SSD (Solid State Disk – Твердотельный диск), строго говоря, диском не является. В отличие от HDD, хранящих информацию на вращающихся магнитных дисках, SSD никаких дисков не содержит. Данные в них хранятся на микросхемах flash-памяти. Из этого и вытекает большинство особенностей этого вида накопителей. Плюсы:

Но есть у SSD и минусы:
- высокая цена. Цена 1 ГБ SSD накопителей, в основном, находится в диапазоне 25-50 рублей (хотя встречаются модели и с 20 и с 200 рублей за ГБ). У жестких дисков этот показатель почти в 10 раз ниже – 3-6 рублей за ГБ. Проще говоря, средний SSD в 8-9 раз дороже среднего HDD аналогичной емкости. Впрочем, развитие технологий флеш-памяти еще продолжается и цены на них постоянно падают: за 5 лет, с 2012 до 2017, SSD накопители подешевели примерно в 5 раз. HDD диски за тот же период подешевели всего на 30%, так что можно надеяться, что еще лет через пять SDD накопители будут стоить столько же, сколько HDD.
- ограниченное число циклов записи. Микросхемы флэш-памяти имеют ограниченный ресурс (особенно у чипов, изготовленных по технологии TLC) и неправильное использование SSD накопителя может привести к выходу его из строя. Не следует использовать SSD накопители для задач, связанных с частыми операциями записи (хранение временных файлов, файлов подкачки, учетных записей и пр). Не следует применять к SSD накопителям сжатие данных и дефрагментацию.

Резюмируя, можно сказать, что может оказаться оптимальным выбор SSD в качестве мобильного внешнего накопителя, использующегося преимущественно для хранения (аудио- и видеофайлов, инсталляционных комплектов, архивов и баз данных). В этом случае ограниченное количество циклов записи уже не столь важно, а устойчивость к механическим воздействиям становится очень важным преимуществом.

Высокая цена SSD накопителей заставляет обращать пристальное внимание на модели подешевле, тем более что цены на них могут быть в разы меньше, чем на другие модели, аналогичные по скорости и объему. Почему?
Во-первых, цена может быть меньше из-за другого типа памяти. Самые дешевые чипы изготавливаются по технологии TLC, но они же имеют и наименьшее количество циклов записи: 1000-5000. Наиболее распространенные сегодня в SSD накопителях чипы MLC стоят дороже и в среднем имеют ресурс на 10000 циклов записи. Грубо говоря, дешевый SSD-накопитель с чипами TLC может прослужить в 10 раз меньше дорогого, с чипами ТLC.

Сравнение SSD-накопителей и флешек.

Характеристики внешних SSD-накопителей.

Объем – основная характеристика любого накопителя, в первую очередь определяющая его цену. При выборе объема любого накопителя следует понимать, что размеры как программного обеспечения, так и медиафайлов постоянно растут, поэтому некоторый запас никогда не помешает; кроме того, SSD накопители, в силу некоторых особенностей организации записи данных, «не любят» плотного заполнения всей доступной памяти. На некоторых моделях SSD накопителей скорость записи может сильно падать при заполнении, близком к 100%.

Интерфейс подключения внешнего SSD накопителя должен обеспечивать скорость передачи данных не меньшую, чем скорость чтения/записи на сам SSD.

USB 3.0 представляется на сегодня оптимальным вариантом интерфейса для внешнего SSD накопителя:
- его максимальная скорость передачи в 5 ГБ/с заметно превышает скорость SSD накопителя и не мешает передаче данных с него;
- USB 3.0 поддерживается большинством компьютеров, ноутбуков и планшетов
- благодаря обратной совместимости USB, накопитель с интерфейсом USB 3.0 можно подключать к старым компьютерам, не имеющим USB 3.0 портов.

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

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

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

Положительные моменты:

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

Отрицательные моменты:

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

Основные показатели SSD

Емкость накопителя

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

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

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

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

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

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

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

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

Интерфейс подключения накопителя

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

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

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

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

Контроллер накопителя

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

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

Тип памяти накопителя

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

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

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

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

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

Буфер обмена накопителя

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

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

Защита накопителя от обесточивания

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

Функция TRIM

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

Разбираемся в производителях SSD

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

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

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

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

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

Разбираемся с ценами на SSD

Приведем несколько оптимальных, по нашему мнению, вариантов SSD.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

В заключении несколько кратких советов как продлить жизнь вашему SSD.

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

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

Существуют и так называемые гибридные жесткие диски , появившиеся, в том числе, из-за текущей, пропорционально более высокой стоимости твердотельных накопителей. Такие устройства сочетают в одном устройстве накопитель на жёстких магнитных дисках (HDD) и твердотельный накопитель относительно небольшого объёма, в качестве кэша (для увеличения производительности и срока службы устройства, снижения энергопотребления).

Пока такие накопители используются, в основном, в переносных устройствах (ноутбуках, сотовых телефонах, планшетах и т. п.).

История развития

В настоящее время наиболее заметными компаниями, которые интенсивно развивают SSD-направление в своей деятельности, можно назвать Intel , Kingston , Samsung Electronics , SanDisk , Corsair, Renice, OCZ Technology , Crucial и ADATA. Кроме того, свой интерес к этому рынку демонстрирует Toshiba .

Архитектура и функционирование

NAND SSD

Накопители, построенные на использовании энергонезависимой памяти (NAND SSD), появились относительно недавно, но в связи с гораздо более низкой стоимостью (от 1 доллара США за гигабайт) начали уверенное завоевание рынка. До недавнего времени существенно уступали традиционным накопителям - жестким дискам - в скорости записи, но компенсировали это высокой скоростью поиска информации (начального позиционирования). Сейчас уже выпускаются твердотельные накопители со скоростью чтения и записи, в разы превосходящие возможности жестких дисков . Характеризуются относительно небольшими размерами и низким энергопотреблением.

RAM SSD

Эти накопители, построенные на использовании энергозависимой памяти (такой же, какая используется в ОЗУ персонального компьютера) характеризуются сверхбыстрыми чтением, записью и поиском информации. Основным их недостатком является чрезвычайно высокая стоимость. Используются, в основном, для ускорения работы крупных систем управления базами данных и мощных графических станций. Такие накопители, как правило, оснащены аккумуляторами для сохранения данных при потере питания, а более дорогие модели - системами резервного и/или оперативного копирования. Примером таких накопителей является I-RAM . Пользователи, обладающие достаточным объёмом оперативной памяти, могут организовать виртуальную машину и расположить её жёсткий диск в ОЗУ и оценить производительность.

Недостатки и преимущества

Недостатки

Преимущества

• Отсутствие движущихся частей, отсюда:

• Полное отсутствие шума;
• Высокая механическая стойкость;
• Стабильность времени считывания файлов вне зависимости от их расположения или фрагментации;

• Высокая скорость чтения/записи, нередко превосходящая пропускную способность интерфейса жесткого диска (SAS/SATA II 3 Gb/s, SAS/SATA III 6 Gb/s, SCSI, Fibre Channel и т. д.);
• Низкое энергопотребление;
• Широкий диапазон рабочих температур;
• Большой модернизационный потенциал как у самих накопителей так и у технологий их производства.
• Отсутствие магнитных дисков, отсюда:

• Намного меньшая чувствительность к внешним электромагнитным полям;
• Малые габариты и вес; (нет необходимости делать увесистый корпус для экранирования)

Microsoft Windows и компьютеры данной платформы с твердотельными накопителями

В ОС Windows 7 введена специальная оптимизация для работы с твердотельными накопителями. При наличии SSD-накопителей эта операционная система работает с ними иначе, чем с обычными HDD-дисками. Например, Windows 7 не применяет к SSD-накопителю дефрагментацию, технологии Superfetch и ReadyBoost и другие техники упреждающего чтения, ускоряющие загрузку приложений с обычных HDD-дисков.

На SSD-накопителе работают планшеты компании Acer - модели Iconia Tab W500 и W501, Fujitsu Stylistic Q550 под управлением Windows 7.

Mac OS X и компьютеры Макинтош с твердотельными накопителями

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

Перспективы развития

Главный недостаток SSD накопителей - ограниченное число циклов перезаписи - при развитии технологий изготовления энергонезависимой памяти будет устранён путём изготовления по другим физическим принципам и из других материалов, например, FeRam . К 2013 году компания планирует запустить в розничную продажу накопители, построенные по технологии ReRAM (resistive random-access memory).

См. также

• Гибридный жесткий диск

Примечания

Ссылки

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

Твердотельные накопители (SSD) - преимущества и недостатки

Для начала давайте разберёмся в определениях. Жёсткий и твёрдотелый - в чём разница?

Что же такое жёсткий диск , который также очень часто называют HDD, винчестер, хард, винт и т. д.?

HDD (англ. hard disk drive) - устройство хранения данных, основанное на принципе магнитной записи. Информация записывается на пластины, покрытые слоем ферромагнетика. Диски закрепляются на шпинделе, который вращается с очень высокой скоростью (до 15 000 оборотов в минуту). Помимо механической части присутствует также и блок электроники, собственно, который и управляет всей механикой устройства.

Первый серийный жёсткий диск был произведён компанией IBM в 1956 году, весил 971 кг, имел общий объём памяти около 3,5 мегабайта. История стремительно развивалась, и к 2011 году нормой для винчестера стал 1 терабайт. На данный момент существуют двух- и даже трёхтерабайтные накопители.

Принцип работы жёсткого диска базируется на регистрации изменений магнитного поля вблизи головки диска.
Основными игроками на рынке жёстких дисков являются компании Fujitsu , Seagate , Western Digital , Samsung , Hitachi .

Чем больше становился объём жёстких дисков, тем больше становился объём передаваемой информации. В общей механической структуре жёсткого диска и кроется основной его недостаток - относительно невысокий объём передаваемых данных в секунду (средние модели производителей на данный момент обладают установившейся скоростью передачи данных около 100-150 Мб/с). Кроме того, чем выше скорость передачи данных, тем сильнее греется жёсткий диск.

Для многих задач, а также повседневного использования компьютера этих скоростей вполне хватает, однако при специализированном использовании (графические станции, профессиональные игровые компьютеры, вычислительные центры и др.) именно жёсткий диск накладывает существенные ограничения на общую производительность системы.

Первые разработки по изобретению принципиально нового носителя были начаты в 1970-х годах. В 1978 году компания StorageTek представила первый полупроводниковый накопитель современного типа, тем самым заложив фундамент в разработку твёрдотелых накопителей SSD. И только в 2008 году южнокорейской компании удалось создать первый SSD объёмом 128 Гб, похожий на современные аналоги, который она продемонстрировала на выставке в Сеуле.

Массовое производство было организовано только в 2009 году. На данный момент существуют накопители объёмом 720 Гб, стоимость которых начинается от 60 000 рублей, например модель IBIS OCZ 3HSD1IBS1-720G от компании OCZ.

Итак, что такое SSD

В переводе с английского solid-state drive, значит, «диск без движущихся частей». Твёрдотелый накопитель - это запоминающее устройство, принцип работы которого основан на использовании перезаписываемых микросхем и контроллера. Часто пользователи путают терминологию и называют SSD жестким диском. Это неправильно -ввиду технических особенностей твердотелых дисков. Отличительной особенностью носителя данного типа от HDD является то, что при чтении данных с SSD нет необходимости в совершении механических операций, всё время уходит только на передачу адреса и непосредственно самого блока. Соответственно, чем быстрее сама память устройства и контроллера, тем быстрее осуществляется общий доступ к данным.

Однако с процессом изменения или стирания данных у SSD-накопителей не всё так просто. Это связано с тем, что память пишется блоками по 4 Кб, а стирается по 512 Кб.

При модификации блоков происходит следующая последовательность действий:

1. Во внутренний буфер считывается блок, который содержит изменения.
2. Производится необходимая модификация байт.
3. Блок стирается из флеш-памяти.
4. Вычисляется новое местоположение данного блока.
5. Блок записывается на новое место.

Во время удаления файлов физически они не удаляются, а только помечаются системой как удаленные, однако SSD не знает, какие именно данные являются пользовательскими, а какие удалёнными, и фактически приходится все блоки обрабатывать по вышеупомянутой схеме. Данная система приводит к тому, что при большом количестве данных на диске общее время работы значительно увеличивается, что тормозит всю работу.

Безопасность и надежность SSD

Если говорить о возможности восстановления данных с SSD, то можно отметить следующие моменты:

• Данные не удаляются сразу, как и в HDD, даже если перезаписать файл по верху другими данными.
• Процесс восстановления данных достаточно трудоёмок, в связи с тем что необходимо правильно подобрать порядок, объединить результаты, а также выбрать необходимый алгоритм, эмулирующий работу контроллера носителя.

Надёжность SSD напрямую зависит от надёжности контроллера и его прошивки, поскольку именно контроллер располагается между интерфейсом и микросхемами памяти и вероятность его повреждения, в случае неполадок с питанием, очень велика.

Правила работы с твёрдотелыми носителями для продления их цикла жизни и повышения общей скорости:

• Все данные, которые часто меняются (различные временные данные, swop-файлы и т. п.), перенести на обычный HDD.
• Отключить дефрагментацию диска.
• Периодически обновлять прошивку контроллера.
• Оставлять около 20 % раздела диска постоянно свободными, это повысит общую производительность.

Преимущества SSD перед жёсткими дисками:

• Очень высокая скорость чтения блоков данных, которая фактически ограничивается только пропускной способностью интерфейса контроллеров.
• Низкое энергопотребление.
• Бесшумность.
• Отсутствие механических частей, что ведёт к меньшему числу возможных поломок.
• Малые габаритные размеры.
• Высокая температуростойкость.

Недостатки SSD:

• Ограниченное число циклов перезаписи ячеек памяти (от 10 000 до 100 000 раз). По достижении лимита ваш накопитель просто перестанет работать.
• Высокая цена. По сравнению с ценой HDD за 1 Гб (около 1,6 руб/Гб у HDD объёмом 1 Тб против 48 руб/Гб у SSD объёмом 128 Гб).
• Невысокий объём диска по сравнению с HDD.
• Проблема совместимости с некоторыми версиями операционных систем (некоторые ОС попросту не учитывают специфику твёрдотелых носителей, что приводит к очень быстрому износу носителя).

Компании и производители SSD, которым смело можно доверять:

Примеры моделей:

Средняя стоимость - 15 000 руб.

Отличный представитель семейства твёрдотелых, обладающий скоростью чтения до 355 Мб/с и скоростью записи до 215 Мб/с, подключается через интерфейс класса SATA 6 Гб/с.

128Gb Kingston SV100S2/128G SATA 2.5" V100-Series

Средняя цена - 6000 руб.

Хороший SSD-носитель, имеющий интерфейс подключения типа SATA-2. По техническим характеристикам от производителя - скорость записи до 230 Мб/с, скорость чтения до 250 Мб/с.

SSD Corsair CSSD-V64GB2-BRKT

Более дешёвый накопитель, меньшего объёма, с интерфейсом подключения SATA.

Средняя стоимость - 3700 р. Обладает скоростью записи до 130 Мб/с и чтения до 215 Мб/с.

Выводы

На данном этапе развития технологий, когда твёрдотелые носители практически в 30 раз дороже жёстких дисков по цене за 1 гигабайт, целесообразность использования SSD в повседневной жизни обычного пользователя спорна, однако если вы хотите ускорить время загрузки операционной системы и похвастаться этим перед друзьями, то SSD точно для вас. Оправданно использование SSD в мобильных устройствах, серверах, имеющих высокую нагрузку на дисковую систему, а также в тех случаях, когда используются профессиональные приложения, требующие высокой скорости доступа к данным.

Твердотельные накопители (SSD) являются новыми и быстрыми и хорошая альтернатива для жёстких дисков HDD, но нужен ли он Вам? Читайте дальше, как мы демистифицировали твердотельный накопитель. Последние несколько лет наблюдается заметное увеличение объема выпуска SSD и снижение цен (хотя конечно нельзя таким образом сравнивать цены между SSD и традиционными жёсткими дисками).

Что такое SSD? Какими способами вы выиграете от приобретения SSD диска? Что нужно делать по-другому с SSD? Читайте дальше, чтобы узнать всё о твёрдотельных накопителях.

Что такое твердотельный накопитель?

Вам может быть трудно поверить, но твердотельные накопители являются на самом деле довольно старой технологией. Твердотельные накопители были в течение многих десятилетий в различных формах, самыми первыми были на основе оперативной памяти и были довольно дорогими, и устанавливались только появляются в ультра-высокого класса и супер компьютерах. В 1990-х годах на базе флэш-накопителей сделали первый SSD, но они были опять таки слишком дорогими для потребительского рынка и были едва заметными за пределами специализированных компьютерных кругов. На протяжении 2000-х годов цены на флэш-память продолжали падать, и к концу десятилетия потребительские твердотельные накопители появились на рынке персональных компьютеров.

Итак, что же представляет собой твердотельный накопитель? Здесь необходимо сначала выделить то, что из себя представляет традиционный жёсткий диск (HDD). Жесткий диск - это набор металлических пластин с покрытием из ферромагнитного материала, которые вращаются на шпинделе. Запись на поверхность магнитных пластин осуществляется крошечной механической рукояткой (рычаг привода) с очень тонким жалом (головка). Данные сохраняются при изменении полярности магнитных битов на поверхности пластин. Это, конечно, немного сложнее, но достаточно сказать, что здесь всё сделано по аналогии автоматического проигрывателя пластинок его рука ищет дорожку на записи, также и рукоятка привода и головки жесткого диска ищут данные. Когда вы хотите записать или прочитать данные с магнитных жестких дисков пластины вращаются, рука ищет, и находит данные. Это такой же механический процесс, так как он цифровой.

Твердотельные накопители, напротив, не имеют движущихся частей. Хотя масштабы разные, и площадь для хранения на HDD значительно больше, и у твердотельного накопителя гораздо больше общего с простым портативным флэш-накопителем, чем с механическим жёстким диском (и, конечно, гораздо больше, чем когда бы то ни было, с магнитофоном!) Подавляющее большинство твердотельных накопителей на рынке -это флэш-память NAND, тип энергонезависимой памяти, которой не требуется электричество для сохранения данных (в отличие от оперативной памяти в вашем компьютере, которая теряет свои сохраненные данные, как только питание отключается). Память NAND также обеспечивает существенное увеличение скорости намного больше чем механические жесткие диски, так как время, потраченное впустую когда пластины крутятся и не ищут данные удаляется из уравнения.

Сравнение твердотельных накопителей с традиционными жесткими дисками

Всегда хорошо знать, что такое твердотельные накопители, но это ещё более полезно, чтобы сравнить их с традиционными жесткими дисками которыми вы пользуетесь уже много лет. Давайте посмотрим на несколько ключевых различий в поточечном сравнении.

Спин-время: SSD-накопители не имеют «спин» время; накопитель не имеет движущихся частей. Жесткие диски имеют различное спиновое время (обычно несколько секунд); когда вы услышите щелчок-whirrrrrr на минуту или две при загрузке компьютера или при доступе к редко используемым файлам, вы всегда слышите вращение жесткого диска.

Время доступа и задержки к данным: твердотельные накопители очень быстро находят данные и, как правило, быстрее на порядок в 80-100 раз, чем жесткие диски; пропуская механические крутящиеся пластины и поиск данных, поэтому они могут получить доступ к данным почти мгновенно. Быстрому поиску данных на жёстких дисках препятствует физическое перемещение якоря и вращение пластин.

Шум: SSD-накопители молчат; отсутствие движущихся частей означает отсутствие шума. Жесткие диски варьируются от довольно тихих, до очень сильного уровня звука.

Надежность: отдельные производственные вопросы в стороне (плохие диски, прошивка, вопросы и т. д.) SSD-диски вышли вперед в плане физической надёжности. Подавляющее большинство сбоев жесткого диска в результате механических повреждений; в какой-то момент после х десятков тысяч часов работы, механический привод просто изнашивается. В смысле цикл чтения/записи жестких дисков ограничен.

С другой стороны, твердотельные накопители имеют ограниченное количество циклов записи. Это ограниченное количество циклов записи является главным вопросом для осуждения твёрдотельных накопителей, но реальность такова, что средний пользователь компьютера вряд ли сможет сделать много циклов чтения и записи на SSD. Компании Intel Х25-М, например, может обрабатывать 20 ГБ данных в течение 5 лет без сбоев. Как часто Вы стираете и записываете 20ГБ данных на основном диске на ежедневной основе?

Кроме того, SSD-диски можно использовать и дальше; когда модули NAND дошли до конца своих циклов записи они становятся только для чтения. Диск затем считывает данные с поврежденного сектора и переписывает её на новую часть диска. Не считая молнии или катастрофический недостаток конструкции, отказ SSD больше похож на “старость, почему ломит в моих костях!”, а не на резкое “бум! подшипников в HDD!” и его остановка. У вас будет достаточно времени для резервного копирования ваших данных и чтобы приобрести новый диск.

Потребляемая мощность: SSD-диски потребляют на 30-60% меньше энергии, чем традиционные жесткие диски. Экономия в 6 или 10 ватт вроде бы и не много, но в течение года или двух на сильно подержанной машине всё сходится.

Стоимость: SSD стоят не дешево. Традиционные цены на жесткий диск упали примерно на пять центов за гигабайт данных. Твёрдотельные накопители намного дешевле, чем они были 10-20 лет назад (когда они были ограничены специальными компьютерными системами), но они всё ещё довольно дорогие. В зависимости от размера и модели, вы можете ожидать, чтобы заплатите где-то между $1.25-$2,00 за ГБ.

Уход за твёрдотельным SSD накопителем

В управлении операционной системы, сохранение данных, и взаимодействие с вашим компьютером единственное отличие которое Вы заметите, как конечный пользователь, во время работы SSD диска, является повышение скорости. Когда дело доходит до заботы о вашем диске, есть несколько правил, имеющие решающее значение.

Не дефрагментируйте диск. Дефрагментация бесполезна для SSD и уменьшает продолжительность его жизни. Дефрагментация - это техника, которая находит куски файлов и оптимизирует их размещая на пластинах жестких дисков, чтобы уменьшить время поиска и износ на диске. SSD не имеют пластин и имеют почти мгновенное время поиска. Их дефрагментация съедают больше циклов записи. По умолчанию в Windows 7 дефрагментация отключена для SSD.

Отключить службы индексирования: если ваша ОС имеет любой поиск - добавлен инструмент такой как служба индексирования, выключите его. Время чтения на SSD быстрое, которое вам на самом деле не нужно, чтобы создать индекс файла и сам процесс индексирования диска и записи индекса будут медленными на SSD.

Ваша ОС должна поддерживать обрезки. Команда TRIM позволяет вашей ОС, чтобы общаться с SSD-диском и сообщать ему, какие блоки больше не используются. С этой командой производительность на SSD будет стремительно деградировать. В этой публикации для Windows 7, Мак ОС х 10.6.6+ и Linux с ядром 2.6.33+, поддерживают команду TRIM. А хаки реестра и дополнительные программы существуют для изменения более ранних версий ОС, таких как Windows XP, чтобы полу-поддерживать команду TRIM. Ваш SSD диск должен быть в паре с современной ОС для максимальной производительности.

Оставить часть диска пустой. Проверьте спецификации для вашего устройства, большинство производителей рекомендуют держать 10-20% пустыми. Это пустое пространство помогает алгоритму выравнивания (они передают данные через память NAND модулей, чтобы свести к минимуму суммарный износ на диске и обеспечивают длительный срок службы и оптимальные характеристики привода). Если вы оставите слишком мало пространства, то алгоритмы выравнивания со временем приведут к преждевременному износу на диске.

Media на второй диск: SSD-накопители дорогие, поэтому нет смысла хранить свои массивные медиа-файлы на вашем дорогом SSD-накопителе. Вы можете подобрать традиционные жесткие диски 1 ТБ, и использовать большой дополнительный диск (если это возможно) для хранения крупных и статичных файлов (например, фильмов, музыкальных коллекций и других мультимедийных файлов).

Инвестировать в память: по сравнению с затратами на твердотельные накопители, ОЗУ дешевое. Чем больше оперативной памяти у вас будет установлено, тем меньше будет циклов записи на диск. Вы сможете продлить жизнь вашему дорогому SSD-накопителю, гарантируя, что в вашей системе установлена адекватная оперативная память.

Твёрдотельный накопитель для меня?

На данный момент у вас есть урок истории, поточечное сравнение, и некоторые советы для поддержания вашего SSD в отличной форме, но нужен ли SSD диск Вам? Отметьте все подходящие варианты и подготовьтесь к следующему:

• Почти мгновенное время загрузки: Вы можете перейти от холодной загрузки для просмотра веб-страниц в считанные секунды с SSD; в это же окно часто вы могли попасть больше чем через минуту с традиционным жестким диском.
• Вы хотите быстрый доступ для общих приложений и игр: мы много раз это уже говорили, но твердотельные накопители являются сверхскоростными.
• Вы хотите более тихий и менее прожорливый компьютер: как подчеркивалось выше, SSD-накопители молчат и потребляют значительно меньше энергии.
• Вы сможете использовать два диска: один для ОС и один для файлов: если Вы храните лишь несколько семейных фотографий и CD-Rip или два, вам потребуется более доступный традиционный HDD для хранения больших файлов.
• Вы готовы заплатить значительную сумму за SSD-накопитель: это самая большая на сегодняшний день сумма за гигабайт, но тоже время прирост производительности огромен в 3000% .
• Если ваш список выглядит более полным, чем пустым, и вы хотите получить скорость при работе, то SSD - это для вас!