ما هو SSD؟

التخزين هو أحد الأجزاء القليلة في الكمبيوتر التي تحصل على تغيير كامل وشامل بين الحين والآخر. بدأنا بالشريط ، وانتقلنا إلى الأقراص المرنة ، ثم إلى محركات الأقراص الثابتة ، والآن محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة ، أو محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة. SSD هو ملف الأحدث في سلسلة من تقنيات التخزين المختلفة جدًا ، على الرغم من أنها لم تحل محل سابقتها تمامًا (حتى الآن ، على أي حال). إليكم قصة SSD وكيف أصبح تدريجياً جهاز التخزين الأساسي لأجهزة الكمبيوتر في كل مكان.

صغيرة وخفيفة وفعالة

أكبر ابتكار في SSD هو أنه رقمي 100٪ ، مما يعني أنه لا يستخدم على الإطلاق أي أجزاء متحركة أو ميكانيكية من أجل التشغيل. كانت وسائط التخزين الرئيسية التي سبقت SSD ، مثل الشريط والأقراص المرنة وأقراص DVD ومحركات الأقراص الثابتة (أو محركات الأقراص الصلبة) ، جميعها ميكانيكية أو تمثيلية جزئيًا. يسمح كونك رقميًا بنسبة 100٪ أن تكون محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة صغيرة جدًا ، بدءًا من حجم يدك إلى حجم إصبعك. تعد محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة (SSD) أخف بكثير وأكثر كفاءة من محركات الأقراص الثابتة ، والتي نجحت (في الغالب) في استخدام محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة.

ما يجعل SSD ممكنًا هو ذاكرة فلاش NAND ، شريحة سيليكون صغيرة بحجم طرف إصبعك ، و يمكن لشريحة واحدة تخزين ما يصل إلى 2 تيرابايت في وقت كتابة هذا التقرير (ستستخدم الأجهزة الأرخص رقائق ذات سعة أقل رغم ذلك). في كثير من النواحي ، يشبه فلاش NAND ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ، وهي أيضًا شريحة يمكنها تخزين الكثير من البيانات وتستخدم أحيانًا في محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة لجعلها أسرع. هناك ثلاثة اختلافات رئيسية بين ذاكرة فلاش NAND وذاكرة الوصول العشوائي: ذاكرة الوصول العشوائي أسرع بكثير ، رقائق NAND تتمتع بقدرات أعلى مقابل سعر أقل ، ولا تتطلب NAND طاقة ثابتة من أجل الاحتفاظ بها بيانات.

على الرغم من أن ذاكرة الفلاش هي مفتاح SSD ، لا تعتبر جميع الأجهزة التي تستخدم ذاكرة فلاش SSD ، مثل محركات أقراص USB المحمولة وبطاقات SD. يعد SSD عادةً تنفيذًا عالي الأداء لذاكرة فلاش يمكن تثبيتها في جهاز كمبيوتر مباشرةً أو في حاوية خارجية متصلة بجهاز كمبيوتر. يتمثل الاختلاف الحقيقي الوحيد بين محرك أقراص USB المحمول ومحرك أقراص الحالة الصلبة الخارجي في أن محرك أقراص الحالة الصلبة قد يكون أسرع وأعلى سعة.

الأنواع المختلفة لواجهات البيانات وأنواع الذاكرة لمحركات أقراص الحالة الصلبة

على الرغم من أن جميع محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة تستخدم ذاكرة فلاش ، إلا أنه يمكن أن تكون هناك اختلافات كبيرة بين الطرز المختلفة. المواصفات الرئيسية التي يجب البحث عنها هي واجهة البيانات ونوع الذاكرة ، والتي لها تأثير كبير على كل من الأداء والتوافق.

واجهة البيانات الخاصة بـ SSD هي شيء لا يمكنك تجاهله حتى لو لم تكن متحمسًا ، لأنها طريقة اتصال SSD بجهاز الكمبيوتر الخاص بك. بشكل عام ، هناك ثلاث طرق رئيسية لتوصيل SSD بجهاز: PCIe و SATA و USB. من بين الثلاثة ، توفر PCIe أسرع سرعات نقل ، وتمكن الإصدارات الأحدث من PCIe محركات أقراص الحالة الثابتة من الوصول إلى سرعات أعلى. على الرغم من أن SATA أبطأ بشكل ملحوظ من PCIe ، إلا أنها ليست بطيئة بشكل كبير ومناسبة للموديلات القديمة. حتى في أحدث إصدارات USB ، يمكن أن تكون محركات أقراص الحالة الصلبة بطيئة جدًا لأن واجهة USB ليست مثالية لمحركات أقراص الحالة الثابتة.

هذه الواجهات ليست رقمية فحسب ، بل مادية أيضًا. يمكن استخدام PCIe من خلال إحدى فتحات x16 على اللوحة الأم أو عبر فتحة M.2 متوافقة مع محركات أقراص NVMe SSD الصغيرة. تشغيل SATA من ناحية أخرى ، تُستخدم عادةً لمحركات أقراص الحالة الثابتة مقاس 2.5 بوصة ، على الرغم من أن بعض محركات أقراص SATA SSD موجودة في عامل الشكل M.2 وبعض فتحات M.2 هي SATA متناسق. في حين أن أجهزة الكمبيوتر المكتبية الحديثة متوافقة مع معظم (إن لم يكن جميع) أنواع PCIe و SATA SSD ، فإن معظم أجهزة الكمبيوتر المحمولة الحديثة تستخدم محركات أقراص NVMe SSD فقط.

في حين أن هناك العديد من جوانب ذاكرة الفلاش التي تحدد الخصائص الرئيسية ، إلا أنها واحدة من أهمها المواصفات هي حجم الخلايا ، وهي الأشياء التي تخزن الآحاد والأصفار التي تشكل البيانات فيها ذاكرة متنقله. تخزن معظم ذاكرة الفلاش بت واحد أو اثنين أو ثلاثة أو أربعة بت لكل خلية ، وبينما يعني الحجم الأكبر عادةً أفضل ، في هذه الحالة لا يكون هذا صحيحًا دائمًا. الخلايا ذات البتات الأقل تكون أسرع وتتمتع بقدرة أكبر على التحمل ، بينما يمكن للخلايا التي تحتوي على وحدات بت أكثر تخزين البيانات بكثافة أكبر.

تخزن ذاكرة الخلية أحادية المستوى (أو SLC) بت واحد فقط ، وهي أسرع أنواع الفلاش وأكثرها ديمومة. ومع ذلك ، فإن كثافة البيانات المنخفضة تعني أن هذا النوع من الذاكرة هو الأغلى تكلفة. تحتوي ذاكرة الخلية متعددة المستويات (أو MLC) على بتتين لكل خلية ، وتحتوي الخلية ثلاثية المستوى (أو QLC) على ثلاث بتات ، وتحتوي الخلية رباعية المستوى (أو QLC) على أربع بتات. اليوم ، تحظى QLC بشعبية كبيرة لمحركات الأقراص الرخيصة مثل Solidigm's P41 Plus، في حين أن TLC كافٍ بما يكفي لمحركات الأقراص المتطورة مثل 990 برو من سامسونج. SLC و MLC مخصصان في الغالب لأجهزة الكمبيوتر الاحترافية وأجهزة مركز البيانات نظرًا لتكلفتها العالية وأدائها المفرط بالنسبة لأي شخص آخر.

لماذا لم يقتل SSD محرك الأقراص الثابتة تمامًا حتى الآن

بعد كل هذا ، قد تتساءل عن سبب استمرار القرص الصلب. محركات أقراص الحالة الصلبة فائقة الحداثة ، وأسرع من حيث الحجم ، وأصغر بكثير. على الرغم من أن كل هذه الأشياء قد ساعدت محركات الأقراص الثابتة SSD في الغالب على الاستيلاء على سوق التخزين ، إلا أن هناك عدة أسباب لعدم قيام SSD بقتل محرك الأقراص الثابتة مثل محرك الأقراص الثابتة الذي قتل القرص المرن.

أحد أكبر الأسباب (وربما السبب الرئيسي) هو أن محركات الأقراص الصلبة أرخص بكثير من محركات أقراص الحالة الصلبة. في وقت كتابة هذا التقرير ، كانت محركات أقراص الحالة الثابتة تصل إلى أدنى الأسعار التي رأيناها على الإطلاق ، ولكن لا يزال سعر محرك الأقراص الثابتة سعة 2 تيرابايت متوسط ​​الحجم إلى حد ما حوالي 70 دولارًا ، بينما يمكن العثور على محركات الأقراص الثابتة بسعة 2 تيرابايت مقابل 40 دولارًا أمريكيًا $50. إذا كنت تشتري الكثير من السعة التخزينية ، فسيزداد هذا الاختلاف بسرعة كبيرة. أيضًا ، من المحتمل جدًا ألا تكون محركات أقراص الحالة الثابتة (SSD) رخيصة إلى هذا الحد لفترة طويلة ، حيث يقوم المصنعون بتقليل الإنتاج للهروب من هذه الأسعار المتدنية.

تتمتع محركات الأقراص الثابتة أيضًا بميزة أخرى متعلقة بالتخزين: الحجم. يمكن لأكبر محركات الأقراص الصلبة تخزين 22 تيرابايت من البيانات ، وعلى الرغم من أن محركات الأقراص الصلبة فائقة الجودة لمراكز البيانات يمكنها تخزين ما يصل إلى 100 تيرابايت ، فإن أكبر محركات أقراص الحالة الصلبة للمستهلكين تصل إلى 15.3 تيرابايت فقط. ولكن حتى ذلك الحين ، فإن محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة 15.3 تيرابايت ليست شائعة جدًا وإذا كنت تريد محرك أقراص ذي حالة صلبة عالية السعة ، فسيتعين عليك تسوية نموذج أكثر انتشارًا بسعة 8 تيرابايت. بالطبع ، تعد محركات أقراص الحالة الصلبة هذه أصغر حجمًا من محركات الأقراص الثابتة ، ولكن معظم اللوحات الأم بها منافذ SATA أكثر من فتحات M.2 و PCIe ، مما يعني أنه يمكنك تخزين المزيد من البيانات باستخدام محركات الأقراص الثابتة.

ما يجعل محرك الأقراص الصلبة لا يزال قابلاً للاستخدام بعد كل هذه السنوات هو حقيقة أن السرعة ليست كل شيء. بالتأكيد ، بالنسبة لنظام التشغيل والألعاب والبرامج الأخرى ، يعد استخدام SSD أفضل بكثير من استخدام محرك الأقراص الثابتة ، ولكن تخزين البيانات على المدى الطويل لا يتطلب سرعة عالية. عندما تفكر في أن محركات الأقراص الصلبة يمكنها الحصول على مساحة تخزين أكبر بتكلفة أقل من محركات أقراص الحالة الصلبة ، فإن محرك الأقراص الثابتة هو الخيار الواضح لتخزين البيانات التي لا يمكنك الوصول إليها طوال الوقت. سيتم استبدال محرك الأقراص الصلبة بالكامل فقط عندما يمكن لمحركات أقراص الحالة الصلبة أن تقدم ضجة متساوية مقابل باك عندما يتعلق الأمر بالسعة.