Двухуровневые ячейки (MLC). Каждая из этих ячеек может содержать по два бита данных (1 и 0) на ячейку. Оба бита могут быть включены, поэтому доступны четыре значения: 00, 11, 01 и 10.
SSD диск — что это такое: новые горизонты хранения данных или очередной маркетинг
SSD означает твердотельный накопитель. На самом деле это означает — твердотельный накопитель. Его отличительная особенность заключается в том, что он не имеет движущихся механических частей. Есть только платы и микрочипы, внутри которых записывается, хранится и считывается информация. История твердотельных накопителей началась давно.
Компания StorageTek впервые реализовала подобные функции в 1985 году. Однако в то время высокая стоимость и низкотехнологичные компоненты не позволяли массово внедрять совместные решения. Также не было ответа на вопрос, зачем нужен быстрый SSD-накопитель. Компьютеры. Когда интерфейс и периферийные устройства все равно медленные. Однако в начале 2010-х годов твердотельные накопители завоевали популярность. Сегодня почти все новые ноутбуки поставляются с SSD или гибридными жесткими дисками. Ниже мы рассмотрим, что представляет собой SSD в ноутбуке или настольном компьютере.
Для чего нужен SSD-накопитель в компьютере
По своему назначению твердотельные накопители ничем не отличаются от жестких дисков. Они предназначены для выполнения одинаковых функций по хранению данных, операционных систем, файлов подкачки и т.д. Конечно, такая замена обходится дороже при расчете в гигабайтах/рублях. В недалеком будущем ситуация может измениться.
Нет никакой реальной разницы между твердотельными накопителями в ноутбуках и настольных компьютерах. Устройство может выглядеть в корпусе, как HDD, или быть рассчитанным на установку в разъем M.2. Если разобрать SSD или посмотреть на его плату, его конструкция очень похожа на конструкцию обычного флеш-накопителя. В целом, SSD — это большие флеш-накопители с одинаковым принципом работы. Контроллер управляет всем устройством, распределяет данные по ячейкам, следит за состоянием ячеек, удаляет их и обычно выполняет все функции, подобные процессору компьютера. Как и флэш-накопители, сама память является флэш-памятью. В твердотельных накопителях используется тип NAND с трехмерным массивом, в котором большое количество ячеек используется на стыках. В зависимости от способа ввода данных внутри нескольких одинаковых ячеек памяти chip-NAND на печатной плате, существует два типа реализации: SLC — одноуровневые ячейки и MLC — многоуровневые ячейки. Как и ожидалось, SLC генерирует только один бит на ячейку — многоуровневые ячейки генерируют больше бит на ячейку. В настоящее время на основе MLC появился еще один тип. Это подмножество данного типа, но с названием, которое становится все более распространенным: TLC, Triple Level Cell.
Каждое приложение имеет ряд преимуществ и недостатков. MLC дешевле по соотношению объем/цена. Это делает SSD-накопители дешевле в долгосрочной перспективе и влияет на выбор потребителей. Однако многоуровневые структуры записи имеют ограничения по количеству циклов записи и производительности. Чем больше слоев используется, тем сложнее становится алгоритм ячейки и тем ниже интенсивность. SLC пропорционально дороже, имеет более длительный срок службы и более высокую производительность. Различия между SLC и MLC, а также вопросы долговечности и надежности TLC решаются производителями с помощью алгоритмов контроля использования ячеек. Ячейки записываются в наименее часто используемые ячейки памяти. Используется и другой подход — избыточность памяти. Почти во всех SSD-накопителях около 20% памяти «резервируется» для замены в случае потери ячейки.
Принцип работы SSD-диска
Большинство людей, вероятно, знают, как работает обычный жесткий диск — магнитные головки проходят от начала до конца вращающегося диска, считывая данные с дорожек. Основная проблема магнитных дисков заключается в том, что для позиционирования считывающей головки в нужной области данных требуется много времени. Если файл разбит на несколько секций, процесс чтения или записи может занять в несколько раз больше времени. Внутренние компоненты жестких и твердотельных дисков Чтобы понять, что такое твердотельный накопитель, необходимо знать, как он работает. Все, что нужно знать системе, это адрес для доступа к данным для чтения или записи. Затем контроллер просто возвращает блок данных. На поиск адреса и передачу данных уходят буквально миллисекунды.
Твердотельные накопители можно охарактеризовать в зависимости от типа, форм-фактора и типа интерфейса. Существует три основных форм-фактора
- 2.5″. Накопители подходят под форм-фактор 2,5″. Он совместим практически со всеми типами систем, включая ноутбуки, серверы и ПК.
Компактный 2,5-дюймовый формат Crucial.
- В качестве отдельного слота PCIe. Обеспечивает превосходную скорость и надежность и использует интерфейс PCIExpress.
Автономные SSD-карты Intel.
- M.2. относительно новый формат, в основном в виде карт памяти, которые устанавливаются непосредственно в слот M.2 материнской платы, что делает их очень компактными. Этот тип SSD может быть представлен в трех различных исполнениях (2242, 2260 и 2280), в зависимости от длины. Последние две цифры указывают длину в мм.
Есть еще несколько редких форматов, которые представляют интерес только для более узкого круга приложений, например, сравнение размеров M.21,8″, 3,5″ и mSata. Интерфейсы сложны для понимания. Существует путаница между стандартами и спецификациями. Начните с самого популярного SATA. В настоящее время существует три основных и две дополнительных редакции SATA — поддерживает до 1,5 гигабит в секунду. Доступны все реже и реже. SATAII — до 3 Гбит/с. SATAIII — до 6 Гбит/с. Ревизия SATA3.2 с префиксом Express.
Совместим с другими накопителями SATA со скоростью до 8 Гбит/с и, что самое интересное, имеет в своей основе интерфейс PCIExpress. Интерфейс может быть реализован как в 2,5-дюймовых накопителях, так и в накопителях типа M.2; интерфейс PCI-E немного проще. PCI может быть многоканальным. Чем больше каналов, тем выше скорость передачи данных.
Это лишь основные преимущества твердотельных накопителей, которые пользователи могут «почувствовать». Но вопрос о том, что лучше HDD или SSD, продолжают задавать многие пользователи, поэтому давайте сравним характеристики этих двух типов накопителей:
Типы логического интерфейса
Логический интерфейс — это способ передачи и обмена информацией. Твердотельные накопители используются двух типов — SATA и NVMe.
SATA — это последовательный интерфейс для обмена данными. При таком методе биты информации передаются только по одному каналу за другим, что ограничивает пропускную способность и, следовательно, скорость SSD-накопителя.
При использовании логического интерфейса NVMe данные передаются по нескольким одновременным каналам (от двух до 16). Это может увеличить скорость передачи данных в несколько раз.
SATA и mSATA
SATA и mSATA имеют одинаковую пропускную способность. Как упоминалось ранее, они отличаются только размером, но их слоты идентичны и совместимы с жесткими дисками.
PCI Express подключается непосредственно к материнской плате и обеспечивает скорость передачи данных в несколько раз выше, чем SATA. Для этого используется логический интерфейс NVMe, при этом один из слотов PCI оказывается занят.
Физический интерфейс M.2 также крепится к материнской плате и чаще используется в современных ноутбуках, поскольку занимает минимум места. Платы различаются по размеру, который обозначается четырьмя цифрами в маркировке. Первые два — всегда 22xx — указывают ширину в мм. Оставшиеся две цифры меняются в зависимости от модели и указывают на длину.
Слот U.2 встречается довольно редко и также использует логический интерфейс NVMe. Важной особенностью является функция горячего подключения и отключения, которая особенно полезна для рабочих станций и профессиональной деятельности.
Как тип памяти влияет на скорость работы
В зависимости от количества битов информации, размещаемых в одной ячейке, существует четыре типа твердотельной памяти:
— SLC — один бит в одной ячейке,
— MLC — одна ячейка содержит два бита,
— TLC — одна ячейка содержит три бита,
— TLC — одна ячейка из четырех битов.
Считается, что самые надежные твердотельные накопители — это накопители с памятью SLC. Чем больше битов вмещает ячейка, тем менее быстрым и долговечным считается твердотельный накопитель.
При использовании логического интерфейса NVMe данные передаются по нескольким одновременным каналам (от двух до 16). Это может увеличить скорость передачи данных в несколько раз.
Правила выбора
Итак, вы решили, что пора избавиться от устаревшего жесткого диска и установить в компьютер твердотельный накопитель — вы знаете, зачем он вам нужен и в чем его преимущества перед жестким диском. Но вот другой вопрос: как выбрать SSD?
Твердотельные накопители бывают разных типов, контроллеров и цен, поэтому трудно сказать наверняка, какой из них вам подойдет. Чтобы избежать путаницы при разговоре с продавцом, который может захотеть продать вам более дорогой твердотельный накопитель, при выборе диска учитывайте следующие моменты.
容量
Как уже упоминалось, одним из основных недостатков твердотельных накопителей является цена, которая строго связана с объемом памяти. Минимальная емкость на сегодняшний день составляет 60 ГБ. Если учесть, что установленная Windows 7 требует 16-20 Гб, в зависимости от разрядности, то становится понятно, что 60 Гб хватит только для установки системы и двенадцати программ, необходимых для работы.
Если вы хотите хранить на SSD игры и тяжелые графические приложения, такие как Corel или Photoshop, то обратите внимание на диски объемом более 120 ГБ.
スピード
Все диски (SSD не являются исключением) имеют два показателя скорости: запись и чтение. Чем выше эти значения, тем лучше, но учтите, что в спецификациях обычно указывается максимальная скорость. Истинную ценность можно найти с помощью специальных программ. Если накопитель уже давно на рынке, можно попытаться найти его тест скорости у пользователей в Интернете.
Интерфейс и форм-фактор.
Большинство современных твердотельных накопителей выпускаются в форм-факторе 2,5 и поддерживают интерфейс SATA3. Однако могут быть и другие, более дорогие варианты:.
- PCI-карты, устанавливаемые непосредственно в слот материнской платы.
- Внешние твердотельные накопители.
- Накопители с интерфейсом mSATA для установки в ноутбуки и компактные компьютеры.
Что касается интерфейса: все новые твердотельные накопители выпускаются с интерфейсом SATA 3, но вы все равно можете подключить накопитель, если на вашей материнской плате установлен более старый контроллер (1-го или 2-го поколения). Однако есть одно ограничение. Скорость передачи определяется минимальным значением. Это означает, что при подключении SATA3 к SATA2 скорость определяется пропускной способностью SATA2.
Поскольку форм-фактор жестких дисков для компьютеров — 3,5″, для установки SSD 2,5 требуется специальный адаптер, часто называемый «салазками». Представляет собой небольшую металлическую полку, подвешенную к месту установки накопителя.
Кстати, с помощью специального адаптера в ноутбук можно установить SSD вместо DVD. Многие пользователи вытаскивают неиспользуемый диск, устанавливают на его место твердотельный накопитель и устанавливают на него операционную систему. В то же время стандартный жесткий диск ноутбука полностью очищается и используется в качестве хранилища для личных файлов.
Память и контроллеры
Существует три типа памяти с различным количеством бит информации в каждой ячейке: SLC (1-битная), MLC (2-битная) и TLC (3-битная). Первый тип был снят с производства и больше не используется, поэтому не стоит беспокоиться, если он появится в спецификациях.
MLC — самый распространенный тип памяти на сегодняшний день. Выбор. Несмотря на его недостатки, подходящей альтернативы пока нет, поскольку TLC только начинает появляться на рынке SSD и остается очень дорогим.
Работа с твердотельным накопителем
После успешной покупки и успешной установки системы на SSD вы с удивлением обнаружите, что можете включить компьютер, и все сразу начнет работать. Чтобы сохранить такой энтузиазм как можно дольше, следуйте нескольким простым правилам эксплуатации твердотельных накопителей.
- Установите систему, поддерживающую команду TRIM (Windows 7 или более поздние версии, Mac OS X 10.6.6, Linux 2.6.33).
- Избегайте полного заполнения диска — скорость записи снижается и не восстанавливается (актуально для контроллеров SandForce).
- Храните личные файлы на жестком диске. Не извлекайте жесткий диск во время работы. Храните музыку, фильмы, фотографии и другие данные, не требующие быстрого доступа.
- Увеличьте объем оперативной памяти и по возможности избегайте использования файлов подкачки.
Следуя этим простым правилам, вы сможете продлить срок службы вашего SSD и избежать преждевременного замедления работы.
