Что такое SSD? Твердотельный накопитель

SSD является современной альтернативой жёсткому диску. Твердотельный накопитель устроен совершенно иначе, чем жёсткие диски и имеют больше общего с USB флешкой. Что такое SSD в общем представлении?

Что означает SSD?

Твердотельный накопитель или SSD – является устройством хранения данных, использующим интегральную схему и память для хранения.

Часто, эти устройства хоть и не совсем правильно, называют твердотельный диск, но ведь они не использует физических дисков и ни каких вращений не происходит, другое дело гибридные диски (SSHD), основанные на HDD и использующие флеш-памяти в качестве буфера.

Твердотельный накопитель, перевод с англ. solid-state drive, имеющий аббревиатуру SSD.

SSD устройства не имеют в своём строение движущихся механических компонентов. В сравнении с традиционным HDD, SSD на много устойчивее к ударам и падениям, как правило работают тихо, не требуют охлаждения, имеют низкое время доступа и меньшие задержки при чтении или записи. Читать: «Что лучше SSD или HDD для компьютера?»

Сегодня большинство накопителей используют NAND тип памяти, основанные на флеш-памяти, являющейся не энергозависимой. При необходимости ещё большего быстродействия, SSD могут быть построены на памяти с произвольным доступом (RAM), то есть энергозависимой. Такие устройства могут использовать разные источники питания, к примеру аккумуляторные батареи, это необходимо для сохранения данных при его отсутствии.

Устройство твердотельных накопителей

Ключевыми компонентами в Solid-State Drive является контроллер для управления и память для хранения данных. Основным компонентом памяти до 2009 года традиционно считалась DRAM память, но потом по причине более низкой стоимости производители стали использовать именно NAND флеш-память.

Контроллер

Каждый SSD включает в себя контроллер, построенный на электронике, являющейся связующим звеном между памятью и компьютером. Контроллер имеет свой процессор, работающий по коду предустановленной программы (прошивки) и является одним из наиболее важных факторов производительности SSD. Основные функции, выполняемые контроллером:

1. Обнаружение и исправление ошибок кода (ECC);
2. Предотвращение износа;
3. Выявление испорченных секторов;
4. Чтение и запись, вычисления, очистка от мусора и шифрование.

Производительность твердотельного накопителя основывается на числе параллельно используемых в устройстве NAND флеш-чипов. При работе нескольких чипов памяти пропускная способность будет выше, а задержки незаметны, так нагрузка равномерно распределяется между ними. После внедрения Intel технологии чередования данных работающие по аналогии с RAID 0, только внутри SSD, появилась возможность создать ультрабыстрые твердотельные накопители с эффективной скоростью чтения и записи на сегодняшний момент 500 - 600 мб/с при использовании интерфейса SATA 3.

Память

SSD основанные на флеш-памяти

Подавляющее большинство производителей для своих SSD используют именно энергонезависимую флеш-память из-за более низкой стоимости в сравнение с DRAM и особенности хранения информации без постоянного источника питания, даже при том, что флеш-память медленнее чем решения с DRAM. Первые представители SSD были медленнее чем HDD и только в 2009 году появились преимущества перед ними.

Твердотельные накопители, использующие NAND память, могут использовать память 2-х типов: Single Level Cell (SLC, одноуровневые ячейки памяти) работающая быстрее и более надёжна чем Multi-Level Cell (MLC, многоуровневые ячейки памяти) нижнего ценового сегмента. SSD на базе флеш-памяти по аналогии с буфером обмена жёсткого диска используют небольшое количество энергозависимой памяти в качестве кэша.

SSD основанные на DRAM

SSD работающие с энергозависимой памятью, как DRAM характеризуются сверхбыстрым доступом к данным, и в основном используются для ускорения требующих этого приложений, работу которых могли сдерживать более традиционные устройства хранения. Такие SSD имеют AC/DC адаптер, либо внутреннюю батарею и резервные системы хранения, для предотвращения потери информации при отсутствии питания. При возобновлении питания информация копируется обратно в память из резервного хранилища и SSD возобновляет свою работу, такая система аналогична спящему режиму в современных операционных системах. Модули ОЗУ, входящие в состав SSD, могут быть съёмные, которые можно заменить на более ёмкие и припаянные.

Основные интерфейсы схожи с интерфейсами HDD

Технология SSD для традиционных видов компьютеров использует совместимые интерфейсы для подключения.

• SCSI 3 Гбит/c и Fibre Channel, обычно используемые в серверах;
• SATA (1-3) 1,5-6 Гбит/c и mSATA и пришедший ему на замену M.2;
• USB (1-3.1) 1.2-10 Гбит/с;
• PCI Express 2 Гбит/c и PCI Express Mini Card.

Форм-факторы

Эти устройства не нуждаются во вращающихся компонентах и поэтому могут быть совершенно различной формы. Для получения стандартизации в портативных устройствах как правило используются 2,5 дюймовый форм-фактор являющийся наиболее популярным, для других, в том числе стационарных устройств существуют 3,5 дюймовые SSD. Существуют переходники или салазки для адаптации 2,5 дюймовых накопителей в 3,5. Остальные форм-факторы имеют распространения на корпоративном уровне или для не стандартных устройств. Интеграция SSD может быть выполнена и в другие платы, такую практику использует Apple в своих компьютерах. Твердотельные накопители, являющиеся картами расширения, к примеру, как звуковая карта могут подключающиеся к PCE express.

Ответ на вопрос: «Что такое SSD» в материале приведен в общих чертах, поэтому для более глубокого изучения необходимо использовать дополнительную литературу. Нужно знать, что твердотельные накопители должны работать под управлением современной операционной системы, таким образом можно снизить износ к минимуму. Такое устройство хранения в составе системного блока, ноутбука или другого представителя персональных компьютеров, заметно увеличит их производительность.