Объем накопителя ssd. Стоимость SDD и HDD в сравнении

Сокращение SSD расшифровывается, как «Solid-State Drive», что приблизительно и переводится, как твердотельный диск или накопитель.

Мы, конечно же, рассмотрим основные характеристики подобных устройств в данной статье, но хотелось бы сделать это, отталкиваясь от реального примера. Таковой случай недавно, очень кстати, представился мне, так как мой рабочий жесткий диск начал выказывать явные признаки умирания (появился клин , что проявлялось в самопроизвольном зависании всей системы, сопровождавшемся характерным щелчком).

Совпало так, что нам на фирму (на пробу) купили один SSD накопитель (он же - твердотельный жесткий диск) и он, по изложенной выше причине, оказался именно у меня! :)

Ну, грех было бы не воспользоваться таким моментом и не провести сравнительное тестирование этого SSD жесткого диска и его предшественников, сконструированных на основе .

Распаковывали мы новинку, сгрудившись возле нее всем нашим IT отделом:)


Из маркировки на коробке следует, что это - твердотельный накопитель от фирмы «Plextor», емкостью 64 гигабайта, оснащенный внешним SATA интерфейсом подключения и максимальной скоростью передачи по нему 6Gb/s (гигабит в секунду). Это именно будет где-то теоретический максимум SATA интерфейса третьего поколения (600 мегабайт в секунду).

Помните, о скоростях интерфейсов и их истории мы говорили в ?

Форм-фактор нашего твердотельного диска как видно из его размера и надписи на коробке - 2,5 дюйма. То есть, его можно с, одинаковым успехом, устанавливать как в настольные компьютеры, так и в ноутбуки. Более дорогие модели идут в комплекте со специальным креплением, позволяющим устанавливать устройство в 3,5 дюймовые отсеки. В нашем случае, в комплекте только - герметичная полиэтиленовая упаковка:)

Вот пара фотографий, чтобы Вы могли оценить размеры SSD жесткого диска:


В толщину он - чуть меньше сантиметра. А вот - в сравнении с "обычным" винчестером:


Причем, масса SSD абсолютно не сравнима с его "старшим" собратом. По сравнению с ним он - пушинка. Ведь здесь нет движущихся механических частей, которые нужно защищать от внешнего воздействия, а значит и нет смысла делать толстый металлический корпус-основу. Внешнее покрытие - алюминий и пластик, поэтому и вес - соответствующий: 75 грамм. Напряжение питания устройства - пять вольт.

Расчетное время безотказной работы (по заявлению производителя) составляет 1 500 000 часов, а срок официальной гарантии, указанный на коробке, - три года. Из чего можно сделать вывод, что накопитель должен быть достаточно надежен. Так ли это на самом деле? Время покажет:)

Не благодарное занятие, говорить о стоимости на таком быстро меняющемся рынке, как рынок информационных технологий, но на момент написания этой статьи, цена данного решения была в районе восьмидесяти долларов.

Вообще, что такое по своей сути твердотельный SSD диск? Это - большая флешка (оснащенная скоростным интерфейсом SATA) с быстрым доступом, кешем из определенного количества и специализированным контроллером передачи и обработки данных, отвечающим за оптимальную работу носителя.

Твердотельный диск (Solid State Drive) в отличие от HDD (Hard Disk Drive) имеют ряд явных преимуществ (наряду с неявными недостатками), но обо всем по порядку. Начнем с приятного:)

SSD жесткие диски характеризуются:

  1. небольшим временем доступа к данным (не зависимо от их фрагментированности и места расположения)
  2. одинаковой скоростью при любой последовательности выборки, поскольку организация хранения информации здесь это - матрица из ячеек флеш памяти из которой и происходит выборка.
  3. отсутствием движущихся частей, а значит - полным отсутствием шума
  4. устойчивостью к различным вибрациям и физическим воздействиям
  5. меньшим (относительно HDD дисков до 30%) энергопотреблением

Вот как выглядит SSD диск в разобранном состоянии:



Слева вверху находится микросхема оперативной памяти (DDR3), которая является кешем накопителя, а справа - распаян контроллер управления устройством «Western Digital». Внизу - восемь чипов быстрой NAND фалеш-памяти (по восемь гигабайт каждый), которые в сумме и составляют общую емкость данного твердотельного накопителя - 64 гигабайта.

Вот - еще одно фото, для закрепления образа, так сказать:)



Пару слов скажем о самом чипе памяти. Это - не совсем кеш, точнее, - он кеширует (запоминает) данные, но совсем не для ускорения работы устройства, а сюда динамически записывается информация о таблицах размещения и стертых/занятых ячейках. Сюда же записываются адреса изношенных ячеек флеш-памяти, куда больше не может проводиться запись.

Теперь, что касается контроллера: его главная задача (как мы уже упоминали) - обеспечение операций чтения и записи, но он отвечает и за управление структурой размещения данных. По своим таблицам контроля износа он "смотрит" в какие ячейки уже проводилась запись, а в какие еще нет и выравнивает эти показатели.

Таким образом контроллер обеспечивает максимально длительный срок службы нашего SSD накопителя, заставляя его ячейки изнашиваться равномерно. Поэтому правильно запрограммированный и настроенный контролер может ощутимо изменить как отдельные скоростные показатели, так и долговечность работы устройства в целом.

Итак, продолжим обзор! На тыльной стороне коробки нашего твердотельного SSD накопителя мы обнаружили интересную, с точки зрения информативности, таблицу:



Какую полезную информацию мы можем здесь почерпнуть? Во первых: указание на объем чипа памяти (кеша) диска. Мы видим, что для моделей емкостью 64 гигабайта он равен 128-ми мегабайтам, для емкости 128 гигабайт это - 256 мегабайт и для 256-ти гигабайт - 512 мегабайт сверхбыстрой оперативной памяти, которая используется для нужд самого носителя.

Секция «Performance» (производительность) показывает нам значение линейной (последовательной) скорости чтения с твердотельного накопителя - «Read Speed» (520 мегабайт в секунду) и скорость записи на диск «Write Speed» (90, 200 и 390 мегабайт в секунду для разных емкостей SSD соответственно).

Также обратите внимание на интересную надпись в самом низу, которая говорит о том, что в программах определения производительности (бенчмарках) «ATTO Disk» и «Crystal Disk Mark» дисковая подсистема показывает наилучший индекс производительности.

Вот давайте этот момент и протестируем! И начнем именно с программы «CrystalDiskMark».

Но сначала - небольшая предыстория. Дело в том, что для более полного тестирования я собрал (подключил) у себя на рабочем компьютере небольшую коллекцию винчестеров, которые, по счастливому стечению обстоятельств, оказались в пределах моей досягаемости и было бы просто обидно их не "погонять" :)

Итак, в нашем тестировании принимают участие:

  • твердотельный жесткий SSD диск Plextor 64Gb M5S SATA - новый
  • Seagate Barracuda емкостью один терабайт SATA 7200 rpm - практически новый
  • Western Digital 320 Gb IDE 7200 rpm - новый

Примечание : аббревиатура RPM расшифровывается как (round per minute - оборотов в минуту) и характеризует частоту оборотов шпинделя жесткого диска. В общем случае чем больше - тем лучше. Стандартными значениями считаются 5400 и 7200 rpm. Есть высокоскоростные устройства со скоростью 10 000 и 15 000 оборотов в минуту, но стоят они крайне дорого и в домашних или офисных компьютерах не используются.

Как видите, компания подобралась весьма достойная. Диски - не изношенные. И я специально хотел протестировать накопители с различными интерфейсами передачи данных. Помните, про работу с , мы говорили в отдельной статье?


Тестирование SSD накопителя

Итак, начнем наше тестирование с помощью «CrystalDiskMark».

Запускаем программу и видим вот такое простенькое окно:



На фото выше уже представлены результате тестирования нашего SSD накопителя. Давайте на основе них и рассмотрим интерфейс этой нехитрой, но полезной программы.

В верхнем левом углу находится кнопка с надписью «All», по нажатию на которую и запускается процедура тестирования. Справа от нее - раскрывающийся список, через который мы можем указать количество "проходов" теста до отображения конечного результата. По умолчанию здесь стоит цифра «5». Далее - размер тестового файла, который будет записываться на диск. Именно по результатам его записи программа и будет судить о линейных (последовательных) скоростях операций записи и чтения на носитель. Еще правее расположен список, из которого можно выбрать сам жесткий диск, который мы будем тестировать.

У меня, как видите, SSD накопитель выполняет роль системного раздела (диск «С»).

Итак, с основными параметрами разобрались. Теперь посмотрим на сами результаты. У нас тут две колонки: «Read MB/s » (скорость чтения, мегабайт в секунду), «Write MB/s» (скорость записи, мегабайт в секунду).

По первой строчке, как видим, наш твердотельный накопитель выдал 237 мегабайт в секунду (на чтение) и 102 мегабайта в секунду (на запись) . Это - для файла размером в 100 мегабайт. Вторая и третья строчки показывают скорости при работе с небольшими порциями данных (512 и 4 килобайта соответственно). Общий принцип здесь такой: чем больше файлов и чем меньше размер каждого из них, тем больше времени нужно винчестеру для любых операций над ними.

Запомним (запишем), данные значения и выберем для тестирования другой диск (E). У меня это будет SATA винчестер объемом в один терабайт. А вот - показанные им результаты:



Как видите, они на порядок ниже, чем у SSD жесткого диска, но тоже - очень даже не плохие!

Теперь посмотрим, что покажет третий наш участник - 320-ти гигабайтный винчестер с IDE интерфейсом?



Можете сравнить полученные результаты между собой и сделать на основе них выводы. Также можете загрузить «Crystal Disk Mark» с нашего сайта по и самим провести тест на своей системе, сравнив его результаты с теми, что получил я.

Сразу хочу предложить Вашему вниманию еще одну программу, которая предназначена специально для измерения скорости работы SSD накопителей. Она имеет в своем арсенале еще несколько полезных функций. Давайте посмотрим на нее поближе:



На фото выше - результаты теста моего диска на чтение (Read) и запись (Write). Обратите внимание на выделенную область вверху слева. Здесь мы можем увидеть версию прошивки (микропрограммы) контроллера - 1,00 и проконтролировать, правильно ли наша операционная система выровняла (разметила) твердотельный накопитель? Если здесь стоит «ОК» значит - все нормально.

Поле «Access Time» показывает нам время, затрачиваемое устройством на доступ к запрашиваемым данным. Строчка «Score» (счет) отображает общие сводные показатели результатов замера. Так называемые "попугаи". Помните, как в мультфильме? :)

Программа может построить нам для наглядности график. Для этого нужно перейти в меню «Tools» и выбрать «Compression-Benchmark».



После этого запустится вот такое окно:



В нем нам нужно будет нажать кнопку «Start» и дождаться окончания процедуры построения графика. Если хотите, можете загрузить данную утилиту .

Ну, что? Бог троицу любит? :) Не могу не познакомить Вас с еще одной замечательной программой для тестирования и получения исчерпывающей информации об устройствах хранения данных, установленных в компьютере. Программа называется «HD Tune Pro» и замечательна еще тем, что имеет русифицированный интерфейс, так что работать с ней - одно удовольствие.

Вот как выглядит одна из ее вкладок с бенчмарком (оценкой производительности) дисковой системы:



На фото выше - результаты теста моего твердотельного жесткого диска Plextor. Чем хороша именно эта программа? Тем что она показывает не только числовые значения, но и в реальном времени рисует нам график, по которому мы можем судить об изменении тех или иных параметров в динамике и наблюдать какую-то тенденцию. Мы четко увидим это на следующих скриншотах.

Что мы видим здесь? Максимальное, минимальное и среднее значения скорости чтения (похожие значения мы получали и на предыдущем тесте). Новый параметр - время доступа к диску и процент загрузки . Отдельный переключатель есть для измерения скорости чтения и записи на диск.

Что ж, сравним показатели с нашим терабайтным SATA накопителем:



Как видите, разница - очевидна! Особенно интересен график, который показывает разницу с скорости чтения в начале диска и ближе к его концу (динамику процесса). Если мы посмотрим на график твердотельного SSD накопителя, то увидим, что его "кардиограмма" практически ровная и падений в скорости не наблюдается.

Также обратите внимание на такую функцию, как показатель температуры винчестера, доступный в данной программе для HDD дисков.

Итак, исследуем нашего "динозавра" от «Western Digital»:)



Как и ожидалось, основные показатели - намного скромнее, но удивила стабильность скорости чтения почти по всей поверхности диска. Только под самый конец она заметно снизилась. Также здесь мы видим наименьшую загрузку процессора среди всех наших испытуемых.

Перейдем к следующей вкладке программы «HD Tune Pro», которая называется "Случайный доступ". На фото ниже показано количество операций вода-вывода, которое производит наш твердотельный жесткий диск за секунду для блоков данных разного размера (IOPS - Input Output Per Second), среднее и максимальное время доступа к данным и скорость их чтения.



Посмотрим на результаты винчестера от «Seagate» (Сигейт 1 терабайт):



Видите, насколько большая разница в полученных результатах? Смотрим, что продемонстрирует «Western Digital» (320 гигабайт IDE):



Вы все сами видите. Вообще, программа «HD Tune Pro» - очень хорошая и полезная. Кроме самих "бенчмарков" она может показать нам нашего накопителя (они расположены на вкладке "Здоровье"). Также можно включить мониторинг диска в реальном времени и провести сканирование поверхности накопителя на наличие (бэд блоков).

Данную программу Вы можете и провести собственное тестирование или сравнить с моими показателями.

Давайте рассмотрим еще одну вкладку программы - "Бенчмарк файла". Принцип ее работы чем-то похож на тот, что используется в «CrystalDiskMark», рассмотренной нами в середине статьи.



Запускается тест по кнопке «Старт», но перед этим можно настроить его параметры: выбрать устройство, которое мы будем тестировать, указать размер записываемого на диск файла и какой именно тип данных будет в нем содержаться?

Слева мы видим уже привычный нам график-кардиограмму работы, а ниже - показатели скорости чтения и записи, а также - количество операций ввода-вывода, совершаемых накопителем.

Сравним график выше, который был для SSD жесткого диска с нашим терабайтником:



Ниже - наш «WD».



Здесь, я думаю, - ничего неожиданного нет и данный накопитель законно занимает свое почетное третье место:) Победителем же, по всем показателям, безоговорочно является твердотельный накопитель SSD от фирмы Plextor.

Поскольку статья и так получилась достаточно объемной, я решил разбить ее на две части и о недостатках, общих принципах функционирования твердотельных дисков, сконструированных на базе флеш-памяти, и своих субъективных ощущениях от использования такого устройства, поговорить во , которая скоро появится на нашем сайте.

Небольшое видео о том, как производят SSD диски:

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
Твердотельные накопители (SSD)
Ключевая терминология Шифрование · ECC · Flash file system · Флеш-память - SLC/MLC · Flash memory controller · Garbage collection · IOPS · MB/s · Over-provisioning · Secure erase · Команда TRIM · Wear leveling · Write amplification
Производители флеш-накопителей Hynix · Intel · Micron · Samsung · Toshiba · Kingston
Контроллеры
Производители SSD Список производителей твердотельных накопителей
Интерфейсы SATA · SAS · · USB · PCIe · NVM Express
Связанные организации INCITS · JEDEC/JC-64.8 · NVMHCI · SATA-IO · SFF Committee · SNIA · SSSI · T10/SCSI · T11/FC · T13/ATA

Где мы разбирали что это такое, как работает и т.д. Но мы не сказали о том, что жесткие диски, на самом деле, уже изжили свой потенциал роста как объемов, так и производительности, а им на смену пришли современные твердотельные накопители или — SSD. Несмотря на то, что HDD еще довольно распространены, SSD также стали весьма популярны, и постепенно вытесняют устаревшую технологию с рынка.

Так как тема популярна и актуальна, в сегодняшней статье разберемся с SSD: узнаем что это такое, какие особенности их работы, характеристики, в общем — как обычно. Начнем.

Что такое SSD

SSD диск — компьютерное не механическое запоминающее устройство, состоящее из микросхем памяти и микроконтроллера. Происходит от английского Solid State Drive, что в буквальном переводе означает – твердотельный накопитель.

В этом определении каждое слово имеет смысл. Не механическое устройство означает, что в нем нет механических частей – внутри ничего не движется, не жужжит и не шумит. Как следствие — ничего и не стачивается, не изнашивается. Поскольку SSD диски пришли на смену традиционным механическим, то это свойство очень важно. Старым дискам были страшны вибрации во время работы, твердотельным накопителям – нет.

Микросхемы памяти используются для хранения информации. Контроллер на диске позволяет получать данные из ячеек памяти и записывать в них, передавая данные на общий интерфейс компьютера, вне зависимости от специфики работы памяти носителя. Гигантская флешка – вот что такое SSD диск, может показаться на первый взгляд, но только с кучей бесполезных компонент.

Для чего нужен SSD

В любом компьютере SSD идет на замену обычным HDD. Он работает быстрее, имеет маленькие габариты и не издает звуков. Высокая скорость загрузки приложений и операционной системы повышает комфортность в работе с ПК.

Что такое SSD в ноутбуке, где каждый ватт энергии на счету? Разумеется, в первую очередь – это очень экономный носитель информации. Он способен работать с зарядом аккумулятора дольше. К тому же у него очень небольшие размеры, что позволяет включать SSD в самые компактные аппаратные конфигурации.

Из чего состоит SSD

Небольшой корпус, в котором расположена маленькая печатная плата – это SSD диск внешне. На эту плату припаяно несколько микросхем памяти и контроллер. На одной из сторон этой коробки находится специальный разъем – SATA, который позволяет подключать SSD диск как любой другой накопитель.

Микросхемы памяти используются для хранения информации. Это не , которая есть в каждом компьютере. Память в SSD диске способна хранить информацию и после выключения. Память SSD дисков энергонезависима. Как у обычного диска данные хранятся на магнитных пластинах, здесь данные хранятся в специальных микросхемах. Запись и чтение данных происходит на порядок быстрее, чем при работе с пластинами механических дисков.

Контроллер на диске – такой себе узкоспециализированный , который умеет очень эффективно распределять данные в микросхемах. Также он выполняет часть служебных операций по чистке дисковой памяти и перераспределении ячеек при их изнашивании. Для работы с памятью очень важно выполнять своевременно служебные операции, чтобы не произошло потери информации.

Буферная память, как и на обычных дисках, используется для кэширования данных. Это быстрая оперативная память на SSD накопителе. Данные, вначале читаются в буферную память, изменяются в ней, а затем только пишутся на диск.

Как работает SSD диск

Принцип работы SSD диска основан на специфике работы ячеек памяти. Больше всего распространена сейчас память типа NAND. Обработка данных осуществляется блоками, а не байтами. Ячейки памяти имеют ограниченный ресурс циклов перезаписи, то есть чем чаще данные пишутся на диск, тем быстрее он выйдет из строя.

Чтение данных выполняется очень быстро. Контроллер определят адрес блока, который нужно считать, и обращается к нужной ячейке памяти. Если в SDD диске читается несколько непоследовательных блоков, то это никак не сказывается на производительности. Просто происходит обращение к другому блоку по его адресу.

Процесс записи данных сложнее и он состоит из ряда операций:

  • чтение блока в кэш;
  • изменение данных в кэш памяти;
  • отработка процедуры стирания блока на энергонезависимой памяти;
  • запись блока во флеш-память по адресу, вычисленному специальным алгоритмом.

Запись блока требует нескольких обращений к ячейкам памяти на диске SSD. Появляется дополнительная операция по чистке блока, перед записью. Для того, чтобы ячейки флеш-памяти изнашивались равномерно, контроллер специальным алгоритмом вычисляет номера блоков перед записью.

Операция стирания блоков (TRIM) выполняется SSD дисками во время простоя. Это делается для того, чтобы уменьшить время выполнения записи блока на диск. При записи алгоритм оптимизируется путем удалением этапа стирания: блок просто помечается как свободный.

Операционные системы выполняют самостоятельно команду TRIM, которая приводит к чистке подобных блоков.

Виды SSD дисков

Все SSD диски разделяются на несколько видов в зависимости от того, по какому интерфейсу они подключатся к компьютеру.

  • SATA – диски подключаются к компьютеру по тому же интерфейсу, что и обычные HDD. Выглядят они как диски для ноутбуков и имеют размер 2,5 дюйма. Вариант mSATA более миниатюрен;
  • PCI-Express – подключаются как обычные видеокарты или звуковые карты в слоты расширения компьютера на материнской плате. Обладают более высокой производительностью и, чаще всего, ставятся на серверах или вычислительных станциях;
  • M.2 – миниатюрный вариант чаще PCI-Express интерфейса.

В современных SSD накопителях используется в основном NAND память. По ее типу их можно разделить на три группы, которые появлялись хронологически: SLC, MLC, TLC. Чем новее становилась память, тем ниже становилась надежность ее ячеек. Емкость при этом росла, что помогало снизить себестоимость. Надежность диска целиком зависит от работы контроллера.

Не все производители SSD дисков сами изготавливают флеш-память для своих устройств. Свою память и контроллеры производят: Samsung, Toshiba, Intel, Hynix, SanDisk. Мало кто из пользователей слышал о SSD диске производства Hynix. Известный производитель флеш накопителей Kingston использует память и контроллеры фирмы Toshiba в своих дисках. Samsung сам занимается развитием технологий по производству памяти и контроллеров и комплектует ими свои SSD накопители.

Характеристики SSD

Мы почти разобрались с SSD накопителями, осталось только поговорить о характеристиках. Итак:

  • Емкость диска . Обычно эта характеристика указывается величиной не кратной степени двойки. Например, не 256 Гб, а 240. Или не 512 Гб, а 480 Гб. Это связано с тем, что контроллеры дисков резервируют часть флеш-памяти на замену блоков, исчерпавших свой ресурс. Для пользователя такая подмена происходит незаметно и данные он не теряет. Если размер диска составляет величину 480 Гб или 500 Гб, то именно флеш-памяти на диске 512 Гб, просто разные контроллеры резервируют ее разный объем.
  • Скорость диска . Почти все SSD накопители имеют скорость: 450 — 550 Мб/сек. Эта величина соответствует предельным скоростям интерфейса SATA, по которому они подключаются. Именно SATA является причиной, по которой производители не пытаются массово увеличивать скорость чтения. Скорость записи в приложениях оказывается существенно ниже. Производитель обычно указывает в характеристиках именно скорость записи на чистом носителе.
  • Число микросхем памяти . От числа микросхем памяти напрямую зависит производительность: чем их больше, тем большее число операций может отрабатываться одновременно на одном диске. В одной линейке дисков обычно скорость записи растет с ростом объема диска. Объясняется это тем, что у более емких моделей число чипов памяти больше.
  • Тип памяти . Более дорогая и надежная память MLC, менее надежная и дешевая TLC, а также собственная разработка Samsung — «3D-NAND». Эти три вида памяти сейчас чаще всего используются в накопителях. Во многом на современных твердотельных дисках надежность работы зависит от качества работы контроллера.

Выводы

Несмотря на свою схожесть с гигантской флешкой, SSD накопители несут в себе целый спектр современных технологий, благодаря чему показывают существенный прирост производительности, не теряя надежности. Работа с компьютером, после установки системы на такой диск, становится значительнее комфортнее.

Еще до недавнего времени при покупке нового компьютера и выборе устанавливаемого накопителя, у пользователя был единственный выбор - жесткий диск HDD. И тогда нас интересовало всего два параметра: скорость вращения шпинделя (5400 или 7200 RPM), емкость диска и объема кэша.

Давайте разберемся в плюсах и минусах обоих типов накопителей и проведем наглядное сравнение HDD и SSD.

Принцип работы

Традиционный накопитель или как его принято называть ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) необходим для хранения данных даже после полного отключения питания. В отличие от ОЗУ (оперативного запоминающего устройства) или RAM, хранящиеся в памяти данные не стираются после выключения компьютера.

Классический жесткий диск состоит из нескольких металлических «блинов» с магнитным покрытием, а считывание и запись данных происходит с помощью специальной головки, которая перемещается над поверхностью вращающегося на высокой скорости диска.

У твердотельных накопителей совершенно иной принцип работы. В SSD напрочь отсутствуют какие-либо движимые компоненты, а его «внутренности» выглядят как набор микросхем флэш-памяти, размещенных на одной плате.

Такие чипы могут устанавливаться как на материнскую плату системы (для особо компактных моделей ноутбуков и ультрабуков), на карту PCI Express для стационарных компьютеров или специальный слот ноутбука. Используемые в SSD-чипы отличаются от тех, что мы видим во флешке. Они значительно надежнее, быстрее и долговечнее.

История дисков

Жесткие магнитные диски имеют весьма продолжительную (разумеется, по меркам развития компьютерных технологий) историю. В 1956 году компания IBM выпустила малоизвестный компьютер IBM 350 RAMAC , который был оснащен огромным по тем меркам накопителем информации в 3,75 МБ.

В этих шкафах можно было хранить целых 7,5 МБ данных

Для построения такого жесткого диска пришлось установить 50 круглых металлических пластин. Диаметр каждой составлял 61 сантиметр. И вся эта исполинская конструкция могла хранить… всего одну MP3-композицию с низким битрейтом в 128 Кб/с.

Вплоть до 1969 года этот компьютер использовался правительством и научно-исследовательскими институтами. Еще каких-то 50 лет назад жесткий диск такого объема вполне устраивал человечество. Но стандарты кардинально изменились в начале 80-х.

На рынке появились дискеты формата 5,25-дюймов (13,3 сантиметра), а чуть позднее и 3,5- и 2,5-дюймовые (ноутбучные) варианты. Хранить такие дискеты могли до 1,44 МБ-данных, а ряд компьютеров и того времени поставлялись без встроенного жесткого диска. Т.е. для запуска операционной системы или программной оболочки нужно было вставить дискету, после чего ввести несколько команд и только потом приступать к работе.

За всю историю развития винчестеров было сменено несколько протоколов: IDE (ATA, PATA), SCSI, который позднее трансформировался в ныне известный SATA, но все они выполняли единственную функцию «соединительного моста» между материнской платой и винчестером.

От 2,5 и 3,5-дюймовых флоппи-дисков емкостью в полторы тысячи килобайт, компьютерная индустрия перешла на жесткие диски такого же размера, но в тысячи раз большим объемом памяти. Сегодня объем топовых 3.5-дюймовых HDD-накопителей достигает 10 ТБ (10 240 ГБ); 2.5-дюймовых - до 4 ТБ.

История твердотельных SSD-накопителей значительно короче. О выпуске устройства для хранения памяти, которое было бы лишено движущихся элементов, инженеры задумались еще в начале 80-х. Появление в эту эпоху так называемой пузырьковой памяти было встречено весьма враждебно и идея, предложенная французским физиком Пьером Вейссом еще в 1907 году в компьютерной индустрии не прижилась.

Суть пузырьковой памяти заключалась в разбиении намагниченного пермаллоя на макроскопические области, которые бы обладали спонтанной намагниченностью. Единицей измерения такого накопителя являлись пузырьки. Но самое главное - в таком накопителе не было аппаратно движущихся элементов.

О пузырьковой памяти очень быстро забыли, а вспомнили лишь во время разработки накопителей нового класса - SSD.

В ноутбуках SSD появились только в конце 2000-х. В 2007 году на рынок вышел бюджетный ноутбук OLPC XO–1, оснащенный 256 МБ оперативной памяти, процессором AMD Geode LX–700 с частотой в 433 МГц и главной изюминкой - NAND флеш-памятью на 1 ГБ.

OLPC XO–1 стал первым ноутбук, который использовал твердотельный накопитель. А вскоре к нему присоединилась и легендарная линейка нетбуков от Asus EEE PC с моделью 700, куда производитель установил 2-гигабайтный SSD-диск.

В обоих ноутбуках память устанавливалась прямо на материнскую плату. Но вскоре производители пересмотрели принцип организации накопителей и утвердили 2,5-дюймовый формат, подключаемый по протоколу SATA.

Емкость современных SSD-накопителей может достигать 16 ТБ. Совсем недавно компания Samsung представила именно такой SSD, правда, в серверном исполнении и с космической для обычного обывателя ценой.

Плюсы и минусы SSD и HDD

Задачи накопителей каждого класса сводятся к одному: обеспечить пользователя работающей операционной системой и позволить хранить ему персональные данные. Но и у SSD, и у HDD есть свои характерные особенности.

Цена

SSD намного дороже традиционных HDD. Для определения разницы используется простая формула: цена накопителя делится на его емкость. В результате, получается стоимость 1 ГБ емкости в валюте.

Итак, стандартный HDD на 1 ТБ в среднем обходится в $50 (3300 руб). Стоимость одного гигабайта составляет $50/1024 ГБ = $0,05, т.е. 5 центов (3,2 рубля). В мире SSD все намного дороже. SSD емкостью в 1 ТБ в среднем обойдется в $220, а цена за 1 ГБ по нашей несложной формуле составит 22 цента (14,5 рублей), что в 4.4 раза дороже HDD.

Радует то, что стоимость SSD стремительно снижается: производители находят более дешевые решения для производства накопителей и ценовой разрыв между HDD и SSD сокращается.

Средняя и максимальная емкость SSD и HDD

Всего несколько лет назад между максимальной емкостью HDD и SSD стояла не только числовая, но и технологическая пропасть. Найти SSD, который бы по количеству хранимой информации мог соперничать с HDD было невозможно, но сегодня рынок готов предоставить пользователю и такое решение. Правда, за внушительные деньги.

Максимальная емкость SSD, которые предлагаются для потребительского рынка, составляет 4 ТБ. Подобный вариант в начале июля 2016 года . И за 4 ТБ пространства придется выложить $1499.

Базовый объем HDD-памяти для ноутбуков и компьютеров, выпускаемых во второй половине 2016 года составляет от 500 ГБ до 1 ТБ. Аналогичные по мощности и характеристикам модели, но с установленным SSD-накопителем, довольствуются лишь 128 ГБ.

Скорость SSD и HDD

Да, именно за этот показатель переплачивает пользователь, когда отдает предпочтение SSD-хранилищу. Его скорость многократно превосходят показатели, которыми может похвастать HDD. Система способна загружаться всего за несколько секунд, на запуск тяжеловесных приложений и игр уходит значительно меньше времени, а копирование больших объемов данных из многочасового процесса превращается в 5–10 минутный.

Единственное «но» - данные с SSD накопителя удаляются настолько же быстро, насколько копируются. Поэтому при работе с SSD вы можете просто не успеть нажать кнопку отмена, если однажды внезапно удалите важные файлы.

Фрагментация

Любимое «лакомство» любого HDD-винчестера - большие файлы: фильмы в формате MKV, большие архивы и образы BlueRay-дисков. Но стоит вам загрузить винчестер сотней-другой мелких файлов, фотографий или MP3-композиций, как считывающая головка и металлические блины приходят в замешательство, в результате чего значительно падает скорость записи.

После заполнения HDD, многократного удаления/копирования файлов, жесткий диск начинает работать медленнее. Это связано с тем, что по всей поверхности магнитного диска разбросаны части файла и когда вы дважды щелкаете мышкой по какому-либо файлу, считывающая головка вынуждена искать эти фрагменты из разных секторов. Так тратится время. Это явление и называется фрагментацией , а в качестве профилактических мер, позволяющих ускорить HDD, предусмотрен программно-аппаратный процесс дефрагментации или упорядочивания таких блоков/частей файлов в единую цепочку.

Принцип работы SSD кардинально отличается от HDD, а любые данные могут записываться в любой сектор памяти с дальнейшим моментальным считыванием. Именно поэтому для накопителей SSD дефрагментация не нужна.

Надежность и срок службы

Помните главное преимущество SSD-накопителей? Верно, отсутствие движущихся элементов. Именно поэтому вы можете использовать ноутбук с SSD в транспорте, по бездорожью или условиях, неизбежно связанных с внешними вибрациями. На стабильности работы системы и самого накопителя это не скажется. Хранящиеся на SSD данные не пострадают даже в случае падения ноутбука.

У HDD все с точностью наоборот. Считывающая головка располагается всего в нескольких микрометрах от намагниченных болванок, и поэтому любая вибрация может привести к появлению «битых секторов» - областей, которые становятся непригодными для работы. Регулярные толчки и неосторожное обращение с компьютером, который работает на базе HDD, приведет к тому, что рано или поздно такой винчестер попросту, говоря на компьютерном жаргоне, «посыпется» или перестанет работать.

Несмотря на все преимущества SSD, у них есть тоже весьма существенный недостаток - ограниченный цикл использования. Он напрямую зависит от количество циклов перезаписи блоков памяти. Другими словами, если вы ежедневно будете копировать/удалять/вновь копировать гигабайты информации, то очень скоро вызовите клиническую смерть своего SSD.

Современные SSD-накопители оснащены специальным контроллером, который заботится о равномерном распределении данных по всем блокам SSD. Так удалось значительно повысить максимальное время работы до 3000 – 5000 циклов.

Насколько долговечен SSD? Просто взгляните на эту картинку:

А потом сравните с гарантийным сроком эксплуатации, который обещает производитель конкретно вашего SSD. 8 – 13 лет для хранения, поверьте, не так и плохо. Да и не стоит забывать о том прогрессе, который приводит к постоянному увеличению емкости SSD при неизменно снижающейся их стоимости. Думаю, через несколько лет ваш SSD на 128 ГБ можно будет отнести к музейному экспонату.

Форм-фактор

Битва размеров накопителей всегда была вызвана типом устройств, в которых они устанавливаются. Так, для стационарного компьютера абсолютно некритична установка как 3.5-дюймового, так и 2.5-дюймового диска, а вот для портативных устройств, вроде ноутбуков, плееров и планшетов нужен более компактный вариант.

Самым миниатюрным серийным вариантом HDD считался 1.8-дюймовый формат. Именно такой диск использовался в уже снятом с производства плеере iPod Classic.

И как не старались инженеры, построить миниатюрный HDD-винчестер емкостью более 320 ГБ им так и не удалось. Нарушить законы физики невозможно.

В мире SSD все намного перспективнее. Общепринятый формат в 2,5-дюйма стал таковым не из-за каких-либо физических ограничений с которыми сталкиваются технологии, а лишь в силу совместимости. В новом поколении ультрабуков от формата 2.5‘’ постепенно отказываются, делая накопители все более компактными, а корпуса самих устройств более тонкими.

Шум

Вращение дисков даже в самом продвинутом HDD-винчестере нераздельно связано с возникновение шума. Считывание и запись данных приводят в движение головку диска, которая с безумной скоростью мечется по всей поверхности устройства, что также вызывает характерное потрескивание.

SSD-накопители абсолютно бесшумны, а все происходящие внутри чипов процессы проходят без какого-либо сопутствующего звука.

Итог

Подводя итог сравнения HDD и SSD, хочется четко определить основные преимущества каждого типа накопителей.

Достоинства HDD: емкие, недорогие, доступные.

Недостатки HDD: медленные, боятся механических воздействий, шумные.

Достоинства SSD: абсолютно бесшумные, износоустойчивые, очень быстрые, не имеют фрагментации.

Недостатки SSD: дорогие, теоретически имеют ограниченный ресурс эксплуатации.

Без преувеличения можно сказать, что одним из самых эффективных методов апгрейда старенького ноутбука или компьютера остается установка SSD-накопителя вместо HDD. Даже при самой свежей версии SATA можно добиться троекратного прироста производительности.

В наше время сложно представить человека, у которого бы не было компьютера. С каждым годом появляются новые устройства и гаджеты. Это же касается и накопителей информации. С недавних пор на рынке появились SSD носители, которые постепенно вытесняют HDD диски.

Многих пользователей интересует вопрос, в чем преимущества SSD диска и на самом ли деле он так хорош, как о нем отзывается производитель? Чтобы ответить на этот непростой вопрос необходимо разобраться, что представляет собою подобное устройство.

SSD диск – что это?

Итак, что такое SSD диск? Если расшифровать эту аббревиатуру, тогда получится solid-state drive, что в переводе означает твердотельный носитель информации или немеханическое запоминающее устройство, разработанное на основании микросхем. Подобный накопитель по принципу записи данных напоминает флешку.

В твердотельных накопителях отсутствует магнитный диск. Все данные записываются на микросхему. Поэтому при работе диска его совершенно не слышно. К тому же обычный жесткий диск работает в несколько раз медленнее, чем SSD.

Первыми аналогами твердотельного диска были носители, которые выпускались на основании RAM памяти. Чтобы перенесенные данные на них не исчезали, к ним подключались специальные аккумуляторы. Современные SSD диски изготавливаются совсем по другой технологии.

«Начинка» SSD

Как было замечено ранее, в твердотельном носителе не используется магнитный диск. К основным частям подобного устройства относится:

  • Контролер;
  • Флеш память;
  • Интерфейс подключения;
  • Корпус.

Важно отметить, что solid-state disk может отличаться друг от друга. Поэтому прежде чем покупать твердотельный накопитель, рекомендуется подробнее изучить «начинку» диска.

Контролер

Под контролером понимается процессор, который управляет процедурой считывания и записи. Это один из важнейших элементов твердотельного накопителя.

К задачам контролера можно отнести:

  • Равномерное размещение загружаемых файлов по всему диску;
  • Контроль состояния ячеек памяти;
  • Блокирование ячеек, в случае их износа;
  • Компактная упаковка файлов, для повышения производительности.

Скорость SSD напрямую зависит от контролера. Поэтому выбирая диск, необходимо уделять внимание контролеру. У пользователей пользуются популярностью разработки Intel, Marvel, SandForce и Indilinx.

Флеш память

Современные твердотельные диски могут содержать один из трех видов памяти, а именно:

Память TLC позволяет в одну ячейку записывать одновременно 3 бита. При этом возможно выполнить 1000 перезаписей. Подобный вид памяти самый дешевый, поэтому не первый год используется в разработке флеш-накопителей. Благодаря подобной технологии стоимость твердотельных дисков стала ниже.

Такой вид памяти, как MLC позволяет в одну ячейку записывать 2 бита. Что касается циклов перезаписи, то они равны 3000. В большинстве случаев именно этот тип памяти используется для создания SSD накопителей. Следует отметить, что по сравнению с TLC памятью, MLC обходится дороже.

Память SLC способствует записи 1 бита в 1 ячейку. При этом максимальное число циклов перезаписи равняется 100000. Конечно, наличие такого количества циклов понравится каждому, но стоимость такого «удовольствия» слишком высокая.

Интерфейс подключения

Чаще всего встречаются накопители поддерживающие интерфейс SATA3. Также существует еще несколько вариантов:

  • Внешний SSD диск;
  • PSI-карта, которая устанавливается непосредственно в разъем материнской платы;
  • Накопитель с интерфейсом mSATA, который размещен в ноутбуках или нетбуках.

Важно учесть, что интерфейс SATA3 совместим с интерфейсами первого и второго поколения. При этом изменится скорость передачи данных. Примечательно, что на ноутбуках, твердотельный накопитель устанавливается вместо DVD-ROM, который практически не используется современными пользователями. При этом операционная система должна быть установлена на SSD. Остальные жёсткие будут использованы в качестве хранилища.

Корпус

Обычный винчестер имеет размер 3,5 дюймов. Что касается твердотельного накопителя, то они выпускаются в форм-факторе 2,5 дюймов. Если твердотельный диск будет установлен вместо винчестера, придется использовать специальный переходник. Подобное устройство представляет собою небольшую полку, изготовленную из металла. Она крепится к месту установки диска.

Благодаря своему небольшому размеру, твердотельный диск может быть установлен как в стационарный компьютер, так и в ноутбук. Следует учесть, что существуют и гибридные диски, которые используют USB интерфейс. Чаще всего форм-фактор у них равен 3,5 дюймов.

Преимущества

Твердотельные накопители обладают рядом преимуществ, на которые следует обратить внимание. Главным достоинством считается скорость записи и считывания данных. По сравнению с обычными жесткими дисками, эти показатели в несколько раз выше. Высокая скорость накопителя повышает производительность операционной системы. Особенно это заметно в момент загрузки ОС. На устройствах с HDD загрузка осуществляется в течение 40 секунд, что касается твердотельного носителя, то на нагрузку уходит не более 7 секунд.

Еще одним достоинством можно считать высокую устойчивость к воздействию различных внешних факторов. Это связано с тем, что SSD не имеет хрупкого механизма по сравнению с обычным винчестером. Подобные накопители прекрасно справляются с перепадами температуры, а также выдерживают вибрацию и слабые удары по корпусу.

Важным преимуществом считается отсутствие шума и низкое потребление энергии. При этом накопитель не нуждается в специальном охлаждении, по сравнению с винчестерами. Благодаря характеристикам SSD достойная замена HDD.

Недостатки

Несмотря на свою скорость, бесшумность и низкое потребление энергии, твердотельные накопители имеют несколько существенных недостатков. Главным минусом можно считать дороговизну. Подобные накопители стоят в несколько раз дороже, чем HDD. Это связано со сложностью изготовления контролеров и чипов памяти. Не стоит расстраиваться, так как технологии развиваются в геометрической прогрессии, а значит, стоимость постепенно будет снижена.

К сожалению, дороговизна не единственный существенный недостаток. Твердотельные накопители имеют максимально возможный объем 1 Тб. Что касается жестких дисков, то их объем уже достиг 8 Тб. Как видно из цифр, различия ощутимые.

Будьте готовы к тому, что твердотельные накопители не вечны. Когда будет совершено определенное количество перезаписей, память начнет выходить из строя. Конечно, это не значит, что устройство проработает всего 1 месяц. Нужно помнить, что когда-нибудь устройство перестанет функционировать, а извлечь информацию будет невозможно.

Еще одним минусом можно считать скачки электричества. Диски SSD после нескольких скачков выходят из строя. Существует высокая вероятность, что при перепаде напряжения накопитель просто сгорит. Что касается винчестера, то при подобной ситуации у него выходит из строя только определенный сектор, а большую часть информации можно восстановить.

Выбираем носитель информации

Прежде чем отправиться в магазин за новеньким SSD устройством, рекомендуется обратить внимание на несколько рекомендаций, благодаря которым будет проще определиться с выбором. Не нужно покупать самый дорогой диск, ведь SSD предназначен только для работы с операционной системы и для установки дополнительного софта. Что касается хранилища информации, то необходимо воспользоваться дополнительным жестким диском.

Для увеличения быстродействия системы, достаточно приобрести твердотельный накопитель объемом 60-120 Gb. При этом необходимо рассчитывать объем исходя из того, что диск не будет полностью забит информацией. Если подобная ситуация произойдет, производительность резко упадет, и восстановить ее уже будет невозможно.

Перед покупкой устройства рекомендуется изучить конфигурацию своего компьютера. Это необходимо для того, чтобы убедиться в том, что материнская плата способна работать с высокоскоростными носителями информации. Иначе просто нет смысла в приобретении подобного устройства.

Как правильно работать с твердотельным носителем

Как было замечено ранее, SSD диски недолговечны, поэтому необходимо по возможности продлить ему срок жизни. Для этого достаточно следовать нескольким простым правилам:

  • На твердотельный носитель можно устанавливать только ту операционную систему, которая распознает команду TRIM. К таким ОС относится Windows 7 и выше, а также Linux начиная с версии 2.6.33 и MacOS6.6;
  • Категорически запрещается полностью заполнять диск. В противном случае скорость считывания и записи будет снижена в несколько раз. При этом восстановить ее будет невозможно, даже после очищения диска;
  • Не нужно использовать файл подкачки. Лучше всего добавить еще немного оперативной памяти;
  • Все личные файлы (документы, фотографии, ролики) следует хранить на жестком диске. Если вы используете нетбук, тогда эти данные нужно скопировать на отдельную SD-карту.

Если придерживаться этой несложной инструкции, срок эксплуатации диска значительно увеличится.

Видео обзор SSD дисков