Что такое твердотельный накопитель или SSD? Защита накопителя от обесточивания. Mac OS X и компьютеры Макинтош с твердотельными накопителями

Привет друзья! Как говорили на Руси: "Всякий купец свой товар хвалит" и сколько бы Вы не читали различных статей про твердотельные накопители SSD, одинакового мнения вряд ли встретите. Кто-то чего-то начитался и решил купить твердотельный накопитель Samsung, кто Toshiba, а другие решили во что бы то ни стало приобрести SSD OCZ Vertex или Kingston .

Около полутора года назад мы с друзьями твёрдо решили купить по твердотельному накопителю SSD, у всех же они есть, а у нас нет. Товарищи попросили меня произвести тесты различных SSD и выбрать самый хороший.

Твердотельные накопители покупают не особо хорошо, поэтому продавцы компьютерных товаров много их не возят, дабы не лежали мёртвым грузом на складе. Вот и мы тоже поступаем также, поэтому в моём распоряжении оказались лидеры продаж SSD на тот момент. Самый недорогой из всей компании оказался SSD Silicon Power V70, тест которого я оставил на потом.

В своих тестах я особо не изощрялся, установил на каждый SSD операционную систему, затем сравнил SSD и обычный HDD в тестовых программах CrystalDiskMark и AS SSD Benchmark. Особо доказывать, что SSD лучше обычного HDD мне никому не пришлось. Винда установленная на твердотельный накопитель SSD грузилась за 4 секунды, тестовые программы CrystalDiskMark и AS SSD Benchmark показывали полное превосходство SSD над обычным HDD в 3-4 и даже 5 раз.

Все тесты я производил в торговом зале и информация была доступна покупателям, короче все тестовые SSD разобрали, к тому же тот день был хорошим для продаж и даже на витрине не осталось ни одного SSD, ну думаю, остался я без твердотельного накопителя! И тут я вспомнил про SSD Silicon Power – V70. В принципе, я знал этого неплохого производителя из Тайваня, но всё же хотелось чего-то другого, например Crucial или Plextor!

Решил я его тоже протестировать под конец рабочего дня и после тестов немного удивился, V70 оказался знатным твердотельным накопителем ничем не уступающим другим SSD протестированным и проданным мною днём. А программа SiSoftware Sandra вообще присудила ему первое место.

В течении года, где он у меня только не работал: и на ноутбуке и на разных стационарных системных блоках и вместо флешки я его таскал в кармане и на пол ронял, но ничего, до сих пор работает нормально.

Ну да ладно, хватит болтовни, перехожу к самому основному в статье, ответам на Ваши вопросы по твердотельному накопителю и в конце статьи приведу некоторые тесты доказывающие - SSD для установки операционной системы это то, что доктор прописал.

ВСЕ ваши вопросы касающиеся твердотельных накопителей SSD.

1. Каково внутреннее устройство SSD? На основе какой флэш-памяти NAND: SLC, MLC или TLC покупать SSD?

2. Какого производителя SSD предпочесть?

3. На самом ли деле срок службы твердотельного накопителя SSD сильно ограничен? Через сколько лет использования мой SSD выйдет из строя?

4. Грозит ли пользователю потеря всех записанных данных в случае превышения ресурса микросхем памяти?

5. Стоит ли, для продления жизни SSD, отключать гибернацию, файл подкачки, восстановление, службу индексирования диска, дефрагментацию диска, технологию Prefetch, переносить кэш браузера и каталог временных файлов на другой жёсткий диск и так далее ?

6. Насколько быстрее SSD обычного жёсткого диска?

Сравниваем разные SSD по производительности

Важно знать не только среднюю скорость последовательного чтения и записи на SSD, но и замалчиваемую всеми производителями SSD - скорость случайной записи блоками по 512 кб и 4 кб! Дисковая активность у большинства пользователей происходит в основном в таких областях!

При сравнении SSD различных производителей в программе AS SSD Benchmark мы можем увидеть такой результат, например:

Мой SSD Silicon Power V70 показал:

Скорость последовательного чтения и записи 431 МБ/с (чтение), 124 МБ/с (запись)

Скорость в чтении и записи блоками 4 Кб , получилась 16 МБ/с (чтение), 61 МБ/с (запись)

SSD другого производителя . Как видим, высокая (выше чем у моего SSD) скорость последовательного чтения и записи 484 МБ/с (чтение), 299 МБ/с (запись), но есть проседание в чтении/записи блоками 4 Кб , а именно 17 МБ/с (чтение), 53 МБ/с (запись) .Это значит, данный SSD не быстрее моего , хотя на коробке этого SSD могут красоваться цифры 500 МБ/с.

Тест SSD в программе SiSoftware Sandra

Мой твердотельный накопитель занял первое место среди похожих моделей

Многие из компьютерных пользователей периодически задумываются об апгрейде своей техники, и один из современных и действенных методов апгрейда – установка на персональный компьютер или ноутбук твердотельного накопителя или SSD в тандеме, а, как вариант, и взамен уже ставшим привычными HDD (жестких дисков или винчестеров).

Но так как объемные твердотельные накопители получили повсеместное распространение не так уж и давно, то многие пользователи ориентируются в них довольно слабо. Приобретать ли SSD диск для компьютера? Какой лучше? Существует ряд основных отличий, характеризующих SSD. О них мы и постараемся вам рассказать. А затем рассмотрим и отдельные модели основных производителей.

SSD – это аббревиатура, которая переводится на русский язык, примерно, как «твердотельный накопитель». Он представляет из себя немеханическое устройство для хранения данных. В нем отсутствуют подвижные части в отличии от механического и привычного нам всем HDD. Состоит SSD из микросхем памяти и управляющего контроллера. В средних показателях скорость обмена при работе с данными (операции чтения и записи данных) у SSD диска в 100 раз выше чем у HDD. Так, например, показатель скорости отклика винчестеров находится в диапазоне 10 – 19 миллисекунд, а твердотельные накопители работают в диапазоне 0,1 – 0,4 миллисекунды. Для пользователя SSD можно выделить несколько сильных и слабых сторон такого оборудования.

Положительные моменты:

• Высокая скорость обработки данных – как чтения, так и записи.
• Маленькое энергопотребление и низкое нагревание в процессе работы.
• Полное отсутствие шума при работе.
• Небольшие габариты устройства.
• Стойкость к механическим повреждениям, электромагнитным полям, температурным перепадам.
• Стабильная скорость работы с данными, независимая от уровня фрагментации данных.

Отрицательные моменты:

• Высокая стоимость устройства.
• Незащищенность перед электрическим воздействием.
• Ограниченное количество циклов перезаписи данных.
• Возможность утраты информации без возможности ее восстановления.

Основные показатели SSD

Емкость накопителя

При приобретении SSD, в первую очередь, мы обращаем внимание на его емкость и должны подбирать ее в зависимости от задач, которые планируем выполнять на таком устройстве.

При работе в стандартном пользовательском режиме в качестве домашнего мультимедиа устройства с небольшими игрушками и основными простыми задачами можно выбирать SSD небольшого объема – на него будет установлена операционная система и программное обеспечение, а архивы данных, таких как фотографии, фильмы, документы и прочее, можно хранить на втором устройстве – старом добром HDD. SSD объемом 60-64 Гигабайта вполне подойдет.

Если пользователь ставит для оборудования задачи несколько сложнее, такие, как работа с видео редакторами, проектным программным обеспечением и другими профессиональными приложениями, придется приобрести более объемный SSD. В данном случае можно рекомендовать накопители емкостью 120-128 Гигабайт памяти.

В свою очередь геймеру понадобится еще более объемный накопитель, ведь современные игры занимают достаточно большие разделы дискового пространства. Здесь уже лучше будет присмотреться к SSD емкостью 240-256 Гигабайт.

В случае полного перехода пользователя от HDD к SSD на рынке устройств уже существуют модели твердотельных накопителей с высокой емкостью – 480, 960 Гигабайт и выше.

Конечно, в первую очередь, придется ориентироваться на финансовые возможности и задачи, которые лично вы ставите перед своим персональным компьютером. Стоимость твердотельных накопителей напрямую зависит от их объема. Простое хранение данных, с которыми не происходит работа ежедневно, все-таки целесообразнее хранить на более емких и дешевых, хотя и менее скоростных HDD.

Стоит знать и про следующий нюанс SSD: чем большая емкость у накопителя, тем с более высокими скоростями он будет работать. Разница в скорости чтения и записи данных может увеличиться в два-три раза в зависимости от объема памяти. Например, SSD одного модельного ряда, производимые одной фирмой, при емкости 128 Гб дадут нам скорость до 200 Мб/сек, а при емкости 512 Гб — более 400 Мб/сек. Это обусловлено тем, что при своей работе контроллер SSD обращается ко всем кристаллам памяти параллельно и, соответственно, выше емкость – выше количество кристаллов – больше параллельных операций.

Так же можно обратить внимание на то, что разные производители указывают разный объем дисков при, казалось бы, одной группе емкости. Например, 120 и 128, 480 и 512. Дело в том, что на этих дисках объем, соответственно, 128 и 512 Гб, но производитель по тем или иным причинам резервирует часть памяти своих накопителей (этот резерв предназначается обычно для выравнивания износа ячеек флэш памяти и для замены тех ячеек, которые выходят из строя).

Интерфейс подключения накопителя

Скорость работы при апгрейде компьютера с помощью установки на него SSD накопителя напрямую зависит от его интерфейса подключения к материнской плате.

Многие нынешние твердотельные накопители выпускаются с интерфейсом SATA 3. В том случае, если на вашей материнской плате установлены контроллеры SATA 1 или SATA 2, подключаемый к ним SSD не сможет работать с полной отдачей и скоростями, которые заявлены его производителем. Для решения такой проблемы нужно устанавливать на материнскую плату контроллер SATA 3, иначе апгрейд будет недостаточным, а то и практически неощутимым. Современные SSD готовы выдавать скорость при записи данных до 400 Мб/сек, а при чтении до 500 Мб/сек. Такую скорость может обеспечить только работа с интерфейсом подключения SATA 3, так как SATA 2 рассчитан на скорость обмена данными примерно до 270 Мб/сек, а SATA 1 и того ниже – не более 150 Мб/сек.

Кроме привычного подключения накопителя к портам SATA, появились SSD накопители с интерфейсом подключения PCI-express, которые и устанавливаются в соответствующие порты.

Существуют накопители форм-фактора M.2, которые так же можно подключать к портам PCI-express и PCI через дополнительный переходник.

Контроллер накопителя

Ячейки флэш памяти производят всю свою работу с остальными системами нашего компьютера через встроенную в SSD микросхему контроллера. От этого контроллера зависят многие показатели работы накопителя, такие как: скорости работы, продолжительность «жизни» памяти, устойчивость к повреждению данных в ячейках, а также поддержка различных технологий, улучшающих работу SSD. Контроллеров выпускается в настоящее время множество и даже один производитель твердотельных накопителей в разных моделях использует различные контроллеры. Нужно отметить, что в настоящее время наилучшим образом зарекомендовали себя контроллеры таких производителей, как Marvell, Samsung, Intel. Достойно показывают себя в среднем классе SSD контроллеры Phison и SandForce. Стоит обратить внимание на SSD с надежными контроллерами Indilinx.

Разобраться с моделями тех или иных контроллеров не всегда просто, поэтому внимание стоит обратить в первую очередь на известный брэнд (в силу того, что контроль качества производства у известных производителей все же намного выше), на реально проведенные тесты конкретной выбираемой модели накопителя и на заявленные производителем технические характеристики.

Тип памяти накопителя

Одним из самых важных технических показателей SSD является , на котором построен накопитель. Современные производители создают свои устройства на трех основных типах памяти, которые разнятся по количеству битов памяти на одну физическую ячейку:

• NAND TLC – 3 бита информации на 1 физическую ячейку
• NAND MLC – 2 бита информации на 1 физическую ячейку
• NAND SLC – 1 бит информации на 1 физическую ячейку

От технологии, примененной при создании памяти, напрямую зависят как стоимость накопителя, так и продолжительность его «жизни», то есть возможное количество циклов перезаписи. Стоимость памяти уменьшается при увеличении количества битов на 1 физическую ячейку, но тем самым уменьшается возможное количество циклов перезаписи, выдерживаемых данной ячейкой. То есть, говоря простым языком, SSD емкостью 128 Гб с типом памяти TLC будет стоить гораздо дешевле, чем SSD той же емкости, но с типом памяти MLC, но и переживет он относительно малое количество циклов перезаписи. Примерные цифры таковы: лимит записи на накопителях, построенных на TLS памяти всего 1000 циклов; на MLC памяти – до 3 тысяч циклов; а тип SLC уже, в свою очередь, выдерживает от 5 до 10 тысяч циклов перезаписи.

При покупке SSD представляется оптимальным вариант с NAND MLC типом памяти накопителя, так как NAND SLC тип памяти обыкновенно используется в максимально дорогом сегменте твердотельных накопителей и, скорее, необходим для работы на серверных станциях, где постоянно осуществляется перезапись данных. В то же время, радуя нас своей дешевизной, SSD накопители с типом памяти NAND TLC могут нас расстроить тем, что потеряют свою работоспособность гораздо раньше, чем мы этого ожидаем.

Современные технологии не стоят на месте и на смену прежним типам памяти лидирующие компании уже начинают выпускать типы памяти для SSD, построенные на новых видах архитектуры. После прежних, расположенных в плоскости, ячеек памяти компания Samsung, а вслед за нею Toshiba совместно с SanDisk и Intel совместно с Micron развивают технологию 3D NAND, которая позволяет значительно улучшать показатели прежних моделей построения «биты-ячейки». В настоящее время, SSD с технологией построения памяти 3D NAND относятся к самому дорогостоящему сегменту рынка твердотельных накопителей.

Буфер обмена накопителя

Присутствие буфера обмена (кэша) на основе памяти DDR3 несколько ускоряет работу накопителя SSD, но и делает его более дорогим для покупателя. Расчет простой – на 1 Гб дискового пространства для оптимальной работы накопителя с таким видом кэша должен приходиться 1 Мб памяти DDR3. То есть у SSD емкостью 120-128 Гб должна быть DDR3 память 128 Мб, при емкости 480-512 Гб – 512 Мб DDR3 и так далее.

Более дешевые модели накопителей SSD имеют буфер обмена на основе более старых типов памяти – DDR2. Разница в скорости работы накопителей на разных типах буфера обмена не является существенным показателем.

Защита накопителя от обесточивания

SSD накопители, буфер обмена которых построен на основе памяти DDR3, в идеале должны быть оснащены технологией защиты от внезапных отключений энергии. Технология называется «Power Protection» и позволяет сохранять данные из буфера обмена в память при внезапном обесточивании. Ту же функцию выполняет и обыкновенный ИБП (UPS), позволяя корректно завершать работу с данными. Так что в случае наличия у вас ИБП или буфера обмена SSD, построенного не на основе DDR3, данная функция особого значения не имеет.

Функция TRIM

В зависимости от производителя SSD поддерживают самые разнообразные технологии, которые создаются для улучшения их функционала. Важнейшей из таких технологий для SSD является функция . Твердотельный накопитель, не оснащенный функцией TRIM, при работе с ячейками памяти, в которые ранее была сохранена, а затем удалена информация, начинает работать с пониженной скоростью. Это происходит из-за того, что перед новой записью в ранее использованные ячейки памяти SSD вынужден сначала их очищать. В то время, как функция TRIM очищает ранее использованные ячейки памяти заблаговременно в момент не очень активного использования диска. Так что функция TRIM – это функция «уборки мусора» и она важна для сохранения общей скорости работы SSD при второй и последующих перезаписях данных в ячейки памяти. Без TRIM скорость работы накопителя понижается очень заметно.

Разбираемся в производителях SSD

Рассмотрим далее основных производителей SSD накопителей. Есть ли смысл приобретать не такое уж и дешевое новое оборудование, изготовленное производителями совершенно неизвестными, хотя и по более привлекательным ценам? Справедливо считается, что известные брэнды предъявляют к своему производству более высокие претензии и заботятся о качестве продукции гораздо сильнее, чем те, кому совершенно не обязательно поддерживать достойный уровень выпускаемого на рынок оборудования. Покупая накопитель неизвестной фирмы, мы просто-напросто приобретаем «кота в мешке».

Перечислим производителей, под брэндом которых выпускается надежная продукция, давно и прочно зарекомендовавшая себя на рынке электронных устройств.

• Toshiba – один из старейших и известнейших брэндов, производящих SSD. Делают не простую сборку устройств, но и имеют собственное производство флэш памяти и достойно зарекомендовали себя на многолетнем производстве HDD.
• Samsung – всем известная компания, один из лидеров рынка SSD. Ими сделаны и продолжают делаться многие разработки именно в сфере твердотельных накопителей. Компания комплектует SSD флэш памятью и контроллерами собственного производства.
• Intel – так же компания-лидер в сфере производства современного оборудования и новейших технологических разработок. Устройства, выпускаемые Intel, как правило, относятся к дорогому ценовому сегменту, но отличаются обыкновенно крайней надежностью. Часть моделей SSD выпускается ею на собственных контроллерах, а флэш память создается на собственных производствах (совместных с другими известными компаниями). Пятилетняя гарантия от Intel – так же отлично характеризует оборудование от этой компании.
• Crucial – это торговая марка, используемая известной фирмой Micron при производстве SSD накопителей. Многие пользователи давно знакомы с продукцией фирмы Micron и привыкли ей доверять. Флэш память Micron производит совместно с Intel, а устанавливаемые ею в свое оборудование контроллеры – это контроллеры Marvell. При этом накопители Crucial по категории своей стоимости ориентированы на бюджетный сегмент рынка.
• Corsair – производитель, давно отлично зарекомендовавший себя на рынке электронного оборудования. SSD накопители, производимые ими, стоят несколько дороже, но вполне поддерживают высокое качество своих модельных линеек. Corsair внимательно относится к комплектующим своих твердотельных накопителей и использует в производстве SSD контроллеры производителей, отлично зарекомендовавших себя на этом рынке – Phison, SandForce, LAMD. Выпускают несколько линеек SSD.
• SanDisk – брэнд достаточно популярный и заботящийся о качестве выпускаемой продукции. SSD комплектуются флэш памятью, которую использует уже названная нами Toshiba. Компания давно занимается производством оборудования, так или иначе связанного с твердотельными накопителями – USB-флэшки, карты памяти.
• Plextor – для данного брэнда SSD изготавливает фирма Lite-On. Качество, тем не менее, очень достойное. SSD от Plextor комплектуются флэш памятью Intel- Crucial (Micron) или Toshiba, а контроллеры устанавливаются все от того же Marvell. Накопители, выпущенные на рынок под брэндом Plextor, имеют одни из лучших показателей скорости и надежности.
• Kingston – компания достаточно давно и прочно закрепившаяся на рынке электронного оборудования. На рынке она представлена довольно широким ассортиментом SSD накопителей, которые комплектует контроллерами известных производителей – Phison, SandForce.

Как мы уже говорили, при приобретении твердотельного накопителя нужно ориентироваться, в первую очередь, на свой бюджет и задачи, которые вы ставите перед новым оборудованием. Но то, что оборудование должно быть проверенного производителя, с достаточно продолжительной его гарантией – несомненно. Рынок твердотельных накопителей велик, однако, суммируем наши рекомендации.

1. Лучше приобретать брэнд известный, с надежной продолжительной гарантией.
2. Производитель контроллера не менее важен, чем производитель ячеек памяти.
3. Чем выше суммарный объем диска, тем выше его скоростные показатели.
4. Срок жизни SSD, в первую очередь, зависит от технологии, используемой при создании ячеек памяти. Оптимальная технология — MLC тип памяти накопителя.
5. При приобретении SSD нужно учесть то, каким образом будет подключено новое оборудование, то есть интерфейс его подключения к системе должен быть вам понятен.
6. Важна поддержка функции TRIM.

Разбираемся с ценами на SSD

Приведем несколько оптимальных, по нашему мнению, вариантов SSD.

Среди моделей, рассчитанных на обычного пользователя емкостью 120/128 Гигабайт, можно обратить внимание на данные SSD, их можно приобрести от 3,5 до 4,5 тысяч рублей:

• Intel SSDSC2KW120H6X1
• Kingston SUV400S37/120G
• Toshiba THN-S101Z1200E8

Приемлемые модели, емкостью 250 Гигабайт, обойдутся уже от 5 до 10 тысяч. Можно обратить внимание на такие как:

• Samsung MZ-75E250BW
• Kingston SV300S37A/240G

Неплохим выбором станут модели SSD большего объема (480/512 Гб), стоимость составит от 10 до 15 тысяч:

• Samsung MZ-75E500BW
• Plextor PX-512M8PeY
• Intel SSDPEKKW512G7X1

Большеобъемные накопители обойдутся дороже – стоимость начинается в среднем от 20 тысяч:

• Samsung MZ-7KE1T0BW
• Intel SSDSC2BX012T401
• Samsung MZ-75E2T0BW

Если же вы уже начали определяться с конкретными моделями SSD для приобретения, стоит найти в Интернете подробные пользовательские обзоры на их счет, постараться оценить все стороны конкретных моделей даже от известных производителей.

В заключении несколько кратких советов как продлить жизнь вашему SSD.

• Не забивайте диск «под завязку» — 20-30% свободного места необходимы ему для нормальной работы;
• Позаботьтесь о бесперебойном питании – внезапное отключение вредно для SSD;
• Температурный режим – SSD, как и любое электронное оборудование, не любит перегрева – позаботьтесь об охлаждении.

Некоторые известные производители переключились на выпуск твердотельных накопителей уже полностью, например Samsung продал бизнес по производству жёстких дисков компании Seagate .

Существуют и так называемые гибридные жесткие диски , 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.).

История развития

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 . 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.

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

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

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 планирует запустить в розничную продажу накопители, построенные по технологии ReRAM (resistive random-access memory).

См. также

• Гибридный жесткий диск

Примечания

Ссылки

• HDD умер, да здравствует SSD? Критический обзор из журнала Mobi, 15.08.2007
• Диски SSD на основе NAND-памяти: технологии, принцип работы, разновидности, 28.06.2010
• Тест четырех SSD компании Team от TestLabs.kz

На замену магнитным жёстким дискам приходят твёрдотельные накопители, сокращённо – SSD (Solid State Drive). И хоть в сокращении упоминается слово drive – "диск", новые устройства хранения информации трудно назвать дисками, так как в них нет ничего напоминающего диск.

Давайте разберёмся в том, чем хороши твёрдотельные накопители (SSD) и чем они отличаются от всем нам знакомых жёстких магнитных дисков – HDD.

Преимущества SSD перед HDD.

Самым главным преимуществом SSD перед HDD является то, что их быстродействие куда выше, чем "классических" винчестеров. Дело в том, что SSD используют совсем иную технологию записи, хранения и считывания информации. Технология позаимствована у флэш-памяти, поэтому SSD можно назвать специализированной флэшкой большой ёмкости.

Второе преимущество SSD – это отсутствие движущихся частей и деталей. Ни для кого не секрет, что магнитные жёсткие диски очень чувствительны к вибрационным нагрузкам, особенно в рабочем состоянии. Случайное падение и с HDD можно распрощаться навсегда. Также нередок выход из стоя привода, который крутит те самые магнитные "блины". Механические детали – это ахиллесова пята любого высокотехнологичного устройства.

Так как в SSD попросту нет движущихся частей и деталей, то устойчивость их к вибрации и ударам значительно выше, чем обычных HDD.

Третьим и немаловажным для портативной техники качеством SSD является их малый вес . Если на одну ладонь положить 2,5” SSD, ёмкостью, например, 128Gb, а на другую ладонь 2,5” HDD на 180Gb, то твёрдотельный накопитель покажется вам просто "пушинкой". Они невероятно лёгкие.

Четвёртым преимуществом SSD перед HDD является то, что они расходуют меньше энергии , а рабочая температура их намного ниже.

Вот, пожалуй, и все качественные отличия SSD от HDD.

Устройство SSD-диска.

Вот так выглядит среднестатистический SSD-диск. Естественно, в продаже имеются модели в бескорпусном исполнении. Наиболее распространены SSD-накопители форм-фактора 2,5".

Рядовой твёрдотельный накопитель представляет собой печатную плату с установленным на ней набором микросхем. Этот набор состоит из микросхемы NAND-контроллера и, собственно, микросхем NAND-памяти .

Площадь печатной платы твёрдотельного накопителя используется по-полной. Большую её часть занимают микросхемы NAND-памяти.

Как видим, в SSD-накопителе нет никаких механических частей и дисков – только микросхемы. Не зря в последнее время SSD всё чаще называют "электронными" дисками.

Типы памяти в SSD.

Теперь, когда мы разобрались с устройством SSD-накопителей, давайте поговорим о них более детально. Как уже говорилось, рядовой SSD состоит из двух взаимосвязанных частей: памяти и контроллера.

Начнём с памяти.

Для хранения информации в SSD используется NAND-память, которая состоят из огромного количества MOSFET-транзисторов с плавающим затвором. Их ещё называют ячейками (памяти). Ячейки объединяются в страницы по 4 кБайта (4096 байт), затем в блоки по 128 страниц, а далее в массив по 1024 блока. Один массив имеет объём 512 Мбайт и управляется отдельным контроллером. Такая многоуровневая модель устройства накопителя наносит определённые ограничения на его работу. Так, например, стирать информацию можно только блоками по 512 кБайт, а запись возможна только по 4 кБайт. Всё это приводит к тому, что записью и чтением информации с микросхем памяти руководит специальный контроллер.

Тут стоит отметить, что от типа контроллера зависит многое: скорость чтения и записи, устойчивость к сбоям, надёжность. О том, какие контроллеры используются в SSD, мы поговорим чуть позднее.

В SSD применяются три основных типа NAND-памяти: SLC, MLC и TLC. В памяти типа SLC (Single-Level Cell ) используются одноуровневые транзисторы. Это значит, что один транзистор может хранить 0 или 1. Одним словам, такой транзистор может запомнить только 1 бит информации. Маловато будет, не так ли?

Тут головастые мужики "почесали репу" и придумали, как транзистор-ячейку сделать 4-ёх уровневым. При этом каждый уровень представляет 2 бита информации. То есть на одном транзисторе можно записать одну из четырёх комбинаций 0 и 1, а именно: 00 , 01 , 10 , 11 . То есть 4 комбинации, против 2 у SLC. В два раза больше, чем на SLC-ячейках! И назвали они их многоуровневыми ячейками – MLC (Multi-Level Cell ).

Таким образом, на одном и том же количестве транзисторов (ячеек) можно записать в 2 раза больше информации, чем, если бы применялись SLC-ячейки. Это существенно удешевляет конечный продукт.

Но у MLC-ячеек есть существенные недостатки. Срок жизни таких ячеек меньше, чем у SLC и составляет в среднем 100000 циклов. У SLC-ячеек этот параметр составляет 1000000 циклов. Также стоит отметить, что время чтения и записи у MLC-ячеек больше, что уменьшает быстродействие твёрдотельного накопителя.

Так как технологии хранения информации на твёрдотельных носителях очень быстро развиваются, то, возможно, всё, о чём вы здесь узнали, уже считается морально устаревшим.

Например, когда ещё писалась эта статья, в продаже лидировали SSD-диски, изготовленные по технологии MLC. Но, сейчас их практически вытеснили SSD-накопители с памятью типа TLC – трёхуровневых ячеек (Triple-Level Cell ). Память TLC имеет 8 уровней, а, следовательно, каждая ячейка может хранить уже 3 бита информации (000, 001, 011, 111, 110, 100, 101, 010).

Сравнительная таблица типов флэш-памяти: SLC, MLC и TLC.

Из таблицы видно, что чем больше уровней используется в ячейке, тем медленнее работает память на её основе. TLC-память явно проигрывает, как по скорости, так и по "времени жизни" - циклам перезаписи.

Да, кстати, в USB-флэшках уже давно используется TLC-память, которая хоть и быстрее "изнашивается", но и стоит гораздо дешевле. Именно поэтому стоимость USB-флэш и карт памяти неуклонно снижается.

Несмотря на то, что SSD-диски выпускают различные компании под своим брендом, NAND-память многие покупают у небольшого количества её производителей.

Производители NAND-памяти:

Intel/Micron ;

• Toshiba/SanDisk ;

  Samsung .

Таким образом, мы узнали, что SSD-диски бывают с тремя разными типами памяти: SLC, MLC и TLC. Память на основе SLC-ячеек более быстрая и долговечная, но дорогая. Память на MLC-ячейках заметно дешевле, но обладает меньшим ресурсом и быстродействием. В широкой продаже можно найти только SSD-диски на основе флэш-памяти типа MLC и TLC (на момент редактирования статьи). Диски с SLC-памятью практически не встречаются.

Память 3D XPoint и накопители Intel Optane.

Стоит отметить и то, что с недавних пор в продаже появились накопители, которые основаны на новом типе энергонезависимой памяти 3D XPoint (читается, как "три ди кросс-поинт"). На базе 3D XPoint корпорация Intel выпускает твёрдотельные накопители под брендом Intel Optane. Разработкой нового типа памяти занимались две компании Intel и Micron.

3D XPoint – это принципиально новый тип энергонезависимой памяти, в отличие от NAND-памяти, которая известна аж с 1989 года.

3D XPoint обладает большей скоростью чтения-записи, так как доступ к ячейке происходит напрямую. Как утверждается, в памяти 3D XPoint вообще нет транзисторов, а каждая ячейка способна сохранять 1 бит информации. Благодаря прямому доступу отпадает надобность в сложных контроллерах, которые просто необходимы в накопителях NAND с многоуровневыми транзисторами (MLC, TLC). Кроме этого ресурс (износостойкость) данной памяти гораздо выше, чем у NAND, в которой имеется такой базовый дефект, как утечка электронов из ячеек.

Так как быстродействие накопителей Intel Optane превосходит возможности интерфейса SATA, то их, как правило, производят в форм-факторах M.2 , а также в виде твёрдотельного накопителя под слот PCI Express (PCI-E AIC (add-in-card )). Для работы с подобными накопителями используется новый интерфейс NVMe , который приходит на смену SATA.

Контроллеры SSD накопителей.

На момент написания статьи наибольшее распространение получили следующие контроллеры:

Об установке Windows на SSD.

Устанавливать Windows XP на SSD не рекомендуется, так как эта операционная система не заточена под работу с SSD. В Windows 7, 8 и 10 поддержка SSD полностью присутствует. Правда, для более долговечной и "правильной" работы SSD с системой Windows 7 рекомендуется провести проверку/настройку некоторых параметров этой ОС.

Наверное, каждый человек, который знаком с компьютерной техникой, знает или хотя бы слышал о таком устройстве, как SSD-накопитель. Что это такое и какую роль оно выполняет в работе компьютера? Если кратко, SSD используется для записи и хранения персональных данных пользователя. Можно возразить, что для этого существуют жесткие диски. И данное утверждение будет совершенно правильным, ведь эти составляющие компьютера выполняют идентичные функции. Так для чего изобрели SSD-диск, что это, как он работает и чем отличается от обычного HDD? На все эти вопросы можно найти ответы в данной статье.

Чем отличаются винчестер и жесткий диск SSD? Что это за устройство и каковы главные принципы его работы?

На сегодняшний день основным местом для хранения большинства файлов на компьютере является винчестер. Если его разобрать, то внутри можно обнаружить довольно хрупкий механизм. Состоит он из магнитных пластин, вращающихся на специальной головке. Между этими пластинами передвигается каретка, которая находит и считывает необходимую информацию. Механизм жесткого диска напоминает граммофон, вот только функции эти приборы выполняют разные. В отличие от механизма музыкального аппарата каретка винчестера движется со скоростью в несколько тысяч оборотов в минуту и выполняет работу, связанную с копированием и записью информации.

Что касается SSD-диска, или, как его принято называть, твердотельного накопителя, то он используется в тех же целях, что и жесткий диск. Вот только работает он совершенно по-другому. Внутри этого устройства нет никаких движущихся элементов, а установлены специальные чипы для хранения информации. Твердотельный накопитель напоминает собой большую флешку, которую можно поставить на место винчестера.

Основные принципы работы твердотельных накопителей

Память SSD-дисков состоит из специальных блоков, которые разделены на ячейки, где и хранятся нужные данные. Все бы хорошо, но главная проблема возникает, когда нужно имеющуюся информацию удалить или заново записать. Дело в том, что с одного блока невозможно удалить часть информации, а приходится форматировать весь сектор. При этом необходимые данные запоминаются в ячейках соседних блоков и лишь потом перезаписываются на старое место. Предположим, нужно сохранить данные размером в 10 Кб. При этом блок памяти имеет объем 20 Кб, 10 Кб из которых уже заняты. В таком случае имеющаяся на диске информация переносится в другое место, удаляется весь блок целиком и только потом записываются старые и новые данные. Получается, что для проведения одной операции система выполняет еще несколько дополнительных действий, что приводит к замедлению работы и ускоряет изнашивание твердотельного накопителя.

Для увеличения производительности устройства необходимо использовать специальную программу TRIM, или, как ее иногда называют, усечение SSD. Что это такое и как работает, рассмотрим далее. TRIM - это даже не приложение, а специальная команда, которую отправляет операционная система на твердотельный накопитель для обозначения неиспользуемых элементов. Благодаря этой функции можно сразу удалять ненужные файлы, избегая дополнительных операций с перенесением информации в соседние блоки. А это значительно повышает производительность SSD. Но данная команда не поддерживается устаревшими версиями операционных систем. Поэтому для подключения TRIM на компьютере должны быть установлены Windows 7 или 8, Linux версии 2.66.33 или выше.

Из чего состоит SSD?

Изучив отличия двух видов хранилищ информации, более подробно остановимся на том, как устроены твердотельные накопители SSD, что это за устройства и как они функционируют. С виду это обычная коробка с разъемами для подключения к компьютеру. В основном SSD-диски для домашнего пользования комплектуются интерфейсами Sata, USB 3.0 и PCI-Express, которые без проблем обеспечивают необходимую скорость записи и чтения.

В твердотельных накопителях отсутствуют какие-либо движущиеся механические детали. Благодаря этому они гораздо устойчивей к внешним факторам воздействия. Например, обычный HDD-диск - достаточно хрупкая вещь, ведь если во время тряски или падения считывающая головка соприкоснется с магнитной пластиной, то это приведет к выведению из строя носителя. Но твердотельные накопители устроены совсем иначе. Внутри этих устройств устанавливаются специальные платы, на которых распаяны чипы памяти и контроллер. Некоторые SSD-диски дополнительно оснащены компактными батарейками, которые в случае внезапного отключения электричества обеспечивают кэш дополнительным питанием, и данные сохраняются на основные чипы памяти. Теперь более подробно остановимся на основных составляющих твердотельного накопителя.

Память SSD: что это и каковы ее основные функции?

В большинстве SSD-дисков используется NAND, или, как ее еще называют, flash-память. Подобные чипы применяются в обычных флешах, только в твердотельных накопителях они надежнее и имеют большую скорость благодаря наличию контроллера. Из-за невысокой стоимости они широко используются в SSD, благодаря чему данные устройства стали достаточно доступны для большинства пользователей. Еще одним плюсом этого является то, что она энергонезависимая и не потребует дополнительного питания для работы.

Помимо технологии NAND, в твердотельных накопителях иногда используется RAM-SSD. Этот вид памяти имеет большую скорость записи и чтения данных благодаря использованию чипов, применяемых при создании ОЗУ. Он потребует постоянного подключения к электричеству, поэтому в SSD-дисках, использующих RAM, часто устанавливают дополнительные аккумуляторы на случай внезапного отключения питания. Из-за высокой стоимости производства данных накопителей они редко встречаются в домашних ПК и ноутбуках. В основном RAM-SSD используются в компьютерных системах больших компаний для увеличения скорости работы с базами данных.

На сегодняшний день в большинстве накопителей применяется NAND-память. Несмотря на это, данные SSD-диски отличаются друг от друга скоростью записи, чтения данных и стоимостью. Все зависит от применяемых чипов в накопителе: SLC, TLC или SSD MLC. Что это и какая между ними разница? Так обозначаются разные Самой распространенной технологией является MLC, благодаря которой в одной ячейке можно сохранять два бита информации. TLC дает возможность записать целых 3 бита, но это приводит к более быстрому износу ячеек, поэтому данная технология не очень популярна. Самой скоростной и долговечной является SLC-память, с помощь которой можно записывать только один бит данных в каждую ячейку. Среди недостатков можно выделить только высокую стоимость, которая в 2 раза превышает цену SSD MLC.

Контроллер

Контроллер является самым важным элементом, без которого не сможет функционировать SSD-диск. Что это и какова его роль, выясним далее. Данные устройства выполняют работу по распределению нагрузки между блоками памяти, отвечают за чтение и запись информации, коррекцию ошибок и сжатие файлов. Контроллер напоминает собой командный центр, где принимаются решения, связанные с обработкой данных. Именно от этой детали зависит скорость работы твердотельного накопителя и его долговечность. Основной составляющей котроллеров является специальный микропроцессор, на который и ложится вся нагрузка. Также быстродействие устройства зависит и от качества прошивки.

Довольно много компаний занимаются производством SSD-дисков, ведь технология их изготовления достаточно проста и требует меньше времени, чем на создание классического жесткого диска. Все, что нужно, - это приобрести чипы памяти, контроллеры и платы, куда все будет распаиваться. После этого конструкцию помещают в красивый корпус с фирменным логотипом - и товар готов к продаже. Но сами комплектующие для твердотельных накопителей имеют высокую цену, к тому же больших затрат потребует создание контроллера и качественной прошивки к нему. Из-за этого стоимость SSD-дисков на сегодняшний день намного выше обычных HDD.

Гибридный SSD HDD

Теперь давайте рассмотрим гибридный SSD HDD. Что это за устройство и для чего предназначено? С каждым годом твердотельные накопители набирают все большую популярность. Технологии не стоят на месте, и стандартные винчестеры постепенно вытесняют более технологичные системы. SDD-диски присутствуют во многих компьютерах, но используются в качестве не основного хранилища информации, а дополнительного. А все потому, что их стоимость значительно выше по сравнению c обычными жесткими дисками. Чтобы компенсировать этот разрыв между двумя видами накопителей, был создан гибрид HDD SSD. Что это за устройство и какие у него преимущества, попробуем рассмотреть более подробно.

В основе гибридного накопителя находится все тот же HDD без каких-либо изменений. Но в корпус этих накопителей устанавливаются еще чипы с флэш-памятью, которая используется в качестве буферной зоны. На нее копируется та информация, которая наиболее часто используется. Это позволило увеличить скорость загрузки некоторых приложений и самой операционной системы, если сравнивать с обычными жесткими дисками. Максимальный объем флэш-памяти в таких гибридных SSD - 8ГБ. Что это дало в результате? На деле имеем что-то среднее между винчестером и небольшим твердотельным накопителем. В буферную память нельзя загрузить данные или установить приложения. Она используется в качестве резерва для запуска приоритетных программ, которые пользователь не может контролировать самостоятельно. Что касается цены, то стоимость гибридных накопителей ниже стандартных SSD, но выше, чем HDD, к тому же они не очень популярны в нашей стране, поэтому продаются не везде.

Преимущества твердотельного накопителя

Неотъемлемой частью современного компьютера является SSD-накопитель. Что это за устройство и как оно работает, мы выяснили, осталось выделить его основные плюсы и минусы по сравнению с обычными HDD. Начнем с положительных сторон твердотельных накопителей.

Самым главным преимуществом SSD является невероятная и записи информации. Они в несколько раз производительней жестких дисков. Например, скорость обработки данных некоторых накопителей превышает 500 Мб/с. На практике это дает более быструю работу программ и самой операционной системы, которая загружается в считанные секунды. Это очень важно, ведь нынешнее поколение компьютеров имеет высокую производительность, которую сильно замедляют HDD. Но с появлением новых накопителей их скорость значительно повысилась.

Следующим плюсом SSD-устройств можно назвать их более высокую устойчивость к воздействию внешних факторов. Они не имеют такого хрупкого механизма, как у винчестеров. Благодаря этому они легко переносят тряску, вибрации и умеренные удары по корпусу. Данные устройства станут отличным решением для ноутбуков. К тому же они лучше справляются с перепадами температур.

Еще одним достоинством SSD является бесшумность и невысокое энергопотребление. Из-за того что в жестких дисках имеются движущиеся механические элементы, они издают определенный уровень шума. Кроме того, в рабочем состоянии HDD имеют достаточно высокую температуру, поэтому кулерам приходится вращаться в ускоренном режиме. Но всех этих проблем лишены SSD, которые не нагреваются, не шумят и потребляют меньше электричества.

Недостатки

Оценив все преимущества твердотельных накопителей, осталось выяснить, какие слабые стороны имеет жесткий диск SSD. Что это за изъяны? Первый из них - большая стоимость подобных накопителей. Несмотря на простоту своей конструкции, изготовление чипов флэш-памяти и контроллеров - достаточно затратное дело. Но не надо огорчаться по этому поводу, ведь технологии постоянно развиваются, и постепенно цена на эти товары понижается. Через пару лет они вполне могут сравняться в цене с HDD.

После первого недостатка можно выделить и второй. Из-за высокой стоимости твердотельные накопители имеют меньшую емкость, чем жесткие диски. Например, объем памяти некоторых HDD составляет 8 Тб, в то время как SDD дошли только до 1 Тб.

Память твердотельных накопителей недолговечна, и после истечения определенного количества циклов перезаписи она выходит из строя. Хоть нынешнее поколение этих устройств имеет достаточно большой строк службы, но надо быть готовым к тому, что однажды накопитель перестанет работать, а восстановить информацию будет проблематично.

Хотелось бы добавить, что SSD достаточно плохо переносит скачки электричества. Если после одного из таких перепадов напряжения он сгорит, то добыть данные будет невозможно. В случае с HDD-диском в нем выйдет из строя определенный сектор, а большая часть останется целой, благодаря чему можно извлечь всю неповрежденную информацию.

На что стоит обратить внимание при покупке SSD?

Изучив информацию о твердотельных накопителях, многие пользователи, наверно, захотели приобрести данное устройство для своего компьютера. Но не надо сразу бежать в магазин и брать первый подвернувшийся товар. Вот несколько советов, которые помогут с выбором SSD.

Сначала необходимо обратить внимание на объем SSD. Что это такое? Другими словами, это количество встроенной в Чем выше ее значение, тем больше информации можно записать. Но не нужно покупать самые дорогие товары, ведь твердотельные накопители в основном используются для установки на них операционных систем и приложений, а главным местом хранения данных по-прежнему остается жесткий диск. Укомплектовав свою систему SSD всего на 60-120 Гб, можно достичь значительного увеличения быстродействия своего компьютера.

Немаловажную роль играет скорость чтения и копирования. Чем она выше, тем лучше, но бывает так, что материнская плата не может раскрыть весть потенциал SSD-диска из-за небольшой пропускной способности шины. Бывает так, что в старые ноутбуки или ПК вообще нет смысла устанавливать шустрые накопители, ведь даже после обновления система будет работать так же, как на обычном HDD. Поэтому стоит изучить конфигурацию своего компьютера, а уже после идти в магазин. Наибольшую имеют а для устаревших портов IDE потребуется специальный переходник для установки SSD.

Самой важной составляющей любого твердотельного накопителя является контроллер. Именно эта деталь управляет всеми процессами, связанными с обработкой информации. От того, насколько качественно она будет сделана, зависит долговечность всего устройства, поэтому рекомендуется отдавать предпочтение проверенным и отлично зарекомендовавшим себя производителям. Лидерами в производстве являются SandForce, Marvell, Intel, Indilinx.

В конце стоит обратить внимание на габариты накопителя. Для ПК это не так важно, ведь в системный блок можно установить любой SSD, а с ноутбуками могут возникнуть проблемы.

Основные правила эксплуатации твердотельных накопителей

Просмотрев отзывы пользователей и специалистов, можно сделать вывод, что неотъемлемой частью современного компьютера является SSD-винчестер. Что это такое и как работает, мы уже рассмотрели. Теперь нужно научиться им правильно пользоваться. Как это странно ни звучит, но, чтобы понять все преимущества твердотельных накопителей, необходимо придерживаться нескольких простых правил.

Не нужно заполнять всю имеющуюся память до отказа. Многие пренебрегают этим правилом, ведь SSD имеют немалую цену, поэтому пользователи покупают небольшие накопители и полностью загружают их нужной и не очень информацией. Но надо помнить о том, что если оставить менее 25 % свободного места, то скорость обработки данных значительно снизится. Дело в том, что чем больше памяти, тем выше число свободных блоков, куда можно записать данные. Когда места остается слишком мало, то информация распределяется по ячейкам соседних блоков, а это приводит к снижению быстродействия.

Стоит помнить о том, что с помощью твердотельных накопителей можно значительно повысить быстродействие компьютера, поэтому на них рекомендуется устанавливать операционную систему, приложения и требовательные игры. Но в качестве основного хранилища информации стоит использовать HDD. Это будет экономичней и практичней, ведь они легко могут справиться с воспроизведением аудио- и видеофайлов не хуже, чем SSD.

Лучше всего, чтобы на компьютере была установлена одна из последних версий операционных систем. Например, Windows XP или Vista плохо оптимизированы под работу с твердотельными накопителями и не поддерживают команду TRIM.