У сучасних ssd накопичувачах використовується флеш пам'ять. SSD-диск - що таке та з чим його їдять. TLC або MLC: що краще

На заміну магнітним жорстким дискам приходять твердотільні накопичувачі, скорочено SSD (Solid State Drive). І хоча в скороченні згадується слово drive - "диск", нові пристрої зберігання інформації важко назвати дисками, тому що в них немає диска, що нічого нагадує.

Давайте розберемося в тому, чим хороші твердотільні накопичувачі (SSD) і чим вони відрізняються від усіх нам знайомих жорстких магнітних дисків – HDD.

Переваги SSD перед HDD.

Найголовнішою перевагою SSD перед HDD є те, що їх швидкодіянабагато вище, ніж "класичних" вінчестерів. Справа в тому, що SSD використовують зовсім іншу технологію запису, зберігання та зчитування інформації. Технологія запозичена у флеш-пам'яті, тому SSD можна назвати спеціалізованою флешкою ​​великої ємності.

Друга перевага SSD – це відсутність рухомих частинта деталей. Ні для кого не секрет, що жорсткі жорсткі диски дуже чутливі до вібраційних навантажень, особливо в робочому стані. Випадкове падіння і HDD можна розпрощатися назавжди. Також нерідкий вихід із стоячи приводу, який крутить ті самі магнітні "млинці". Механічні деталі – це ахіллесова п'ята будь-якого високотехнологічного пристрою.

Так як у SSD просто немає рухомих частин і деталей, то стійкість їх до вібрації та ударів значно вища, ніж звичайних HDD.

Третім і важливим для портативної техніки якістю SSD є їх мала вага. Якщо одну долоню покласти 2,5” SSD, ємністю, наприклад, 128Gb, ​​але в іншу долоню 2,5” HDD на 180Gb, то твердотельный накопичувач здасться вам просто " пушинкою " . Вони надзвичайно легкі.

Четвертою перевагою SSD перед HDD є те, що вони витрачають менше енергії, а робоча температура їх набагато нижча.

Ось, мабуть, і всі якісні відмінності SSD HDD.

Пристрій SSD диска.

Так виглядає середньостатистичний SSD-диск. Звичайно, у продажу є моделі в безкорпусному виконанні. Найбільш поширені SSD-накопичувачі форм-фактора 2,5".

Рядовий твердотільний накопичувач є друкованою платою з встановленим на ній набором мікросхем. Цей набір складається з мікросхеми NAND-контролераі, власне, мікросхем NAND-пам'яті.

Площа друкованої плати твердотельного накопичувача використовується повною. Більшу її частину займають мікросхеми NAND-пам'яті.

Як бачимо, у SSD-накопичувачі немає жодних механічних частин та дисків – лише мікросхеми. Не дарма останнім часом SSD все частіше називають "електронними" дисками.

Типи пам'яті у SSD.

Тепер, коли ми розібралися з пристроєм SSD-накопичувачів, поговоримо про них детальніше. Як мовилося раніше, рядовий SSD і двох взаємозалежних елементів: пам'яті і контролера.

Почнемо з пам'яті.

Для зберігання інформації в SSD використовується NAND-пам'ять, яка складається з величезної кількості транзисторів MOSFET з плаваючим затвором. Їх ще називають осередками (пам'яті). Осередки об'єднуються в сторінки по 4 кБайта (4096 байт), потім у блоки по 128 сторінок, а далі в масив по 1024 блоки. Один масив має об'єм 512 Мбайт і керується окремим контролером. Така багаторівнева модель пристрою накопичувача завдає певних обмежень на його роботу. Так, наприклад, прати інформацію можна лише блоками по 512 кБайт, а запис можливий лише по 4 кБайт. Все це призводить до того, що записом та читанням інформації з мікросхем пам'яті керує спеціальний контролер.

Тут варто відзначити, що від типу контролера залежить багато чого: швидкість читання та запису, стійкість до збоїв, надійність. Про те, які контролери використовуються в SSD, ми поговоримо трохи згодом.

У SSD застосовуються три основні типи NAND-пам'яті: SLC, MLC та TLC. У пам'яті типу SLC (Single-Level Cell) використовуються однорівневі транзистори. Це означає, що один транзистор може зберігати 0 або 1. Одним словом, такий транзистор може запам'ятати лише один біт інформації. Замало буде, чи не так?

Тут головасті мужики "почухали ріпу" і придумали, як транзистор-осередок зробити 4-х рівневим. При цьому кожен рівень становить 2 біти інформації. Тобто на одному транзисторі можна записати одну з чотирьох комбінацій 0 та 1, а саме: 00 , 01 , 10 , 11 . Тобто 4 комбінації, проти 2 у SLC. Вдвічі більше, ніж на SLC-комірках! І назвали вони їх багаторівневими осередками – MLC (Multi-Level Cell).

Таким чином, на тому самому кількості транзисторів (осередків) можна записати в 2 рази більше інформації, ніж, якби застосовувалися SLC-комірки. Це значно здешевлює кінцевий продукт.

Але у MLC-осередків є суттєві недоліки. Термін життя таких осередків менше, ніж у SLC і становить у середньому 100 000 циклів. У SLC-осередків цей параметр становить 1000000 циклів. Також варто відзначити, що час читання та запису у MLC-осередків більше, що зменшує швидкодію твердотільного накопичувача.

Оскільки технології зберігання інформації на твердотільних носіях дуже швидко розвиваються, то, можливо, все, що ви тут дізналися, вже вважається морально застарілим.

Наприклад, коли ще писалася ця стаття, у продажу лідирували SSD-диски, виготовлені за технологією MLC. Однак, зараз їх фактично витіснили SSD-накопичувачі з пам'яттю типу TLC- Трирівневих осередків ( Triple-Level Cell). Пам'ять TLC має 8 рівнів, а, отже, кожен осередок може зберігати вже 3 біта інформації (000, 001, 011, 111, 110, 100, 101, 010).

Порівняльна таблиця типів флеш-пам'яті: SLC, MLC та TLC.

З таблиці видно, що більше рівнів використовують у осередку, тим повільніше працює пам'ять її основі. TLC-пам'ять явно програє як за швидкістю, так і за "часом життя" - циклами перезапису.

Так, до речі, у USB-флешках вже давно використовується TLC-пам'ять, яка хоч і швидше "зношується", але і коштує набагато дешевше. Саме тому вартість USB-флеш та карт пам'яті неухильно знижується.

Незважаючи на те, що SSD-диски випускають різні компанії під своїм брендом, NAND-пам'ять багато хто купує у невеликої кількості її виробників.

Виробники NAND-пам'яті:

Intel/Micron;

• Toshiba/SanDisk;

  Samsung.

Таким чином, ми дізналися, що SSD-диски бувають з трьома різними типами пам'яті: SLC, MLC та TLC. Пам'ять на основі SLC-осередків більш швидка та довговічна, але дорога. Пам'ять на MLC-осередках помітно дешевше, але має менший ресурс і швидкодію. У широкому продажу можна знайти лише SSD-диски на основі флеш-пам'яті типу MLC та TLC (на момент редагування статті). Диски із SLC-пам'яттю практично не зустрічаються.

Пам'ять 3D XPoint та накопичувачі Intel Optane.

Варто зазначити і те, що з недавніх пір у продажу з'явилися накопичувачі, які базуються на новому типі енергонезалежної пам'яті. 3D XPoint(читається, як "три ді крос-поінт"). На базі 3D XPoint корпорація Intel випускає тверді накопичувачі під брендом Intel Optane. Розробкою нового типу пам'яті займалися дві компанії Intel та Micron.

3D XPoint – це принципово новий тип енергонезалежної пам'яті на відміну від NAND-пам'яті, яка відома аж з 1989 року.

3D XPoint має більшу швидкість читання-запису, так як доступ до осередку відбувається безпосередньо. Як стверджується, в пам'яті 3D XPoint взагалі немає транзисторів, а кожен осередок здатний зберігати 1 біт інформації. Завдяки прямому доступу відпадає потреба в складних контролерах, які просто потрібні в накопичувачах NAND з багаторівневими транзисторами (MLC, TLC). Крім цього, ресурс (зносостійкість) даної пам'яті набагато вищий, ніж у NAND, в якій є такий базовий дефект, як витік електронів з осередків.

Оскільки швидкодія накопичувачів Intel Optane перевершує можливості інтерфейсу SATA, їх, зазвичай, виробляють у форм-факторах M.2, а також у вигляді твердотільного накопичувача під слот PCI Express (PCI-E AIC ( add-in-card)). Для роботи з подібними накопичувачами використовується новий інтерфейс. NVMeякий приходить на зміну SATA.

Контролери SSD-накопичувачів.

На момент написання статті найбільшого поширення набули такі контролери:

Про інсталяцію Windows на SSD.

Встановлювати Windows XP на SSD не рекомендується, оскільки ця операційна система не заточена під роботу з SSD. У Windows 7, 8 та 10 підтримка SSD повністю присутня. Щоправда, для більш довговічної та "правильної" роботи SSD із системою Windows 7 рекомендується провести перевірку/налаштування деяких параметрів цієї ОС.

В даний час все більше популярності набирають твердотільні накопичувачі або SSD. S olid S tate D rive). Пов'язано це з тим, що вони здатні забезпечити високу швидкість читання-запису файлів, так і хорошу надійність. На відміну від звичайних жорстких дисків, тут немає елементів, що рухаються, а для зберігання даних використовується спеціальна флеш-пам'ять — NAND.

На момент написання статті в ССД використовуються три види флеш-пам'яті: MLC, SLC і TLC і в цій статті ми постараємося розібратися, яка з них краща і в чому різниця між ними.

Флеш-пам'ять NAND була названа так на честь особливого виду розмітки даних Not AND (логічне Не І). Якщо не вдаватися до технічних подробиць, то скажемо, що NAND упорядковує дані в маленькі блоки (або сторінки) і дозволяють досягти високих швидкостей зчитування даних.

Тепер давайте розглянемо, які види пам'яті застосовуються у твердотільних накопичувачах.

Single Level Cell (SLC)

SLC - це вже застарілий тип пам'яті, в якому використовувалися однорівневі осередки пам'яті для зберігання інформації (до речі, дослівний переклад російською мовою звучить як Однорівневий осередок). Тобто, в одному осередку зберігався один біт даних. Подібна організація зберігання даних дозволяла забезпечити високу швидкість та величезний ресурс перезапису. Так, швидкість читання досягає 25 мс, а кількість циклів перезапису – 100'000. Однак, незважаючи на свою простоту, SLC є дуже дорогим типом пам'яті.

Плюси:

• Висока швидкість читання-запису;
• Великий ресурс перезапису.

Мінуси:

• Висока вартість.

Multi Level Cell (MLC)

Наступним етапом розвитку флеш-пам'яті є тип MLC (у перекладі російською мовою звучить як «мультирівневий осередок»). На відміну від SLC, тут використовуються дворівневі осередки, які зберігають по два біти даних. Швидкість читання-запису залишається високому рівні, проте витривалість значно знижується. Якщо говорити мовою цифр, то швидкість читання становить 25 мс, а кількість циклів перезапису — 3'000. Також цей тип є і дешевшим, тому він використовується в більшості твердотільних накопичувачів.

Плюси:

• Нижча вартість;
• Висока швидкість читання-запису порівняно із звичайними дисками.

Мінуси:

• Низька кількість циклів перезапису.

Three Level Cell (TLC)

І нарешті, третій тип пам'яті - це TLC (російський варіант назви цього типу пам'яті звучить як «трирівневий осередок»). Щодо двох попередніх, цей тип є дешевшим і в даний час зустрічається досить часто в бюджетних накопичувачах.

Цей тип є більш щільним, у кожному осередку тут зберігається по 3 біти. У свою чергу, висока щільність призводить до зниження швидкості читання/запису та знижує витривалість диска. На відміну від інших типів пам'яті швидкість тут знизилася до 75 мс, а кількість циклів перезапису — до 1'000.

Плюси:

• Висока густина зберігання даних;
• Низька вартість.

Мінуси:

• Низька кількість циклів перезапису;
• Низька швидкість читання-запису.

Висновок

Підсумовуючи, можна відзначити, що найбільш швидкісним і довговічним типом флеш-пам'яті є SLC. Однак через високу ціну цю пам'ять витіснили дешевші типи.

Бюджетним, і в той же час менш швидкісним є тип TLC.

І, нарешті, золотою серединою є тип MLC, який забезпечує більш високу швидкість та надійність порівняно із звичайними дисками і при цьому є не надто дорогим типом. Для наочного порівняння можна ознайомитися з таблицею, наведеною нижче. Тут зібрані основні параметри типів пам'яті, якими проводилося порівняння.

Твердотілі диски стрімко увірвалися в наше життя. Ще десять років тому ніхто навіть і не думав про використання «флеша» як накопичувач для операційної системи. Проте вже сьогодні неможливо уявити добрий комп'ютер без SSD. Звичайно, до офісних ПК та бюджетних робочих станцій вони ще повсюдно не дісталися, але ціна на пристрої такого роду постійно падає, а ємність зростає, що зрештою вилилося в багате розмаїття «видів SSD». І в цій статті я розповім про те, які бувають твердотільні диски, про їх призначення та особливості експлуатації.

Різноманітність SSD – заздри жорсткий диск.

На відміну від класичних вінчестерів «царство» твердотільників незрівнянно більше. Якщо форма і розміри традиційних HDD диктуються їх конструкцією - набором круглих обертових пластин і блоку головок, що зчитує з них, то варіанти реалізації SSD обмежені тільки фантазією інженерів. Більше того, майже всі підвиди накопичувачів потрібні – одні компактні, інші швидкі, треті універсальні.

Усередині пристрою абсолютно різні. У вінчестері (ліворуч) – набір пластин та головок, у SSD – набір мікросхем.

Пройдемося за кожним варіантом виконання докладніше.

Ноутбучний SSD 9,5 мм.

Родоначальник «жанру» - саме з нього бере початок розвиток даного класу пристроїв. Інженери вирішили не мудрувати і випустити новий вид накопичувачів схожим на традиційний вінчестер. І це було цілком виправдано. По-перше, з точки зору сумісності, такі диски можна було підключати до звичайного комп'ютера. Причому не лише до настільного системного блоку, а й навіть до ноутбука. Справа в тому, що дані аксесуари зовні повністю копіюють HDD для портативних ПК формату 2,5 дюйма.

Класичний SSD. Повна сумісність із ноутбучним вінчестером

Перші моделі мали роз'єм SATA II, проте швидко стало зрозуміло, що його пропускної спроможності явно не вистачає, і виробники стали оснащувати свої вироби портом SATA III, що вчасно настав, що має вдвічі більшу швидкість. Відверто кажучи, передовим SSD «тісно» навіть у SATA III, проте для споживчих цілей його більш ніж достатньо.

Важливе значення має товщина видання. Спочатку перевага віддавалася корпусу стандартної товщини 9,5 мм, але виробники перейшли на 7 мм, так як худих побратимів можна встановлювати також і в ультрабуки, що мають значні обмеження за розмірами, так що диски невеликої товщини припали як можна до речі. Досить швидко виробники наголосили на семи міліметрах, не забуваючи комплектувати девайси пластиковими бобишками для установки в старий 9,5 мм відсік ноутбуків. У продажу іноді можна зустріти і 5-мм пристрої – але вони скоріше екзотика.

Крім того, з усіх видів твердотільників цей - найбільш оптимальний за ціною, що і призвело до їхнього великого поширення. На даний момент – це найпопулярніший вид SSD.

mSATA

Досвід експлуатації SSD показав, що у певних ситуаціях класичний розмір диска – явний перебір, його габарити надто великі. Подумайте, якщо пристрій буде використовуватися всередині ноутбука, куди доступ звичайному користувачеві закритий, навіщо йому взагалі корпус. Останній був відправлений в брухт. Крім цього, не всі твердотільники мають максимальну ємність (простіше кажучи, кількість чіпів пам'яті у них не дуже велика). Все це зрештою дозволило скоротити розміри диска до мінімуму.

mSATA. Компактність – головний козир цього SSD

Зовні mSATA представляє невелику плату, яка встановлюється прямо на материнську плату стаціонарного ПК або ноутбука. Для надійності плата закріплюється гвинтом. В іншому – це такий самий SSD, як і описаний вище. На жаль, компактність призвела до незначного підвищення ціни (порівняно з класичними побратимами).

Порівняння SATA (ліворуч) та mSATA (праворуч)

M.2 PCIe – швидше та дорожче

Зростання продуктивності SSD виявилося таким стрімким, що можливості сучасних пристроїв уперлися в обмеження інтерфейсу SATA III. Однак в електроніці преміум-класу таке просто неприпустимо – дорогі комп'ютери та ноутбуки повинні дивувати своїми характеристиками, тому цей ліміт був усунений за рахунок застосування шини PCIe, яка зазвичай використовується зовнішньою відеокартою.

Як бачимо, на лінійному читанні всі SSD показують майже однакову швидкість. Виною тому інтерфейс SATA III, який є пляшковим шийкою.

Швидка шина PCIe усуває проблему «пляшкового шийки», дозволяючи працювати SSD на повну силу. Диски M.2 зовні нагадують mSATA, але більш витягнуті формою і мають роз'єм з двома прорізами. Крім того, їх довжина може змінюватись, так що на материнській платі може бути кілька отворів для кріплення.

SSD типу M.2
Різна довжина залежить від ємності накопичувача. Усі вони без проблем стануть на материнську платню.

Зазвичай формат M.2 – завсідник дорогої техніки – топових ультрабуків та ігрових материнських плат. У дешевих пристроях ви цього роз'єму не знайдете. Як результат – вартість вища за середню, а й продуктивність вища за всякі похвали.

Екзотика – гібриди та монстри

Іноді виробники відходять від стандартів та починають городити свої роз'єми. Яскравий приклад ноутбуків Asus ux21 і ux31. Вони застосований свій власний роз'єм. Для користувача немає жодної різниці, але рівно до того моменту, поки такий SSD не вийде з ладу. Зазвичай у разі поломки досить просто замінити накопичувач - купити новий, проте не в перерахованих вище моделей.

Внизу рідний SSD із ноутбука (нестандартний роз'єм), у середині класичний M.2 SSD, вгорі – перехідник для встановлення M.2 у нестандартний порт.

Просто купити нестандартну "залізку" буде непросто, тому доведеться купувати перехідник, що дозволяє поставити стандартний M.2 у "фірмовий" роз'єм. Але не будемо нікого звинувачувати. Ймовірно, інженери, які проектують такі рішення, мали на те свої причини.

Розпаювання на платі

У ряді випадків, коли потрібно проявити чудеса компактності і випустити дуже тонкий ноутбук або неттоп, напханий під зав'язку потужними компонентами, жоден з перерахованих вище варіантів не підійде. Витиснути максимум дозволить безпосередньо розпаювання компонентів на материнській платі - чіпи пам'яті, контролер та інші елементи будуть "тиснутися в тісноті" з іншими компонентами - оперативною пам'яттю, процесором тощо.

Розібраний Apple Macbook. Усі елементи розпаяні на платі, яка має нестандартний розмір. Компактність з одного боку, відсутність ремонтопридатності - з іншого (тільки міняти всю плату цілком).

Але за все треба платити. В даному випадку таке рішення буде дорожчим (через нестандартність – кожна плата проектується окремо), але головний мінус – повна відсутність ремонтопридатності. Поміняти диск у разі поломки буде неможливо (як, втім, і збільшити його обсяг).

PCI-Ex

За принципом дії нагадують диски M.2 – вони також підключаються по шині PCIe. Але на відміну від дрібних побратимів, ці пристрої – справжні монстри. Вони не обмежені ні в розмірах, ні в потужності електроживлення, що споживається, і призначені виключно для використання в системному блоці стаціонарного ПК. Зовні дуже схожі на відеокарту.

Зовні такий SSD дуже нагадує відеркарту і вставляється в такий же слот.

Такий підхід дозволяє показувати чудеса продуктивності. У порівняльних тестах вони посідають перші місця, видаючи найкращі результати. Очевидно, що ціна таких екземплярів – надхмарна.

Правильне використання SSD

І насамкінець нагадаю, що SSD – особливі пристрої в плані експлуатації. По-перше, у жодному разі не забивайте його під зав'язку – це часто призводить до виходу його з ладу. Намагайтеся залишати щонайменше 20-30 відсотків вільного місця, а купівлю нового накопичувача плануйте з урахуванням цього правила. По-друге, наростіть обсяг оперативної пам'яті до максимуму і відключіть підкачування, яке зазвичай розташоване на SSD. Це дозволить максимально продовжити термін служби твердотільного диска.

Перші SSD, або твердотільні накопичувачі, що використовують флеш-пам'ять, з'явилися в 1995 році, і використовувалися виключно у військовій та аерокосмічній сферах. Величезна на той момент вартість компенсувалася унікальними характеристиками, що дозволяють експлуатацію таких дисків в агресивних середовищах за широкого діапазону температур.

У мас-маркеті накопичувачі SSD з'явилися не так давно, але швидко стали популярними, оскільки є сучасною альтернативою стандартному жорсткому диску. HDD). Розберемося, за якими параметрами потрібно вибирати твердотільний накопичувач, і що він собою взагалі представляє.

Пристрій

За звичкою, SSD називають «диском», але його можна назвати « твердотільний паралелепіпед», оскільки рухомих частин у ньому немає, і нічого формою схожого на диск – теж. Пам'ять у ньому заснована на фізичних властивостях провідності напівпровідників, так що SSD - напівпровідниковий (або твердотільне) пристрій, тоді як звичайний жорсткий диск можна назвати електромеханічним пристроєм.

Абревіатура SSD таки означає « solid-state drive», тобто, буквально, « твердотільний накопичувач». Він складається з контролера та чіпів пам'яті.

Контролер – найважливіша частина пристрою, яка пов'язує пам'ять із комп'ютером. Основні характеристики SSD – швидкість обміну даних, енергоспоживання тощо, залежать саме від нього. Контролер має свій мікропроцесор, який працює за встановленою програмою, і може виконувати функції виправлення помилок коду, запобігання зносу, чищення від сміття.

Пам'ять у накопичувачах може бути як енергонезалежною (NAND), так і енергозалежною (RAM).

NAND-пам'ять спочатку вигравала у HDD лише у швидкості доступу до довільних блоків пам'яті, і лише з 2012 року швидкість читання/запису також багаторазово зросла. Зараз у мас-маркеті накопичувачі SSD представлені моделями саме з енергонезалежною NAND-пам'яттю.

RAM пам'ять відрізняється надшвидкими швидкостями читання та запису, і побудована за принципами оперативної пам'яті комп'ютера. Така пам'ять енергозалежна – за відсутності живлення дані зникають. Використовується в специфічних сферах, на кшталт прискорення роботи з базами даних, у продажу зустріти важко.

Відмінності SSD від HDD

SSDвідрізняє від HDD насамперед фізичний пристрій. Завдяки цьому він може похвалитися деякими перевагами, але має й низку серйозних недоліків.

Основні переваги:

· Швидкодія. Навіть за технічними характеристиками видно, що швидкість читання/запису у SSD вища у кілька разів, але на практиці швидкодія може різнитися в 50-100 разів.
· Відсутність рухомих частин, відповідно, шуму. Також це означає високу стійкість до механічних дій.
· Швидкість довільного доступу до пам'яті набагато вища. В результаті швидкість роботи не залежить від розташування файлів та їх фрагментації.
· Набагато менша вразливість до електромагнітних полів.
· Малі габарити та вага, низьке енергоспоживання.

Недоліки:

· Обмеження ресурсу за циклами перезапису. Означає, що перезаписати окрему комірку можна певну кількість разів – у середньому цей показник варіюється від 1 000 до 100 000 разів.
· Вартість гігабайта обсягу поки що досить висока, і перевищує вартість звичайного HDD у кілька разів. Однак цей недолік з часом зникне.
· Складність або навіть неможливість відновлення видалених або втрачених даних, пов'язана з апаратною командою, що застосовується накопичувачем. TRIM, і з високою чутливістю до перепадів напруги живлення: при такому пошкодженні чіпів пам'яті інформація з них втрачається безповоротно.

Загалом, у твердотільних накопичувачів є ряд переваг, які стандартні жорсткі диски не мають – у випадках, коли головну роль відіграють швидкодія, швидкість доступу, розміри та стійкість до механічних навантажень, SDD наполегливо витісняє HDD.

Який обсяг SSD знадобиться?

Перше, на що варто звернути увагу при виборі SSD його обсяг. У продажу є моделі з ємністю від 32 до 2000 Гб.

Рішення залежить від варіанта використання - ви можете встановити на накопичувач тільки операційну систему і обмежитися об'ємом. SSD у 60-128 Гб, що буде цілком достатньо для Windows та встановлення основних програм.

Другий варіант – використовувати SSD як основну медіа-бібліотеку, але тоді вам знадобиться 500-1000%20%D0%93%D0%B1%0A rel="noopener nofollow">диск об'ємом в 500-1000 Гб, що вийде досить дорого. Це має сенс, тільки якщо ви працюєте з великою кількістю файлів, до яких потрібно забезпечити дійсно швидкий доступ. Що стосується рядового користувача - не дуже раціональне співвідношення ціна/швидкість.

Але є ще одна властивість твердотільних накопичувачів – залежно від об'єму швидкість запису може сильно відрізнятися. Чим більший обсяг диска, тим, як правило, більша швидкість запису. Це з тим, що SSD здатний паралельно використовувати відразу кілька кристалів пам'яті, а кількість кристалів зростає разом із обсягом. Тобто в однакових моделях SSD з різною ємністю 128 і 480 Гб різниця в швидкості може відрізнятися приблизно в 3 рази.

З огляду на цю особливість можна сказати, що зараз найбільш оптимальним за ціною/швидкістю вибором можна назвати 120-240 гігабайтні моделі SSD, їх вистачить для встановлення системи та найважливішого софту, а можливо, і для кількох ігор.

Інтерфейс та форм-фактор

2.5" SSD

Найпоширенішим форм-фактором SSD є формат 2,5 дюйми. Являє собою «брусок» розмірами приблизно 100х70х7мм, у різних виробників вони можуть трохи відрізнятися (±1мм). Інтерфейс у 2.5” накопичувачів, як правило, SATA3 (6 Гбіт/с).

Переваги формату 2.5":

• Поширеність на ринку, доступний будь-який обсяг
• Зручність та простота використання, сумісний з будь-якими материнськими платами
• Демократична ціна

Недоліки формату:

• Відносно низька швидкість серед ssd - максимально до 600 Мб/с один канал, проти, наприклад 1 Гб/с в інтерфейсу PCIe
• Контролери AHCI, розроблені для класичних жорстких дисків

Якщо вам потрібен накопичувач, який зручно і легко монтувати в корпус ПК, а ваша материнська плата має тільки роз'єми SATA2 або SATA3, то2.5%E2%80%9D%20SSD%20%D0%BD%D0%B0%D0%BA %D0%BE%D0%BF%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%0A" rel="noopener nofollow"> 2.5” SSD накопичувач- це ваш вибір. Система та офісні програми завантажуватиметься очевидно швидше в порівнянні з HDD, а великої різниці з більш швидкісними рішеннями звичайний користувач не помітить.

mSATA SSD

Існує більш компактний форм-фактор - mSATA, Розмірами 30х51х4 мм. Має сенс використовувати в ноутбуках та інших компактних пристроях, де установка звичайного 2.5” накопичувача недоцільна. Якщо вони, звичайно, є роз'єм mSATA . За швидкістю - це все та ж специфікація SATA3 (6 Гбіт/с), і не відрізняється від 2.5".

M.2 SSD

Є ще один, компактний M.2%0A rel="noopener nofollow">форм-фактор M.2 , що поступово змінює mSATA .Призначений, головним чином, для ноутбуків.Розміри - 3.5х22х42(60,80) мм. , Зверніть увагу на сумісність при установці в свою систему. Сучасні материнські плати пропонують принаймні один слот U.2 під формат M.2.

M.2 може бути як з інтерфейсом SATA, так і PCIe. Різниця між цими варіантами інтерфейсу у швидкості, і при тому досить велика - SATA накопичувачі можуть похвалитися швидкістю в середньому 550 Мб/с, тоді як PCIe, залежно від покоління, може запропонувати 500 Мб/с на одну лінію для PCI-E 2.0 та швидкість до 985 Мб/с на одну лінію PCI-E 3.0. Таким чином, твердотільний накопичувач, встановлений у слот PCIe x4 (з чотирма лініями), може обмінюватися даними на швидкості до 2 Гб/с у разі PCI Express 2.0 і майже до 4 Гб/с – при використанні PCI Express третього покоління.

Відмінності в ціні при цьому істотні, диск форм-фактора M.2 з інтерфейсом PCIe обійдеться в середньому вдвічі дорожче за інтерфейс SATA при однаковому обсязі.

Форм-фактор має роз'єм U.2, який може мати конектори, що відрізняються один від одного ключами – спеціальними вирізами в них. Існують ключі B і , а також B&M. Відрізняються швидкістю по шині PCIe: ключ М забезпечить швидкість до PCIe х4, ключ M швидкість до PCIe х2, як і суміщений ключ B&M.

(4:medium)(6:medium)

B-конектор несумісний з M-роз'ємом, M-конектор відповідно, з B-роз'ємом, а B&M конектор сумісний з будь-яким. Будьте уважні, купуючи SSD%0A%20%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B0%20 M.2%0A" rel="noopener nofollow">SSD формату M.2 , оскільки материнська плата, ноутбук або планшет повинні мати відповідний роз'єм.

PCI-E SSD

Нарешті, останній існуючий форм-фактор – SSD%0A,%20%D0%BA%D0%B0%D0%BA%20%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D1%82%D0%B0%20%D1%80%D0%B0%D1% 81%D1%88%D0%B8%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20 PCI-E%0A" rel="noopener nofollow ">SSD , як плата розширення PCI-E . Монтується, відповідно в слот PCI-E , мають найвищу швидкість, порядку 2000 Мбайт/с на читання, та 1000 Мбайт/с на запис. Такі швидкості стануть вам дуже дорого: очевидно, що вибирати такий накопичувач варто професійних завдань.

NVM Express

Існують також SSD, які мають новий логічний NVM%20Express%0A" rel="noopener nofollow">інтерфейс NVM Express , розроблений спеціально для твердотільних накопичувачів, від старого AHCI він відрізняється ще нижчими затримками доступу і високою паралельністю роботи чіпів пам'яті за рахунок нового набору апаратних алгоритмів.
На ринку є моделі як з роз'ємом M.2, і у PCIe . Мінус PCIe тут тільки в тому, що він займе важливий слот, який може стати в нагоді і під іншу плату.

Оскільки стандарт NVMe призначений саме для флеш-пам'яті, він враховує її особливості, тоді як AHCI все ж таки тільки компроміс. Тому NVMe - майбутнє твердотільних накопичувачів, і згодом він тільки оптимізуватиметься.

Який тип пам'яті у SSD кращий?

Розберемося у типах пам'яті SSD. Це одна з основних параметрів SSD, що визначає ресурс перезапису осередків і швидкість.

MLC (Multi-Level Cell)- Найбільш популярний тип пам'яті. Осередки містять 2 біти, на відміну від 1-го біта в старому типі SLC, що вже майже не продається. Завдяки цьому – більший обсяг, а отже, менша вартість. Ресурс запису від 2000 до 5000 циклів перезапису. При цьому перезапис означає перезапис кожного осередку диска. Отже, для моделі 240 Гб, наприклад, можна записати як мінімум 480 Тб інформації. Отже, ресурсу такого SSD навіть за постійного інтенсивного використання має вистачити років десь на 5-10 (за які він вже все одно сильно застаріє). А при домашньому використанні його вистачить на 20 років, так що обмеженість циклів перезапису можна взагалі не брати до уваги. MLC – це найкраще поєднання надійність/ціна.

TLC (Triple-Level Cell)- з назви випливає, що тут в одному осередку зберігається відразу 3 біти даних. Щільність запису тут у порівнянні з MLC вище на цілих 50%, а значить, ресурс перезапису менший - всього від 1000 циклів. Швидкість доступу теж нижча через більшу щільність. Вартість зараз не сильно відрізняється від MLC. Давно і широко використовується у флешках. Термін служби також достатній для домашнього рішення, але схильність до невиправних помилок і «відмирання» осередків пам'яті помітно вище, причому під час всього терміну служби.

3D NAND- Це швидше форма організації пам'яті, а не її новий тип. Існує як MLC, і TLC 3D NAND. Така пам'ять має вертикально розміщені осередки пам'яті, і окремий кристал пам'яті має кілька рівнів осередків. Виходить, що у комірки з'являється третя просторова координата, звідси і приставка "3D" у назві пам'яті - 3D NAND. Відрізняється дуже низькою кількістю помилок і високою витривалістю через більший техпроцес в 30-40нМ.
Гарантія виробника на окремі моделі сягає 10 років використання, але вартість висока. Найнадійніший тип пам'яті з наявних.

Відмінності дешевих SSD від дорогих

Диски того самого обсягу можуть навіть в одного виробника сильно відрізнятися за ціною. Дешевий SSD від дорого може відрізнятися такими моментами:

· Найдешевший тип пам'яті.За зростанням вартості/надійності, умовно: TLC ≥ MLC ≥ 3D NAND .
· Дешевший контролер.Також впливає на швидкість читання/запису.
· Буфер обміну. Найдешевші SSD можуть зовсім не мати буфера обміну, це не сильно здешевлює їх, але помітно знижує швидкодію.
· Системи захисту. Наприклад, у дорогих моделях є захист від переривання живлення як резервних конденсаторів, дозволяють коректно завершити операцію записи, і втратити дані.
· Бренд. Само собою, більш розкручений бренд буде дорожчим, що не завжди означає технічну перевагу.

Висновок. Що вигідніше купити?

Можна впевнено сказати, що сучасні SSD накопичувачі досить надійні. Побоювання втрати даних і негативне ставлення до твердотільних накопичувачів, як класу, на даний момент вже зовсім невиправдані. Якщо говорити про більш-менш популярні бренди, то навіть дешева TLC пам'ять підійде для бюджетного домашнього використання, і її ресурсу вистачить вам на кілька років як мінімум. Багато виробників до того ж дають гарантію 3 роки.

Отже, якщо ви обмежені у засобах, то ваш вибір – це SSD%0A%20%D1%91%D0%BC%D0%BA%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C%D1%8E%20%D0%B2%20 60-128%20%D0%93%D0%B1%0A rel="noopener nofollow">SSD ємністю в 60-128 Гб для установки системи і часто використовуваних додатків Тип пам'яті не настільки критичний для домашнього використання - TLC це буде або MLC, диск застаріє раніше, ніж виробиться ресурс. Звичайно, варто вибрати MLC.

Якщо ви готові заглянути в середній ціновий сегмент і цінуєте надійність, краще розглянути SSD MLC на 200-500 Гб. За старші моделі доведеться викласти близько 12 тисяч карбованців. При цьому обсягу вам вистачить практично для всього, що має працювати швидко на домашньому пк. Також можна взяти моделі ще більш підвищеної надійності з 3D%20NAND%0A" rel="noopener nofollow">кристалами пам'яті 3D NAND .

Якщо ваш страх зносу флеш-пам'яті досягає панічного рівня, то варто дивитися на нові (і дорогі) технології у вигляді 3D%20NAND%0AА якщо без жартів, то це майбутнє SSD - висока швидкість і висока надійність тут об'єднані. Подібний накопичувач підійде навіть для важливих баз даних серверів, оскільки ресурс запису тут досягає петабайт, а кількість помилок мінімально.

В окрему групу хочеться виділити SSD. %D1%81%20%D0%B8%D0%BD%D1%82%D0%B5%D1%80%D1%84%D0%B5%D0%B9%D1%81%D0%BE%D0%BC %20 PCI-E SSD накопичувачі з інтерфейсом PCI-E. Він володіють високою швидкістю читання і запису (1000-2000 Мб/с), і в середньому дорожче інших категорій. Якщо в основу ставити саме швидкодію, то це кращий Вибір. Недолік – займає універсальний слот PCIe, у материнських плат компактних форматів слот PCIe може бути лише один.

Поза конкуренцією - SSD з логічним інтерфейсом NVMeшвидкість читання яких перевалює за 2000 Мб/с. У порівнянні з компромісною для SSD логікою AHCI має набагато більшу глибину черги і паралелізм. Висока вартість на ринку, і найкращі характеристики – вибір ентузіастів чи професіоналів.

SSD (solid state drive, накопичувач на твердотільній пам'яті, твердотільний накопичувач- рус.) - накопичувач інформації, заснований на чіпах енергонезалежноюпам'яті, які зберігають дані після вимкнення живлення. Є відносно новим видом носіїв інформації, а перший прояв та розвиток, чіпи енергонезалежної пам'яті отримали від Flashнакопичувачів та звичайної RAMпам'яті.

Містить такі ж інтерфейси введення-виводу, як і сучасні . У SSDне використовуються рухомі частини та елементи як в електромеханічних пристроях (жорсткі диски, дискети), що унеможливлює знос механічним шляхом.

Більшість сучасних твердотільних накопичувачів засновані на енергонезалежній NANDпам'яті. Існують накопичувачі корпоративного класу, які використовують RAMпам'ять разом із резервними системами харчування. Це дає дуже великі швидкості передачі, але й ціна одного гігабайта дуже висока за мірками ринку.

Існують гібридні версії SSD та HDD накопичувачів.

Вони включають магнітні пластини для великого обсягу інформації, що зберігається, і невеликий за обсягом SSDнакопичувач в одному корпусі Найчастіше використовувані дані зберігаються в SSDнакопичувачі та оновлюються в міру їх актуальності з блоку HDD. При зверненні за цими даними вони зчитуються з високою швидкістю з твердотільної пам'яті не звертаючись до повільніших магнітних пластин.

З чого складаються SSD-накопичувачі .

* на прикладі NANDпам'яті

Твердотільний накопичувач складається з самих чіпів NAND, що управляє привносить всі функції, чіпа енергозалежної та друкованої плати на якій все це розпаяно.

Іноді в SSDнакопичувачах використовується невелика батареяЩоб відключити живлення, всі дані з кешу можна було б переписати в незалежну пам'ять і зберегти всі дані в цілісності. Є прецеденти, що у накопичувачах з MLCпам'яттю при відключенні живлення, пропадала частина або всі дані. З SLCпам'яттю, таких проблем не було помічено.

Пам'ять.

Практично всі твердотільні накопичувачі високого, середнього та бюджетного класу використовують енергонезалежну. NAND(flash) пам'ять через її низької вартості, здатність зберігати дані без постійного підтримання харчування та можливість реалізації технології збереження даних при несподіваному відключенні живлення.

Завдяки компактному компонування чіпів, виробники можуть випускати SSDнакопичувачі в формфакторі 1.8; 2.5 ; 3.5 і менше, якщо йдеться про пристрої без захисних упаковок. Наприклад, для ноутбуків або внутрішнього розміщення в комп'ютері.

У більшості SSDнакопичувачів використовується дешева - пам'ять, яка може вміщати в один осередок більше одного біта. Це дуже результативно позначається на цініготового виробу та сприяє популяризації даних накопичувачів. Але є у MLCпам'яті та великі недоліки. Це низька довговічністьосередків і більше низька швидкістьзаписи та читання, ніж у накопичувачів на основі .

SLCзаписують тільки один бітв комірку і це забезпечує до 10 разів найкращудовговічність та до 2-х разівбільше високу швидкістьу порівнянні з MLC. Є й один недолік цінанакопичувачів на SLCпам'яті приблизно в двічі вищеніж ціна накопичувачів на MLCпам'яті. Це пов'язано з великими витратами виробництва, особливо тому, що чіпів SLCтого ж обсягу, потрібно в середньому в два рази більшедля досягнення того ж обсягу в порівнянні з MLC.

Контролер SSD.

Практично всі показники SSDнакопичувача залежить від управляючого контролера. Він включає в себе мікропроцесор, який керує всіма процесами пам'яті за допомогою спеціальної прошивки; і мосту між сигналами чіпів пам'яті та шини комп'ютера ( SATA,).

Функції сучасного SSD контролера:

• TRIM.
• Читання запис та кешування.
• Корекція помилок ( ECC).
• Шифрування (AES).
• Можливість S.M.A.R.Tмоніторингу.
• Позначка та запис про неробочі блоки для додавання їх до чорного списку.
• Стиснення даних ( Sandforceконтролери наприклад).

Усі контролери пам'яті націлені на паралельнопідключену NANDпам'ять. Оскільки шина пам'яті одного чіпа дуже мала (максимум 16 біт), використовуються шини багатьох чіпів підключених паралельно (аналогія RAID 0). До того ж, окремо взятий чіп аж ніяк не має відмінних характеристик, а навпаки. Наприклад високу затримкувведення-виведення. Коли чіпи пам'яті паралельно поєднані, ці затримки ховаються, розподіляючись між ними. Та й шина росте пропорційно кожному доданому чіпу, аж до максимальної пропускної спроможності контролера.

Багато контролерів, вміють використовувати 6 Гбіт/c, що у поєднанні з контролерами підтримують швидкість обміну даними 500мб/c, дає відчутний приріст продуктивності в читанні/записі та повне розкриття потенціалу SSDнакопичувача.

Кеш пам'ять.

У SSDнакопичувачах застосовується кеш пам'ять у вигляді енергозалежної DRAMмікросхеми, як у жорстких дисках.

Але в твердотільних накопичувачах вона несе ще одну важливу функцію. Частина прошивки і найчастіше змінюються дані знаходяться в ній, скорочуючи знос енергозалежної. NANDпам'яті. У деяких контролерах, не передбачено використання кеш пам'яті, але вони досягають високих показників у швидкості ().

Інтерфейси підключення SSD.

Найпоширенішими інтерфейсами для SSDспоживчого класу є SATA 6 Гбіт/c, і USB 3.0. Всі ці інтерфейси здатні забезпечити потрібну пропускну здатність для будь-якого SSDнакопичувача.

У портативних пристроях на кшталт ноутбуків і планшетних комп'ютерів, найчастіше зустрічаються компактні SSDнакопичувачі з інтерфейсом mini PCI-Express (mSATA ).

Переваги та недоліки SSD накопичувачів у порівнянні з HDD.

Плюси SSD накопичувачів у порівнянні з HDD(жорсткими дисками):

• Вмикаються миттєво, не вимагають розкручування.
• Значно вища швидкість довільного доступу.
• Значно вища швидкість доступу.
• Швидкість передачі значно вище.
• Не потрібна дефрагментація.
• Беззвучні, тому що не мають механічних елементів.
• Чи не створюють вібрацій.
• Більш витривалі у плані температури, ударів та вібрацій.
• Трохи менше енергоспоживання.

Мінуси SSD накопичувачів у порівнянні з HDD(жорсткими дисками).

• Знос осередків. Хоч у SSDнакопичувачах та відсутні механічні частини, чіпи пам'яті зношуються (mlc ~10000 перезаписів, slc ~100000 ).
• Місткість значно менша.
• Ціна значно вища за співвідношенням ГБ/$
• Неможливість відновитивтрачені дані після команди або просто після форматування.

У твердотільних накопичувачах застосовується команда (інструкція) TRIMзбільшення швидкості запису. Спільно з деякими мікроконтролерами, TRIMдозволяє досягти і невеликого збільшення швидкості читання. Усі твердотельні накопичувачі, що випускаються з 2012 року, мають підтримку. TRIM. У попередніх, для включення даної інструкції може знадобитися прошивка новою мікропрограмою. Найчастіше, при прошивці всі дані безповоротно видаляються.

SSDнакопичувачі ще зовсім нове покоління накопичувачів інформації і вони не є збалансованими у всіх відношеннях продуктами. Тим не менш, для ентузіастів, клієнтів корпоративного класу та використання в серверних системах вони вигідно відрізняються за показником продуктивності, що може бути вирішальним фактором купівлі. новий виток еволюції, твердотільні накопичувачі отримають із масовим виробництвом чіпів пам'яті Ferroelectric RAM (FRAM, FeRAM). Це дозволить підвищити рівень довговічності осередків. SSDнакопичувачів.

Але не факт, що за SSDнакопичувачами майбутнє. Кожен новий техпроцес, як показала практика, зменшує швидкість читання/запису і збільшує кількість помилок, що виникають, які теж потрібно прибирати за допомогою системи корекції помилок на шкоду продуктивності. Причому для SLCцей показник прийнятний, але з MLCі TLC (triple level cell) все дуже і дуже сумно. З кожним новим поколінням без значних нових проривів швидкість падатиме. А до 4 нм опуститься практично до рівня HDD 2012 року.