SSD-диск — что такое и как его выбрать ОБЗОР

Содержание
  1. Что такое SSD-диск
  2. О надёжности SSD накопителей
  3. Интерфейс и скорость передачи данных
  4. Форм-фактор
  5. Примеры интересных моделей SSD
  6. SSD бюджетного сегмента
  7. SSD среднего ценового сегмента
  8. Сравнение SSD и обычных жестких дисков
  9. Поддержка дополнительных функций
  10. Скоростные характеристики и ресурс
  11. Контроллер SSD диска
  12. Работа с твердотельным диском SSD
  13. Итог
  14. Плюсы и минусы SSD и HDD
  15. Цена
  16. M.2 и NVMe. Современные накопители
  17. Преимущества SSD-дисков
  18. 1. Скорость работы
  19. 2. Уровень шума=0 Дб
  20. 3. Ударо- и вибропрочность
  21. 4. Малый вес
  22. 5. Низкое энергопотребление
  23. Надежность и срок службы
  24. 3D XPoint. Intel Optane
  25. HDD
  26. Совместимость
  27. Недостатки SSD-дисков
  28. 1. Высокая стоимость
  29. 2. Ограниченное число циклов перезаписи
  30. 3. Невозможность восстановления удалённой информации
  31. Flash память
  32. Советы при выборе SSD-диска
  33. Пропускная способность шины
  34. Форм-фактор
  35. Показатель IOPS
  36. Чип памяти
  37. Контроллер
  38. Объем памяти SSD

Что такое SSD-диск

SSD

Проще говоря, определение SSD-накопителя выглядит следующим образом: твердотельный накопитель (SSD, твердотельный накопитель) — это немеханическое компьютерное запоминающее устройство на основе микросхемы памяти.

вряд ли они прониклись этим скупым определением. Сейчас попробую на другом языке объяснить, что такое SSD, как говорится — на пальцах.

Я пройду долгий путь… Во-первых, вам нужно вспомнить (или узнать впервые), что такое обычный жесткий диск компьютера (его еще называют жестким диском).

Жесткий диск (HDD) — это устройство на компьютере, которое хранит все данные (программы, фильмы, изображения, музыку .. сама операционная система Windows) и выглядит так…

жесткий диск

Информация на жестком диске записывается (и считывается) путем намагничивания ячеек на магнитных пластинах, которые вращаются с бешеной скоростью. Над пластинами (и между ними) как напуганная носится специальная тележка со считывающей головкой.

жесткий диск

Все постоянно гудит и движется. Кроме того, это очень «тонкое» устройство и боится даже простых колебаний во время работы, не говоря уже о падении, например, на землю (считывающие головки будут сталкиваться с вращающимися дисками и приветствовать информацию, хранящуюся на диске).

И вот теперь на сцену выходит твердотельный накопитель (SSD). Это тоже устройство для хранения информации, но не на вращающихся магнитных дисках, а на микросхемах памяти, как было сказано выше. Такая большая флешка.

Ничего, что вращается, движется или гудит! Плюс просто бешеная скорость записи / чтения данных!

HDD_and_SSD

Слева — жесткий диск, справа — SSD.

О надёжности SSD накопителей

Казалось бы, движущихся частей нет — все должно быть очень надежно. Это не совсем правда. Любая электроника может сломаться, SSD не исключение. Дефицитный ресурс микросхем MLC все еще может быть в некоторой степени обработан с помощью исправления ошибок ECC, избыточности, контроля износа и скремблирования блоков данных. Но самый большой источник проблем — это контроллер и его прошивка. Из-за того, что контроллер физически расположен между интерфейсом и микросхемами памяти, вероятность повреждения из-за сбоев питания или проблем очень высока. При этом в большинстве случаев сохраняются сами данные. Помимо физического повреждения, при котором доступ к пользовательским данным невозможен, существует логическое повреждение, при котором также прерывается доступ к содержимому микросхем памяти. Любая, даже небольшая ошибка в прошивке может привести к полной потере данных. Структуры данных очень сложные. Информация «размазывается» по нескольким микросхемам, плюс чередование делает поиск данных довольно сложной задачей.

Твердотельный накопитель Kingston HyperX 2,5`, SATA 6 Гбит / с, 240 ГБ

Твердотельный накопитель Kingston HyperX 2,5`, SATA 6 Гбит / с, 240 ГБ

В таких случаях низкоуровневая прошивка контроллера помогает восстановить диск при воссоздании структур служебных данных. Производители стараются постоянно улучшать прошивку, исправлять ошибки и оптимизировать контроллер. Поэтому рекомендуется периодически обновлять прошивку устройства, чтобы исключить возможные сбои.

Интерфейс и скорость передачи данных

Максимальная скорость передачи данных SSD ограничена типом подключения.

Потребительские твердотельные накопители используют соединения SATA и PCI-Express:

  • SATA / mSATA — обеспечивает передачу данных со скоростью до 6 Гбит / с (SATA III).
  • M.2 SATA — обеспечивает передачу данных со скоростью до 6 Гбит / с (SATA III).
  • M.2 NVMe: обеспечивает передачу данных по линиям PCI-Exprees со скоростью до 31,5 Гбит / с (PCI-Express 3.0 x4).
  • AIC NVMe — обеспечивает передачу данных со скоростью до 31,5 Гбит / с (PCI-Express 3.0 x4).

Далее хотелось бы немного отвлечься и более подробно остановиться на стандарте M.2 и протоколе NVMe, о которых я упоминал выше.

Форм-фактор

Битва за размер хранилища всегда вызывалась типом устройств, на которых они установлены. Так, для настольного компьютера абсолютно некритично устанавливать и 3,5-дюймовый, и 2,5-дюймовый накопитель, но для портативных устройств, таких как ноутбуки, плееры и планшеты, требуется более компактная версия.

Меньшая серийная версия жесткого диска считалась 1,8-дюймовым форматом. Этот диск использовался в снятом с производства iPod Classic.

И как ни старались инженеры, создать миниатюрный жесткий диск с жестким диском емкостью более 320 ГБ им не удалось. Нарушать законы физики невозможно.

В мире твердотельных накопителей все гораздо более многообещающе. Общепринятый 2,5-дюймовый формат стал таковым не из-за физических ограничений, с которыми сталкивается технология, а только из-за совместимости. В новом поколении ультрабуков 2,5-дюймовый формат постепенно сокращается, в результате чего устройства становятся все более компактными, а корпуса самих устройств — тоньше.

Примеры интересных моделей SSD

Мы рассмотрели основные характеристики и форматы потребительских твердотельных накопителей, их компоненты и принципы их работы. Чтобы вся полученная информация была более удобоваримой, я приведу примеры хороших, на мой взгляд, твердотельных накопителей, которые можно рекомендовать к покупке. Но этот момент следует рассматривать не как руководство, а как наглядную демонстрацию различных типов твердотельных накопителей.

Мы остановимся на некоторых моделях от Samsung, Western Digital, Intel, AData. На их основе я предложу вам примеры для справки. Остановимся на моделях емкостью 500 ГБ и 1 ТБ, чтобы список не получился огромным. И пусть вас не смущает доминирование Samsung в моем списке — конкуренция на рынке накопителей очень сильная, и каждый может найти модель для себя.

Формат будет следующим:

Название модели — (краткие характеристики) — средняя цена на Яндекс.Маркете.

Отмечу отдельно: это средний показатель! Разница между самой высокой и самой низкой ценой может быть довольно значительной, особенно при выборе дорогих моделей. Таким образом, средняя цена является лишь приблизительным ориентиром.

SSD бюджетного сегмента

WD Blue 2.5 SATA 500 ГБ — (TLC, 84000 IOPS, TBW 200 ТБ, TRIM, NCQ) — 4880 стр.

WB Blue M.2 SATA 500GB — (TLC, 84000 IOPS, TBW 200TB, TRIM, NCQ) — 4650 стр.

SSD среднего ценового сегмента

Samsung 860 EVO 2.5 SATA 500 ГБ — (TLC, 90000 OPS. 512 МБ кеш-памяти, TRIM) — 7200 р.

Intel 545s 2.5 SATA 512 ГБ — (TLC, 85000 IOPS, TBW 288TB, NCQ, TRIM) — 6500 р.

ADATA XPG SX8200 Pro M.2 NVMe 512 ГБ — (TLC, 380000 IOPS, TBW 320 ТБ) — 7800 стр.

WD Blue 2.5 SATA 1 ТБ — (TLC, 84000 IOPS, TLC, TBW 400 ТБ, TRIM, NCQ) — 9500 р.

Western Digital WD Black M.2 NVMe SSD 500 ГБ — (TLC, 330000 IOPS, TBW 300 ТБ, TRIM) — 9500 р.

Samsung 970 EVO M.2 NVMe 500 ГБ SSD — (TLC, 450000 операций ввода-вывода в секунду, TBW 300 ТБ, 512 МБ кэш-памяти, TRIM) — 10 000p.

Сравнение SSD и обычных жестких дисков

Итак, теперь, когда мы кое-что узнали о твердотельных накопителях, неплохо было бы узнать, почему они лучше или хуже обычных жестких дисков. Вот несколько основных отличий.

Время вращения шпинделя — эта функция существует для жестких дисков — например, когда вы выводите компьютер из спящего режима, вы можете услышать щелчок и звук вращения, продолжающийся секунду или две. На SSD нет времени раскрутки.

Время доступа к данным и задержка: в этом плане скорость SSD отличается от обычных жестких дисков примерно в 100 раз, причем не в пользу последних. Благодаря тому, что этап механического поиска нужных мест на диске и их чтения пропускается, доступ к данным на SSD происходит практически мгновенно.

Шум: твердотельные накопители не издают звука. Вы, наверное, знаете, как обычный жесткий диск может издавать шум.

Надежность: Выход из строя огромного количества жестких дисков — результат механических повреждений. В какой-то момент после нескольких тысяч часов работы механические части жесткого диска просто изнашиваются. В то же время, если говорить о долговечности, выигрывают жесткие диски, и нет никаких ограничений на количество циклов перезаписи, которые они содержат.

 

SSD-накопитель Samsung

В свою очередь, твердотельные накопители имеют ограниченное количество циклов записи. Большинство критиков SSD чаще указывают на этот фактор. В действительности, эти пределы не будут легко достигнуты при обычном использовании компьютера среднестатистическим пользователем. На рынке есть жесткие диски SSD с гарантией 3 и 5 лет, которые, как правило, сохраняются, и внезапный отказ SSD является скорее исключением, чем правилом, просто из-за этого по какой-то причине больше шума. В нашей мастерской, например, в 30-40 раз чаще встречаются поврежденные HDD, а не SSD. Кроме того, если сбой жесткого диска произошел внезапно и означает, что пора искать кого-нибудь, чтобы получить данные с него, то с SSD все происходит немного по-другому, и вы заранее будете знать, что его скоро нужно будет заменить — это действительно так точно «Возраст», и он не умирает внезапно, некоторые блокировки становятся доступными только для чтения, и система предупреждает вас о состоянии SSD.

Энергопотребление: твердотельные накопители потребляют на 40-60% меньше энергии, чем обычные жесткие диски. Это позволяет, например, значительно увеличить время автономной работы ноутбука при использовании SSD.

Цена: твердотельные накопители дороже за гигабайт, чем обычные жесткие диски. Однако они стали намного дешевле, чем 3-4 года назад, и уже вполне доступны. Средняя цена на твердотельные накопители составляет около 1 доллара США за ГБ (август 2013 г).

Поддержка дополнительных функций

В списке характеристик производительности твердотельных накопителей можно найти упоминание о поддержке функций TRIM и NCQ. Вкратце их задача такова:

  • TRIM — это команда логического интерфейса ATA, которая помогает повысить эффективность удаления информации и поддерживать высокую скорость записи.
  • Собственная очередь команд (NCQ) — это технология оптимизации чередования команд, которая ускоряет доступ к данным.

Скоростные характеристики и ресурс

Основными характеристиками потребления SSD, которые напрямую характеризуют его быстродействие и эффективность, являются:

  • Максимальное количество последовательных операций чтения / записи: максимальная скорость последовательного чтения и записи; скорость SSD с большими файлами в течение длительного периода времени.
  • IOPS — количество операций ввода-вывода в секунду; демонстрирует скорость SSD со случайными блоками по 4 КБ и характеризует эффективность накопителя в типичных случаях использования.
  • Время доступа (задержка) — время доступа или задержка указывает, сколько времени требуется накопителю, чтобы начать обработку файла.
  • TBW / Cycles — общий объем информации, который можно записать и перезаписать на SSD; характеризует трудовой ресурс привода.

Контроллер SSD диска

Основная задача контроллера — обеспечивать операции чтения / записи и управлять структурой размещения данных. На основе матрицы распределения блоков, в какие ячейки уже записаны, а в какие нет, контроллер должен оптимизировать скорость записи и обеспечить максимально долгий срок службы SSD. Из-за особенностей построения NAND-памяти невозможно работать с каждой ячейкой отдельно. Ячейки объединены в страницы размером 4 КБ, и информацию можно записать, только полностью заполнив страницу. Вы можете стирать данные частями по 512 КБ. Все эти ограничения накладывают определенные обязанности на правильный интеллектуальный алгоритм контроллера. Следовательно, правильно настроенные и оптимизированные алгоритмы контроллера могут значительно увеличить производительность и срок службы SSD.

Контроллер включает в себя следующие основные элементы:

  • Процессор обычно представляет собой 16- или 32-разрядный микроконтроллер. Выполняет инструкции по прошивке, отвечает за шифрование и выравнивание данных на Flash, диагностику SMART, кеширование, безопасность.
  • Коррекция ошибок (ECC) — Блок исправления ошибок и управления ECC.
  • Контроллер флэш-памяти: включает адресацию, шину данных и управление микросхемами флэш-памяти.
  • Контроллер DRAM — адресация DDR / DDR2 / SDRAM, управление шиной данных и кэш-памятью.
  • Интерфейс ввода / вывода — отвечает за интерфейс передачи данных на внешние интерфейсы SATA, USB или SAS.
  • Память контроллера: состоит из ПЗУ и буфера. Память используется процессором для запуска микропрограмм и в качестве буфера для временного хранения данных. В отсутствие внешнего чипа памяти RAM он служит единственным буфером данных SSD.

Работа с твердотельным диском SSD

Как пользователь, единственная разница, которую вы заметите при работе на компьютере, использовании операционной системы или запуске программ, — это значительное увеличение скорости. Однако когда дело доходит до продления срока службы твердотельного накопителя, следует соблюдать несколько важных правил.

Не дефрагментируйте свой SSD. Дефрагментация совершенно бесполезна для твердотельного накопителя и сокращает время его безотказной работы. Дефрагментация — это способ физического перемещения фрагментов файлов, расположенных в разных частях жесткого диска, в одно место, что сокращает время, необходимое для их поиска механическими действиями. Это не имеет значения для твердотельных накопителей, поскольку у них нет движущихся частей, а время поиска информации о них стремится к нулю. Дефрагментация SSD отключена по умолчанию в Windows 7.

Отключите службы индексирования. Если ваша операционная система использует службу индексации файлов для их более быстрого поиска (в Windows она используется), отключите ее. Скорость чтения и поиска информации позволяет обойтись без индексного файла.

Ваша операционная система должна поддерживать TRIM. Команда TRIM позволяет операционной системе связываться с вашим SSD и сообщать ему, какие блоки больше не используются и могут быть очищены. Без поддержки этой команды производительность вашего SSD быстро упадет. TRIM в настоящее время поддерживается в Windows 7, Windows 8, Mac OS X 10.6.6 и новее, а также в Linux с ядром 2.6.33 и новее. Windows XP не поддерживает TRIM, хотя есть способы реализовать его. В любом случае лучше использовать современную операционную систему с SSD.

Заливать SSD полностью не обязательно. Прочтите спецификации вашего твердотельного накопителя. Большинство производителей рекомендуют оставлять 10-20% его емкости свободными. Это свободное пространство необходимо поддерживать, чтобы служебные алгоритмы могли продлить срок службы твердотельного накопителя за счет распределения данных по памяти NAND для равномерного износа и повышения производительности.

Храните данные на отдельном жестком диске. Несмотря на падение цены на твердотельные накопители, нет смысла хранить мультимедийные файлы и другие данные на твердотельных накопителях. Лучше всего хранить такие вещи, как фильмы, музыку или изображения, на отдельном жестком диске, эти файлы не требуют высокой скорости доступа, а жесткий диск еще дешевле. Это продлит жизнь SSD.

Ставь побольше ОЗУ. Оперативная память сейчас очень дешевая. Чем больше оперативной памяти вы установили на свой компьютер, тем реже операционная система будет искать на SSD файл подкачки. Это значительно продлевает срок службы SSD.

Итог

Подводя итог сравнению HDD и SSD, хотелось бы четко обозначить основные преимущества каждого типа накопителя.

Преимущества HDD: большой, экономичный, удобный.

Недостатки HDD: медленный, боязнь механических нагрузок, шумный.

Преимущества SSD: абсолютно бесшумный, износостойкий, очень быстрый, без фрагментов.

Недостатки SSD: дорогие, теоретически имеют ограниченный срок службы.

Без преувеличения можно сказать, что один из наиболее эффективных способов обновления старого ноутбука или компьютера — это установка SSD вместо HDD. Даже с последней версией SATA можно добиться трехкратного увеличения производительности.

Отвечая на вопрос, кому нужен тот или иной агрегат, приведу несколько аргументов в пользу каждого типа:

Им нужны HDD:

  • Храните огромные коллекции фильмов, музыки и шоу
  • Мечтаете купить хороший ноутбук до 400-500 долларов
  • Обычные пользователи, использующие компьютер для навигации, мультимедийных развлечений и социальных сетей
  • Тем, кто работает с видео и фото (для архивирования)

Им нужен SSD:

  • Любителям путешествовать и тем, кто не стоит на месте
  • Тем, кто любит наблюдать за мгновенным запуском приложений и самой системой
  • Кто работает с видео и фото (для самой обработки)
  • Музыканты и звукорежиссеры (помните о шуме)

И если вы чувствуете, что ваш компьютер явно не справляется с обычными задачами, а шум жесткого диска, постоянно щелкающий и гудящий, — головная боль, самое время установить SSD. И идеальный планшет на все случаи жизни: SSD — для приложений, системы и работы, HDD — для хранения данных.

На диске никогда не бывает много места. Внешние USB-накопители могут стать отличным решением, ведь их максимальный объем в среднем ценовом сегменте может достигать 4 ТБ, и этого достаточно для хранения золотой коллекции фильмов в качестве Full HD.

В качестве опции:

  • Оригинальный жесткий диск LaCie емкостью 1 ТБ
  • Просторное хранилище Seagate емкостью 4 ТБ
  • Винт защищен с отличной скоростью

Плюсы и минусы SSD и HDD

Задачи подразделений каждого класса сводятся к одному: предоставить пользователю работающую операционную систему и позволить ему хранить личные данные. Но и у SSD, и у HDD есть свои особенности.

Цена

SSD намного дороже традиционных HDD. Для определения разницы используется простая формула: цена единицы делится на ее вместимость. В результате вы получаете стоимость 1 ГБ валютной емкости.

Таким образом, стандартный жесткий диск на 1 ТБ стоит в среднем 50 долларов (3300 рублей). Стоимость одного гигабайта составляет 50/1024 ГБ = 0,05 доллара США, т.е. 5 копеек (3,2 рубля). В мире SSD все намного дороже. SSD емкостью 1 ТБ будет стоить в среднем 220 долларов, а цена за 1 ГБ по нашей простой формуле составит 22 цента (14,5 рубля), что в 4,4 раза дороже жесткого диска.

Хорошая новость заключается в том, что стоимость твердотельных накопителей стремительно падает — производители находят более дешевые решения для производства накопителей, а разница в цене между жесткими дисками и твердотельными накопителями сокращается.

M.2 и NVMe. Современные накопители

Наиболее распространенными форм-факторами современных потребительских твердотельных накопителей являются 2,5-дюймовые диски и форматы M.2.

2,5-дюймовые твердотельные накопители SATA можно охарактеризовать как переходный вариант в цепочке разработки твердотельных накопителей. Они позволяют установить диск нового типа в старую систему, тем самым получая все преимущества использования твердотельного накопителя без замены основных компонентов ПК.

M.2 — это современный стандарт с быстрорастущей долей рынка. Твердотельные накопители M.2 можно подключать через линии SATA и PCIe с использованием протокола NVMe. M.2 отличается от других форм-факторов сложностью. Давайте рассмотрим подробнее.

Стандарт M.2 был разработан консорциумами PCI-SIG и SATA-IO. Первоначально он назывался NGFF — Next Generation Form Factor, а в 2013 году был переименован в M.2.

Большое количество карт расширения выпускается в форм-факторе M.2, таких как:

  • модули Wi-Fi, Bluetooth и NFC.
  • модули WiGig и Wireless WAN (WWAN).
  • спутниковая навигация и цифровые радиомодули.
  • модули SSD.

Стандарт M.2 включает:

  • 12 вариантов набора текста, обозначенных буквами от A до M.
  • 4 устройства различной ширины (12, 16, 22 и 30 мм).
  • 8 вариантов длины (16, 26, 30, 38, 42, 60, 80 и 110 мм).
  • 7 вариантов толщины (высоты) устройств.

Благодаря компактным размерам твердотельные накопители M.2 идеально подходят для установки как в обычные модели ноутбуков, так и в ультрабуки.

Наиболее распространенные варианты SSD M.2:

  • 2280 — 80 мм в длину и 22 мм в ширину
  • 2260 — 60 мм в длину и 22 мм в ширину
  • 2242 — длина 42 мм и ширина 22 мм
  • 2230 — 30 мм в длину и 22 мм в ширину

Большинство материнских плат ATX со слотами M.2 поддерживают диски M.2 длиной от 42 до 80 мм. Некоторые модели поддерживают 110-мм твердотельный накопитель M.2 22110.

У вас может возникнуть логичный вопрос: зачем мне эта информация? Все просто: анализ совместимости агрегатов различных типов и размеров с вашей системой поможет вам выбрать подходящую модель, которая подходит вам как по техническим характеристикам, так и по габаритам.

NVMe (NVM Express) — это спецификация протокола для доступа к твердотельным накопителям, подключенным через шину PCI-Express. «NVM» в названии спецификации означает энергонезависимую память).

Логический интерфейс NVM Express был разработан с нуля. Его основные цели — добиться низкой задержки и эффективно использовать высокий уровень параллелизма твердотельных накопителей.

Диски, использующие NVM Express, могут быть картами расширения PCI-Express (AIC), дисками U.2 и дисками с форм-фактором M.2.

Пример сравнения SATA SSD и NVMe SSD в синтетических тестах Источник: PCWorld

Твердотельные накопители M.2 NVMe компактны и предлагают все преимущества подключения PCI-Express — более высокую скорость и меньшие задержки, чем твердотельные накопители SATA. Их главный недостаток — снижение производительности при перегреве (троттлинге), которое может произойти при длительной высокой нагрузке.

Однако при сравнении производительности твердотельных накопителей NVMe с традиционными твердотельными накопителями с интерфейсом SATA при повседневном использовании и реальных сценариях использования наблюдается лишь небольшой разрыв. Дело в том, что в какой-то момент скорость чтения данных сравнивается со скоростью их обработки, и дальнейшее повышение характеристик не приводит к улучшению производительности. В таких случаях ситуация может быть улучшена путем дальнейшей оптимизации приложений и повышения производительности остальных компонентов системы.

Думаю, именно здесь вы, наконец, сможете завершить свое понимание форм-факторов твердотельных накопителей и перейти к отдельным компонентам и принципам их работы. Начнем с памяти.

Преимущества SSD-дисков

пора поговорить о преимуществах и недостатках SSD…

1. Скорость работы

Это самое большое преимущество этих устройств! Замена старого жесткого диска на флешку не распознает ваш компьютер!

До появления твердотельных накопителей самым медленным устройством в компьютере был жесткий диск.

Благодаря своей древней технологии прошлого века, он невероятно замедлил волнение быстрого процессора и быстрой оперативной памяти.

2. Уровень шума=0 Дб

По логике движущихся частей нет. Кроме того, эти агрегаты остаются холодными во время работы, поэтому кулеры реже включаются и работают менее интенсивно (шумят).

3. Ударо- и вибропрочность

Смотрел видео в сети: подключенный и рабочий SSD трясся, упал на пол, ударился о него . и продолжал тихо работать! Нет комментариев.

4. Малый вес

Не большой плюс, конечно, но тем не менее: жесткие диски тяжелее своих современных конкурентов.

5. Низкое энергопотребление

Я могу обойтись без цифр — время автономной работы моего старого ноутбука увеличилось более чем на час.

Надежность и срок службы

Помните главное преимущество SSD? Правильно, никаких движущихся элементов. Именно поэтому ноутбук с SSD можно использовать в транспорте, в условиях бездорожья или в условиях, неизбежно связанных с внешними вибрациями. Это не повлияет на стабильность работы системы и самого накопителя. Данные, хранящиеся на SSD, не будут повреждены, даже если ноутбук упадет.

HDD как раз наоборот. Считывающая головка расположена в нескольких микрометрах от намагниченных дисков, поэтому любая вибрация может привести к появлению «плохих секторов», участков, которые становятся непригодными для использования. Регулярные толчки и неаккуратное обращение с компьютером, работающим на базе HDD, приведут к тому, что такой жесткий диск рано или поздно просто «рассыплется» или перестанет работать, говоря компьютерным жаргоном.

Несмотря на все достоинства SSD, у них есть еще и очень существенный недостаток — ограниченный цикл использования. Это напрямую зависит от количества циклов перезаписи блоков памяти. Другими словами, если вы каждый день копируете / удаляете / пополняете гигабайты информации, вы очень скоро вызовете клиническую смерть своего SSD.

Современные SSD оснащены специальным контроллером, который заботится о равномерном распределении данных по всем блокам SSD. Таким образом, удалось значительно увеличить максимальное время работы до 3000 — 5000 циклов.

На сколько хватает SSD? Взгляните на это изображение:

А затем сравните с гарантийным сроком, обещанным производителем для вашего конкретного SSD. 8-13 лет для архивирования, поверьте, не так уж и плохо. И не забывайте о достижениях, которые приводят к постоянному увеличению емкости SSD при неизменно снижающейся стоимости. Думаю, через несколько лет ваш SSD на 128 ГБ будет считаться музейным экспонатом.

3D XPoint. Intel Optane

Intel и Micron начали сотрудничество в области памяти 3D XPoint в 2012 году. Intel и Micron ранее сотрудничали в области энергонезависимой памяти других типов. В архитектуре 3D XPoint используются халькогениды как для селектора, так и для хранения данных в ячейках памяти. Технология основана не на электронах, а на изменении электрического сопротивления материалов.

В отличие от памяти NAND, 3D XPoint не связывает операции записи со страницами и не связывает удаления с блоками. Кроме того, нет необходимости удалять данные перед операцией записи. Это обеспечивает сверхнизкую задержку и высокую производительность чтения / записи. А поскольку в памяти 3D XPoint не используются электронные операции, ее износостойкость очень высока.

Структура исполнения памяти 3D XPoint Источник: Intel

К отдельным ячейкам памяти в XPoint обращаются через селектор, и для доступа к ним не требуется транзистор (как в технологии NAND), что уменьшает площадь ячеек и увеличивает их плотность на кристалле.

Intel производит устройства 3D XPoint под брендом Optane и Micron под брендом QuantX.

Потребительские накопители Intel Optane делятся на 3 основные линейки продуктов:

  • небольшие диски для кэширования данных (ускорение жесткого диска).
  • накопитель среднего размера для установки операционной системы и небольшого набора программ.
  • большой объем хранилища для любого бизнеса.

Если мы сравним стоимость 1 ГБ памяти 3D NAND и 1 ГБ памяти XPoint 3D (в расчете на единицу продукции), последняя будет в 3-4 раза дороже. Однако разница в цене компенсируется высокой надежностью и невероятно низкой задержкой доступа.

Также стоит отметить, что не все процессоры и чипсеты поддерживают технологию Intel Optane. Чтобы использовать этот тип SSD, вам понадобится процессор серии 8 или новее и материнская плата с набором микросхем серии 200 или новее.

На этом мы завершаем длинное отступление от принципов памяти и возвращаемся к объяснению работы отдельных компонентов. Следующим шагом будет контроллер памяти.

HDD

Жесткий диск, или HDD (Hard Disk Drive), основан на принципе записи информации путем намагничивания участков поверхности специальных дисков. Таких дисков или пластин может быть много, в случае жесткого диска они прикреплены к вращающемуся шпинделю. Магнитные головки перемещаются по пластинам и считывают информацию.

Вся механика размещена в изолированном прямоугольном корпусе размером 3,5 или 2,5 дюйма. С внешней стороны корпуса закреплена плата с управляющей электроникой и разъемами для подключения.

Обычные жесткие диски подключаются по интерфейсу SATA, серверные — по интерфейсу SAS.

Современные модели жестких дисков демонстрируют скорость чтения / записи 200 МБ / с. Чтобы увеличить быстродействие, вы можете объединить несколько жестких дисков в RAID-массивы.

Емкость жесткого диска может достигать 10 ТБ. Чаще всего устанавливаются обычные домашние ПК с накопителями на 1-3 ТБ — этого вполне достаточно. Диски на 500 Гбайт имеются в продаже, но покупать их невыгодно, цена всего на 100-200 рублей ниже, чем на однотерабайтный накопитель.

Обзор и тест жесткого диска Western Digital WD Blue емкостью 1 ТБ (WD10EZEX)

Возможно, вы встречали аббревиатуру SSHD — гибридный жесткий диск с малой флэш-памятью. Это немного увеличивает скорость работы, но и стоимость приличная. С распространением и доступностью твердотельных накопителей такие диски не получили широкого распространения и использования.

У жестких дисков есть свои достоинства и недостатки. Что отличает их от SSD? Низкая стоимость одного терабайта, жесткий диск емкостью 1 ТБ сопоставим по стоимости с твердотельным накопителем на 240 ГБ. Объемы жестких дисков могут достигать 10 ТБ, твердотельные накопители даже 1 ТБ мало используются из-за их высокой стоимости. HDD не имеет ограничений по циклам перезаписи, только механические ресурсы.

Главный недостаток винчестера — его хрупкость, механическое воздействие, особенно во время эксплуатации, может легко повредить его. В отличие от SSD скорость меньше, вес и габариты больше, возможны шумы и вибрации.

Совместимость

Жесткие диски и 2,5-дюймовые твердотельные накопители — это универсальные варианты. Разъемы SATA встречаются в новых сборках, ноутбуках и старых. Этот форм-фактор твердотельного накопителя лучше всего подходит для модернизации, чем существующий ПК. Единственное, что SATA является первым либо вторая версия ограничит накопитель максимально возможной скоростью до 150 и 300 Мбит / с соответственно.

Современные корпуса и салазки для жестких дисков имеют слоты для 2,5-дюймовых дисков, в старых корпусах для их установки потребуются специальные переходники, которые, скорее всего, придется приобретать отдельно, давно у производителей SSD их нет. Они входят в комплект.

В случае выбора M.2 SSD ограничивающих моментов намного больше. Не все материнские платы имеют соответствующий разъем; у бюджетных вариантов и более старых моделей их нет. Но в этом случае установка такого накопителя возможна через карту расширения для слота PCI-E.

Даже с поддержкой накопителей NVMe не все материнские платы поддерживают этот интерфейс, все еще существуют варианты слота M.2, которые поддерживают только интерфейс SATA. Это необходимо учитывать.

Наконец, проверьте совместимость диска с вашей материнской платой, исходя из его длины и ключа.

Недостатки SSD-дисков

1. Высокая стоимость

Это одновременно и самый ограничивающий недостаток для пользователей, но также очень временный — цены на такие устройства постоянно и стремительно падают.

2. Ограниченное число циклов перезаписи

Типичный твердотельный накопитель на базе флэш-памяти среднего размера с технологией MLC способен выполнять примерно 10 000 циклов чтения / записи. Но самый дорогой тип SLC-памяти может прожить уже в 10 раз дольше (100 000 циклов перезаписи).

Насколько я понимаю, в обоих случаях USB-накопитель может безопасно работать как минимум 3 года! Это всего лишь средний жизненный цикл домашнего компьютера, после которого происходит обновление конфигурации, замена компонентов на более современные, более быстрые и дешевые.

Прогресс не останавливается, и головастики производителей уже придумали новые технологии, которые значительно увеличивают срок службы твердотельных накопителей.

Например, RAM SSD или технология FRAM, где ресурс хоть и ограничен, но практически недостижим в реальной жизни (до 40 лет в режиме непрерывного чтения / записи).

3. Невозможность восстановления удалённой информации

Информацию, стертую с SSD, невозможно восстановить ни одной специальной утилитой. Таких программ просто нет.

Если в 80% случаев сгорает только контроллер при резком скачке напряжения в обычном винчестере, то в SSD дисках этот контроллер находится на самой плате вместе с микросхемами памяти, и сгорает весь диск — привет семейному фотоальбому.

Эта опасность практически исключена в портативных компьютерах и источниках бесперебойного питания.

Flash память

SSD-накопители, такие как USB Flash, используют три типа памяти NAND: одноуровневую ячейку (SLC), многоуровневую ячейку (MLC) и трехуровневую ячейку (TLC). Единственное отличие состоит в том, что SLC позволяет хранить только один бит информации в каждой ячейке, MLC — два и TLC — три ячейки (с использованием разных уровней электрического заряда на плавающем затворе транзистора), что делает память MLC и TLC больше экономичный по вместимости.

Как и USB Flash, твердотельные накопители используют три типа памяти NAND

Однако память MLC / TLC имеет меньший ресурс (100 000 циклов стирания для SLC, в среднем 10 000 для MLC и до 5000 для TLC) и худшую производительность. С каждым дополнительным уровнем задача распознавания уровня сигнала усложняется, время поиска адреса ячейки увеличивается и вероятность ошибок увеличивается. Поскольку микросхемы SLC намного дороже и их объем меньше, микросхемы MLC / TLC в основном используются для массовых решений. На данный момент память MLC / TLC активно развивается и приближается к SLC по скоростным характеристикам. Дополнительно производители SSD компенсируют низкую скорость MLC / TLC алгоритмами чередования блоков данных между микросхемами памяти (одновременная запись / чтение в двух микросхемах флэш-памяти, по одному байту в каждой) по аналогии с RAID 0 и малыми ресурсами — смешивание и отслеживание равномерное использование ячеек. Кроме того, часть объема памяти зарезервирована в SSD (до 20%). Это память, недоступная для стандартных операций записи / чтения. Он нужен как резерв на случай износа ячеек, по аналогии с магнитными накопителями в HDD, у которых есть резерв на замену bad-блоков. Дополнительный резерв ячеек используется динамически, а по мере физического износа основных ячеек предоставляется запасная ячейка для замены.

Советы при выборе SSD-диска

Пропускная способность шины

Помните рекомендовали, как выбрать флешку? Так что при выборе флешки скорость чтения / записи данных также имеет первостепенное значение.

Чем выше эта скорость, тем лучше. Но также следует помнить о пропускной способности компьютерной шины, а точнее материнской платы.

Если ваш ноутбук или настольный компьютер слишком старый, нет смысла покупать дорогой и быстрый SSD. Он просто не сможет работать даже на половину своей мощности.

Для наглядности озвучу пропускную способность различных шин (интерфейс передачи данных):

  • IDE (PATA) — 1000 Мбит / с. Это очень старый интерфейс для подключения устройств к материнской плате. Для подключения SSD к этой шине потребуется специальный переходник. Использовать описанные диски в данном случае нет абсолютно никакого смысла.
  • SATA — 1500 Мбит / с. Уже больше удовольствия, но не слишком много.
  • SATA2 — 3000 Мбит / с. Самый популярный автобус на данный момент. С такой шиной, например, мой привод работает на половину своей емкости. Он нуждается…
  • SATA3 — 6000 Мбит / с. Это совсем другое дело! Здесь SSD покажет себя во всей красе.

Итак, перед покупкой узнайте, какая шина стоит на материнской плате, а также какая из них поддерживается самим устройством, и примите решение о целесообразности покупки.

Вот, например, как я выбрал (и чем руководствовался) мой HyperX 3K 120 ГБ. Скорость чтения составляет 555 МБ / с, а скорость записи данных — 510 МБ / с. Этот диск в моем ноутбуке теперь работает ровно на половину его емкости (SATA2), но ровно в два раза быстрее, чем стандартный жесткий диск.

Со временем он переместится на детский игровой компьютер, где есть SATA3, и продемонстрирует там всю свою мощь и скорость работы без обязательных факторов (устаревшие и медленные интерфейсы передачи данных).

Делаем вывод: если на вашем компьютере шина SATA2 и вы не планируете использовать диск в другом компьютере (более мощном и современном), купите диск с пропускной способностью не более 300 МБ / с, что будет значительно дешевле и по выгодной цене в то же время в два раза быстрее, чем текущий жесткий диск.

Форм-фактор

Также будьте внимательны при выборе и покупке флешки, исходя из ее форм-фактора (размера и габаритов). Он может быть 3,5 дюйма (дюйма) — больше и немного дешевле, но он не подходит для ноутбука, или 2,5 дюйма — меньше и подходит для любого портативного компьютера (для настольных компьютеров они обычно поставляются со специальными адаптерами).

Поэтому практичнее купить диск в форм-факторе 2,5 дюйма, и вы можете установить его где угодно и легко продать (если не что иное). И он занимает меньше места на системном диске, что улучшает охлаждение весь компьютер.

Показатель IOPS

Важный фактор IOPS (количество операций ввода / вывода в секунду), чем выше этот показатель, тем быстрее накопитель будет работать с большим количеством файлов.

Чип памяти

Микросхемы памяти делятся на два основных типа: MLC и SLC. Стоимость микросхем SLC намного выше, а срок службы в среднем в 10 раз больше, чем у микросхем памяти MLC, но при правильной эксплуатации срок службы накопителей на микросхемах памяти MLC составляет не менее 3 лет.

Контроллер

Это самая важная часть SSD. Контроллер управляет работой всего накопителя, распределяет данные, отслеживает износ ячеек памяти и равномерно распределяет нагрузку.

Рекомендую отдавать предпочтение проверенным контроллерам SandForce, Intel, Indilinx, Marvell.

Объем памяти SSD

Более практичным будет использование SSD только для размещения операционной системы, а все данные (фильмы, музыка и т.д.) лучше всего хранить на втором жестком диске.

С этой опцией вам просто нужно купить диск емкостью ~ 60 ГБ. Таким образом можно значительно сэкономить и получить такое же ускорение, как и у компьютера (к тому же срок службы накопителя увеличится).

Опять же, приведу пример своего решения: в сети продаются специальные (очень дешевые) корпуса для жестких дисков, которые за 2 минуты вставляются в ноутбук вместо оптического привода компакт-дисков (который я использовал пару раз из четырех) годы).

Вот отличное решение: старый привод вместо флоппи-дисковода и новый SSD вместо обычного жесткого диска. Лучше и быть не могло.

И напоследок пара интересных фактов:

Почему жесткий диск часто называют жестким диском? В начале 1960-х IBM выпустила один из первых жестких дисков, и номер этой разработки составлял 30 — 30, что совпадало с обозначением популярного нарезного оружия Винчестера (Winchester), поэтому это сленговое название прижилось у всех.

Почему жесткий диск? Основными элементами этих устройств являются несколько круглых пластин из алюминия или некристаллического стекла. В отличие от дискет (дискет), их нельзя складывать, поэтому они и назвали это: жесткий диск.

На сегодня все: если вы хорошо выучили эту статью и дочитали ее до конца, теперь вы точно знаете, что такое SSD.

До новых интересных и полезных программ!

Оцените статью
Блог про восстановление данных