A számítástechnikában a SSD (angol szilárdtest-meghajtó ) vagy SSD , SSD , statikus tárcsás félvezetők vagy egyszerűen félvezetőtárcsa a Quebec , a számítógépes hardver a adattárolást a flash memória .
A szilárdtest kifejezés azt jelenti, hogy ez az anyag félvezető memóriákból áll a szilárd állapotig , szemben a régebbi merevlemez- technológiával, amelyre az adatokat mágneses közegre írják gyors forgás közben.
Mivel nincs mozgó mechanikus alkatrész, az SSD lényegesen erősebb, mint a merevlemez ; Ez utóbbiak tálcái 2003 óta egyre gyakrabban vannak üvegben (bár még mindig nagyon gyakran alumíniumötvözetekben), de mindenekelőtt annak köszönhető, hogy ez a technológia magában foglalja a tároló elemek (tálcák) és a hozzáférési elemek közötti mechanikus kölcsönhatást (olvasó / író fejek), még enyhe sokkok is a mágneses felület karcolódásához vagy a hozzáférési elemek romlásához vezethetnek, ezért adatvesztéshez vagy akár maradandó meghibásodáshoz vezethetnek. Ezzel szemben az SSD-knek nincsenek mozgó alkatrészei, ami sokkal nagyobb ellenállást nyújt számukra a sokkokkal és a rezgésekkel szemben. Az SSD-k teljesítményük terén is felülmúlják a merevlemezeket (átviteli sebesség, elhanyagolható késés , energiafogyasztás).
Az SSD-knek azonban vannak hátrányai a merevlemezekhez képest:
A 2010 körül az asztali számítógépeken megjelenő tendencia az, hogy az operációs rendszert mérsékelt kapacitású SSD-re, a személyes adatokat pedig egy hasonlóan drága, tíz-húszszoros kapacitású merevlemezre telepítik . (Laptopok esetén párosíthatja a belső SSD-t egy külső merevlemezzel, vagy akár az elavult optikai meghajtót másodlagos tároló-meghajtóra is cserélheti .)
2013 óta az SSD-k tárolási kapacitása sokat változott; 2016-ban 4 TB-ot találhatunk . 2016-ban 16 TB van , az igényes szakemberek számára fenntartott áron.
A fő előny a hagyományos merevlemezekkel szemben a következők hiánya:
Ha SSD alakult ki, a legtöbb merevlemez 3,5 „volt egy forgási sebessége 5400-as , hogy 7200-as fordulat / perc , körülbelül 4,2 ms késleltetésű átlag és az átlag keresési idő volt, leggyakrabban, 8 és 12 közötti ms irányuló nagyközönség merevlemez; Ez átlagosan 12 és 16 ms közötti hozzáférési időt adott . Ez az átlagos hozzáférési idő a kapacitások fejlődése ellenére tíz év alatt alig változott, miközben a mikroprocesszorok , RAM-ok , grafikus kártyák és más szigorúan elektronikus fő alkatrészek sebessége egy számítógép jelentős fejlődésen ment keresztül.
A flash memória használata gyakorlatilag kiküszöböli ezt a hozzáférési idő problémát, mivel csak 0,1 ms nagyságrendű . A számítógép reagálóképessége ezért jelentősen megnő, és az SSD-k átviteli sebességük szinte mindig gyorsabb, mint a merevlemezek. Így sok SATA formátumú SSD modell legújabb olvasási és írási sebessége meghaladja az 500 MB / s -ot, míg a leggyorsabb merevlemezek ritkán haladják meg a 200 MB / s-ot . A különbség még markánsabb, ha a PCI-Express formátumú SSD-kről van szó, amelyeket a SATA interfész nem korlátoz, másodpercenként akár több GB-os sebességet is elérhet .
Ezeket a megjegyzéseket azonban két ponttal kell igazolni:
Az SSD-k demokratikusabbá váltak, mivel a kapacitás növekedésével áruk csökkent. Az SSD-k forgalmazásának kezdetén nagyon alacsony, kezdetben 4,8 GB, majd 16 GB tárolókapacitás megnehezítette a legújabb Windows rendszer telepítését , amely az alapvető szoftverek széles választékához kapcsolódik. Ezenkívül a Windows XP- t nem az SSD-k számára szánták, a kialakítása több mint hat évvel a tényleges megjelenésük előtt nyúlt vissza. A Windows Vista valamivel jobban kezelte az SSD-ket, és rendelkezett a ReadyBoost funkcióval , amely lehetővé tette ezen kis SSD-k használatát a merevlemez mellett. Ezt követően az SSD-k elegendő kapacitással rendelkeztek egy friss, korlátozás nélküli Windows rendszer befogadásához, elfogadható áron. Az informatikai szakemberek és a teljesítmény optimalizálásával foglalkozó felhasználók által előnyben részesített megoldás a rendszer SSD-jének és a merevlemezének (vagy annál több) tárolására szolgáló konfigurációnak a társításává vált. Ez a módszer továbbra is elitista volt, mivel legalább két tárolóegységet kellett megvásárolni, amelyek közül az egyik alacsony kapacitás / ár aránnyal rendelkezett; csak az SSD-k árának jelentős csökkenésével demokratizálódott, kezdetben csúcskategóriás álló PC-ket szerelt fel, majd fokozatosan kiterjedt a középkategóriás tornyokra és laptopokra.
Az 1 eurós gigabájtot korán elérték Franciaországban 2011. szeptember, korlátozott promóciós ajánlat részeként. A visszaesés folytatódott:2012. november, az átlagár elérte a ± 0,7 € / GB-ot , majd ± 0,5 € / GB-ot in2013. december , akkor ± 0,33 € / GB in2016. januára modellek 1 TB a TLC .
2015 májusában a Sandisk 6 TB-os SSD-ket jelentett be , amelyek inkább a számítógépes szerverek számára készültek.
2016 márciusában a Seagate bejelentett egy 10 GB / s sebességű SSD-t, a Samsung pedig 15 TB - nál nagyobb SSD- t 2,5 hüvelykes (6,35 cm ) formátumban .
A legelterjedtebb modellek ugyanabban a formátumban vannak, mint egy 2,5 hüvelykes merevlemez SATA interfésszel (100 × 69,85 mm ), mint például a laptopokba telepítve, és hasonlóan rendelkeznek SATA tápegységgel és SATA III csatlakozóval .
A 2,5 hüvelykes formátumú eszközöknél szükség lehet adapterre, amelyet 3,5 hüvelykes (8,89 cm ) formátumú nyílásban kell használni , ha helyhez kötött számítógép központi egységbe van telepítve.
Két magasság van: 7 vagy 9,5 mm, valamint 9,5 mm-es adapterek 7 mm vastag SSD - khez , gyakran presspahn-ban .
Annak érdekében, hogy az áramlást már ne korlátozza a SATA interfész, az SSD-támogatások olyan kártyák vagy csíkok formájában jelentek meg, amelyek közvetlenül az alaplapra voltak csatlakoztatva egy PCI Express csatlakozóval (mint egy kiegészítő kártya), új korlátozással. PCI-E bővítőhelyek, azaz 4 Gio / s a PCI-3 x4 és 8 Gio / s a PCI-4 x4 esetében . Ez lehetővé teszi, hogy egyes SSD-k túllépjék a GiB / s sávot, míg a SATA interfész 600 Mio / s-ra van korlátozva a legújabb generáció (SATA III) esetében, és akár 300 Mio / s- ra a SATA II interfésznél, amely továbbra is elterjedt a régebbi gépeken.
Az SSD PCI Express rendszerint egy RAID-vezérlőből készül, amely két-nyolc SSD-modult összekapcsol közvetlenül a térképen, ezáltal RAID-megoldás kulcsrakész és kompaktabb, mint egy 2,5 vagy 3,5 hüvelykes (8,89 cm ) SATA SSD-hez csatlakoztatott SATA RAID-kártya . Az ilyen típusú konfiguráció azonban még nem támogatja a Trim parancsot .
Ilyen kártya a PCIe kártya és az M.2 kártya összeszerelése.
Külsőleg a mini S-ATA mSATA kártyáinak nincs tokja, ezért kompaktak, de specifikációik nagyon közel állnak az SSD 2,5 hüvelykes formátumához.
Ezek a méretek 50,8 ± 0,15 mm × 29,85 ± 0,15 mm , a magasság szerint változik a márkák és modellek, így a Kingston UV500 intézkedéseket 4,85 mm , a Samsung 860 evo 1 TB intézkedések 3. 85 mm .
M.2 formátumEz a formátum az mSATA utódja, amelynek méretei 22 mm × 80 mm jelenleg a szabványok, de mások is elérhetők:
A "típus" a szélesség és a hosszúság összefűzésével készül.
Példa: egy M2 típusú 22110 méretének tehát 22 × 110 mm .
"Kulcs" rovatokA két fő típusban kapható csatlakozók megkülönböztethetők a "Key" nevű bemetszésüktől, amelyek buszmeghatározóként szolgálnak.
M + B gomb
M gomb - NVMe
Ezen tárolóegységek nagyon magas árainak és / vagy korlátozott kapacitásának megkerülése érdekében, miközben továbbra is kihasználják előnyeiket, az SSD marketing kezdetekor különféle egzotikus megoldásokat adtak el az interneten, például:
DDR-modulokból álló és PCI-be csatlakoztatott memóriakártya .
A SATA- n keresztül csatlakoztatott RAM-modul .
CompactFlash kártya adapter.
Az SSD az flash memóriában tárolja az adatokat , hasonlóan az USB flash meghajtóhoz vagy a memóriakártyához . Az SSD tehát egy flash memória adathordozó, amely a számítógéphez csatlakozik, gyakran a SATA III interfészen keresztül , de ezt fokozatosan felváltja a PCI-E interfész , amely sokkal jobb teljesítmény elérését teszi lehetővé. Ezt a flash memóriát, amelyet a kártyán több modulban osztanak el, egy vezérlő vezérli, amely megszervezi az adatok tárolását és elosztását a teljes memórián. Az operációs rendszer és a memória között kicserélt adatok puffermemórián haladnak át . Az SSD szoftveresen működik egy belső BIOS- on keresztül, amely lehetővé teszi többek között a különböző paraméterek manipulálását, valamint számos, az operációs rendszeren keresztül nem elérhető információ megjelenítését.
Funkció | SSD | Mechanikus tárcsa |
---|---|---|
Véletlenszerű hozzáférési idő | Körülbelül 0,1 ms | 2,9-12 ms |
Olvasási / írási sebesség | 27 MB / s-tól 3 GB / s-ig | 12 és 260 MB / s között |
IOPS | 8 000–3 000 000 (PCIe kapcsolat, több terabájt) | A forgási sebességtől, a tengelyek számától, az időtől függ |
Töredezettség | Nincs vagy nagyon kevés hatással van a teljesítményre (közvetlen hozzáférés az egyes cellákhoz) | Lassítja a fájlhozzáférést
A fájlrendszer típusától függ. Az |
Zaj | Majdnem nulla ( néha hallható mozgó elem, enyhe sípoló hang, az angol " coil whine (en) " néven ismert ) | Az olvasófejek elmozdulásától függően változó Az idő múlásával növekszik, különösen a töredezettség miatt |
Sebezhetőségek | Érzékeny az írási ciklusok számára Az áramkimaradás miatt az egység néhány (régebbi) modellnél helyreállíthatatlanná válhat |
Ütés és rezgés, érzékeny a mágneses mezőkre |
Vágott | 4,57-6,35 cm (1,8-2,5 ″) SATA formátumú SSD- khez (típustól függően)
Változtatható méret a PCI-Express formátumú SSD-khez |
4,57-6,35-8,89 cm (1,8-2,5-3,5 ") (modelltől függően) |
Tömeg | Néhány tíz gramm | Kb. 100 g egy 2,5 "-es modellnél
Körülbelül 650 g 3,5 hüvelykes modellhez |
Élettartam | Gyártói garancia 1 és 10 év között változik Garantált írási ciklusok: 10 000 (SLC), 5000 (MLC) és 1000 (TLC) |
Gyártói garancia 2-5 év
Az élet a priori korlátozás nélkül , de a mechanikai törékenység korlátozza |
Költség / kapacitás arány | Körülbelül 0,18 € / GiB ( 2019 ) | Körülbelül 0,06 € / GiB ( 2019 ) |
Tárolási kapacitás | Legfeljebb 30 TB ( Samsung PM1643), 250 GB - 2 TB a 2019-es leggyakoribb modellekhez | Legfeljebb 12 TB , 2-4 TB a leggyakoribb modellek számára 2019-ben |
Fogyasztás | 0,1 - 0,9 W (készenléti állapotban) - 0,9 W (aktivitás) | 0,5–1,3 W (készenléti állapotban) 2–4 W (aktivitás) |
A flash memóriának négy típusa van:
A gyorsítótár nélküli teljesítményt illetően:
SLC (egyszintű / 1-bites cella) >> MLC (többszintű / 2-bites cella) >> TLC (háromszintű / 3-bites cella) >> QLC (négyszintű / 4-bites cella)
Cellánként több bit tárolása lehetővé teszi a gyártási költségek jelentős csökkentését, mivel a sűrűség legalább megduplázódik, de rontja a teljesítményt, különösen írásban, és nagymértékben csökkenti a cellák élettartamát.
50 nm-es memória esetén az SLC körülbelül 100 000 írási / törlési ciklust támogat.
Az MLC élettartama tízszer kisebb nagyságrendű, modellenként függően cellánként körülbelül 3000 és 10 000 ciklus között változik.
A TLC a legrövidebb élettartamú technológia, cellánként körülbelül 1000 írási ciklussal.
A QLC az a technológia, amelynek élettartama összehasonlítható a TLC-vel írási ciklusokban (sejtenként körülbelül 1000 írási ciklus). Kiválóan alkalmas nagy mennyiségű statikus tárolásra (pl. Videotár vagy diszkó). Valójában a QLC memória már nem a 2D NAND technológián (1 réteg), hanem a 3D NAND technológián alapul (32 egymást követő réteg) a nagyobb tárolókapacitás érdekében. Így megjelent a NAND 3D technológia . A 2D NAND-tól eltérően, amely csak egy rétegben képes adatokat tárolni , a 3D NAND 32 rétegen tárol adatokat. Ezért az MLC minden cellája maximum 2 GB-ra nő , míg a TLC minden sejtje legalább 48 GB-mal nő . A QLC egy részét tartalmazó gyorsítótár az SLC-ben (azaz cellánként csak egy bit) lehetővé teszi az írások maszkolt időben történő végrehajtását, ha azok pontosak.
Sok SSD- t 5-10 év gyártói garanciával forgalmaznak . Ez nem véd az adatvesztés ellen, de garantálja, hogy meghibásodás esetén (ha megtartottuk a vásárlás igazolását, vagy ha az interneten keresztül regisztráltunk) új, azonos tulajdonságú SSD-t kapunk, amelyen visszaállíthatjuk az utolsó biztonsági másolatot .
A fogyasztói SSD-k többsége MLC memóriát használ (2017-ben leginkább a TLC a legtöbb), míg az SLC memóriát a csúcskategóriás SSD - k számára tartják fenn , főként professzionális használatra (vállalatok, szerverek), ami a a fogyasztói SSD: az írási ciklusok határa.
Az ipari alkalmazásokhoz használt SSD-k tervezője, az Innodisk szabadalmaztatta az iSLC technológiát, amely tartósabb és megbízhatóbb teljesítményt ígér, mint a hagyományos NAND MLC vakuk, de olcsóbban. Az MLC típusnak van egy változata is, az úgynevezett eMLC (az Enterprise MLC számára ), amely nagyobb számú írási ciklust tesz lehetővé.
Az SSD élettartamát a merevlemezektől kissé eltérően becsülik meg.
Lényegében két műszaki jellemzőt vesz figyelembe:
A TBW-t a következő képlet határozza meg:
A következő három elem alapján számítják ki:
Néha azt látjuk, hogy a DWPD (angolul: Drive Drive Writes Per Day ) kifejezés megjelenik egyes dokumentációkban , ami a TBW kifejezésének másik módja. Míg a TBW kifejezi az SSD-re átvihető maximális terabájt mennyiséget annak élettartama alatt, addig a DWPD az SSD teljes kapacitásának maximális napi felülírási számát fejezi ki. Ez az érték nem függ az SSD egység kapacitásától, a TBW-vel ellentétben.
Általában a TBW-t a belépő szintű SSD-khez használják, míg a DWPD-t inkább a professzionális SSD-k számára fenntartják, például a szerverekbe beépítettek számára.
A DWPD a TBW és a gyártó garanciális időtartama alapján kerül kiszámításra; a következő képlet határozza meg:
A képlet visszafordítható, kiszámíthatjuk a TBW-t a DWPD-ből és az SSD garanciális időszakából is:
Figyelem: ne tévessze össze a Go ( gigabájt ), a ( terabájt ) és a Gio ( gibibyte ), a Tio ( tebibájt ) ( magyarázatokat lásd a Bájt cikk Többszörös szakaszában ).
Más technológiák befolyásolhatják az élettartamot, például azt, hogy támogatják-e a trim szabályozásokat.
A legújabb SSD modelleken elérhető Trim parancs lehetővé teszi a modern operációs rendszerek számára, hogy megakadályozzák a teljesítmény romlását és az egyes partíciók teljességét. A következő operációs rendszerek támogatják:
Ennek a parancsnak az a célja, hogy értesítse az SSD-vezérlőt egy fájl törléséről, amely aztán a korábban használt flash memória cellákat a háttérben, alacsony keresleti időszakokban kitörölheti a későbbi írások optimalizálása érdekében, amelyeket ezután végre lehet hajtani a flash memória technológia által előidézett előzetes törlés.
Ez a technika lehetővé teszi az SSD-k élettartamának növelését is, az egyes írásokhoz használt cellák forgatásával, azzal a feltétellel, hogy elegendő szabad hely marad a hordozón. Valójában minél jobban korlátozzák a rendelkezésre álló tárhelyet, annál többször írnak ugyanarra a cellára, csökkentve ezzel a technika hatékonyságát.
A Kingston gyártó alternatív technikát fejlesztett ki, hogy kihasználja a Trim parancs előnyeit még olyan operációs rendszerek esetén is, amelyek nincsenek optimalizálva az SSD adathordozók kezelésére, ezért nem támogatják ezt a parancsot. Ez a „ Garbage Collector ” (franciául szemétgyűjtő ) elnevezésű technika az SSD firmware szintjén működik , az operációs rendszertől függetlenül .