачи данных. Перед покупкой убедитесь в том, что ваша материнская плата поддерживает работу с такими дисками! В данный момент NVMe-диски — лучший выбор для домашнего компьютера или ноутбука.

Отметим, что разницу в производительности между SATA-моделями и PCIe-моделями почувствуют только те пользователи, которые работают с файлами на профессиональном уровне — например, обрабатывают фото или видео, занимаются 3D-проектированием или обработкой больших баз данных. Естественно, будет разница заметна и в играх, так что NVMe-диск — лучший друг геймера.

Форм-факторы

SSD-накопители продают в четырех форм-факторах.

Это самые распространенные SSD-диски. Они похожи на обычные компактные жесткие диски, предназначенные для ноутбуков, и используют кабели типа SATA, с которыми вы уже можете быть знакомы. Установить такой накопитель можно в любой компьютер — даже не используя переходник с 3.5-дюймового на 2.5-дюймовый слот. Пример — Toshiba OCZ TR200.

SSD AIC (Add-in Card)

Такие диски устанавливаются в слоты PCI Express, расположенные на материнской плате — те, которые обычно используются для видеокарт, RAID-контроллеров и других компонентов. Таким образом, эти SSD подходят только для настольных компьютеров, и вам нужен будет один свободный слот типа PCIe 4x или PCIe 16x. Благодаря своим размерам и эффективному охлаждению они очень быстры, но подойдут только тем, кто использует достаточно большой корпус с крупной материнской платой. Пример — Intel Optane 900P.

M.2-диски похожи на планки оперативной памяти, но их размеры еще меньше. Часто они используются в тонких ноутбуках, но в последние годы появились и в обычных компьютерах. Некоторые материнские платы даже оснащают двумя слотами типа M.2 — для того, чтобы работу двух дисков можно было организовать в RAID. Большинство моделей типа M.2 имеют длину 80 мм и ширину 22 мм (тип M.2 2280), но есть и варианты еще короче — для сверхкомпактных ПК. При этом даже в таких небольших габаритах может уместиться до 1-2 ТБ информации!

Эти 2.5-дюймовые диски похожи на обычные SATA-модели, но используют другой коннектор и интерфейс PCI Express. Благодаря этому они заметно быстрее, но и стоят куда дороже. Обычно такие диски используют в высокопроизводительных серверах со множеством свободных слотов.

Какой объем выбрать?

Держитесь подальше. Диски такой низкой емкости часто еще и ворочаются медленнее более дорогих — из-за того, что на них установлено меньше модулей памяти. В общем, это вариант для самых экономных офисных работников — для тех, кому нужны только Windows и несколько программных пакетов для работы с документами. Да и в этом случае лучше добавить 30-40 долларов.

Такие SSD-накопители все еще не слишком дороги, но уже достаточно быстры и предлагают достаточно места для установки не только ОС, но и нескольких современных игр. Подойдет такой диск и для рендеринга какого-нибудь видео (не в разрешении 8К, но). Бюджетный вариант.

SSD-диски такого объема — это обычно оптимальный выбор в соотношении цена / качество.

Такой диск будет стоить довольно дорого, зато вместит и операционную систему, и вашу медиа-библиотеку, и несколько больших современных игр AAA-класса. И еще останется!

SSD такой емкости мы рекомендуем приобретать только в случае профессиональной необходимости — в том случае, если вы работаете с объемными видеофайлами. Естественно, если бюджет неограничен, то и для игрового ПК такой диск вполне подойдет — удалять старые игры для установки новых придется редко.

4-терабайтные модели стоят как минимум $1000 и предназначены исключительно для энтузиастов и профессионалов. В большинстве случаев лучше потратить эти деньги на улучшение других компонентов компьютера — или на покупку двух SSD-дисков поменьше.

Контроллер, выносливость и тип памяти

Типы флеш-памяти внутри SSD-диска сейчас не так уж важны — по крайней мере, если вы приобретаете модель, которую начали производить недавно (а это мы рекомендуем делать в большинстве случаев — старые и подержанные SSD брать нужно лишь тогда, когда бюджет сильно ограничен). Но если вам вдруг интересно — типов четыре. Это SLC, MLC, TLC и QLC.

SLC-память (Sigle-Layer Cell, однослойная) появилась первой и служила основой SSD-накопителей несколько лет. Каждая ее ячейка хранит один бит информации и очень долговечна, но занимает много места. Поэтому SLC-диски слишком велики, а при высокой емкости еще и очень дороги. К этому моменту SLC в большинстве случаев сменили на другие типы — эффективна она только в дата-центрах.

MLC-память (Multi-Layer Cell, многослойная) появилась после SLC. Она медленнее и дешевле, но многие модели дисков используют небольшое количество SLC-ячеек в качестве буфера, что позволяет несколько уменьшить отставание в скорости. Сейчас MLC заменена на TLC, но иногда используется в очень дорогих топовых моделях дисков.

TLC-память (Triple-Level Cell, трехслойная) на момент написания этого текста является современным стандартом. Она медленнее MLC, но еще более плотная, что позволяет выпускать весьма емкие и не слишком дорогие накопители. Большая часть TLC-дисков также использует кэш, так как сама по себе TLC-память не так уж сильно выигрывает в скорости перед HDD. В большинстве случаев это не проблема — в ходе выполнения стандартных пользовательских операций кэш не успевает переполняться. Но профессионалы, которые работают с большими объемами данных, часто выбирают диски с MLC-памятью.

Наконец, QLC-память (Quad-Level Cell, четырехслойная) должна стать следующей ступенью развития SSD-дисков. Она сделает их еще более доступными и объемными. В магазинах диски на базе QLC-памяти пока найти не получится.

Стоит поговорить и о памяти типа 3D XPoint, которая была разработана Intel и Micron (она производит SSD под брендом Crucial). Эта память потенциально значительно быстрее и долговечнее традиционных флеш-чипов. Пока что диски на базе 3D XPoint выпускает только Intel — в рамках серии Optane. Из-за низкого объема их обычно используют в качестве кэша — с HDD или более медленными SSD. Пока что эту технологию нельзя назвать зрелой — во многом из-за очень высокой стоимости.

Надеемся, что эта статься помогла вам разобраться во множестве типов и форм-факторов SSD, и теперь вы можете сделать свой выбор быстро и осведомленно! Но помните о том, что иногда лучше выбрать модель подешевле и чуть медленнее, чем переплачивать сотни долларов за прирост, который в обычных ситуациях будет просто незаметен. Если вы не игрок-энтузиаст или не работаете с видео высокой четкости — смысла гнаться за топовыми SSD нет, как и в случае с другими компонентами компьютера. Но, как было сказано еще в самом начале, даже обычный твердотельный диск мгновенно сделает ваш компьютер гораздо более отзывчивым, если вы смените им дряхлый скрипящий HDD.

Твердотельный накопитель (англ. SSD, solid-state drive ) — компьютерное немеханическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти. Кроме них, SSD содержит управляющий контроллер.

Различают два вида твердотельных накопителей: SSD на основе памяти, подобной оперативной памяти компьютеров, и SSD на основе флеш-памяти.

В настоящее время твердотельные накопители используются в компактных устройствах: ноутбуках, нетбуках, коммуникаторах и смартфонах. Некоторые известные производители переключились на выпуск твердотельных накопителей уже полностью, например Samsung продал бизнес по производству жёстких дисков компании Seagate. [1]

Существуют и так называемые гибридные жесткие диски [2] , появившиеся, в том числе, из-за текущей, пропорционально более высокой стоимости твердотельных накопителей. Такие устройства сочетают в одном устройстве накопитель на жёстких магнитных дисках (HDD) и твердотельный накопитель относительно небольшого объёма, в качестве кэша (для увеличения производительности и срока службы устройства, снижения энергопотребления).

Пока такие накопители используются, в основном, в переносных устройствах (ноутбуках, сотовых телефонах, планшетах и т. п.).

Содержание

История развития

— американская компания StorageTek разработала первый полупроводниковый накопитель современного типа (основанный на RAM-памяти). — американская компания Cray представила полупроводниковый накопитель на RAM-памяти для своих суперкомпьютеров Cray-1 со скоростью 100 МБит/с и Cray X-MP со скоростью 320 МБит/с, объемом 8, 16 или 32 миллиона 64 разрядных слов. [3] — израильская компания M-Systems представила первый полупроводниковый накопитель на flash-памяти. — Южнокорейской компании Mtron Storage Technology удалось создать SSD накопитель со скоростью записи 240 МБ/с и скоростью чтения 260 МБ/с, который она продемонстрировала на выставке в Сеуле. Объём данного накопителя — 128 ГБ. По заявлению компании, выпуск таких устройств был назначен на 2009 год. [4] — Super Talent Technology выпустила SSD объёмом 512 гигабайт. [5] , OCZ представляет SSD объёмом 1 терабайт. [6]

В настоящее время наиболее заметными компаниями, которые интенсивно развивают SSD-направление в своей деятельности, можно назвать Intel, Kingston, Samsung Electronics, SanDisk, Corsair, Renice, OCZ Technology, Crucial и ADATA. Кроме того, свой интерес к этому рынку демонстрирует Toshiba.

Архитектура и функционирование

NAND SSD

Накопители, построенные на использовании энергонезависимой памяти (NAND SSD), появились относительно недавно, но в связи с гораздо более низкой стоимостью (от 1 доллара США за гигабайт) начали уверенное завоевание рынка. До недавнего времени существенно уступали традиционным накопителям — жестким дискам — в скорости записи, но компенсировали это высокой скоростью поиска информации (начального позиционирования). Сейчас уже выпускаются твердотельные накопители со скоростью чтения и записи, в разы превосходящие возможности жестких дисков [7] . Характеризуются относительно небольшими размерами и низким энергопотреблением.

RAM SSD

Эти накопители, построенные на использовании энергозависимой памяти (такой же, какая используется в ОЗУ персонального компьютера) характеризуются сверхбыстрыми чтением, записью и поиском информации. Основным их недостатком является чрезвычайно высокая стоимость. Используются, в основном, для ускорения работы крупных систем управления базами данных и мощных графических станций. Такие накопители, как правило, оснащены аккумуляторами для сохранения данных при потере питания, а более дорогие модели — системами резервного и/или оперативного копирования. Примером таких накопителей является I-RAM. Пользователи, обладающие достаточным объёмом оперативной памяти, могут организовать виртуальную машину и расположить её жёсткий диск в ОЗУ и оценить производительность.

Недостатки и преимущества

Недостатки

Преимущества

Отсутствие движущихся частей, отсюда:

Полное отсутствие шума;
Высокая механическая стойкость;
Стабильность времени считывания файлов вне зависимости от их расположения или фрагментации;

Высокая скорость чтения/записи, нередко превосходящая пропускную способность интерфейса жесткого диска (SAS/SATA II 3 Gb/s, SAS/SATA III 6 Gb/s, SCSI, Fibre Channel и т. д.);
Низкое энергопотребление;
Широкий диапазон рабочих температур;
Большой модернизационный потенциал как у самих накопителей так и у технологий их производства.
Отсутствие магнитных дисков, отсюда:

Намного меньшая чувствительность к внешним электромагнитным полям;
Малые габариты и вес; (нет необходимости делать увесистый корпус для экранирования)

Microsoft Windows и компьютеры данной платформы с твердотельными накопителями

В ОС Windows 7 введена специальная оптимизация для работы с твердотельными накопителями. При наличии SSD-накопителей эта операционная система работает с ними иначе, чем с обычными HDD-дисками. Например, Windows 7 не применяет к SSD-накопителю дефрагментацию, технологии Superfetch и ReadyBoost и другие техники упреждающего чтения, ускоряющие загрузку приложений с обычных HDD-дисков.

Предыдущие версии Microsoft Windows такой специальной оптимизации не имеют и рассчитаны на работу только с обычными жесткими дисками. Поэтому, например, некоторые файловые операции Windows Vista, не будучи отключенными, могут уменьшить срок службы SSD-накопителя. Операция дефрагментации должна быть отключена, так как она практически никак не влияет на производительность SSD-носителя и лишь дополнительно изнашивает его.

Компания ASUS ещё в 2007 г. выпустила нетбук EEE PC 701 с SSD-накопителем объёмом 4Гб. Компания Dell 9 сентября 2011 года заявила о первой на рынке комплектации ноутбуков Dell Precision твердотельной памятью объемами 512Гб одним накопителем и 1Тб двумя накопителями для моделей компьютеров M4600 и M6600 соответственно. Производитель установил цену за один 512Гб SATA3 накопитель на момент объявления в $1120 долларов США. [10]

На SSD-накопителе работают планшеты компании Acer — модели Iconia Tab W500 и W501, Fujitsu Stylistic Q550 под управлением Windows 7.

Mac OS X и компьютеры Макинтош с твердотельными накопителями

Операционная система Mac OS X начиная с версии 10.7 (Lion) полностью осуществляет TRIM-поддержку для установленной в системе твердотельной памяти. [11]

С 2010 года компания Apple представила компьютеры линейки Air полностью комплектуемые только твердотельной памятью на основе Флеш-NAND памяти. До 2010 г. покупатель мог выбрать для данного компьютера обычный жесткий диск в комплектации, но дальнейшее развитие линейки в пользу максимального облегчения и уменьшения корпуса компьютеров данной серии потребовало полного отказа от обычных жестких дисков в пользу твердотельных накопителей.

Объем комплектуемой памяти в компьютерах серии Air составляет от 64Гб до 512Гб. [12] По данным J.P. Morgan с момента представления было продано 420 000 компьютеров этой серии полностью на твердотельной Флеш-NAND памяти. [13]

11 июня 2012 года на основе флеш-памяти был представлен новый MacBook Retina 15 дюймов, в котором опционально можно установить 768 Гб флеш-памяти. [14]

Перспективы развития

Главный недостаток SSD накопителей — ограниченное число циклов перезаписи — при развитии технологий изготовления энергонезависимой памяти будет устранён путём изготовления по другим физическим принципам и из других материалов, например, FeRam. К 2013 году компания HP планирует запустить в розничную продажу накопители, построенные по технологии ReRAM (resistive random-access memory). [15]

Читайте также: