SSD (Solid State Drive) — это не нечто новое из комплектующих для ПК, это уже удержавшаяся на плаву разработка , его популярность продолжает стремительно расти каждый час.
Вы узнаете:
1)"что из себя представляет SSD?"
2)"что находится внутри этого не механического запоминающего устройства?"
3)"как он работает?"
4)"в чем разница между SSD и HDD?".
1) Современные SSD — это лучшая замена жёстким дискам(hdd), которые являлись основными средствами хранения информации последние 50 лет. Данный диск (ssd) является перспективным, как минимум из-за его скорости которая может доходить до 600мб/сек(записи) и 6гб/сек (чтения) , когда у жесткого диска (hdd) жалкие 200–300 МБ/с.
2) SSD — это интегральная схема, используемая для хранения различных данных. Электронный интерфейс Solid State Drive совмещается с интерфейсами ввода и вывода, используемыми жесткими дисками. Вы можете без затруднений поменять свой древний HDD на новый SSD в течение нескольких минут. Без движущихся запчастей в своем устройстве они работают быстрее и даже способны переживать удары или падения! Даже если Вы случайно уронили такой диск на пол, он продолжит работать и не будет поврежден(естественно , что с не большой высоты) .
Память:
Первые версии SSD были сделаны на основе энергозависимой памяти DRAM, которая обещала более низкую задержку, чем в жёстком диске(hdd). Единственный и самый важный недостаток заключался в том, что данные не могли быть сохранены в памяти при отсутствии источника питания. Было это ещё в давнем 2009 году, когда только внедрили подобные накопители на основе энергонезависимой памяти NAND, которые способствовали широкому распространению SSD. Пусть даже они медленнее тех, основа у которых DRAM, но всё же они способны обгонять по производительности жесткие диски(hdd). Наибольшее преимущество заключается в том, что данные сохраняются в прежнем виде даже при отключенном питании.
Память NAND состоит из ячеек транзистора с особым плавающим затвором, где идёт сохранение даже без источника питания . Плавающие затворы содержат электроны, а заряженное состояние представлено двоичным разрядом "0" и соответственно разряженным состоянием "1". Двоичный бит 0 представляет данные,которые хранятся в памяти - NAND. Ячейки находятся в сетке, известной как - блок. Отдельная строка в блоке называется "страницей" и поддерживает размеры 2К, 4К, 8К и 16К. Каждый блок содержит от 128 до 256 страниц, поэтому приблизительный его размер варьируется 256Кб-4Мб.
NAND Flash — это ячейка находящееся на одном уровне (SLC), которая хранит один двоичный бит в одном транзисторе и многоуровневой ячейке (MLC), которая хранит целых два бита. Логично, что у последнего больше емкости в два раза больше для хранения, но он существенно дороже и изнашивается чуть быстрее. Flash-память MLC типа NAND дешевле, чем SLC и используется в твердотельных накопителях промышленного типа, которые нуждаются в большем объеме памяти.
Контроллер:
Контроллер - отвечает за то, как данные хранятся во Flash-памяти. Он разработан для различных задач и может делится на две группы:
1) Для сред с небольшим активным циклом в которых непрерывное чтение или запись информации не требуется.
2) Большой активный цикл, нуждающийся в непрерывных действий чтения или записи в памяти диска.
Flash-контроллер выступает в роли представителя между носителем и ПК. Это встроенные процессор, отвечающий за производительность SSD. Каждый раз, когда ПК хочет получить доступ к Flash-памяти для выполнения операции чтения или записи, контроллер начинает выполнение своих задач.
1.Одной из задач контроллера является управление ячейками Flash-памяти. Продуктивная обработка ячеек крайне необходима, поскольку SSD поддерживают немалое количество циклов чтения и записи (примерно 10 000).
2.Второе назначение контроллеру - это сбор и утилизация мусора. В этом процессе, операция записи прекращена для всех блоков памяти, контроллер проверяет блоки для страниц, которые в дальнейшем нужны будут компьютеру для работы. После он копирует эти страницы в совершенно новый блок, заполняет его новыми данными и удаляет существующий.
3.Третья функция контроллера — управление критическими операциями, такими как ввод кода исправления ошибок (ЕСС), который является битовой последовательностью сохраненных данных и помогает восстановлению информации в случае какого-либо повреждения.
Хранилище информации (Cache, Кэш):
Некоторое количество энергозависимой памяти DRAM работает как Cache для хранения данных о стабилизации износа носителя и для поддержания каталога поставленных блоков. Это существенно улучшает производительность SSD и увеличивает потребление энергии.
Как работает SSD:
Если говорить простым языком, внутри вашего SSD есть транзисторы, которые в свою очередь выстроены в правильной последовательности. Первоначально всем этим элементам достаётся значение 1 (разряженный). Когда начинается сохранение операции, ток начинает протекать через всю эту цепочку транзисторов и значение некоторых изменяется на 0, поскольку именно в них происходит сохранение данных. В сетке каждое пересечение строк и столбцов называется - ячейкой.
Она состоит из двух транзисторов:
1. Управляющий.
2. Плавающий.
Ток проходит через плавающий затвор, а электроны переходят в управляющий канал. Так и получается положительный заряд, прерывающий поток электрического тока. Аналогично мы можем иметь индивидуальный шаблон 1s и 0s, применяя нужные значения напряжения.