Отличие состоит в том, что в SSD-устройствах информация хранится не на магнитных пластинах, а в специальных чипах флэш-памяти, благодаря которым SSD-устройства работают быстрее. Во-первых, исчезает необходимость в обратном преобразовании магнитных записей в электрические сигналы. Во-вторых, в SSD нет движущихся механических частей, поэтому время поиска данных у них существенно меньше (в HDD поиск информации происходит посредством перемещения головок).
Кстати, словосочетание «SSD-диск» не является технически правильным, так как SSD-устройство не содержит в своём составе диска. Поэтому более корректно использовать термин «SSD-устройство».
Твердотельные накопители обладают определённым форм-фактором или стандартным размером. Наибольшее распространение получили форм-факторы 2,5 дюйма и 1,8 дюйма, именно такие устройства применяются в лэптопах. Изначально твердотельные накопители использовались именно в мобильном сегменте, а не в настольных ПК. Это произошло из-за того, что, во-первых, SSD потребляют меньше энергии. Для обычных ПК это может не играть особой роли, но для ноутбуков и нетбуков потребляемая системой мощность имеет очень большое значение. А во-вторых, SSD-устройства значительно меньше подвержены механическому воздействию, чем жёсткие диски.
Твердотельные накопители производятся с различными типами интерфейса, но наибольшее распространение получил интерфейс SATA.
На первом рисунке изображено SSD-устройство форм-фактора 2,5 дюйма, обладающее интерфейсом SATA.
На втором рисунке показана «начинка» твердотельного накопителя. Можно выделить три основных компонента: микросхемы флэш-памяти, контроллер флэш-памяти и буфер флэш-памяти.
Чипы флэш-памяти применяются непосредственно для хранения данных. Эта память используется также в USB -накопителях и картах памяти для цифровых видеокамер и относится к типу энергонезависимой, поэтому, в отличие от оперативной памяти компьютера, при отключением питания записанная информация не потеряется. Высокая цена SSD как раз объясняется значительным объёмом используемой флэш-памяти.
Микросхемы флэш-памяти производятся с применением технологии NAND и NOR. Отличительной особенностью флэш-памяти NOR является то, что чипы с такой архитектурой применяются для хранения программного кода и, в частности, в мобильных телефонах.
Есть два типа флэш-памяти, которые характеризуются разной плотностью записи данных: с одноуровневыми ячейками (SLC – Single-Level Cell) и многоуровневыми ячейками (MLC – Multiple-Level Cell). SLC-память позволяет хранить в каждой ячейке только один бит информации, а в одну ячейку MLC-памяти можно записать более одного бита. Из-за этого память с многоуровневыми ячейками более выгодна с точки зрения соотношения цена/ёмкость. В более дорогих устройствах устанавливаются чипы памяти SLC.
MLC-чипы обладают более высокой плотностью записи информации, поэтому больше вероятность ошибок при работе с этим типом памяти. Стоит отметить, что пользователь непосредственно не сталкивается с этими ошибками, так как в контроллере флэш-памяти имеется специальный механизм их коррекции. Однако для поиска и исправления возникших ошибок нужно время, что сказывается на скорости работы устройства в целом.
MLC-чипы характеризуются меньшим ресурсом : обычно SLC-чипы рассчитаны максимум на 100 тыс. циклов стирания/записи, а MLC-чипы – на 10 тыс. циклов. Предположим, есть SSD ёмкостью 64 ГБ. В этом случае число операций полной перезаписи данных объёмом 64 ГБ будет равно 100 тыс. для SLC-памяти и 10 тыс. для MLC-памяти.
Как долго будет работать SSD-устройство? Это зависит от количества циклов в течение дня. Допустим, что обычный пользователь в течение дня записывает 50 ГБ информации. В этом случае одного SSD ёмкостью 64 ГБ на базе MLC-памяти хватит на 35 лет (64 ГБ x 10 тыс. циклов / 50 ГБ / 365 дней), а один SSD ёмкостью 64 ГБ на базе SLC-памяти будет работать в течение 350 лет.
Если же количество информации сильно превышает 50 ГБ, то срок службы SSD-устройства значительно сокращается. В этом случае лучше использовать твердотельные накопители с одноуровневыми ячейками памяти (к примеру, для серверов). Таким образом, SSD с памятью SLC можно классифицировать как промышленные, а с MLC – как потребительские.
Для увеличения скорости обмена данными между контроллером памяти и интерфейсом SATA предназначен буфер памяти, представленный в виде чипа SDRAM с низким уровнем энергопотребления.
Также в составе SSD имеется контроллер памяти, от которого напрямую зависит скорость работы устройства. Контроллер работает с массивом из микросхем памяти по каналам с теоретически независимым доступом к элементам массива. Таким образом, SSD с 10-канальным контроллером, скорее всего, будет работать быстрее, чем SSD с 8-канальным контроллером. Чип контроллера называют также SOC-чипом (от англ. System on a Chip – «система на чипе»). Наиболее известные производители таких чипов – Indilinx, Intel, Samsung и JMicron.
|
