Что такое ssd накопитель в компьютере. В чём прикол твёрдотельных накопителей? Архитектура и функционирование

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:

Привет, друзья! Сегодня я Вам расскажу о SSD накопителях. В этой статье Вы узнаете что это такое и стоит ли их вообще приобретать. Также мы с Вами рассмотрим положительные и отрицательные стороны данного устройства. Ну а в завершении статьи, Вы сможете узнать по каким параметрам (характеристикам) нужно выбирать при покупке SSD-диск себе на компьютер.

SSD-диск – это запоминающее компьютерное устройство, в котором нет механических элементов. Для хранения информации в нем используются микросхемы памяти. То есть, иными словами SSD-диск это та же, грубо говоря, большая флешка. Плюсы данного устройства очевидны: большая скорость чтения и записи информации, бесшумность, а также низкое электропотребление.

Чтобы было проще понять, давайте сначала разберем, что такое жесткий диск. Жесткий диск (HDD) - запоминающее устройство компьютера, в котором все время хранится информация (системные файлы, видео, музыка, игры и пр.). Эта информация записывается или считывается благодаря магнитным пластинам, расположенным между собой параллельно, и которые крутятся с огромной скоростью (5600 - 7200 об/мин). Между пластинами и над ними также с большой скоростью двигается так называемая каретка с головкой, которая и считывает информацию.

SSD-накопитель

Возвращаемся к SSD-диску. Этот твердотельный накопитель функционально похож на HDD, однако вместо магнитных пластинок, двигателя и каретки используется flash-микросхемы памяти.

Бесшумное устройство, которое не восприимчиво к колебаниям и имеющее невероятную скорость записи/чтения, может достойно посоревноваться с жестким диском. Однако, как и у любой детали, есть свои нюансы. Давайте же с Вами подробно рассмотрим положительные и отрицательные стороны использования SSD-накопителя.

Преимущества SSD-дисков

Стойкость к механическим повреждениям . Как я уже говорил выше, HDD восприимчивы к вибрациям, особенно к ударам. Жесткий диск при таком раскладе может легко «посыпаться». В отличии от таких накопителей, в SSD нет крутящихся с огромной скоростью пластин, ведь в качестве хранения информации используются микросхемы памяти. Поэтому за ноутбук с SSD-диском можно не бояться, разгуливая или разъезжая по командировкам.

Скорость записи/чтения информации . Друзья, это немаловажный фактор, согласитесь. Ведь с помощью новых накопителей мы можем наблюдать за скоростью, как никогда ранее. В некоторых тестах SSD при чтении информации превосходят HDD в 80-100 раз по скорости. Вы себе можете это представить? К примеру, операционная система Windows с SSD-накопителем может полностью загрузиться за считанные секунды.

Бесшумность устройства . При работе HDD-диск издает некий шум, так как, повторяюсь, внутри крутятся на огромной скорости магнитные пластины. Что касается SSD, как бы Вы не старались - услышать какой либо шум увы не удастся, ведь микросхемы абсолютно бесшумны.

Экономное электропотребление . На питание SSD-накопителя уходит намного меньше энергоресурсов нежели на HDD, поэтому этот положительный пункт особенно ощутят владельцы ноутбуков.

Недостатки SSD-накопителей

Какие бы положительные стороны ни были при использовании SSD, увы есть и отрицательные, как в принципе и в любом компьютерном устройстве. Давайте с Вами рассмотрим самые значимые минусы.

Ценообразование . Так уж сложилось, что SSD диски дороже HDD того же объема памяти в 4-6 раз, а то и более. К примеру, SSD 512 Gb SATA 6Gb с емкостью 512 Гб будет стоить в районе 15 000 рублей.

Время наработки на отказ . Этот параметр означает, что накопитель будет работать N количество часов. В характеристиках SSD всегда пишется время работы, которое в среднем колеблется в районе 1,5 - 2 млн. часов. Если перевести 1 500 000 часов в года, то теоретически накопитель будет жить 171 год.

Плохая совместимость с ОС . Если использовать Windows 7, 8 или 10, то можно сильно не переживать за ССД, так как в системе предусмотрено отключение опасных для таких накопителей служб (к примеру, индексации). Если же использовать более старые версии Windows, то SSD-диск будет работать на износ, что в свою очередь значительно уменьшит время работы данного устройства.

Твердотельные накопители все больше и больше набирают популярность, и цена потихоньку опускается, тем самым давая возможность любому человеку приобрести данный гаджет. Это устройство способно открыть второе дыхание Вашему компьютеру!

Итак, если Вы решили купить себе SSD-накопитель, то я с удовольствием помогу в этом деле. Прочтите до конца мои советы

1. Как правило, скорость SSD-диска зависит от объема памяти. Это не маловажный момент, поверьте. То есть накопитель с объемом 64 Гб будет работать медленнее чем SSD объемом 128 Гб. Тоже самое касается твердотельных устройств объемом 256 Гб. Если брать накопители еще большего объема, то особого прироста скорости Вы не увидите. Более того, чем больше объем накопителя, тем больше его так называемая резервная зона. Следовательно, я бы рекомендовал выбирать диск с не менее 128 Гб памяти.

2. При покупке SSD-диска учитывайте характеристики материнской платы. Если материнская плата довольно таки старая, то установка твердотельного накопителя будет нелогичным решением.

3. Чтобы «ощутить» весь потенциал SSD технологии советую выбирать интерфейс SATA III либо PCI-E. Именно в таком случае скорость передачи информации будет максимальной.

4. Иногда, приобретение двух твердотельных накопителей снизит риск безвозвратной потери информации. Объясняю: первый SSD приобретаете под системный диск, где будет установлена операционная система и все необходимые программы, второй же послужит в качестве хранения мультимедийной информации. Как Вы понимаете, этот вариант предусматривает значимые финансовые затраты.

5. Также советую выбирать твердотельный накопитель с наиболее длительным сроком гарантии. Ведь чем он больше, тем лучше. Это касается не только SSD, но и любого другого компьютерного оборудования.

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

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

Преимущества SSD перед HDD.

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

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

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

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

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

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

Устройство SSD-диска.

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

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

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

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

Типы памяти в SSD.

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

Начнём с памяти.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Производители NAND-памяти:

Intel/Micron ;

• Toshiba/SanDisk ;

  Samsung .

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

Память 3D XPoint и накопители Intel Optane.

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

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

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

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

Контроллеры SSD накопителей.

На момент написания статьи наибольшее распространение получили следующие контроллеры:

Об установке Windows на SSD.

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

Твердотельные накопители информации, они же SSD, активно отнимают долю на рынке персональных компьютеров у стандартных жестких дисков (HDD). В последние годы данная тенденция заметна особенно хорошо из-за понижения стоимости подобных запоминающих устройств. Цена SSD накопителей продолжает быть выше, чем у HDD, если говорить о вариациях одинакового объема, но преимущества твердотельных хранителей информации оправдывают ее.

Плюсы и минусы SSD дисков

Перед тем как приобретать SSD диск, нужно оценить плюсы и минусы, которые пользователь получит от такого решения. К явным преимуществам твердотельных накопителей перед HDD дисками можно отнести следующее:

К минусам SSD дисков можно отнести высокую стоимость и сложность приобретения подобных накопителей большого объема.

Как выбрать SSD диск

На рынке представлены твердотельные накопители от различных производителей. У одной компании может быть несколько линеек SSD дисков, которые различаются по стоимости. Важно при подборе SSD обращать внимание на основные параметры, выбирая оптимальные для своих задач варианты.

Объем SSD

Главный параметр при выборе твердотельного диска – это его объем. На рынке можно найти модели с различным свободным местом для хранения информации, и перед покупкой важно определиться для каких целей будет использоваться накопитель.

Чаще всего SSD диски приобретаются для повышения скорости загрузки и работы операционной системы. Если на диск будет установлена только Windows, Linux или другая система, имеет смысл выбрать накопитель объемом в 128 Гб или 256 Гб, в зависимости от того, как много информации пользователь хранит в системных папках, например, «Мои документы». В среднем, операционная система занимает 40-60 Гб (если речь идет о Windows).

Если приобретать твердотельный диск в качестве единственного накопителя данных в компьютере, следует выбирать размер SSD, в зависимости от предназначения PC и активности работы за ним.

Скорость SSD

Параметр, на который обращает особое внимание производитель дисков – это скорость работы. На коробке каждого твердотельного накопителя можно увидеть информацию о том, насколько быстро работает на запись и чтение хранитель информации. Однако такие цифры в большинстве случаев являются маркетинговой уловкой, и на деле они гораздо ниже. Связано это с тем, что производитель дисков указывает максимальную последовательную скорость чтения/записи, которая не играет большой роли в процессе стандартной работы с компьютером.

При выборе SSD диска нужно обращать внимание на его скорость работы в случайных операциях записи и чтения блоков информации размером в 4K. Именно с такими данными накопителю в компьютере приходится работать на протяжении 90% времени, изредка выходя на пиковые значения. Узнать сведения о реальной скорости работы SSD можно при помощи различных программ, поэтому перед покупкой накопителя рекомендуется ознакомиться в интернете с тестами конкретной модели диска.

Обратите внимание: В большинстве случаев наиболее быстрые диски в стандартных задачах те, которые имеют высокую максимальную последовательную скорость чтения/записи, но это не всегда так. К тому же, указанные производителем SSD значения могут быть завышены.

Интерфейс подключения SSD

SSD диски могут подключаться к компьютеру по одному из следующих интерфейсов:

• SATA 2;
• SATA 3;
• PCIe-E.

Наиболее быстрые модели используют интерфейс SATA 3, который имеет повышенную пропускную способность.

Что касается PCIe-E SSD накопителей, их найти в продаже практически невозможно. Такие диски используются для специфических задач, когда нет возможности подключить аксессуар через SATA любой версии. Использование PCIe-E разъема нецелесообразно с точки зрения его пропускной способности.

Чип памяти SSD

В зависимости от чипа памяти, используемого в хранилище информации, разнится количество бит в одной ячейке, скорость работы накопителя и число возможных перезаписей информации. В SSD можно встретить чипы SLC, MLC и TLC. Их сравнительные характеристики приведены в таблице:

В продаже наиболее часто можно найти твердотельные накопители, выполненные на чипах MLC. Это оправдано стоимостью их производства и характеристиками. Накопители с чипами SLC чаще используются для серверов, а SSD на их основе обладают высокой стоимостью. Что касается TLC чипов памяти – они распространены в съемных носителях информации (флешках), которым не требуется столь большое количество циклов записи/чтения, как SSD дискам, устанавливаемым в компьютер.

Контроллер SSD

От стабильности и грамотности работы контроллера в твердотельном накопителе во многом зависит его скорость, долговечность, поддержка дополнительных технологий и многие другие базовые параметры. Выбирать необходимо SSD, в которые установлен накопитель от одной из ведущих фирм в данной области: Intel, Marvell, Sandforce или Indilinx.

Обратите внимание: Если на диске указана высокая скорость работы, но в нем стоит плохой контроллер от неизвестной фирмы, велика вероятность, что такой накопитель не проработает долго или у него будут возникать проблемы в процессе записи/чтения информации. Именно поэтому не рекомендуется покупать «no-name SSD», про которые нет никакой информации, кроме параметров максимального последовательного чтения/записи.

Дополнительные опции и параметры SSD

При покупке твердотельных накопителей можно заметить различные пункты и опции, указанные в их характеристиках. Расшифруем наиболее распространенные из них:

• IOPS – данный показатель говорит о том, какое количество операций за секунду способен выполнить накопитель. На него следует обращать внимание, поскольку в большинстве случаев он способен больше сказать о реальной скорости диска, чем информация о максимальных параметрах чтения/записи;
• MTBF – время работы твердотельного диска до выхода из строя. Измеряется данный параметр в часах, и не все производители накопителей указывают его. Вычисляется MTBF на основе проведенных испытаний, в течение которых диски нагружаются до момента, пока они не откажут, после чего высчитываются средние значения;
• TRIM – опция, которая присутствует в контроллере практически всех SSD. Она подразумевает, что «мозг» накопителя всегда будет осведомлен, какие ячейки очищены от ранее содержавшейся в них информации, тем самым диск получает возможность их задействовать;
• S.M.A.R.T. – диагностическая опция, которая присутствует практически в каждом твердотельном накопителе информации. Она необходима, чтобы диск мог самостоятельно оценивать свое состояние, тем самым примерно рассчитывая время до выхода из строя;
• Garbage Collection – опция, предназначенная для автоматической очистки памяти от «фантомных» файлов и прочего «мусора».

Миф, что SSD работают в разы меньше, чем HDD давно развеян. При стандартной загрузке твердотельными жесткими дисками можно без проблем пользоваться на протяжении 10 лет и более.

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.