Твердотельный накопитель

Твердотельный накопитель
Твердотельный накопитель 2,5" и карандаш

Твердотельный накопитель (англ. SSD, solid-state drive) — компьютерное немеханическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти. Кроме них, SSD содержит управляющий контроллер.

Различают два вида твердотельных накопителей: SSD на основе памяти, подобной оперативной памяти компьютеров, и SSD на основе флеш-памяти.

В настоящее время твердотельные накопители используются в компактных устройствах: ноутбуках, нетбуках, коммуникаторах и смартфонах. Некоторые известные производители переключились на выпуск твердотельных накопителей уже полностью, например Samsung продал бизнес по производству жёстких дисков компании Seagate.[1]

Существуют и так называемые гибридные жесткие диски[2], 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.).

Содержание

История развития

  • 1978 год — американская компания StorageTek разработала первый полупроводниковый накопитель современного типа (основанный на RAM-памяти).
  • 1982 год — американская компания Cray представила полупроводниковый накопитель на RAM-памяти для своих суперкомпьютеров Cray-1 со скоростью 100 МБит/с и Cray X-MP со скоростью 320 МБит/с, объемом 8, 16 или 32 миллиона 64 разрядных слов.[3]
  • 1995 год — израильская компания M-Systems представила первый полупроводниковый накопитель на flash-памяти.
  • 2008 год — Южнокорейской компании Mtron Storage Technology удалось создать SSD накопитель со скоростью записи 240 МБ/с и скоростью чтения 260 МБ/с, который она продемонстрировала на выставке в Сеуле. Объём данного накопителя — 128 ГБ. По заявлению компании, выпуск таких устройств был назначен на 2009 год.[4]
  • 2009 год — Super Talent Technology выпустила SSD объёмом 512 гигабайт.[5], OCZ представляет SSD объёмом 1 терабайт.[6]

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

Сравнение: компоненты разобранного HDD (слева) и разобранный SSD (справа)

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[7]. 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

  • Главный недостаток NAND SSD — ограниченное количество циклов перезаписи. Обычная (MLC, Multi-level cell, многоуровневые ячейки памяти) флеш-память позволяет записывать данные примерно 10 000 раз. Более дорогостоящие виды памяти (SLC, Single-level cell, одноуровневые ячейки памяти) — более 100 000 раз.[8] Для борьбы с неравномерным износом применяются схемы балансирования нагрузки. Контроллер хранит информацию о том, сколько раз какие блоки перезаписывались и при необходимости «меняет их местами».[9] Данный недостаток отсутствует у RAM SSD.
  • Подпроблема совместимости SSD накопителей с устаревшими и даже многими актуальными версиями ОС семейства Microsoft Windows, которые не учитывают специфику SSD накопителей и дополнительно изнашивают их. Использование операционными системами механизма свопинга (подкачки) на SSD также, с большой вероятностью, уменьшает срок эксплуатации накопителя;
  • Цена гигабайта SSD-накопителей существенно выше цены гигабайта HDD. К тому же, стоимость SSD прямо пропорциональна их ёмкости, в то время как стоимость традиционных жёстких дисков зависит от количества пластин и медленнее растёт при увеличении объёма накопителя.
  • Применение в SSD-накопителях команды TRIM делает невозможным восстановление удалённой информации recovery-утилитами.
  • Невозможность восстановить информацию при перепаде напряжения. Т. к. контроллер и носитель информации в SSD находятся на одной плате, то при превышении или перепаде напряжения чаще всего сгорает весь SSD носитель, с безвозвратной гибелью информации. Напротив, в жёстких дисках чаще сгорает только плата контроллера, что делает возможным восстановление информации с приемлемой трудоёмкостью. Вообще, если произошёл аппаратный отказ SSD из-за выхода из строя чипа контроллера или флеш-памяти, это делает процесс восстановления информации практически неосуществимым.

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.

Предыдущие версии Microsoft Windows такой специальной оптимизации не имеют и рассчитаны на работу только с обычными жесткими дисками. Поэтому, например, некоторые файловые операции Windows Vista, не будучи отключенными, могут уменьшить срок службы SSD-накопителя. Операция дефрагментации должна быть отключена, так как она практически никак не влияет на производительность SSD-носителя и лишь дополнительно изнашивает его.

Компания ASUS ещё в 2007 г. выпустила нетбук EEE PC 701 с SSD-накопителем объёмом 4Гб. Компания Dell 9 сентября 2011 года заявила о первой на рынке комплектации ноутбуков Dell Precision твердотельной памятью объемами 512Гб одним накопителем и 1Тб двумя накопителями для моделей компьютеров M4600 и M6600 соответственно. Производитель установил цену за один 512Гб SATA3 накопитель на момент объявления в $1120 долларов США.[10]

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

Операционная система Mac OS X начиная с версии 10.7 (Lion) полностью осуществляет TRIM-поддержку для установленной в системе твердотельной памяти.[11]

С 2010 года компания Apple представила компьютеры линейки Air полностью комплектуемые только твердотельной памятью на основе Флеш-NAND памяти. До 2010 г. покупатель мог выбрать для данного компьютера обычный жесткий диск в комплектации, но дальнейшее развитие линейки в пользу максимального облегчения и уменьшения корпуса компьютеров данной серии потребовало полного отказа от обычных жестких дисков в пользу твердотельных накопителей.

Объем комплектуемой памяти в компьютерах серии Air составляет от 64Гб до 512Гб.[12] По данным J.P. Morgan с момента представления было продано 420 000 компьютеров этой серии полностью на твердотельной Флеш-NAND памяти.[13]

11 июня 2012 года на основе флеш-памяти был представлен новый MacBook Retina 15 дюймов, в котором опционально можно установить 768 Гб флеш-памяти.[14]

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 HP планирует запустить в розничную продажу накопители, построенные по технологии ReRAM (resistive random-access memory).[15]

См. также

Примечания

  1. Seagate покупает бизнес по производству жестких дисков у Samsung radeon.ru
  2. Momentus XT компании http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A8%D0%B0%D0%B1%D0%BB%D0%BE%D0%BD:%D0%A0%D0%B5%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D0%BC%D0%B0Seagate
  3. Cray-1 and Cray X-MP computer systems solid-state storage device (SSD) reference manual HR-0031 1982
  4. Mtron увеличила скорость SSD до 260 МБ/с
  5. 512-гигабайтный SSD-накопитель запущен в серийное производство, Lenta.ru
  6. OCZ представляет SSD накопитель ёмкостью 1Тб
  7. Стоит ли переходить с жёсткого диска на SSD?. thg.ru. Архивировано из первоисточника 16 декабря 2012. Проверено 13 декабря 2012.
  8. .)MLC vs. SLC NAND Flash in Embedded Systems
  9. Нелёгкий выбор: HDD или SSD // Дай драйвер!
  10. Maximum PC | Dell First to Offer 1TB of SATA 6Gbps Solid-State Storage in Mobile Workstations
  11. http://www.engadget.com/2011/02/26/mac-os-x-lion-has-trim-support-for-ssds-hidpi-resolutions-for-i/
  12. Apple (Россия) — MacBook Air — Сравнение 11-дюймового и 13-дюймового MacBook Air
  13. J.P. Morgan sees the MacBook Air as a $3 billion business — Apple 2.0 — Fortune Tech
  14. Configure - Apple Store (U.S.)
  15. Пора привыкать к новому названию – ReRAM. Архивировано из первоисточника 4 июня 2012. Проверено 21 февраля 2012.

Ссылки



Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Твердотельный накопитель" в других словарях:

  • Накопитель на жёстких магнитных дисках — Запрос «HDD» перенаправляется сюда. Cм. также другие значения. Схема устройства накопителя на жёстких магнитных дисках. Накопитель на жёстких магнитных дисках, НЖМД, жёсткий диск, винчестер (англ. Hard (Magnetic) Disk Drive, HDD, HMDD; в… …   Википедия

  • Накопитель на гибких дисках — Не следует путать с НДМГ  компонентом ракетного топлива. Накопитель на гибких дисках (англ.  …   Википедия

  • Полупроводниковый твердотельный диск — Запрос «SSD» перенаправляется сюда. Cм. также другие значения. Твердотельный накопитель (англ. SSD, Solid State Drive, Solid State Disk) энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство без движущихся механических частей.… …   Википедия

  • USB-флеш-накопитель — Запрос «Флешка» перенаправляется сюда; см. также другие значения …   Википедия

  • Универсальный флэш-накопитель — (англ. Universal Flash Storage [UFS])  предложенная общая спецификация флэш накопителей для цифровых фотоаппаратов, сотовых телефонов и потребительских видов электроники[1]. Это могло бы привести к более высокой скорости передачи данных и… …   Википедия

  • Универсальный флеш-накопитель — Эта статья или часть статьи содержит информацию об ожидаемых событиях. Здесь описываются события, которые ещё не произошли. Универсальный флэш накопитель (англ. Universal Flash Storage …   Википедия

  • Ленточный накопитель — Стример (от англ. streamer)  запоминающее устройство на магнитной ленте с последовательным доступом к данным, по принципу действия  обычный магнитофон. Преимущества: большая ёмкость (до 4 Тб), невысокая стоимость информационного носителя,… …   Википедия

  • SSD — Запрос «SSD» перенаправляется сюда. Cм. также другие значения. Твердотельный накопитель (англ. SSD, Solid State Drive, Solid State Disk) энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство без движущихся механических частей.… …   Википедия

  • Solid State Drive — Запрос «SSD» перенаправляется сюда. Cм. также другие значения. Твердотельный накопитель (англ. SSD, Solid State Drive, Solid State Disk) энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство без движущихся механических частей.… …   Википедия

  • Ssd — Запрос «SSD» перенаправляется сюда. Cм. также другие значения. Твердотельный накопитель (англ. SSD, Solid State Drive, Solid State Disk) энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство без движущихся механических частей.… …   Википедия

Книги

Другие книги по запросу «Твердотельный накопитель» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.