Твердотельный накопитель ssd реферат

Обновлено: 08.07.2024

Оглавление

История развития. 4

Что такое SSD.. 5

Архитектура и принцип работы.. 6

Преимущества и недостатки твердотельных накопителей. 7

Поддержка в различных ОС.. 9

Библиографический список. 12

Введение

Наверняка многие из нас теряли информацию в результате выхода из строя или сбоев в работе жесткого диска. Винчестер – это дамоклов меч, висящий над головой каждого пользователя, настоящий сплав механики и электроники, состоящий из вращающихся с огромной скоростью пластин, перемещающихся из стороны в сторону головок чтения-записи, микросхем и увесистого металлического корпуса. Там, где есть движущиеся части, всегда существует риск их неожиданного выхода из строя, и зачастую избежать этого невозможно. Если говорить об альтернативных накопителях, которые способны заменить собой привычные жесткие диски, то наибольший интерес здесь представляют устройства SolidStateDrive (SSD).

В настоящее время твердотельные накопители используются в компактных устройствах: ноутбуках, нетбуках, коммуникаторах и смартфонах. Некоторые известные производители переключились на выпуск твердотельных накопителей уже полностью, отказавшись от производства HDD дисков.

Существуют и так называемые, гибридные жесткие диски, появившееся, 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 диски используются, в основном, в переносных устройствах.

История развития

Первые накопители подобного типа (на ферритовых сердечниках) были созданы еще для ламповых вычислительных машин. Однако с появлением барабанных, а затем и дисковых накопителей вышли из употребления из-за чрезвычайно высокой стоимости

1978 год — американская компания StorageTek разработала первый полупроводниковый накопитель современного типа (основанный на RAM-памяти).

1995 год — израильская компания M-Systems представила первый полупроводниковый накопитель на flash-памяти.

2008 год — Южнокорейской компании MtronStorageTechnology 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 начнётся уже в 2009 году.

2009 год — SuperTalentTechnology выпустила SSD объёмом 512 гигабайт, OCZ представляет SSD объёмом 1 терабайт. В настоящее время наиболее заметными компаниями, которые интенсивно развивают SSD-направление в своей деятельности, можно назвать Intel, Kingston, SamsungElectronics, SanDisk, Corsair, Renice, OCZ Technology, Crucial и ADATA. Кроме того, свой интерес к этому рынку демонстрирует Toshiba.

Что такое SSD

SSD – это энергонезависимое немеханическое запоминающее устройство, работающее на основе микросхем памяти. Информация в нем хранится в нескольких блоках флеш-памяти, для кеш-памяти используется микросхема DDR DRAM, а управляет процессом чтения записи и структурой размещения данных SSD-контроллер.SSD-накопители разрабатывались изначально для высокоскоростных серверов или военных вычислительных систем: традиционные винчестеры для таких компьютеров были слишком медленными или недостаточно надежными.

Первые твердотельные накопители состояли из обычных модулей памяти – таких же, какие использовались в ОЗУ компьютера. Чтобы данные не потерялись при выключении компьютера, в ПК устанавливался специальный аккумулятор. В настоящее время SSD-накопители содержат флэш-память, для нее отключение питания не страшно.

Принцип работы твердотельного накопителя несколько иной, чем у накопителя на жестких магнитных дисках, то есть HDD. В SSD-накопителях за счет отсутствия движущихся частей считывание информации происходит значительно быстрее – после вычисления контроллером адреса нужного блока доступ к данным предоставляется практически моментально.

SSD-накопители применяются в портативных компьютерахвсе чаще и чаще. В нетбуках и субноутбуках используются модели емкостью 4–64 Гб, а в полноразмерных ноутбуках емкость твердотельных накопителей составляет до 256 - 512 Гб. SSD-накопители используются в серверах, когда требуется большой объем быстродействующей дисковой памяти. Для серверов, которые выполняют обработку нескольких тысяч операций одновременно, нуждаются в надежном и быстром буферном хранилище оперативных данных. Флэш-память – лучшее решение.

Архитектура и принцип работы

Накопители, построенные на использовании энергонезависимой памяти (NAND SSD), появились относительно недавно, но в связи с гораздо более низкой стоимостью (от 1 долларов США за гигабайт) начали уверенное завоевание рынка. До недавнего времени существенно уступали традиционным накопителям в чтении и записи, но компенсировали это (особенно при чтении) высокой скоростью поиска информации (сопоставимой со скоростью RAM-дисков). Сейчас уже выпускаются твердотельные накопители Flash со скоростью чтения и записи, в разы превосходящие возможности жестких дисков. Характеризуются относительно небольшими размерами и низким энергопотреблением.

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 (от 80 до 800 долларов США за Гигабайт). 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.

Своеобразной разновидностью таких дисков является RIndMA диск — подключенный быстрым сетевым соединением вторичный ПК с программным RAM-диском. Такой диск стоит в 2-4 раза меньше специализированных, но не рекомендуется для использования в критичных к потере данных приложениях.

Преимущества и недостатки твердотельных накопителей

Преимущества по сравнению с жесткими дисками:

· отсутствие движущихся частей;

· высокая скорость чтения/записи, нередко превосходящая пропускную способность интерфейса жесткого диска (SAS/SATA II 3 Gb/s, SAS/SATA III 6 Gb/s, SCSI, FibreChannel и т. д.);

· Большая скорость передачи данных. У профессиональных моделей, используемых в серверах, этот показатель составляет более 1 Гб/с;

· низкое энергопотребление, это в свою очередь, слегка продлевает жизнь аккумуляторам ноутбуков.;

· полное отсутствие шума из-за отсуствия движущихся частей и охлаждающих вентиляторов;

· высокая механическая стойкость(кратковременно выдерживают порядка 1500 g);

· широкий диапазон рабочих температур;

· стабильность времени считывания файлов вне зависимости от их расположения или фрагментации;

· малые габариты и вес;

· большой модернизационный потенциал как у самих накопителей так и у технологий их производства;

· намного меньшая чувствительность к внешним электромагнитным полям;

· количество произвольных операций ввода-вывода в секунду (IOPS) у SSD на порядок выше, чем у жёстких дисков, за счёт возможности одновременного запуска множества операций и более низкой латентности каждой операции (нет необходимости ожидать оборота диска перед доступом);

Недостатки по сравнению с жесткими дисками:

· Главный недостаток SSD — ограниченное количество циклов перезаписи. Обычная (MLC, Multi-levelcell, многоуровневые ячейки памяти) флеш-память позволяет записывать данные примерно 10 000 раз. Более дорогостоящие виды памяти (SLC, Single-levelcell, одноуровневые ячейки памяти) — более 100 000 раз.

· высокая цена за 1 Гб (примерно в 15 раз выше, чем у жестких дисков).К тому же, стоимость SSD прямо пропорциональна их ёмкости, в то время как стоимость традиционных жёстких дисков зависит от количества пластин и медленнее растёт при увеличении объёма накопителя;

· малая емкость (лишь экспериментальные твердотельные накопители имеют емкость 1 Тб и больше);

· более высокая чувствительность к некоторым эффектам, например, внезапной потере питания;

· медленная скорость записи (для флеш-памяти);

· малая плотность записи (за исключением устройств, находящихся на стадии разработки);

· более высокое потребление энергии в режиме ожидания (к этому особо чувствительны переносные компьютеры).

• После очистки SSD-накопителя с применением команды TRIM восстановление удаленных данных не представляется возможным, даже с применением специализированных утилит.

• Также невозможно восстановить данные с твердотельного диска после резкого скачка напряжения. Поскольку в SSD-дисках микросхемы памяти находятся на одной плате с контроллером, то при перепадах в сети, как правило, сгорает и контроллер и память, тогда как в HDD в аналогичных ситуациях сгорает лишь плата контроллера диска.

Поддержка в различных ОС

MicrosoftWindows и твердотельные накопители

В ОС Windows 7 была 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 MicrosoftWindows такой специальной оптимизации не имеют и рассчитаны на работу только с обычными жёсткими дисками. Поэтому, например, некоторые файловые операции WindowsVista, не будучи отключёнными, 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 ресурс.

Mac OS X и компьютеры Macintosh с твердотельными накопителями

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

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

Объём комплектуемой памяти в компьютерах серии Air составляет от 128 ГБ до 512 ГБ.

11 июня 2012 года на основе флеш-памяти был представлен обновлённый модельный ряд профессиональных ноутбуков MacBookPro с дисплеем Retina, в котором опционально можно было установить 768 ГБ флеш-памяти.

GNU/Linux и компьютеры данной платформы с твердотельными накопителями

Заключение

Пока же все альтернативные технологии хранения данных остаются в проектах, производители продолжают совершенствовать традиционную флэш - технологию, переходят на более тонкие техпроцессы и повышают емкость микросхем. Можно не сомневаться в том, что фирмы, выпускающие флэш-память, намерены использовать весь потенциал этого типа носителей перед переходом на накопители другого типа. Поэтому число устройств, снабженных флэш-памятью, в ближайшее время будет увеличиваться, и рекомендации по использованию такой памяти вряд ли скоро потеряют актуальность.

Библиографический список

© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.012)

Реферат на тему:

Работу выполнил
студент гр. 4317КС Турдубаев Р.

Санкт-Петербург
2015 г.Оглавление

Введение. 2
1 глава. 3
История создания. 3
Контроллер SSD. 3
Как работает SSD накопитель. 5
Оптимизация SSD. 7
2 глава. 9
О надёжности SSD. 9
Безопасность SSD. 9
Преимущества SSD. 10
Недостатки SSD. 10
Как выбрать SSD диск. 11
Заключение. 14
Список литературы. 15

В этой работе я хочу рассмотреть SSD диски: историю создания, их достоинства, архитектуру и прочее.Твердотéльный накопитель (англ. solid-state drive, SSD) — компьютерное немеханическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти. Кроме них, SSD содержит управляющий контроллер. Наиболее распространенный вид твердотельных накопителей использует для хранения информации флеш-памяти типа NAND, однако существуют варианты, в которых накопитель создается на базе DRAM-памяти, снабженной дополнительным источникомпитания — аккумулятором.
В настоящее время твердотельные накопители используются не только в компактных устройствах — ноутбуках, нетбуках, коммуникаторах и смартфонах, планшетах, но могут быть использованы и в стационарных компьютерах для повышения производительности.
По сравнению с традиционными жёсткими дисками (HDD), твердотельные накопители имеют меньший размер и вес, но в несколько раз (6—7) большуюстоимость за гигабайт и значительно меньшую износостойкость (ресурс записи).
Небольшие твердотельные накопители могут встраиваться в один корпус с магнитными жёсткими дисками, образуя гибридные жёсткие диски (англ.)русск. (SSHD, Solid-state hybrid drive). Флеш-память в них может использоваться либо в качестве буфера (кэша) небольшого объёма (4—8 ГБ), либо, реже, быть доступной как отдельный накопитель(Dual-drive hybrid systems). Подобное объединение позволяет воспользоваться частью преимуществ флеш-памяти (быстрый произвольный доступ) при сохранении небольшой стоимости хранения больших объёмов данных.

1 глава.
История создания.

История создания твердотельных накопителей (SSD) начинается с 1978 года. Именно тогда компанией StorageTek был разработан первый полупроводниковый накопитель наоснове RAM-памяти. Следующим шагов к современности стал 1982 год, ознаменовавшийся появлением полупроводникового накопителя на базе RAM-памяти (скорость считывания данных - 320 МБит/с). Год 1995 стал годом появления прародителя современных SSD накопителей (компания M-Systems презентовала полупроводниковый накопитель на основе flash-памяти). 2008 год ознаменовался выходом в свет твердотельногонакопителя современного образца со скоростью записи считывания 240 и 260 Мб\сек соответственно от компании Mtron Storage Technology.
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 и Crucial. Кроме того, свой интерес к этому рынкудемонстрирует Toshiba.

Главной задачей контроллера является обеспечение операций чтения/записи, и управление структурой размещения данных. Основываясь на матрице размещения блоков, в какие ячейки уже проводилась запись, а в какие еще нет, контроллер должен оптимизировать скорость записи и обеспечить максимально длительный срок службы SSD-диска. Вследствие особенностей построения NAND-памяти, работать сее каждой ячейкой отдельно нельзя. Ячейки объединены в страницы объемом по 4 Кбайта, и записать информацию можно только полностью заняв страницу. Стирать данные можно по блокам, которые равны 512 Кбайт. Все эти ограничения накладывают определенные обязанности на правильный интеллектуальный алгоритм работы контроллера. Поэтому, правильно настроенные и.

Компьютерное запоминающее устройство на основе микросхем памяти. Кроме них, SSD содержит управляющий контроллер. Не содержит движущихся механических частей.

Содержание

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

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.

Твердотельные накопители приобретают всё большую популярность в отрасли мониторинга и обеспечения безопасности. Функции видеонаблюдения - распознавание лица, аналитика данных, решения для "умного города" и т.д., - требуют оперативной обработки больших объёмов данных. Представьте себе, к примеру, оживлённый перекрёсток, движение на котором подчинено не контролируемым по времени сигналам, а изменяется динамически в зависимости от интенсивности трафика. Камеры отслеживают фазы спада и наплыва автомобилей и пешеходов, одновременно рассчитывая самые эффективные параметры транспортного потока. Данная задача требует больших вычислительных мощностей, и даже мельчайшее их увеличение приводит к значительной экономии общественных средств. Подобные функции современных систем видеонаблюдения и дают более высокопроизводительным SSD-накопителям преимущества перед традиционными жёсткими дисками (HDD).

История развития

Хронология событий

2020: Материал на основе графена позволит продлить срок службы устройств хранения данных

2009: Выпущены SSD объёмом 512 гигабайт и 1 терабайт

В 2009 году компания Super Talent Technology выпустила SSD объёмом 512 гигабайт, OCZ представляет SSD объёмом 1 терабайт. В настоящее время наиболее заметными компаниями, которые интенсивно развивают SSD-направление в своей деятельности, можно назвать Intel, Kingston, Samsung Electronics (Самсунг Электроникс Рус), SanDisk, Corsair, Renice, OCZ Technology, Crucial и ADATA. Кроме того, свой интерес к этому рынку демонстрирует Toshiba.

2008: Создан SSD-накопитель со скоростью записи 240 МБ/с и скоростью чтения 260 МБ/с

В 2008 году 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 начнётся уже в 2009 году.

1995: Первый полупроводниковый накопитель на flash-памяти

В 1995 году израильская компания M-Systems представила первый полупроводниковый накопитель на flash-памяти.

1982: Представлен полупроводниковый накопитель на RAM-памяти

В 1982 году 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.

1978: Разработан первый полупроводниковый накопитель современного типа

В 1978 году американская компания StorageTek разработала первый полупроводниковый накопитель современного типа (основанный на RAM-памяти).

От дисков к SSD

Первые диски, в таком конструктиве, который стал прототипом для современных накопителей, создала шотландская компания Rodime, она выбрала в качестве образца формат популярных тогда 3,5 флоппи-дисков. Выпущенные ею в 1983 году модели RO351 и RO352 имели емкость 6,38 и 12,75 Мб соответственно. По тем временам этот не так мало, оригинальные PC XT комплектовались 5-дюймовыми дисками 5–10 Мб, заметно большими по размеру. В дальнейшем прогресс в области ферримагнитных материалов, способов записи и приводов позволили за 25 лет увеличить емкость дисков в миллион раз. Эволюция механики дисков, материалов и способов записи заслуживает специального рассмотрения.

Однако, как бы ни были высоки показатели емкости и соотношения емкость/цена у самых совершенных HDD, при них остаются их врожденные недостатки – большая задержка как неизбежное следствие механики и последовательные операции чтения и записи, неизбежные при перемещении головки над дорожкой.

Длительность процедуры внедрения NVM обусловлена не столько техническими проблемами, сколько тем обстоятельством, что изначально все современные корпоративные информационные системы создавались именно в расчете на HDD, поэтому сдерживающим фактором стала инерционная масса существующей инсталляционной базы.

Область внедрения SCM лежит между памятью и дисками, а поскольку производительность и стоимость технологий, потенциально пригодных для создания SCM, варьируются, то среди решений могут быть более быстрые, близкие по производительности к памяти, и более медленные, сравнимые по производительности с дисками. Сопоставимая по скорости с DRAM память на мемристорах или PCM позволит напрямую подключить к процессору большой объем памяти.

Из нескольких путей самый радикальный и логически простой предполагает подключение карт Solid State Card (SSC) в форм-факторе PCIe по интерфейсу NVMe непосредственно к серверам, хотя это самый логичный и высокоскоростной способ, но он пока применим для ограниченного числа новых приложений. Поэтому широкое распространение получают твердотельные накопители Solid State Drive с той же аббревиатурой SSD, выпускаемые в тех же форм-факторах, что и HDD — 5,25, 3,5, 2,5 и 1,8 дюйма, эмулирующие HDD.

Прямая замена HDD на SDD в существующих СХД вполне допустима, однако она не позволяет в полной мере реализовать потенциал флэш, поэтому остается несколько вариантов создания новых СХД. На данный же момент по экономическим соображениям в количественном отношении будут преобладать гибридные СХД, сочетающие в себе лучшие качества обоих видов накопителей: и HDD, и SDD – их производство растет со скоростью 8–10% в год.

Параллельно, по мере снижения цены флэш-памяти, все большую массовость приобретают массивы All-Flash Arrays (AFA), построенные исключительно на SDD. Этот сегмент рынка пока меньше гибридного, но растет в несколько раз быстрее. И здесь тоже есть свои варианты. Ряд компаний, главным образом стартапы, создают принципиально новые решения класса AFA с нуля (built from the ground up). Те же крупные вендоры, чьи проверенные временем массивы сохраняют потенциал для модернизации, доводят свои существующие продукты путем модернизации ПО и железа до уровня AFA. Они создают системы, которые называют оптимизированными под SDD (flash optimizing storage systems). Можно привести в качестве примера HP с 3PAR StoreServ.

Преимущество массивов AFA, относящихся к категории built from the ground up, по сравнению с optimizing storage systems состоит в том, что их заново написанные операционные системы лучше используют физические возможности флэш, это очевидно и не вызывает возражений. Но не менее очевидно и другое обстоятельство: из-за короткого периода существования built from the ground up им не хватает возможностей тех системных средств для управления данными корпоративного уровня (advanced data management features), которые были разработаны за десятилетия для HDD. Вот почему серьезные унаследованные приложения используют эти наработки, без них преимущества в скорости SDD сводится к нулю. Из сказанного следует, что нельзя в лоб сравнивать описанные выше два типа систем, на данный момент у каждого из них есть свои преимущества и перед пользователем стоит проблема выбора той СХД, которая точнее соответствует его требованиям. Для тех, кому важна в чистом виде скорость работы, больше подходят built from the ground up, если же критичны еще и требования корпоративного уровня, то предпочтительнее optimizing storage systems, сочетающие зрелые программные платформы с высокой надежностью и стабильностью, с более высокой, свойственной AFA скоростью работы.

HDD своих позиций не уступают, в прошлом году компания Western Digital представила HDD объемом 14 Тб по технологии черепичной магнитной записи и гермозоны с гелием, а на подходе технология микроволновой магнитной записи (MAMR), в 2022 году та же WD планирует выпустит диск емкостью 40 Тб, у которого удельная стоимость хранения будет на порядок ниже, чем у SSD.

Подробнее об эволюции СХД читайте здесь.

Мировой рынок

Технический прогресс, изменения динамики развития ПК индустрии, выход новых моделей промышленных серверов и новых архитектур систем хранения, а также краткосрочный кризис на рынке жестких дисков позволят рынку твердотельных накопителей (solid state storage, SSD) существенно прибавить в объеме в период с 2011 по 2015 год.

Российский рынок

Архитектура и принцип работы

NAND SSD

Сравнение: компоненты разобранного HDD (слева) и разобранный SSD (справа)

Накопители, построенные на использовании энергонезависимой памяти (NAND SSD), появились относительно недавно, но в связи с гораздо более низкой стоимостью (от 2 долларов 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 Flash со скоростью чтения и записи, в разы превосходящие возможности жестких дисков. Характеризуются относительно небольшими размерами и низким энергопотреблением.

RAM SSD

Плюсы и минусы

Преимущества, по сравнению с жёсткими дисками (HDD):

отсутствие движущихся частей;
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;
полное отсутствие шума из-за отсуствия движущихся частей и охлаждающих вентиляторов;
высокая механическая стойкость;
широкий диапазон рабочих температур;
стабильность времени считывания файлов вне зависимости от их расположения или фрагментации;
малые габариты и вес;
большой модернизационный потенциал как у самих накопителей так и у технологий их производства.
намного меньшая чувствительность к внешним электромагнитным полям.

Зависимость времени хранения на обесточенных SSD-накопителях от температуры

12 мая 2015 года стало известно о публикации доклада Элвина Кокса (Alvin Cox), руководителя компании Seagate и председателя комитета JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council). В докладе [1] он обозначил особенности нового стандарта, определяющего требования к SSD-накопителям на платформе NAND-памяти и методы оценки их надёжности [2] .

В тексте доклада сообщается об ограниченном времени сохранения данных при отключении SSD-накопителя от электропитания:

для серверных устройств гарантированное время автономного сохранения всех данных определено в три месяца при температуре 40° С,
для клиентских систем - 1 год при температуре 30° С.

Таблица демонстрирует соответствие температуры/времени хранения в обесточенном состоянии, 2015

В докладе также указано, что в соответствии с исследованиями компаний Samsung, Seagate и Intel период времени сохранения данных уменьшается вдвое при увеличении температуры места, где хранится SSD-накопитель, на каждые 5° С. Например, при температуре 55° С время сохранения всех данных при нахождении накопителя в отключенном состоянии снижается до недели.

Утилизация систем хранения: практика отстает от теории

На рынке широко распространен опыт утилизации HDD-накопителей без учета особенностей SSD. Неправильная утилизация может привести к утечке данных. Как показал аудит, проведенный в США в 2015 г., неправильные методы стирания файлов привели к утечке персональной информации граждан из баз данных 12 американских ведомств, включая налоговые и здравоохранение [3] .

По данным исследования Data Breach Investigation Report от компании Verizon, опубликованного в конце апреля 2016 г., 86% попыток хищения конфиденциальных данных — это попытки завладеть финансовой информацией. С этой точки зрения накопители корпоративных СХД — идеальный источник чужих данных, ведь при удалении файлов информация на дисках на самом деле не исчезает.

Технология утилизации жестких дисков HDD в конце жизненного цикла уже отработана: размагничивание надежно стирает все данные. Для SSD размагничивание не работает. Поэтому некоторые компании выбирают физическое уничтожение SSD — в итоге молоток становится лучшим другом системного администратора. Однако такой подход нельзя назвать оптимальным, ведь повторная продажа или переработка ценного устройства более выгодна с точки зрения экологии и частичного возмещения стоимости.

Правила для SSD

Миграция бизнес-приложений на SSD

Перемещение данных наиболее требовательных к производительности бизнес-приложений на SSD во многих случаях оправдано. Рост производительности, достигаемый за счет SSD, зачастую эффективнее традиционного увеличения количества обычных жестких дисков в системе хранения.

Показатели общей стоимости владения улучшаются за счет снижения расходов на кондиционирование и электропитание. Массив более компактен и способен обслуживать большее количество транзакций. Но если стоимость обработки одной транзакции в подобной системе достаточно низка, то цена за гигабайт хранения остается весьма значительной. Flash-накопители по-прежнему очень дороги, и это ограничивает возможности миграции бизнес-приложений на SSD.

При этом для оборудования большинства вендоров сохраняется ряд проблем. Во-первых, это нестандартное оборудование, технологически не вполне совместимое с тем, что уже имеется. Вторая проблема – износ накопителей. Известно, что число циклов перезаписи SSD ограничено, и по мере использования повышается риск потери данных. Третья проблема – ограниченные функции программного обеспечения контроллеров в части интеграции, сжатия данных и поддержки сетевых протоколов.

В традиционных массивах, предназначенных для работы с жесткими дисками, операции чтения сравнительно медленные и данные помещаются в кэш большими блоками по 16 KB. Это повышает шансы на то, что следующая операция чтения будет происходить уже из кэша, и тем самым снижается время отклика. Накопители SSD гораздо быстрее, и при их использовании предварительное перемещение данных в кэш не имеет смысла.

При этом HP гарантирует надежность четырехконтроллерных HP 3PAR StoreServ на уровне 99.9999% доступности данных. Это означает, что время простоя массива составит не более 31,5 секунд в год, или 2,59 в месяц, или 0,605 секунды в неделю.

Использование в компьютерах Apple и ПК

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-диску 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.

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.

Приветствую Вас на своем блоге!
SSD диск уже становится обязательным атрибутом не только ноутбуков и нетбуков, но и настольных компьютеров.
В этой статье я попробую разобраться, что такое SSDдиск, описать его сильные и слабые стороны. А также, рассмотрим его применение в домашних компьютерах.

Что вы узнаете, прочитав эту статью:

Что такое SSDдиск.

SSD — это твердотельный накопитель, который использует для хранения данных флеш-память(NAND). Расшифровать аббревиатуру SSD, можно как Solid State Disk или Solid State Drive, но более правильным мне кажется второй вариант.

В SSD накопителе нет механических и движущихся деталей, что делает его более надежным, по сравнению с механическим HDD.

Первые прототипы современных твердотельных дисков выпускались на основе RAM памяти и чтобы не потерять информацию после выключения компьютера, к ней подключали аккумулятор.
Сейчас, конечно, SSD накопители делают по другой технологии и выключение компьютера не приведет к потере информации.

Из чего состоит SSD диск.

Основные части, из которых состоит SSD, это чип флеш-памяти, контролер, интерфейс подключения диска, корпус.

Чип флеш-памяти.

В настоящий момент в современных SSD используется три вида памяти, это SLC, MLC и TLC.

SLC(Single-Level Cell) — в каждую ячейку этой памяти записывается один бит информации. Количество циклов перезаписи 100 000. Имеет самый большой запас по перезаписи, но она и самая дорогая память, используется в дорогих серверных системах.

MLC(Multi-Level Cell) — в каждую ячейку записывается два бита информации. Количество циклов перезаписи 3000. Эта память используется для производства большинства SSD накопителей, так как менее дорогая и имеет потенциал для больших объемов дискового пространства.

TLC(Triple-Level Cell) — в каждую ячейку записывается три бита информации. Количество циклов перезаписи 1000. Самый дешевый вид памяти, давно используется при производстве флеш-накопителей. Ее начинают использовать и при производстве SSD дисков, что делает их производство еще дешевле, например Samsung 840 EVO.

Количество циклов перезаписи может меняться в большую сторону, это зависит от технологии производства, а она на месте не стоит.
При износе ячеек памяти они блокируются,так что сам диск остается рабочим, он только теряет в объеме. Но если его правильно использовать, и учитывать его размер, то срок службы твердотельного накопителя составит несколько лет.
Основные производители чипов памяти, это Intel, Hynix, Micron, Samsung, SanDisk и Toshiba.

Если говорить о размерах памяти SSD дисков, то на данный момент можно встретить диски объемом 1Тбайт. Но цена такого диска пока слишком высока, например диск на 800Гб с интерфейсом SATA3 стоит около 80 000 рублей, а с интерфейсом PCI-E, около 160 000 рублей. Не каждый захочет за такую сумму купить себе быстрый флеш-накопитель.

Контролер.

Контролер — процессор, который руководит операциями чтения и записи. Это второй по важности, после памяти элемент в твердотельном накопителе.
В задачу контролера входит:
Постоянное слежение за состоянием ячеек памяти и их блокировка, при полном износе;
Равномерное распределение файлов по всему диску для равномерного износа ячеек памяти;
Передача данных из памяти в RAM память, при ее наличии;
Сжатие файлов для ускорения передачи;

Скорость чтения и записи зависит не только от памяти, но и от контролера. Так, например в дешевых дисках могут ограничивать скорость контролера при наличие быстрой памяти, в итоге скорость чтения и записи у диска будет ниже.

Форм-фактор SSD.

SSD накопители выпускаются в разных форматах. Всего их, на данный момент, пять.

SATA — Это самый распространенный вид накопителей на 2,5 дюйма. Их можно установить, как в настольный ПК, так и в ноутбук. Только в ноутбуке придется убрать более объемный HDD или CD-ROM. Диски размером 1,8 дюйма с интерфейсом SATA распространены меньше. Советую брать диски формата SATA-3, у них скорость чтения/записи гораздо выше, чем у SATA-2, около 500мб/с и выше.

mSATA — Как правило диски этого формата устанавливаются в ноутбуках, где для них предназначен специальный отсек. По скорости, некоторые модели уступают дискам формата SATA.

PCI-E — Самую большую скорость чтения/записи, благодаря шине PCI-E, показывают диски именно этого формата, до 2000Мб/с. Но они и самые дорогие из твердотельных.

Гибридные(SSHD) — Это такие диски, где в качестве основного носителя используется обычный жесткий диск, а в качестве кеш памяти, SSD накопитель. Такой способ позволяет быстро запускать приложения, которые часто используются. В целом скорость такого диска, как и обычного HDD, но некоторые программы работают очень быстро.

USB — Внешние диски не отличаются большой скоростью, потому что порт USB является тут слабым звеном. Советую покупать диски с интерфейсом USB 3.0, так скорость будет намного выше USB 2.0. Но для внешнего диска никогда и не требовалась такая же скорость, как и для внутреннего. Так что, если вам скорость не так важна, то лучше купить обычный жесткий диск, и дешевле и больше объем.

Преимущества SSD дисков.

Быстрый доступ к файлам — В твердотельных накопителях нет движущихся головки и диска и считывание происходит почти мгновенно.
Большая скорость передачи данных — По той же причине у SSD очень большая скорость передачи данных.
Хорошая устойчивость к ударам — Опять же, нет хрупких механизмов и нечему ломаться при не сильных ударах.
Меньшее энергопотребление — Нет приводов и движущихся частей, энергии на работу твердотельных требуется намного меньше.
Слабый уровень шума — Здесь та же история, ничего не двигается и не шумит.

Недостатки SSD дисков.

Высокая стоимость твердотельных накопителей.
Меньший объем дискового пространства по сравнению с HDD.
Ограниченный цикл перезаписи данных.

Конечно, все эти недостатки, это временное явление и скоро твердотельные догонят и перегонять механические, а те в свою очередь безнадежно устареют.
Сейчас же, конечно можно использовать SSD диск в персональном компьютере, но только в качестве основного, где установлена система, а не в качестве хранилища для ваших файлов.
О том, как продлить жизнь твердотельному накопителю, я расскажу в одной из следующих статей, если вы еще не подписались на обновления, то можете это сделать сейчас.

Если вы собираетесь покупать компьютер и не знаете, как выбрать процессор, то рекомендую прочитать эту статью, где описаны основные критерии, по которым нужно выбирать процессор для компьютера.
Удачи!

Читайте также: