В чём прикол твёрдотельных накопителей? SSD - что это? Типы SSD. Преимущества SSD перед HDD

Рекомендую приобретать SSD диск с оптимальной по соотношению скорость/надежность памятью типа MLC или 3D NAND. Достаточно высокой считается скорость чтения/записи ближе к 500/500 Мб/с. Минимально рекомендуемая скорость для более бюджетных SSD — 450/300 Мб/c.

Лучшими брендами считаются: Intel, Samsung, Crucial и SanDisk. В качестве более бюджетного варианта можно рассматривать: Plextor, Corsair и A-DATA. Среди других производителей чаще встречаются проблемные модели.

Для рабочего или мультимедийного компьютера (видео, простые игры) будет достаточно SSD объемом 120-128 Гб и здесь прекрасным выбором будет A-Data Ultimate SU900 на памяти MLC.
SSD A-Data Ultimate SU900 128GB

Для игрового компьютера среднего класса необходим объем не менее 240-256 Гб, также подойдет SSD из серии A-Data Ultimate SU900 или Samsung 860 EVO.
SSD A-Data Ultimate SU900 256GB

Для профессионального или мощного игрового компьютера лучше взять SSD на 480-512 Гб, например Samsung SSD 860 EVO.
SSD Samsung MZ-76E500BW

Для компьютеров и ноутбуков с разъемом M.2 неплохим вариантом будет установка сверхбыстрого SSD (1500-3000 Мб/с) в соответствующем формате.
SSD Samsung MZ-V7E500BW

При выборе объема руководствуетесь вашими потребностями, но не стоит им пренебрегать в угоду более высокой скорости. Если вы сомневаетесь в правильности вашего выбора, рекомендуем почитать обзоры конкретных моделей.

2. Чем отличаются дорогие и дешевые SSD

Неопытных пользователей может ввести в недоумение почему SSD диски одного и того же объема, с такими же заявленными скоростными характеристиками так сильно различаются в цене, порой в несколько раз.

Дело в том, что в разных SSD дисках могут использоваться разные типы памяти, что кроме скоростных показателей влияет еще на надежность и долговечность. Кроме того, чипы памяти разных производителей также отличаются качеством. Естественно, в дешевые SSD ставят самые дешевые чипы памяти.

Кроме чипов памяти в SSD диске есть так называемый контроллер. Это микросхема, управляющая процессами чтения/записи данных в чипы памяти. Контроллеры также производят разные компании и они могут быть как бюджетными с более низкой скоростью и надежностью, так и более качественные. В дешевые SSD, как вы понимаете, также устанавливают наихудшие контроллеры.

В качестве буфера обмена для еще большего повышения быстродействия во многих современных SSD используется быстрая память DDR3, такая же как и оперативная память компьютера. Наиболее бюджетные SSD могут не иметь буфера обмена, что делает их незначительно дешевле, но значительно медленнее.

Но это еще не все, доходит дело даже до экономии на таких важных компонентах SSD диска как конденсаторы, необходимые для предотвращения нарушения целостности и потери данных. В случае внезапного отключения электричества, электроэнергия накопленная в конденсаторах используется для завершения записи из буфера обмена в микросхемы памяти. К сожалению, не все даже качественные SSD оснащаются резервными конденсаторами.

Сама компоновка и качество распайки печатной платы так же отличаются. Более дорогие модели имеют более продуманную схемотехнику, качество элементной базы и распайки. Инженерные решения самых бюджетных SSD основываются на устаревших схемах и оставляют желать лучшего. Количество брака в дешевых SSD также выше, что обусловлено сборкой на более дешевых фабриках и более низким уровнем контроля производства.

Ну и конечно цена зависит от бренда, чем он более именитый, тем SSD дороже. Отсюда бытует мнение, что не стоит переплачивать за бренд. Но дело в том, что часто именно имя бренда определяет качество SSD диска. Большинство именитых производителей, дорожащих репутацией, не позволят себе выпустить низкокачественную продукцию. Однако и здесь есть исключения, в виде хорошо известных и популярных брендов, которые тем не менее не стоит рекомендовать к покупке.

В основных различиях SSD, на которые нужно ориентироваться, мы кратко разберемся в этой статье и вы легко сможете выбрать подходящую вам модель.

3. Объем SSD диска

Объем является самым главным параметром SSD диска.

Если SSD диск нужен вам только для ускорения загрузки Windows, офисных программ и повышения отзывчивости системы, то в принципе хватит объема 60-64 Гб (гигабайт).

Если вы хотите ускорить работу серьезных профессиональных приложений (монтаж видео, системы проектирования и т.п.), то вам понадобиться SSD диск объемом 120-128 Гб.

Для игрового компьютера желательно приобрести SSD объемом не менее 240-256 Гб, так как современные игры занимают много места (30-60 Гб каждая).

В дальнейшем ориентируйтесь на ваши потребности (сколько нужно места для ваших программ, игр и т.д.) и финансовые возможности. Использовать SSD для хранения данных не целесообразно, для этого нужен более емкий и дешевый жесткий диск (HDD) объемом 1-4 Тб (1000-4000 Гб).

4. Скорость чтения/записи SSD

Основными показателями скорости SSD диска является скорость чтения, скорость записи и время доступа.

По данным статистики количество операций чтения на обычных компьютерах пользователей в 20 раз преобладает над количеством операций записи. Поэтому для нас скорость чтения является гораздо более важной характеристикой.

Скорость чтения большинства современных SSD находится в пределах 450-550 Мб/с (мегабайт в секунду). Чем выше это значение, тем лучше, но 450 Мб/с в принципе вполне достаточно, а брать SSD с более низкой скоростью чтения нецелесообразно, так как разница в цене будет незначительна. Но не стоит слепо верить представителям бюджетных брендов, так как скорость дешевых SSD может значительно падать по мере заполнения дискового пространство. Скорость той или иной модели SSD диска в реальных условиях можно узнать из тестов в интернете.

Скорость записи большинства SSD колеблется в диапазоне 350-550 Мб/с. Опять же чем быстрей, тем лучше, это понятно. Но в связи с тем, что операции записи производятся в 20 раз реже, чем операции чтения, этот показатель не так критичен и разница не будет сильно заметена для большинства пользователей. А вот цена дисков с более высокой скоростью записи будет заметно выше. Поэтому за минимальную планку скорости записи можно взять 350 Мб/с. Приобретение SSD с еще более низкой скоростью записи не принесет существенной экономии, поэтому нецелесообразно. Учтите, что некоторые производители указывают скорость записи для всей линейки SSD дисков, в которой имеются разные объемы. Например, у компании Transcend в линейке SSD370S есть диски объемом от 32 до 1024 Гб. Скорость записи для всей линейки указана 460 Мб/с. Но на самом деле такой скоростью обладают только модели емкостью 512 и 1024 Гб. На фото ниже фрагмент упаковки Transcend SSD370S емкостью 256 Гб с реальной скоростью записи 370 Мб/с.

Время доступа определяет с какой скоростью диск находит требуемый файл после получения запроса от какой-либо программы или операционной системы. У обычных жестких дисков этот показатель находится в диапазоне 10-19 мс (миллисекунд) и значительно влияет на отзывчивость системы и скорость копирования мелких файлов. У SSD дисков, в связи с отсутствием движущихся частей, скорость доступа в 100 раз выше. Поэтому на этом параметре обычно не заостряют внимание, любой SSD обеспечивает невероятно высокую скорость доступа. Тем не менее, более качественные модели могут иметь время доступа порядка 0.1 мс, а самые бюджетные 0.4 мс. Отличие во времени доступа в 4 раза говорит не в пользу бюджетных SSD. С этим параметром производители бюджетных SSD могут также лукавить и указывать теоретическое значение в идеальных условиях.

Реальные скоростные характеристики SSD дисков можно узнать из тестов на наиболее авторитетных технических порталах. Файл со ссылками на них вы можете скачать в конце статьи в разделе « ».

5. Типы памяти и ресурс SSD

В современных SSD дисках используется память нескольких типов – MLС, TLC и 3D NAND (V-NAND).

MLC – наиболее популярный тип памяти для SSD дисков с оптимальным соотношением цена/скорость/долговечность и ориентировочным ресурсом 3000-5000 циклов перезаписи.

TLC – более дешевый тип памяти, встречающийся в бюджетных SSD, c ресурсом перезаписи порядка 1000 циклов.

3D NAND – современная быстрая память, разработанная компанией Samsung, с самым большим ресурсом перезаписи. Устанавливается в более дорогие модели SSD компании Samsung.

Существует миф о том, что SSD диски очень быстро изнашиваются. Поэтому нужно выбирать модели с максимально возможным ресурсом и использовать всяческие ухищрения в настройках операционной системы для продления службы SSD диска, иначе он быстро отработает свой ресурс и выйдет из строя.

На самом деле ресурс современных SSD имеет значение только при установки их в сервера, где диски работают на износ в круглосуточном режиме. В таких условиях, из-за колоссального количества циклов перезаписи, SSD действительно служат на порядок меньше, чем их старшие собратья – механические жесткие диски. Но мы то с вами уже знаем, что в компьютерах обычных пользователей количество операций записи, из-за которых и происходит износ, в 20 раз ниже операций чтения. Поэтому, даже при сравнительно большой нагрузке, ресурс любого современного SSD позволит проработать ему 10 и больше лет.

Несмотря на то, что данные о быстром износе весьма преувеличены, не стоит приобретать SSD на основе самой дешевой памяти TLC, так как экономия будет несущественной. На сегодня самым оптимальным вариантом будет SSD диск с памятью типа MLC. А действительный срок службы SSD диска будет больше зависеть от качества производства и . Обратите больше внимания на бренд и срок гарантии.

6. Буфер обмена

Буфер обмена (кэш) на основе памяти DDR3 ускоряет работу SSD диска, но делает его несколько дороже. На каждый 1 Гб объема SSD должно приходиться 1 Мб кэша DDR3. Таким образом SSD объемом 120-128 Гб должен иметь 128 Мб DDR3, 240-256 Гб – 256 Мб DDR3, 500-512 Гб – 512 Мб DDR3, 960-1024 Гб – 1024 Мб DDR3.

Некоторые модели имеют кэш на основе памяти более старого типа DDR2, но это не сильно влияет на производительность.

7. Защита от обесточивания

Желательно, чтобы диск с кэш-памятью DDR3 имел защиту от внезапного отключения энергии (Power Protection), которая обычно построена на основе танталовых конденсаторов и позволяет сохранить данные из буфера на микросхемы памяти в случае обесточивания SSD. Но если у вас есть источник бесперебойного питания (ИБП, UPS), то защитой от обесточивания можно пренебречь.

SSD не имеющие кэша на основе памяти DDR3 не требуют дополнительной защиты от обесточивания.

8. Контроллеры SSD

Существует множество контроллеров для SSD дисков. К наиболее популярным торговым маркам относятся – Intel, Samsung, Marvell, SandForce, Phison, JMicron, Silicon Motion, Indilinx (OCZ, Toshiba).

Лучшие SSD диски строятся на контроллерах Intel, Samsung, Marvell. В среднем классе более популярны давно зарекомендовавшие себя контроллеры SandForce и более молодые Phison. Недорогие модели SSD часто довольствуются старыми бюджетными контроллерами JMicron и более молодыми Silicon Motion. Компания Indilinx производила достаточно надежные контроллеры и была выкуплена OCZ, а затем Toshiba для использования в своих SSD среднего класса.

Но у каждого производителя есть как более дешевые, так и более дорогие контроллеры. Поэтому ориентироваться нужно по конкретной модели контроллера, обзор которой легко найти в интернете.

Большинство контроллеров в SSD начального и среднего класса являются 4-канальными. Топовые модели SSD оснащаются более быстрыми и современными 8-канальными контроллерами. Но не заморачивайтесь особо с моделями контроллеров, разобраться в этом не всегда просто. Ориентируйтесь прежде всего на бренд, заявленные характеристики SSD диска и реальные тесты конкретной модели, в которых часто рассматриваются также преимущества и недостатки установленного контроллера и другая электронная начинка SSD.

Кроме скорости чтения/записи от контроллера зависит еще и поддержка различных технологий, призванных улучшить работу SSD диска.

9. Поддерживаемые технологии и функция TRIM

SSD диск, в зависимости от модели и установленного в нем контроллера, может поддерживать различные технологии, призванные улучшить его работу. Многие производители разрабатывают свои фирменные технологии, которые приносят больше пользы в плане маркетинга, чем реальной пользы пользователям. Я не буду их перечислять, эта информация есть в описаниях конкретных моделей.

Самой важной функцией, которая должна поддерживаться любым современным SSD является TRIM (уборка мусора). Ее работа заключается в следующем. SSD диск может записывать данные только в свободные ячейки памяти. Пока свободных ячеек достаточно, SSD диск записывает данные в них. Как только свободных ячеек становится мало, SSD диску нужно очистить ячейки, данные из которых уже не нужны (файл был удален). SSD без поддержки TRIM производит очистку этих ячеек непосредственно перед записью новых данных, что значительно увеличивает время операций записи. Получается, что по мере заполнения диска скорость записи деградирует. SSD с поддержкой TRIM, получив уведомление от операционной системы об удалении данных, также помечает ячейки в которых они были как неиспользуемые, но производит их очистку не перед записью новых данных, а заранее в свободное время (когда диск используется не очень активно). Это и называется уборкой мусора. В результате скорость записи всегда поддерживается на максимально возможном уровне.

10. Скрытая область SSD

Каждый SSD диск имеет довольной большой объем памяти в скрытой (недоступной пользователю) области. Эти ячейки используются взамен выходящих из строя, благодаря чему объем диска со временем не теряется и обеспечивается сохранность данных, которые предварительно переносятся диском из «больных» ячеек в «здоровые».

В качественных SSD этот скрытый объем может достигать 30% от заявленного объема диска. Некоторые производители с целью экономии и получения конкурентного преимущества делают скрытый объем диска меньше (до 10%), а доступный пользователю больше. Благодаря этому пользователь получает больший доступный объем за те же деньги.

Но у такой уловки производителей есть и другая негативная сторона. Дело в том, что скрытая область используется не только как неприкосновенный резерв, но и для работы функции TRIM. Слишком маленький объем скрытой области приводит к недостатку памяти, необходимой для фонового переноса данных (очистки мусора) и скорость SSD диска при высоком заполнении (80-90%) сильно деградирует, порой в несколько раз. Такова цена «халявного» дополнительного объема и именно поэтому качественные SSD диски имеют большую скрытую область.

Функция TRIM должна поддерживаться со стороны операционной системы. Все версии начиная от Windows 7 поддерживают функцию TRIM.

11. Производители SSD

Лучшим производителем SSD дисков является компания Intel, но их стоимость весьма высока и они используются в основном в корпоративном секторе для ответственных систем и серверов.

Следующий лидер в плане технологичности компания Samsung. Их SSD стоят в среднем выше, чем все остальные, но отличаются безупречным качеством, надежностью и скоростью.

Лучшими по соотношению цена/качество признаны SSD брендов Crucial, Plextor (торговая марка Samsung) и SanDisk.

Также в качестве компромиссного варианта в плане цена/качество можно рассматривать SSD зарекомендовавшего себя бренда Corsair и A-DATA.

Не рекомендую к приобретению SSD, продающиеся под брендом Kingston, так как большинство из них не отвечают заявленным характеристикам и их скорость по мере заполнения сильно деградирует. Но у этого производителя также есть SSD из топовой серии HyperX, которые отличаются более высоким качеством и их вполне можно рассматривать в качестве альтернативы топовым дорогим брендам.

В общем случае бюджетные и непопулярные бренды – как лотерея, может повезет, а может нет. Поэтому рекомендую по возможности отказаться от их приобретения. А на модели рекомендованных брендов все равно лучше поискать обзоры, так как «и на старуху бывает проруха». Напоминаю, что ссылки на обзоры SSD дисков есть в файле, который можно скачать в разделе « ».

12. Форм-фактор и интерфейс SSD

Наиболее популярными на сегодня являются SSD форм-фактора 2.5″ с интерфейсным разъемом SATA3 (6 Гбит/с).

Такой SSD можно установить в компьютер или ноутбук. Материнская плата или ноутбук должны иметь разъем SATA3 (6 Гбит/с) или SATA2 (3 Гбит/с). Корректная работа при подключении к разъему первой версии SATA (1.5 Гбит/с) возможна, но не гарантируется.

При подключении к разъему SATA2 скорость чтения/записи SSD будет ограничена на уровне около 280 Мб/с. Но вы все равно получите значительный прирост производительности в сравнении с обычным жестким диском (HDD).

Плюс ко всему никуда не денется время доступа, которое в 100 раз ниже, чем у HDD, что также значительно повысит отзывчивость системы и программ.

Более компактным форм-фактором SSD является mSATA, основанный на шине SATA, но имеющий другой разъем.

Использование такого SSD оправдано в сверхкомпактных компьютерах, ноутбуках и мобильных устройствах (планшетах), имеющих разъем mSATA, установка обычного SSD в которых невозможна или нежелательна.

Еще одним более компактным форм-фактором SSD является M.2. Этот разъем пришел на смену mSATA, но основан на базе более быстрой шине PCI-E.

Материнская плата, ноутбук или мобильное устройство (планшет) также должны иметь соответствующий разъем.

Ну и еще один тип SSD представлен в виде платы расширения PCI-E.

Такие SSD обладают очень высокой скоростью (в 3-10 раз выше SSD с интерфейсом SATA3), но стоят значительно дороже и поэтому используются в основном в очень требовательных профессиональных задачах.

13. Материал корпуса

Корпус SSD обычно выполнен из пластика или алюминия. Считается, что алюминий лучше, так как имеет более высокую теплопроводность. Но поскольку SSD греется совершенно не значительно, это не имеет особого значения и может не учитываться при выборе модели.

14. Комплектация

Если вы приобретаете SSD для компьютера и в корпусе нет креплений для дисков формата 2.5″, то обратите внимание на наличие в комплекте крепежной рамки.

Большинство SSD не комплектуются крепежной рамкой и даже винтиками. Но крепление с винтиками в комплекте можно приобрести отдельно.

Наличие крепления не должно быть весомым критерием при выборе SSD, но иногда более качественный SSD в комплекте с креплением можно приобрести за те же деньги, что и бюджетный SSD с отдельным креплением.

15. Настройка фильтров в интернет-магазине

1. Зайдите в раздел «SSD диски» на сайте продавца.
2. Выберете рекомендуемых производителей (Crucial, Plextor, Samsung, SanDisk), также можно рассматривать Corsair и A-DATA.
3. Выберите желаемый объем (120-128, 240-256 Гб).
4. Отсортируйте выборку по цене.
5. Просматривайте SSD, начиная с более дешевых.
6. Выберите несколько моделей подходящих по цене и скорости (от 450/350 Мб/с).
7. Поищите их обзоры в интернете и покупайте лучшую модель.

Таким образом, вы получите оптимальный по объему и скорости SSD диск, отвечающий высоким критериям качества, за минимально возможную стоимость.

16. Ссылки

SSD Samsung MZ-76E250BW
SSD A-Data Ultimate SU650 240GB
SSD A-Data Ultimate SU650 120GB

SSD (solid state drive, накопитель на твёрдотельной памяти, твёрдотельный накопитель — рус.) — накопитель информации, основанный на чипах энергонезависимой памяти, которые сохраняют данные после отключения питания. Являются относительно новым видом носителей информации, а первое проявление и развитие, чипы энергонезависимой памяти получили от Flash накопителей и обычной RAM памяти.

Содержит такие же интерфейсы ввода-вывода как и современные . В SSD не используются движущиеся части и элементы как в электромеханических устройствах (жёсткие диски, дискеты), что исключает вероятность износа механическим путём.

Большинство современных твёрдотельных накопителей основаны на энергонезависимой NAND памяти. Существуют накопители корпоративного класса, которые используют RAM память вкупе с резервными системами питания. Это даёт очень большие скорости передачи данных, но и цена одного гигабайта очень высока по меркам рынка.

Существуют гибридные версии SSD и HDD накопителей.

Они включают магнитные пластины для большого объёма хранимой информации и небольшой по объёму SSD накопитель в одном корпусе. Самые часто использующиеся данные хранятся в SSD накопителе и обновляются по мере их актуальности из блока HDD . При обращении за этими данными, они считываются с высокой скоростью из твёрдотельной памяти не обращаясь к более медленным магнитным пластинам.

Из чего состоят SSD накопители .

* на примере NAND памяти

Твёрдотельный накопитель состоит из самих чипов NAND , управляющего привносящего все функции, чипа энергозависимой и печатной платы на которой всё это распаяно.

Иногда в SSD накопителях используется небольшая батарея , чтобы при отключении питания, все данные из кэша можно было бы переписать в энергонезависимую память и сохранить все данные в целостности. Есть прецеденты, что в накопителях с MLC памятью при отключении питания, пропадала часть или все данные. С SLC памятью, таких проблем замечено не было.

Память.

Практически все твёрдотельные накопители высокого, среднего и бюджетного класса используют энергонезависимую NAND (flash ) память из-за её относительно низкой стоимости , способности сохранять данные без постоянного поддержания питания и возможность реализации технологии сохранения данных при неожиданном отключении питания.

Благодаря компактной компоновке чипов, производители могут выпускать SSD накопители в формфакторе 1.8 ; 2.5 ; 3.5 и меньше, если речь идёт о устройствах без защитных упаковок. Например для ноутбуков или внутреннего размещения в компьютере.

В большинстве SSD накопителей используется дешёвая — память, которая может вмещать в одну ячейку более одного бита . Это очень результативно сказывается на цене готового изделия и способствует популяризации данных накопителей. Но есть у MLC памяти и большие недостатки. Это низкая долговечность ячеек и более низкая скорость записи и чтения, чем у накопителей на основе .

SLC записывают только один бит в ячейку и это обеспечивает до 10 раз лучшую долговечность и до 2-х раз более высокую скорость в сравнении с MLC . Есть и один недостаток — цена накопителей на SLC памяти примерно в два раза выше чем цена накопителей на MLC памяти. Это обусловлено большими затратами на производство, а в особенности потому, что чипов SLC того же объёма, требуется в среднем в два раза больше для достижения того же объёма в сравнении с MLC .

Контроллёр SSD.

Практически все показатели SSD накопителя зависят от управляющего контроллёра. Он включает в себя микропроцессор , который управляет всеми процессами памяти с помощью специальной прошивки ; и моста между сигналами чипов памяти и шины компьютера (SATA, ).

Функции современного SSD контроллёра:

• TRIM .
• Чтение запись и кеширование.
• Коррекция ошибок (ECC ).
• Шифрование (AES).
• Возможность S.M.A.R.T мониторинга.
• Пометка и запись о нерабочих блоках для добавления их в чёрный список.
• Сжатие данных (Sandforce контроллёры например).

Все контроллёры памяти нацелены на параллельно подключенную NAND память. Так как шина памяти одного чипа очень мала (максимум 16 бит ), используются шины многих чипов подключенных параллельно (аналогия RAID 0 ). К тому же, отдельно взятый чип отнюдь не обладает отличными характеристиками, а наоборот. Например высокую задержку ввода-вывода. Когда чипы памяти параллельно объединены, эти задержки скрываются, распределяясь между ними. Да и шина растёт пропорционально каждому добавленному чипу, вплоть до максимальной пропускной способности контроллёра.

Многие контроллёры, умеют использовать 6 Гбит/c , что в купе с контроллёрами поддерживающими скорость обмена данными 500мб/c , даёт ощутимый прирост производительности в чтении/записи и полное раскрытие потенциала SSD накопителя.

Кэш память.

В SSD накопителях применяется кэш память в виде энергозависимой DRAM микросхемы, наподобие как в жёстких дисках.

Но в твёрдотельных накопителях она несёт ещё одну важную функцию . Часть прошивки и самые часто изменяющиеся данные находятся в ней, сокращая износ энергозависимой NAND памяти. В некоторых контроллёрах, не предусмотрено использование кеш памяти, но тем не менее они достигают высоких показателей в скорости ().

Интерфейсы для подключения SSD.

Самыми распространёнными интерфейсами для SSD потребительского класса являются SATA 6 Гбит/c , и USB 3.0 . Все эти интерфейсы способны обеспечить нужную пропускную способность для любого SSD накопителя.

В портативных устройствах вроде ноутбуков и планшетных компьютеров, наиболее часто встречаются компактные SSD накопители с интерфейсом mini PCI-Express (mSATA ).

Преимущества и недостатки SSD накопителей в сравнении с HDD.

Плюсы SSD накопителей в сравнении с HDD (жёсткими дисками):

• Включаются мгновенно, не требуют раскрутки.
• Значительно более высокая скорость произвольного доступа.
• Значительно более высокая скорость доступа.
• Скорость передачи данных значительно выше.
• Не требуется дефрагментация.
• Беззвучны, так как не имеют механических частей.
• Не создают вибраций.
• Более выносливы в плане температуры, ударов и вибраций.
• Немного меньшее энергопотребление.

Минусы SSD накопителей в сравнении с HDD (жёсткими дисками).

• Износ ячеек. Хоть в SSD накопителях и отсутствуют механические части, чипы памяти изнашиваются (mlc ~10000 перезаписей, slc ~100000 ).
• Ёмкость значительно меньше.
• Цена значительно выше по соотношению ГБ/$
• Невозможность восстановить утерянные данные после команды или просто после форматирования.

В твёрдотельных накопителях применяется команда (инструкция) TRIM для увеличения скорости записи. Совместно с некоторыми микроконтроллёрами, TRIM позволяет добиться и небольшого увеличения скорости чтения. Все твурдотельные накопители, которые выпускаются с 2012 года имеют поддержку TRIM . В более ранних, для включения данной инструкции может потребоваться прошивка новой микропрограммой. В большинстве случаев, при прошивке все данные безвозвратно удаляются.

SSD накопители ещё совсем новое поколение накопителей информации и они не являются сбалансированными во всех отношениях продуктами. Тем не менее, для энтузиастов, клиентов корпоративного класса и использования в серверных системах они выгодно отличаются по показателю производительности, что может быть решающим фактором к покупке. Новый виток эволюции , твёрдотельные накопители получат с массовым производством чипов памяти Ferroelectric RAM (FRAM , FeRAM ). Это позволит повысить уровень долговечности ячеек SSD накопителей.

Но не факт что за SSD накопителями будущее. Каждый новый техпроцесс, как показала практика, уменьшает скорость чтения/записи и увеличивает количество возникающих ошибок, которые тоже нужно убирать с помощью системы коррекции ошибок в ущерб производительности. Причём для SLC этот показатель приемлем, но вот с MLC и TLC (triple level cell ) всё очень и очень печально. С каждым новым поколением, без значительных новых прорывов, скорость будет падать. А к 4 нм, опустится практически до уровня HDD 2012 года.

Продолжаем разбираться с жёсткими дисками. И сейчас поговорим об SDD.

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 оперативная память, 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 процессор, 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.

Начиная разговор про SSD-диски, а тема эта интересна и довольно обширна (чего только стоят многочисленные споры о технологиях, быстродействии, надежности и прочих характеристиках на профильных форумах), следует определиться с понятиями, что же такое SSD-диск для компьютера. В чем его отличия от привычных жестких дисков, какие преимущества имеет, что в нем хуже, если сравнивать с классическими винчестерами. Итак, поехали?

Что такое SSD-диск для компьютера

Сначала расшифруем аббревиатуру SSD – англ. «Solid-State Drive», он же «твердотельный накопитель» по-нашему. Название, на первый взгляд, не очень понятное, но оно заключает в себе принцип работы накопителя.

Классический винчестер – это набор вращающихся с большой скоростью пластин (коих может быть от одной до нескольких), на которые записывается вся информация, и блок магнитных головок, перемещающихся над поверхностью этих пластин и считывающих (или записывающих) нужные файлы.

Надо сказать, что если в приложении к традиционным винчестерам понятие «диск» имеет под собой вполне определенную основу (запись действительно производится на диск, установленный внутри этого устройства), то в случае твердотельных накопителей частей, хоть чем-то напоминающих эту геометрическую фигуру, просто нет. Наверное, уместнее использовать понятие «накопитель», хотя «диск» – это привычно, коротко, понятно.

Здесь сразу виден один из недостатков классической технологии хранения данных – жесткие диски чувствительны к вибрациям, ударам, которые могут быстро вывести их из строя. Малейшее касание головки диска может привести если не к мгновенной поломке, то стать причиной появления проблем в обозримом будущем.

Совсем другое дело твердотельный жесткий диск. Здесь нет ни одной вращающейся или как-то перемещающейся детали. Если посмотреть на то, как выглядят внутренности такого диска, то ничего особо интересного там нет, обычная печатная плата с расположенными на ней микросхемами. И все. Вся информация хранится именно в этих микросхемах (NAND-памяти), а управляет процессом чтения/записи контроллер, микросхема которого располагается здесь же.

Раз нет движущихся частей, то такой накопитель в гораздо меньшей степени боится тряски, перемещений, ударов. В разумных пределах, конечно. Бить по нему молотком или кидать в соседского кота все же не стОит.

Как выглядит SSD-диск

Когда речь заходит о накопителях, то одной из характеристик, определяющих принципиальную возможность применения того или иного устройства в данном ноутбуке или стационарном ПК, является «форм-фактор», он же – типоразмер. Это стандарт, задающий его размеры, расположение и количество разъемов, других элементов, который должны соблюдать устройства. Например, «форм-фактор» есть у дисков, материнских плат и т. п.

Внешне SSD-диск соответствует своими размерами жесткому диску формата 2.5 дюйма, которые используются в ноутбуках, нетбуках и прочих подобных компьютерах. Сделано это специально, чтобы была возможность легко заменить один накопитель другим.

Теоретически, отсутствие механических частей позволяет изготовить эти накопители любой формы, чем и пользуются производители, правда, в существующих ограничениях форм-фактора. Помимо привычных небольших прямоугольных коробочек выпускаются твердотельные накопители в виде компактных продолговатых печатных плат с разъемом (M.2 или mSATA) и микросхемами. Это другой форм-фактор, предназначенный для установки в соответствующий разъем (например, M.2), что позволяет сильно уменьшить габариты устройства, разместив такой диск непосредственно на материнской или специальной переходной плате. Впрочем, о форм-факторах (т. е. габаритных размерах и используемых разъемах) поговорим в другой раз.

Важно, что если в вашем компьютере используется 2.5-дюймовый (ноутбучный) винчестер, то установить на его место такого-же форм-фактора SSD не составит проблемы. Даже если речь идет о стационарном компьютере, где в ходу жесткие диски размером 3.5 дюйма, то многие производители корпусов уже предусматривают места для установки накопителей меньшего формата. В крайнем случае, можно воспользоваться переходником с 3.5 на 2.5 дюйма.

Преимущества и недостатки SSD

Когда речь заходит о SSD-дисках, то первое, о чем говорится – это о существенно большей скорости работы. И это действительно так. Даже самый недорогой, бюджетный SSD-диск будет намного быстрее любого механического жесткого диска. Скорость работы компьютера изменится в лучшую сторону.

Чем еще хороши эти накопители:

• Как уже говорил выше, не боятся тряски, механических ударов.
• Очень высокая скорость чтения и записи, может превышать таковую у жестких дисков в несколько раз.
• Меньшее энергопотребление. Ноутбук с таким диском проработает от аккумуляторов немножко дольше.
• Меньший нагрев.
• Бесшумная работа.

Сравнение некоторых характеристик двух накопителей (SSD и HDD), которые установлены в моем ноутбуке, приведены на картинках в конце статьи.

Естественно, не может быть, чтобы все было так хорошо и не было ничего плохого. На самом деле, плохого действительно нет, но некоторые недостатки присутствуют. Первый из них, который упоминают, когда заходит про SSD-диск для компьютера – цена, которая выше, чем у обычных жестких дисков.

В данном случае речь идет о так называемой «цене за 1Гб». Это значение, которое можно получить, разделив цену среднестатистического жесткого диска на его объем. Например, возьмем обычный HDD емкостью 500 Гб. При цене в 2800 (примерно) рублей, стоимость гигабайта объема будет стоить 2800/500 = 5.6 р.

Стоимость самого дешевого SSD-накопителя примерно такого объема (480 Гб) составляет ориентировочно 8700 р (цены розничные). Получается, что в случае SSD стоимость 1 Гб будет 8700/480=18.13 р. Сразу приходит на ум: «Вам шашечки или ехать?»

Думаю, про подключение SSD-диска, варианты конфигураций дисковой системы компьютера мы поговорим в отдельном материале. А сейчас следует понять, что SSD – это быстрее, но дороже.

Заканчивая про недостатки, упомянем еще и надежность. В данном случае не механическая надежность или боязнь перегрева, а надежность технологии для сохранения записанных данных и гарантии того, что то, что было на диск записано, можно будет прочитать. Это вопрос дискутируемый и четкий ответ на него дать сложно. Это связано и с типом NAND-памяти, используемой в каждой конкретной модели SSD-диска, и условий использования.

Заключение

Итак, SSD-диск для компьютера размерами (если речь о 2.5-дюймовых моделях» идентичен обычным ноутбучным жестким дискам, имеет такие же разъемы для подключения и выполняет ту же функцию – хранит и обрабатывает данные. И, надо сказать, делает это очень быстро.

Разница только в принципах хранения информации, и в большем разнообразии форм-факторов, что несколько расширяет их возможности применения. Можно ли SSD-диск установить вместо обычного? Не вижу препятствий. Вытаскиваете один, на его место ставите другой – все! Хотя есть более интересные возможности.

Какой SSD-диск лучше? Возможно, поговорим и об этом, но здесь достаточно разных факторов, от которых зависит ответ, и однозначно сказать сложно. Самый лучший тот, который самый быстрый – наверное да, но цена… Лучший тот, в котором соблюден баланс между скоростью, надежностью долговечностью и ценой? А почему нет? В общем, это тема для отдельного разговора и, возможно, спора.

Сейчас заканчиваем про то, что же такое SSD-диск.

Если вы посмотрите на современный ноутбук или персональный компьютер, вы наверняка увидите в списке комплектующих наличие твердотельного накопителя. Эта форма хранилища данных на рынке уже не первый год, но только недавно была воспринята отраслью и потребителями как жизнеспособная альтернатива традиционным жестким дискам.

Итак, что же представляет из себя твердотельный накопитель SSD и каков он в сравнении с классическими жесткими дисками — HDD?

Что такое твердотельный накопитель

Что за странное слово такое? Твердотельный? Название происходит от английского слова «Solid», что в переводе означает «Твердое состояние». Под твердым состоянием подразумевается электронная схема, полностью построенная из полупроводников и представляющая из себя, по сути, обычную микросхему (зелененькая такая, с кучей непонятных «дорожек» на ней).

«М-да, но ведь так было всегда и во всех устройствах, которые мы ломали в детстве» — подумали некоторые, а может и многие. Но нет, вернее — да, но нет. То есть, да, в тех устройствах, что вы и я ломали в детстве, действительно, уже были сплошь и рядом одни зеленые микросхемы, но до этого, давным-давно, большинство устройств состояло из вакуумных трубок, различных проводов, переключателей и кучи других всевозможных деталей. Хорошим примером такого устройства является транзисторное радио, экземпляры которых могут помнить меломаны времен СССР и начала 90-х..

Так вот, Solid-state drive — это твердотельный накопитель, устройство для хранения цифровых данных, основанное на полупроводниковой микросхеме памяти. Углубляться в тонкости не буду (да я особо этих тонкостей и не знаю — хе-хе), дабы не засорять ваш мозг лишней, никому ненужной фигней.

Времена винтажных транзисторов давно канули в лету, и в наше время почти все электронные устройства сделаны на основе полупроводников, включая то самое радио.

Но, если говорить о такой нише рынка как «носители данных», то, до недавнего времени, балом правили хорошо нам известные жесткие диски, чей принцип работы основан на взаимодействии магнитных дисков, а не полупроводников, как в SSD.

Сейчас вы можете возразить, мол, такие хранилища данных существуют уже давно в виде flash-накопителей, подключаемых к USB-разъему. И вы, по большому счету, будете правы, ведь SSD и flash используют один и тот же тип энергосберегающих схем памяти, которые сохраняют свою информацию даже при отсутствии питания. Разница заключается в форм-факторе и емкости накопителей, а так же в том, что flash-накопитель предназначен для внешнего использования в компьютерной системе, а SSD для размещения внутри компьютера, вместо традиционного жесткого диска, или рядом с ним.

Большинство SSD внешне очень похожи на классические HDD, разница лишь в форм-факторе (грубо говоря, в размере посадочного места). Жесткие диски, как правило, имеют форм-фактор 3,5’’ и именно такими посадочными местами оснащены системные блоки последних лет. У SSD размеры более компактные, соответственно, форм-фактор поменьше — 1,8’’ и 2,5’’. Но, это не значит, что такие SSD нельзя установить в старые корпуса, ведь проблема совместимости решается с помощью специальной каретки, либо с помощью подручных средств и фантазии.

Некоторые SSD внешне больше похожи на микросхемы карт памяти, чем на HDD, потому что представляют из себя попросту микросхему, имеющую разъем для подключения. К таким твердотельным накопителям относятся модели с форм-фактором M.2 и PCI-Express.

Существуют еще , которые совмещают в себе выгодные стороны HDD и твердотельных накопителей. Форм-фактор и объем памяти у них такой же, как и у жестких дисков, но при этом они имеют некоторые приятные способности SSD.

Зачем использовать SSD

Твердотельные накопители имеют ряд преимуществ по сравнению с магнитными жесткими дисками и они обусловлены тем, что в SSD нет движущихся частей, в то время как в HDD есть двигатели для вращения магнитных пластин и приводных головок. Все хранилища на твердотельном накопителе обрабатываются микросхемами flash-памяти, и это дает три очевидных преимущества:

• Меньший расход питания — это ключевой фактор, почему использование SSD в портативных компьютерах стал так востребован, ведь в отличие от жестких дисков, в SSD не требуется питание для двигателей, соответственно, существенно уменьшено энергопотребление;
• Более быстрый доступ к данным — поскольку накопителю не надо раскручивать диск и перемещать головки, данные читаются и записываются с невероятно быстрой скоростью, что добавляет очень много приятных ощущений в использовании ПК или ноутбука;
• Высокая надежность — жесткие диски являются очень хрупкими и чувствительными к различным внешним факторам устройствами. Даже небольшой встряски или падения достаточно для того, чтобы вызвать проблемы в работе HDD. Поскольку в SSD нет движущихся частей, а данные хранятся в микросхеме, вероятность повреждения диска от случайного падения или от перевозки в автомобиле, гораздо меньше.

В совокупности, эти факторы делают то, что происходит сейчас — постепенное вытеснение с рынка магнитных жестких дисков. Но, так как стоимость на SSD еще довольно велика, полная миграция пользователей с HDD на SSD будет проходить не один год, а то и десятки лет. Кстати, об этом.

Почему SSD не используется на всех ПК

Основным ограничивающим фактором использования твердотельных накопителей в портативных и настольных компьютерах является их высокая стоимость. За последнее время SSD, конечно, стали более доступны, поскольку цена на устройства снизилась до разумных значений, но один мегабайт на SSD по-прежнему стоит примерно в три раза дороже, чем тот же мегабайт на HDD. А то и больше, ведь чем выше емкость диска, тем более сильной становится разница в цене.

Емкость также является важным фактором в принятии твердотельных накопителей как единственной безальтернативной технологией для хранения данных. Средний портативный компьютер, оснащенный SSD, будет иметь объем памяти от 128 до 256 Гб. Это примерно эквивалентно тому, что еще несколько лет назад ставили в ноутбуки — сегодня большинство ноутов оснащены HDD емкостью 500 Гб и более. Настольные системы имеют еще больший дисбаланс между SSD и жесткими дисками, поскольку средний ПК оснащен HDD объемом от 1 Тб.

Поэтому, в данный момент полный переход пользователей на SSD не является целесообразным, ввиду большой стоимости и небольшого объема. Но, на самом деле, дело даже скорее в первом, чем во втором, ведь есть SSD и на 4 Гб, но они стоят достаточно серьезных вложений средств. В связи с этим, вторая причина скорее вытекает из первой — очень высокая цена на устройства.