
SSD — достоинства, преимущества и устройство твердотельных накопителей
Содержание:
SSD-накопитель — что это
Твердотельный накопитель (в англ. варианте SSD, solid state drive) — это запоминающее устройство, где постоянно хранится информация. По аналогии с жестким диском SSD обладает энергонезависимостью, т. е., если внезапно отключится питание компьютера, все данные останутся в его памяти (в отличие от ОЗУ). Сегодня покупатели могут найти на рынке огромное количество моделей твердотельных накопителей по любой стоимости. В своем материале мы предоставим вам информацию о достоинствах и недостатках SSD, их устройстве и принципах работы.


Плюсы и минусы SSD
Твердотельные накопители обладают следующими преимуществами перед классическими HDD:
- Более эффективная и скоростная работа. Операционная система гораздо быстрее отзывается и запускается. Также увеличивается скорость обработки фотографий, графики, видео и загрузки игр.
- Хотя в работе SSD тоже наблюдаются отказы, но по надежности они выигрывают у жестких дисков. Положительную роль играет более простое устройство, отсутствие движущихся механических деталей и высокая устойчивость к физическим воздействиям.
- Легкий вес, компактность и простота установки устройства.
Заменив жесткий диск на SSD, пользователи ускоряют работу устаревшего компьютера. Также твердотельный накопитель можно использовать в качестве дополнительного запоминающего устройства и кэша жесткого диска, чем еще больше повысить скорость работы часто запускаемых файлов и приложений.
Но, как и любая технология, SSD не идеальны. Ресурс твердотельных накопителей по количеству записываемых данных ограничен. Особая архитектура и способы записи приводят к постепенному изнашиванию ячеек памяти. Но при этом SSD обладают высоким ресурсом перезаписи (от 200 циклов даже в недорогих моделях), что позволит активно пользоваться диском достаточно продолжительное время. Вторым минусом стоит отметить высокую цену 1 ГБ памяти по сравнению с той же характеристикой жесткого диска. Причем разница в стоимости дорогих HDD и SSD гораздо выше разницы в стоимости бюджетных моделей. Скорее всего, твердотельные накопители не смогут вытеснить жесткие диски с их позиций. Но сейчас они являются отличным альтернативным решением во многих ситуациях.
Устройство твердотельных накопителей
В качестве основных элементов твердотельных накопителей выступают:
- PCB. Печатная плата.
- NAND-flash. Флеш-память, главная задача которой — хранение информации.
- NAND-controller. Контроллер памяти. Процессор, обеспечивающий производительность SSD и являющийся переходником между накопителем и операционной системой.
- DRAM — кэш. Не каждая модель может им похвастаться. Временное вместилище небольшого количества информации. Благодаря ему память изнашивается не так сильно, и файлы открываются гораздо быстрее.
- HOST-интерфейс. Соединяет SSD с ОС.
Модели твердотельных накопителей имеют существенные отличия во внешнем виде и расположении компонентов.
Параметры и принципы работы SSD
Далее вы узнаете о форм-факторе и интерфейсах подключения SSD, а также о том, как скорость работы накопителей зависит от способов соединения. И ознакомитесь с понятиями «NAND-память» и «NAND-контроллер».


Форм-фактор и интерфейс подключения
Первое отличие моделей SSD — это форм-фактор:
- mSATA — уже несовременный формат низкопрофильной платы расширения. Подключается через SATA-интерфейс. Применяется в планшетах, ноутбуках, портативной технике.
- 2,5” — Подключается также через интерфейс SATA. Применяется в ноутбуках и стационарных компьютерах.
- M.2 — современный формат низкопрофильной платы расширения. Подключается через SATA и PCI-Express, а также особый слот M.2.
- PCI-Express AIC — для подключения использует только PCI-Express. Применяется в стационарных ПК, серверах и на рабочих станциях.
- U.2 — применяется для подключения накопителей 2,5” через PCI-Express с помощью небольшого особого коннектора.
Наиболее распространены форматы 2,5” и M.2. При этом скорость (в т. ч. и наивысшая) работы SSD напрямую зависит от того, какой интерфейс подключения выбирает пользователь. Если соединение накопителя с системой происходит через интерфейс SATA, то скорость будет ограничена 6 ГБ/с (SATA III), через PCI-Express — 31,5 ГБ/с (PCI-Express 3.0×4). Зная эти параметры, можно подобрать модель, которая идеально подходит к другим компонентам компьютера и операционной системе.
NAND-память
Это — главный и самый дорогой компонент SSD. Подразделяется на 3 разновидности:
- Planar NAND/ 2D NAND. Ячейки памяти расположены в один слой. Вариант устарел.
- 3D NAND/ V-NAND. Ячейки памяти расположены многослойно. Самый популярный тип.
- 3D XPOINT — более скоростная и дорогостоящая альтернатива 3D NAND от Intel и Micron.
Флеш-память 3D NAND, в свою очередь, делится на 4 разновидности.
Тип памяти | Сколько бит данных содержит ячейка памяти | Характеристики | Где применяется |
---|---|---|---|
SLC | 1 | Эффективность, долговечность, высокая стоимость | Профессиональные и серверные накопители |
MLC | 2 | Уступает по характеристикам SLC, но стоит немного дешевле | Широко распространены в разных системах |
TLC | 3 | Хорошее соотношение стоимости и параметров | Самый популярный вид в SSD массового сегмента |
QLC | 4 | Самый недорогой и слабый по своим параметрам вариант. На его основе возможно создать накопители большой емкости | В простых нетребовательных устройствах |
С увеличением количества бит в одной ячейке памяти существенно изменяются параметры накопителя: снижается скорость доступа и надежность хранения данных, но увеличивается объем, и соотношение «стоимость/ емкость» выглядит более привлекательно для потребителя. При этом даже самая недорогая разновидность SSD обладает заметно более высокой скоростью по сравнению с HDD.
NAND-контроллер
Контроллер выполняет роль процессора и выступает одной из основных деталей SSD. Он соединяет компоненты NAND-памяти с операционной системой. NAND-контроллер выполняет следующие функции:
- Контролирует секторы памяти, работа которых нарушена. Не размещает в них информацию.
- Кэширует часто используемые данные, что ускоряет работу с ними.
- Шифрует файлы.
- Обнаруживает и корректирует ошибки связи, отвечает за целостность информации при чтении, записи либо передаче.
- Собирает и удаляет мусор.
- Исправляет небольшие ошибки памяти.
- Выравнивает износ ячеек памяти, чем увеличивает время службы SSD.
NAND-контроллеры выпускают компании-производители твердотельных накопителей (Samsung, Intel, Toshiba и т. д.) и сторонние фирмы (SiliconMotion, Marvell, Phison и др.). Контроллеры тоже в зависимости от характеристик разделяются на разновидности. В дорогие SSD устанавливают продвинутые модели, а в бюджетные — базовые.
Основные потребительские параметры SSD
Чтобы подобрать подходящий SSD, необходимо иметь представление об основных параметрах твердотельных накопителей.
Характеристика | Описание |
---|---|
Max Sequential Reads/Writes | Наивысшая скорость записи и чтения. Скорость, с которой твердотельный накопитель работает с объемными файлами в течение продолжительного времени |
IOPS | Операции ввода—вывода в 1 с. Показывает скорость, с которой SSD работает с произвольными блоками по 4 КБ. Демонстрирует эффективность накопителя в стандартных сценариях |
Access Time (Latency) | Время доступа/ задержка. Показывает, какой отрезок времени нужен SSD для начала обработки файла |
TBW / Cycles | Общий объем данных, который возможно записать/ перезаписать на накопитель. Демонстрирует рабочий запас SSD |
Кроме этого, SSD поддерживают функции NCQ и TRIM. Первая оптимизирует чередование команд и позволяет ускорить доступ к хранящимся сведениям. Вторая улучшает эффективность удаления данных и дает возможность осуществить высокоскоростную запись.
Заключение
Мы представили вам главные параметры и форматы твердотельных накопителей, ознакомили с устройством и принципами работы SSD. Если у вас есть вопросы, команда «АйТиСпектр» рада ответить на них. Кроме этого, мы всегда поможем вам с ремонтом и обслуживанием техники.