Что такое SSD? Твердотельный накопитель

К сожалению, вы используете слишком старый браузер. Обновите его, либо смените на другой. Это бесплатно!

Чем так хороши SSD и зачем переходить на них с HDD – отвечаем на главные вопросы о хранении данных

В наши дни компьютерное оборудование развивается быстрыми темпами, но когда дело доходит до хранения данных, большинство людей все еще полагаются на старую технологию, история которой насчитывает уже не одно десятилетие, – накопитель на жестких магнитных дисках. При этом есть и другой вариант, в котором используются новейшие технологии флеш-памяти, чтобы предложить более быстрое, эффективное и надежное решение для хранения данных. Речь идет, разумеется, о твердотельных накопителях (SSD). Рассказываем, чем они так хороши.

• 1. Что такое SSD-накопители и чем они отличаются от привычных жестких дисков?
• 2. И чем SSD лучше HDD?
• 3. А еще?
• 4. А про низкое энергопотребление – правда?
• 5. А что конкретно такой апгрейд дает?

1. Что такое SSD-накопители и чем они отличаются от привычных жестких дисков?

HDD (он же «винчестер») — это жесткий диск, который состоит из нескольких намагниченных «блинов» и специальной головки. Она расположена в микрометрах от болванок и считывает информацию над их поверхностью. Работа винчестера схожа с проигрыванием виниловой пластинки.

SSD — твердотельный накопитель, в котором отсутствуют подвижные детали. Представляет собой набор микросхем, размещенных на одной плате. Запоминающее устройство работает, как USB флешка, но во много раз её быстрее.

2. И чем SSD лучше HDD?

Самым явным и очевидным плюсом в пользу SSD является высокая скорость чтения и записи данных. Накопитель за 10-15 секунд считывает и передает информацию. Время загрузки системы, которая стоит на жестком диске — до сорока секунд.

Модель 860 QVO от Samsung обеспечивает примерно на 60% более высокую скорость загрузки компьютера, ускоряет распаковку заархивированных файлов на 110% и позволяет копировать данные на 250% быстрее, чем обычные HDD. Вот еще несколько цифр: загрузка системы – на 60% быстрее; разархивирование файлов – на 110% быстрее; копирование данных – на 250% быстрее.

Что касается второй новинки от Samsung, 970 Evo Plus, то это первый накопитель компании, представленный новой 96-слойной технологией V-NAND. Это значит, что новая форма памяти в основном предназначена для повышения производительности и достижения более высоких скоростей.

SSD меньше, тоньше и легче, чем жёсткие диски. Кроме того, у SSD нет движущихся частей, они работают бесшумно, а вот винчестер потрескивает. А еще SSD легче HDD, потому что состоит из микросхем.

Например, модель SSD 860 QVO была спроектирована с использованием высокоплотной архитектуры флеш-памяти NAND от Samsung с многоуровневыми ячейками (MLC) – с 4 битами на ячейку.

А 970 EVO Plus продаётся с 5-летней гарантией и должен выдержать запись 150 Тб данных при объёме накопителя 250 Гб. Столько вы можете не записать за 10 лет использования накопителя или даже после этого он продолжит работать.

4. А про низкое энергопотребление – правда?

Правда! При пиковой нагрузке накопитель потребляет до 2 Вт, жесткий диск «съедает» до 7 Вт. Таким образом, SSD на 80% снижает потребление электричества.

В случае Samsung 860 PRO, среднее потребление составляет 2.2 Вт, а максимальное при пиковой нагрузке — 4.5 Вт. Особенно важно это при использовании в ноутбуках: чем меньше энергопотребление — тем дольше ноутбук работает от аккумулятора.

5. А что конкретно такой апгрейд дает?

Во-первых более быстрый запуск и работа каких-либо приложений. Особенно это будет заметно с тяжёлыми приложениями и обработкой больших объёмов данных. Проще говоря: и без того мгновенно запускающийся блокнот будет и далее запускаться мгновенно, другое дело — Photoshop, Lightshot, Adobe Premiere, AfterEffects, Final Cut, Cubase, Ableton, Pro Tools. Иными словами, любые графические, фото-, видео-, аудиоредакторы работают значительно быстрее, в том числе и при обработке больших 4K-видеороликов.

Пользователи могут с легкостью обновить свой компьютер, так как, например, 970 EVO Plus поставляется в компактном форм-факторе M.2 с интерфейсом PCIe Gen3 x4, который используется в большинстве современных ПК. 970 EVO Plus также обладает ограниченной гарантией на 5 лет или 1200 терабайт перезаписи.

Навіщо SSD в ігровому ноутбуці і комп’ютері: 5 відповідей

Твердотільний або жорсткий, подорожче – дешевше, продуктивність або пам’ять? Відповіді на ці питання по вибору підходящого накопичувача для ПК і ноута вже в статті.

Дізнаєтеся, що таке SSD диск і для чого він потрібен, в чому його головні відмінності від вінчестера. Розповідаємо, як установка накопичувача вплине на роботу десктопа або переносного девайса.

Конструкція і відмінності SSD і HDD

Solid-State Drive, або просто ССД, – немаханічне пристрій. Основа твердотільного накопичувача – мікросхеми. Дані записуються на NAND пам’ять, яка може бути різних типів: MLC, TLC, V-NAND і ін. Від виду flash-пам’яті залежить вартість і довговічність роботи твердотельніка. Усередині ССД також є контролер, керуючий його роботою.

Hard Disk Drive, або, більш звично, HDD, – це наполовину механічний, наполовину електронний девайс. Жорсткий диск складається з чотирьох основних компонентів:

• магнітних пластин,
• зчитують головок,
• мотора,
• плати керування.

Мотор розкручує магнітні пластини до декількох тисяч обертів на хвилину. Так, в WD 1TB 7200rpm 64MB 3.5″ обертання шпинделя досягає 7200 об/хв., Що зчитує голівка, рухаючись над обертається поверхнею вінчестера, читає і пише інфу.

Давайте ж розберемося для чого потрібен твердотільний (SSD) накопичувач і вінчестер (HDD). Диски обох типів виконують ідентичні функції: запис і читання інформації. Вони використовуються в ПК, ноута для установки на них ОС, різних прог і драйверів, зберігання даних.

Порівняння дискових систем в таблиці:

Характеристики

Основна відмінність СДД від ХДД – повна відсутність механічних частин. Через що швидкість запису і читання у твердотельніка досягає пристойних показників. Як приклад: у KINGSTON KC600 256GB 2.5 SATAIII 3D NAND TLC 500/550 Mb/s, відповідно. У HDD аналогічні показники ≈ в 2-3 рази менше.

Недоліки твердотільних накопичувачів

ДО «мінусів» відносяться:

1. Вартість – трохи перевищує розцінки на жорсткий диск.
2. Об’єм – збільшується з випуском нових моделей, але поки поступається вінчестера за кількістю Гб.
3. Час роботи на знос – у флеш-пам’яті обмежена кількість циклів перезапису (від тисячі до сотні тисяч годин). Для прикладу, у SANDISK Plus 480GB 2.5″ SATA 3.0 показник дорівнює 1750 год. Контролер ССД рівномірно розподіляє дані на диску, щоб забезпечити максимально можливий термін служби блоків пам’яті.
4. Складність відновлення даних після електричних пошкоджень – при перепаді напруги в працюючому ССД можуть пошкодитися мікросхеми, що призведе до втрати інформації.

Навіщо тоді потрібен SSD накопичувач для комп’ютера або ноута? при наявних недоліках твердотельнік все ж краще і швидше звичайного гвинта з- за високошвидкісний роботи, відсутності механіки в конструкції і шуму під час читання/запису інформації.

Розглянемо необхідність і «плюси» його установки в різні апарати.

Переваги SSD для комп’ютера

Твердотельнік однозначно збільшить продуктивність комп’ютера. Ось для чого потрібен SSD в ПК. «Плюси» його установки відчуваються не тільки, коли користувач переглядає Blu-Ray контент або користується ресурсоемкими прогами. Одна з причин, для чого потрібен SSD диск в комп’ютері, – то, що навіть в процесі стандартного Юзан «Ворда» або «Ексель» підвищується продуктивність роботи.

У домашніх і офісних комп’ютерах твердотельнік доцільно використовувати для розміщення на ньому ОС. Файли операційної системи і всіх встановлених програм будуть завантажуватися в рази швидше.

Отже, навіщо SSD в ПК (ARTLINE Home H42 v02АБО іншому)? Для Високошвидкісної обробки даних та підвищити швидкість завантаження системи.

Чи потрібно ставити SSD в ноутбук

Для установки в компактні переносні гаджети, варто вибрати твердотельнік з інтерфейсом підключення САТА (припустимо ,KINGSTON A400 960GB 2.5″ SATAIII).

Навіщо потрібен SSD диск в ноутбуці:

• прискорити роботу – завантаження ОС, запуск необхідних прог і файлів;
• збільшити час автономності за рахунок економного споживання енергії.

Через відсутність механічних частин ССД більш стійкий до коливань та вібрації. Тому можна сміливо переносити ноут, як цей ASUS X543UA-DM1622, навіть у включеному стані.

Чи потрібен SSD для ігрового комп’ютера

Так , швидкість установки і запуску ігор збільшиться В 2-3 Рази. Але це ще не всі ПЕРЕВАГИ SSD Віграх.

Установка твердотельніка позитивно впливає і на сам ігровий процес:

• мінімізація числа затримок під час завантаження контенту з безліччю деталей (наприклад, в геймплеї з відкритим світом, таких як GTA або Assassin`s Creed);
• швидка подгрузка текстур без гальмувань і зависань відеоігор;
• приріст швидкості при завантаженні наступних рівнів гри.

Ще один плюс SSD для ігрового ПК- БЕЗШУМНІСТЬ роботи твердотельніка. Сторонні Звуки, що не відносяться до гри, що не будуть збивати з пантелику під час напруженого Геймплея. Можна, наприклад, розчути крадуться кроки супротивника в стрілялках, а не гул вінчестера.

Чи потрібен ССД для ігор? Якщо лише час від часу зависати в бродилках і стрілялках, можна обмежитися одним ХДД. Завзятим геймерам, що цінують плавність і швидкість геймплея, варто подбати про оснащення ігрового компа твердотельніком.

Тепер зрозуміло, що дає ССД при установці в ПК і ноут і навіщо потрібен SSD в іграх. Твердотельнік працює в якості прискорювача завантаження операційки і прог, надає додаткове місце для зберігання інформації.

Навіщо і для чого потрібен ССД накопичувач: запуск, копіювання, скачування – всі ці дії відчутно прискорюються після установки твердотельніка. По суті, ССД – це велика флешка. Нічого крутного, що рухається і дзижчить в ній немає. Зате є мінімальні габарити, економічна витрата енергії і суперпродуктивної в роботі.

SSD: что это и для чего нужен

Впервые предшественник твердотельного накопителя появился в 1978 году и широкой известности не получил. Далее конструкция и тип памяти накопителя нового формата претерпели значительные изменения, пока не пришли к своему практически современному виду – небольшой плате с контактами для подключения и рабочими модулями. Появившийся в 1989 году Flashdisk компании Toshiba стал первым коммерческим флэш-накопителем с NAND-памятью и стоил тогда 5000 долларов (11 000 в современном эквиваленте).

Типы памяти и ресурс SSD дисков

В отличие от своих «прародителей», работавших на памяти NOR и DRAM, современные SSD построены на памяти NAND – как и тот самый Flashdisk. Под словосочетанием «типы памяти» могут подразумеваться технологии памяти или типы ячеек, в которые записываются данные в виде бит. На момент написания этой статьи они представлены в таком виде:

• SLC (Single Level Cell), где в каждой ячейке хранится по одному биту;
• MLC (Multi Level Cells) – несмотря на нелогичное название, здесь всего два бита;
• TLC (Triple Level Cells) с тремя битами на ячейку;
• QLC (Quadruple Level Cells) – четыре бита на ячейку.

3D NAND – отдельная технология памяти, в которой ячейки как бы накладываются друг на друга, позволяя вместить больше ячеек и больше данных при тех же размерах SSD.

В чем же разница между ними?

Память типа SLC требует больше ячеек для хранения информации и стоит дороже, если сравнивать ее с MLC и другими типами, так как у нее больше ресурс перезаписи. Для сравнения:

• SLC — до 100 000 циклов перезаписи;
• MLC — 3000–35 000 циклов перезаписи;
• TLC — 300–3000 циклов перезаписи;
• QLC — 150–1000 циклов перезаписи.

Но почему же производители продолжают «уплотнять» битами ячейки, если это ведет к снижению ресурса диска? Постоянная работа над оптимизацией процессов и технологии изготовления массива памяти (тех самых чипов) позволила увеличить ресурс циклов перезаписи во много раз. Чтобы узнать, сколько в теории способен проработать твердотельный накопитель, достаточно обратить внимание на показатели TBW (Total bytes to be written) и MTBF (Mean time between failures).

TBW показывает, какое количество данных можно перезаписать до того, как SSD станет непригодным для записи – все верно, после отказа с них можно считывать информацию, но не записывать. Так, накопитель с TBW 600 TB способен гарантированно перезаписать 600 терабайт данных – весьма впечатляющее число. MTBF – менее информативный показатель, так как выражается в часах работы до отказа.

Что находится внутри SSD?

SSD типа 2,5″ выглядит как обычный жесткий диск такого же формата. Но стоит снять крышку корпуса – разница заметна сразу же. Внутри можно увидеть печатную плату с чипами – массивами памяти и контроллером вместо металлических пластин и подвижной считывающей головки.

SSD формата M.2 вообще не имеют корпуса. Есть корпус или нет – компоненты твердотельного накопителя остаются теми же: контроллер является по сути «мозгом» диска, а все данные хранятся на чипах памяти. Также на плате можно найти преобразователь напряжения, микросхему хранения программного обеспечения и буфер памяти, правда, последний встречается не во всех моделях.

Принцип работы SSD

Память твердотельного диска работает на транзисторах, упорядоченных определенным образом. Каждая ячейка имеет от одного до состояний заряда в зависимости от типа памяти – SLC, MLC, TLC или QLC. Заряд означает состояние ячейки: 1 – разряжена, 0 – заряжена.

Контроллер обрабатывает данные и запускает по ячейкам ток, проходящий через всю цепочку транзисторов. В результате ячейки с данными получают состояние 0. В ячейке есть два транзистора или затвора – управляющий и плавающий. Ток проходит через плавающий затвор, а электроны поступают в управляющий канал, создавая положительный заряд и записывают информацию.

Способы подключения SSD диска

SSD формата 2,5″ подключается к разъему SATA и его модификациям (SATA II и SATA III). Компьютер или ноутбук, выпущенный после 2012 года, вероятнее всего, будет снабжен разъемом типа SATA III с пропускной способностью 600 Мбайт/с. Если же установить накопитель SATA III в более старый разъем, скорость передачи данных будет ниже. Такие диски часто используются для апгрейда старых компьютеров и ноутбуков.

SSD формата M.2 в виде узкой длинной карты помещается не в специальный отсек, а крепится к материнской плате через разъем M.2. Однако здесь есть свои особенности: разъем накопителей M.2 может также быть типа SATA или NVMe/PCIe. Внешне это выражается в разном типе контактов. Они имеют одну или две прорези – так называемый ключ. M.2 SATA обладает пропускной способностью в 560-600 Мбайт/с, а PCI-Express показывает скорость до 3500 Мбайт/с в версии 3.0 и до 4000 Мбайт/с в версии 4.0.

Еще один любопытный факт – формат SSD M.2 имеет одинаковую ширину, но отличается по длине и представлен в четырех вариантах: 2230, 2242, 2260 и 2280, где 22 – это ширина, а остальные цифры – длина планки. Размер 2280 стал самым популярным среди накопителей такого формата.

Типы контроллеров

Контроллер – процессор твердотельного накопителя, отвечающий за обработку данных, их распределение, стирание, поиск «мусорных» данных, а также контроль над уровнем износа ячеек и его уравновешивание. SSD может быть от любого производителя, но чип контроллера чаще всего встречается от нескольких брендов:

• отличаются поддержкой шифра AES, надежны и удобны. Иногда при переполненном кэше падает скорость передачи данных;
• хороший баланс между высокой производительностью и доступной ценой;
• обеспечивают высокую скорость работы, но увеличивают стоимость накопителя;
• недорогие; скорость передачи данных падает, если на диске осталось мало свободного места.

Скорость чтения и записи

Как было сказано выше, скорость передачи данных зависит от интерфейса твердотельного накопителя: диск с SATA III поддерживает до 600 Мбайт/сек, а PCI-Express 3.0 – до 3500 Мбайт/с и до 4000 Мбайт/с в версии 4.0. Но и это не предел – при подключении SSD к PCIe 4.0 по четырем линиям скорость может достигать 7,9 Гбайт/с.

Эти цифры показаны при работе в идеальных условиях, на практике же пропускная способность зависит от контроллера, срока эксплуатации и объема заполнения данными диска, наличия кэша и других параметров.

Максимальная производительность может потребоваться, если только SSD нужен для обработки тяжелых файлов (создание 3D, монтаж видео и так далее) или сборки топового геймерского компьютера. Для комфортной повседневной работы и отдыха будет достаточно обычного SSD среднего уровня, а для «возрождения» стареющего ПК или ноутбука подойдет и более дешевый накопитель.

Кэш SSD

Зачем SSD нужен кэш? В кэш помещаются обрабатываемые файлы перед записью на сам накопитель, а также часто используемые данные, за счет чего уменьшается время доступа к ним.

Накопители могут обходиться без кэша (он же буфер), особенно с SLC-памятью, но на самом деле кэш значительно ускоряет работу устройства. Особенно это заметно, когда накопитель одновременно выполняет несколько процессов чтения и записи, запущенных разными программами.

В некоторых накопителях вместо DRAM-кэша встречается SLC-кэш – небольшое количество SLC-ячеек, которые поддерживают высокую скорость передачи данных. SSD без кэша использует вместо него оперативную память ноутбука или компьютера.

Преимущества и недостатки SSD дисков

SSD выигрывают у жестких дисков по следующим параметрам:

• высокая производительность;
• бесшумная работа и устойчивость к ударам и тряске благодаря конструкции без движущихся механизмов;
• больше количество произвольных операций ввода-вывода (IOPS) по сравнению с HDD – быстрее обработка данных;
• низкая чувствительность к воздействию электромагнитных полей;
• низкое энергопотребление;
• меньший нагрев, за исключением мощных накопителей NVMe – они могут сильно греться и даже снабжаются радиатором для отвода тепла;
• меньшие габариты и вес.

• ограниченное количество циклов перезаписи – от 150 до 100 000;
• стоимость по-прежнему выше, чем у HDD;
• невозможность восстановления данных после применения команды TRIM, удаляющей информацию из ячеек;
• производительность может снижаться при обработке файлов большого объема, особенно это заметно в бюджетных моделях и в моделях небольшой емкости;
• чувствительность к скачкам напряжения – сгорает и контроллер, и память. Правда, это можно предотвратить использованием стабилизатора напряжения, да и с ноутбуками такая ситуация случается очень редко.

В любом случае, SSD будет полезен тем, кто хочет добиться высокой производительности для решения ресурсоемких задач: обработки графики, видео- и аудиофайлов. Любители игр также оценят прирост быстродействия – для них SDD уже относится к категории must-have.

Также это недорогое и простое решение для апгрейда старого компьютера или ноутбука: SSD даже небольшой емкости, на котором будет установлена операционная система, значительно повысит производительность, а старый HDD можно использовать в качестве хранилища файлов.

На SSD большой емкости можно полностью клонировать содержимое HDD без необходимости переустановки программ и операционной системы и наслаждаться высокой производительностью любимого ноутбука или компьютера.

При подготовке материала использовались источники:
https://locals.md/2019/chem-tak-horoshi-ssd-i-zachem-perehodit-na-nih-s-hdd-otvechaem-na-glavnyie-voprosyi-o-hranenii-dannyih/
https://www.moyo.ua/news/zachem-ssd-v-igrovom-noutbuke-i-kompyutere-5-otvetov.html
https://www.technodom.kz/cms/blog/ssd-chto-eto-i-dlya-chego-nuzhen