Что такое SSD?

Хранилище — одна из немногих частей компьютера, которая время от времени полностью обновляется. Мы начали с ленты, затем перешли на гибкие диски, затем на жесткие диски, а теперь и на твердотельные накопители или твердотельные накопители. SSD — это последняя в цепочке очень разных технологий хранения, хотя и не полностью заменила своего предшественника (пока, в любом случае). Вот история SSD и того, как он постепенно стал основным устройством хранения для компьютеров во всем мире.

Маленький, легкий и эффективный

Самая большая инновация SSD заключается в том, что он на 100 % цифровой, то есть в его работе абсолютно не используются движущиеся или механические детали. Основные носители данных, предшествовавшие SSD, такие как ленты, гибкие диски, DVD и жесткие диски (или HDD), были частично механическими или аналоговыми. 100-процентная цифровизация позволяет SSD быть очень маленьким, от размера вашей руки до размера вашего пальца. Твердотельные накопители намного легче и эффективнее, чем жесткие диски, на смену которым (в основном) пришли твердотельные накопители.

Что делает SSD возможным, так это флэш-память NAND, крошечный кремниевый чип размером с кончик вашего пальца и один чип может хранить до двух терабайт на момент записи (более дешевые устройства будут использовать чипы меньшей емкости хотя). Во многих отношениях флэш-память NAND очень похожа на оперативную память, которая также является микросхемой, которая может хранить большое количество данных и иногда используется в твердотельных накопителях, чтобы сделать их еще быстрее. Однако между флэш-памятью NAND и оперативной памятью есть три ключевых различия: оперативная память намного быстрее, чипы NAND обладают большей емкостью по более низкой цене, а NAND не требует постоянной мощности для сохранения данные.

Хотя флэш-память является ключевым элементом SSD, не все устройства, использующие флэш-память, считаются твердотельными накопителями, например USB-накопители и SD-карты. SSD обычно представляет собой высокопроизводительную реализацию флэш-памяти, которую можно установить либо непосредственно в компьютер, либо во внешний корпус, который подключается к компьютеру. Единственная реальная разница между USB-накопителем и внешним SSD заключается в том, что SSD может быть быстрее и иметь большую емкость.

Различные типы интерфейсов данных и типов памяти для твердотельных накопителей

Хотя все твердотельные накопители используют флэш-память, между разными моделями могут быть существенные различия. Двумя ключевыми характеристиками, на которые следует обратить внимание, являются интерфейс данных и тип памяти, которые оказывают значительное влияние как на производительность, так и на совместимость.

Интерфейс данных SSD — это то, что вы не можете игнорировать, даже если вы не энтузиаст, потому что именно так ваш SSD подключается к вашему компьютеру. Вообще говоря, существует три основных способа подключения SSD к устройству: PCIe, SATA и USB. Из этих трех PCIe предлагает самые высокие скорости передачи, а более новые версии PCIe позволяют твердотельным накопителям достигать еще более высоких скоростей. Хотя SATA значительно медленнее, чем PCIe, он не слишком медленный и подходит для более старых моделей. Однако даже в последних версиях USB твердотельные накопители могут работать довольно медленно, потому что интерфейс USB просто не оптимален для твердотельных накопителей.

Эти интерфейсы не только цифровые, но и физические. PCIe можно использовать либо через один из слотов x16 на материнской плате, либо через слот M.2, совместимый с крошечными твердотельными накопителями NVMe. SATA включен другая рука обычно используется для 2,5-дюймовых твердотельных накопителей, хотя некоторые твердотельные накопители SATA имеют форм-фактор M.2, а некоторые слоты M.2 - SATA. совместимый. Хотя современные настольные компьютеры совместимы с большинством (если не со всеми) типами твердотельных накопителей PCIe и SATA, в большинстве современных ноутбуков используются только твердотельные накопители NVMe.

Несмотря на то, что у флэш-памяти есть много аспектов, определяющих ее ключевые характеристики, одним из наиболее важных спецификации — это размер ячеек, в которых хранятся отдельные единицы и нули, составляющие данные в флэш-память. Большинство флэш-памяти хранит один, два, три или четыре бита на ячейку, и хотя больше обычно означает лучше, в данном случае это не всегда так. Ячейки с меньшим количеством бит быстрее и долговечнее, а ячейки с большим количеством бит могут хранить данные более плотно.

Память с одноуровневыми ячейками (или SLC) хранит только один бит, и это самый быстрый и надежный вид флэш-памяти. Однако низкая плотность данных означает, что этот тип памяти является самым дорогим. Многоуровневая ячейка (или MLC) имеет два бита на ячейку, трехуровневая ячейка (или QLC) имеет три бита, а четырехуровневая ячейка (или QLC) имеет четыре бита. Сегодня QLC очень популярен для дешевых накопителей, таких как Solidigm P41 Plus, в то время как TLC достаточно для высокопроизводительных дисков, таких как Samsung 990 Pro. SLC и MLC в основном предназначены для профессиональных компьютеров и компьютеров центров обработки данных из-за их высокой стоимости и чрезмерной производительности для всех остальных.

Почему SSD еще не полностью убил HDD

После всего этого вам может быть интересно, почему жесткий диск все еще существует. Твердотельные накопители суперсовременны, на порядки быстрее и намного меньше. Хотя все это помогло твердотельным накопителям в основном завоевать рынок хранилищ, есть несколько причин, по которым твердотельные накопители не убили жесткие диски, как жесткие диски убили дискеты.

Одна из главных причин (и, возможно, главная причина) заключается в том, что жесткие диски намного дешевле твердотельных накопителей. На момент написания SSD были достигая самых низких цен, которые мы когда-либо видели, но довольно средний 2 ТБ SSD по-прежнему стоит около 70 долларов, в то время как 2 ТБ жесткие диски можно найти от 40 до 40 долларов. $50. Если вы покупаете много места для хранения, эта разница очень быстро увеличивается. Кроме того, весьма вероятно, что твердотельные накопители не будут такими дешевыми в течение долгого времени, поскольку производители сокращают производство, чтобы избежать этих минимальных цен.

Жесткие диски также имеют еще одно преимущество, связанное с хранением: размер. Самые большие жесткие диски могут хранить 22 ТБ данных, и хотя сверхвысокие твердотельные накопители для центров обработки данных могут хранить до 100 ТБ, самые большие потребительские твердотельные накопители достигают только 15,3 ТБ. Но даже в этом случае твердотельные накопители емкостью 15,3 ТБ не очень распространены, и если вам нужен твердотельный накопитель большой емкости, вам придется согласиться на более массовую модель емкостью 8 ТБ. Конечно, эти твердотельные накопители физически меньше, чем жесткие диски, но большинство материнских плат имеют больше портов SATA, чем слоты M.2 и PCIe, а это означает, что вы можете хранить больше данных, используя жесткие диски.

Что в конечном счете делает HDD по-прежнему пригодным для использования после всех этих лет, так это тот факт, что скорость — это еще не все. Конечно, для вашей операционной системы, игр и другого программного обеспечения использование SSD намного лучше, чем использование жесткого диска, но для долговременного хранения данных не требуется высокая скорость. Когда вы считаете, что жесткие диски могут получить больше места для хранения по более низкой цене, чем твердотельные накопители, жесткий диск является очевидным выбором для хранения данных, к которым вы не обращаетесь постоянно. Жесткий диск будет полностью заменен только тогда, когда твердотельные накопители смогут предложить равную отдачу от вложенных средств, когда речь идет о емкости.