▷ Hvad er ssd, hvordan fungerer det, og hvad er det til?

Harddiske eller bedre sagt, solid state-lagerdrev eller SSD'er er her for at blive. Næsten alle brugere, der køber nyt udstyr, kan finde en lagerenhed af denne type inde. Men hvad er egentlig en SSD, og ​​hvordan fungerer det ? I denne artikel vil vi tale detaljeret om dette elektroniske element, og hvad det er, der adskiller det fra de velkendte HDD-harddiske.

Indholdsindeks

Fra nogle få år har vi været heldige som oplevede store ændringer i vores computere. Først var multi-core processorer og deres arkitektur. Dette førte til, at udstyret blev hurtigere og hurtigere, forbedret grafikkort, RAM. Men der var stadig en enorm flaskehals i vores team, og det var ingen ringere end harddisken. Med hele computeren fuld af integrerede kredsløb havde vi stadig et mekanisk element inde.

Så det ville være nytteløst at have en ekstremt hurtig processor, hvis adgangen til dataindholdet virkelig var langsomt. Af denne og andre grunde kom den digitale lagerindustri til at arbejde og sænkede følgelig omkostningerne ved at oprette denne nye type enheder. Efterhånden som omkostningerne faldt, gjorde kapaciteten til at gemme data også, og også deres pålidelighed.

I disse dage har vi dette element allerede praktisk standardiseret og fælles i alt nyt udstyr. Og til en relativt overkommelig pris. Hvis du vil have en hurtig computer, skal du have en af ​​disse til dit operativsystem. Så lad os se, hvad disse SSD-drev handler om.

Hvad er en SSD

Solid state-drevet eller SSD (solid state-drevet) er en lagerenhed til data, der er baseret på brugen af ikke-flygtig hukommelse eller ofte kaldet flashhukommelse. Således udskiftes magnetiske diske fra traditionelle harddiske.

Disse flashhukommelser, efterfølgere af den gamle EEPROM, tillader læse- og skriveoperationer for flere hukommelsesplaceringer i samme operation, hvilket øger hastigheden sammenlignet med EEPROM-hukommelser, som kun kunne læse en hukommelsescelle i hver operation.

Brug af flashhukommelse involverer brugen af ​​chips til lagring af hukommelse. Ved at fjerne de bevægelige dele på en normal harddisk øger vi dens adgang og skrivehastighed betydeligt.

I 2010 tog disse rapporter endnu et spring, hvilket var det, der virkelig førte til sænkning af produktionsomkostningerne og derfor tilgængeligheden af ​​disse af brugerne. Og det er brugen af ​​NAND-døre til at fremstille disse flashhukommelser.

Et af de mest markante træk ved en NAND-logikport (OG eller omvendt Y) er, at den kan bevare data indeni, selv når strømmen er blevet afbrudt.

Disse NAND-porte er lavet ved hjælp af flydende porttransistorer, som er en genstand, hvor bits opbevares. I tilfælde af RAM-hukommelser har disse transistorer brug for en kontinuerlig strømforsyning for at opretholde deres tilstand og ikke i flashhukommelser. Når en flydende porttransistor er indlæst, har den en 0 inde, og når den er aflæst, har den en 1.

Disse minder er organiseret i matrixform, som igen dannes af en række på hinanden følgende NAND-porte. Vi kalder den komplette matrixblok, og rækkerne, der udgør matrixen, kaldes sider. Hver af disse rækker har en lagringskapacitet på mellem 2 KB og 16 KB. Hvis hver blok har 256 sider, har vi en størrelse mellem 256 KB og 4 MB.

Forskel mellem SSD og RAM

Med dette er den første ting, der kommer til at tænke på RAM-hukommelse. Som vi ved, bruges denne type hukommelse til at levere dataene og programmerne til processoren. Når vi slukker for en computer, er RAM-hukommelsen helt tom i modsætning til SSD-drev.

Forskellen ligger i brugen af ​​NAND-porte. Disse logiske elementer gemmer den sidste elektriske tilstand inde og forbliver også selv uden strømforsyning.

Fremstillingsteknologier

Grundlæggende har der været to lagringsteknologier til fremstilling af disse enheder. Det begyndte at eksperimentere med RAM-baserede drev. Dette krævede et element, der konstant forsynede dem med energi for ikke at miste dataene.

På grund af disse begrænsninger blev DRAM-teknologien i disse enheder skrotet ud med NAND-porte med ikke-flygtig opbevaring. Dette er den, der i øjeblikket bruges, og der er tre forskellige produktionsteknologier:

SLC eller individuelt niveau celle

Ved hjælp af denne metode er det muligt at gemme en bit data for hver hukommelsescelle. Dens konstruktion er lavet af individuelle siliciumskiver, som du får en tynd hukommelseschip og et enkelt niveau af opbevaring. Disse chips har fordelene ved en højere datatilgangshastighed, større levetid og mindre energiforbrug. På den anden side har de en lavere hukommelseskapacitet, så det vil være nødvendigt at bygge et større antal søer, hvilket øger deres konstruktionsomkostninger.

Dens fremstilling i øjeblikket er begrænset til industrielle og serverklyngemiljøer, hvor lagringskvaliteten skal være overlegen.

MLC eller celle på flere niveauer

Denne fremstillingsmetode er netop det modsatte af den foregående. Hver hukommelseschip er fremstillet ved at stable siliciumskiver til dannelse af en enkelt chip på flere niveauer. Som dets fordele er med større lagerkapacitet pr. Chip, er det muligt at lagre to bit for hver celle, hvilket i alt udgør 4 forskellige tilstande. Og også en billigere produktionsomkostninger.

Som ulemper citerer vi netop det modsatte end i det foregående tilfælde: langsommere adgang og chips med mindre holdbarhed.

TLC eller tredobbelt niveau celle

I dette tilfælde formår produktionsprocessen at implementere 3 bit for hver celle, hvilket giver mulighed for at gemme op til 8 tilstande. Fremstillingsprisen er billigere og adgangen til indholdet mindre effektiv. De er derfor de billigste enheder at købe, men med en celleliv begrænset til omkring 1000 skriv.

TRIM-teknologi

Et emne, der verserer i SSD-lagerenheder, er netop deres holdbarhed. Hukommelsesceller nedbrydes for hver skrivning og sletning, der udføres på dem, dette får stærkt anvendte drev til at nedbrydes hurtigt, hvilket fører til filintegritetsfejl og tab af filer.

Processen med at slette filer fra en SSD er ret kompliceret. Vi kan skrive indhold på række niveau, men vi kan kun slette på blokniveau. Dette indebærer, at hvis der er nyttige filer i denne blok ud over dem, der skal slettes, vil dette også blive slettet.

For at forhindre, at gyldige filer slettes, skal disse filer tages og gemmes i en ny række, slettes derefter blokken og omskrives derefter de gyldige data, hvor de tidligere var. Konsekvensen af ​​al denne proces er en yderligere nedbrydning af hukommelsescellerne ved at skulle lave ekstra skriv og sletning.

Som svar på dette dukker teknologier som TRIM op. TRIM tillader kommunikation mellem operativsystemet og lagringsenheden, så det er selve systemet, der fortæller SSD de data, det skal slettes. Når vi sletter data i Windows, slettes dataene ikke fysisk, men får i stedet ejerskab for ikke at blive brugt. Dette gør det muligt at mindske processerne med skrivning og fysisk sletning af hukommelsescellerne. Fra Microsoft er denne teknologi implementeret siden Windows 7.

Fysiske komponenter i et SSD-drev

Med hensyn til komponenterne i et SSD-drev kan vi nævne tre kritiske elementer:

Controller: er den processor, der har ansvaret for at administrere og styre de operationer, der udføres på NAND-hukommelsesmodulerne.

Cache: Også i denne type enheder er der en DRAM-hukommelsesenhed til at fremskynde processen med datatransmission fra enheden til RAM og processoren.

Kondensator: Kondensatorer har funktionen til at opretholde dataintegritet, når der pludselig er strømafbrydelser. Hvis der er data i bevægelse på grund af en nedskæring, takket være kondensatorerne vil det være muligt at gemme disse data for at undgå tab.

Tilslutningsteknologier

SATA

Almindelige SSD'er har den samme forbindelsesteknologi som normale harddiske, dvs. de bruger en SATA 3-port til at forbinde disse til bundkortet. På denne måde vil vi have en overførsel på 600 MB / s.

PCI-Express

Men der er endnu en hurtigere forbindelse og kommunikationsteknologi, der kaldes NVMe. Ved hjælp af denne metode vil enhederne være direkte forbundet til PCI-Express-udvidelses slots på vores bundkort. På denne måde er det muligt at opnå overførselshastigheder på op til 2 GB / s i læsning og 1, 5 GB / s skriftligt.

Som det er normalt, har disse harddiske ikke det typiske 2, 5-tommers rektangulære indkapslingsformat, men ligner udvidelseskort som hylstre eller kølefrie grafikkort.

M.2

Dette er den nye kommunikationsstandard, der skal erstatte SATA-typen på mellemlang og kort sigt. Den bruger både SATA og NVMe kommunikationsprotokoller. Disse enheder er direkte forbundet til en bestemt port placeret på bundkortet. På denne måde undgår vi at besætte PCI-E-slots, og vi vil have specifikke porte. Denne standard har ikke PCI-E-hastigheden, men den er meget højere end SATA, og der er allerede drev fra alle producenter til moderate priser.

Aspekter at overveje af en SSD

Når vi køber en SSD, skal vi kende både dens fordele og ulemper, og om vores system er passende.

Filsystemer

Som vi har set, er styringen af ​​et SSD-drev ganske anderledes end det, vi så for normale harddiske. Derfor havde traditionelle filsystemer behov for at opdatere deres interne driftsstruktur, så de passer til disse drevs behov. Hvis det ikke var tilfældet, ville det medføre en hurtig nedbrydning af enhederne, der drastisk forkortede deres levetid.

NTFS

Et klart eksempel er Windows-filsystemet. En af de første optimeringer, der blev implementeret, da Windows Vista skulle justere partitionen korrekt til systemet. Dette gjorde det nødvendigt at udføre ekstra læse- og skriveoperationer, fordi organisering af sektorer er forskellige i mekaniske enheder og SSD.

I senere versioner fra Windows 7 implementerer systemerne forbedringer til SSD'er, såsom deaktivering af fildefragmentering, Superfetch-tjenesten, ReadyBoost og introduktionen af ​​TRIM-kommandoen for at forlænge SSD's levetid.

Fordele ved en SSD over en mekanisk disk

• Læs / skriv: Betydelig stigning i basale operationer ved at eliminere mekaniske komponenter. Dets mest bemærkelsesværdige og markante egenskab. Åbning af applikationer og filer: direkte ovenfra følger det, at applikationerne og filerne åbnes meget hurtigere, og computerens opstarttid vil falde dramatisk. Fejl og sikkerhed: Tiden mellem fejl øges markant, og sikkerheden ved transaktioner øges ved at forbedre datarensning, og der er ingen variation i ydelsen, når enheden er fuld eller tom. Sletning af filer er også sikrere, da filer, når de først er blevet fysisk slettet, kan genvindes. Energi: det kræver mindre energiforbrug og varmeproduktion. Støj: da der ikke er nogen mekaniske elementer, vil støjproduktionen være nul. Vægt og modstand: ved at reducere de mekaniske komponenter og størrelse er deres vægt mindre, og modstanden mod stød er meget bedre.

Ulemper ved en SSD

• Brugstid: Disse enheder har generelt mindre brugstid end traditionelle diske. Dette er i forhold til intensiteten af ​​brugen, der gives til disse og fremstillingsteknologien. Pris: Prisen pr. GB er betydeligt højere end traditionelle diske. Så vi finder meget mindre kapacitetsdiske til højere priser. Lagerkapacitet: Der findes stadig harddiske på markedet med mindre lagerkapacitet end mekaniske drev. Ikke på grund af hardwarebegrænsninger (siden det for nogen tid siden blev offentliggjort, at Nimbus Data planlagde at bygge en 100 TB SSD), men på grund af omkostningerne til disse. Datagendannelse: Som omtalt i fordelene, sletter SSD'er filer permanent, og dette er også en ulempe, hvis det, vi ønsker, er at gendanne slettede filer. Trods dette giver TRIM-teknologi os en mulighed i denne henseende. Katastrofale fejl: Mens de mekaniske diske gradvist nedbrydes, og vi kan bemærke det, mislykkes SSD'erne uden advarsel, og denne fejl er total og endelig. Så vi mister filerne næsten helt sikkert. Vedligeholdelsesopgaver: I dette tilfælde er disse opgaver meget ødelæggende for en harddisk. Defragmentering af en SSD giver ikke mening, men det anbefales ikke at konfigurere en del af pladsen til virtuel hukommelse. Denne proces får den til at bære endnu mere.

Hvis du vil vide alle detaljerne om mekaniske harddiske, anbefaler vi vores artikel:

Med dette afslutter vi vores forklaring om, hvad en SSD er, og hvordan den fungerer. Har det været nyttigt for dig? Har du spørgsmål? ?