SSD порівняно з HDD у порівнянні - TechnologyFAQ
За останні 1,5 року ринок SSD зробив величезні успіхи. На додаток до постійно падаючих цін, продуктивність також зростає з кожним поколінням. Проблеми з прорізуванням зубів повільно виліковуються, і твердотільні диски вже рекомендуються як альтернатива сучасним жорстким дискам у ноутбуках. Порівняння трьох недорогих і швидких споживчих твердотільних накопичувачів (Vertex, Torqx та X25-M) у порівнянні з чотирма 2.5-дюймовими жорсткими дисками та одним зовнішнім твердотільним накопичувачем можна знайти в наступному огляді.
Введення SSD
Абревіатура SSD означає Твердотільний диск і позначає привід, який складається з енергонезалежні мікросхеми пам'яті створюється (а не на магнітних дисках, як на жорстких дисках). У поточних твердотільних накопичувачах використовуються два типи мікросхем. SLC (Однорівнева комірка) пам'ять NAND та MLC (Багаторівнева комірка) пам'ять NAND. Чіпи SLC економлять лише 1 біт (0 або 1) на транзистор, і тому їх можна швидше читати і записувати. MLC зберігає 2 біти (00, 01, 10 або 11) на транзистор. В результаті на мікросхеми поміщається вдвічі більше даних, але середня швидкість читання (2x) та запису (3x) на комірку NAND зменшується. Однак за одну операцію можна прочитати/записати вдвічі більше. Крім того, страждає довговічність SSD (10 000 циклів запису/стирання для MLC та 100 000 циклів запису/стирання для SLC). Ми тут присвячуємо себе лише накопичувачам твердотільних накопичувачів з чіпами MLC, оскільки твердотільні накопичувачі SLC поки не придатні для широких мас через їх високі ціни.
Одинокі Камери зберігання є зараз організовано у Сторінках = 4 КБ. Це найменша одиниця, яку можна писати і читати. Потім 128 сторінок (512 КБ) знову згруповано в блоки. І саме тут криється найбільша проблема продуктивності твердотільних накопичувачів. Це може тільки цілі блоки видалено буде. Якщо ви хочете перезаписати одну область розміром 4 КБ, контролер повинен прочитати 512 КБ (1 блок), змінити дані в пам'яті, а потім видалити блок і записати змінені дані. Це перетворює дію запису на 4 КБ у повільний ланцюжок команд.
Перезапис не повинен траплятися часто - на жаль, неправильно. Оскільки жорсткі диски можуть записувати лише дані, їх видалення не відбувається. Як результат, операційні системи не передають на диск команду видалення даних. Чим довше використовується накопичувач, тим більше доступів для запису має перезаписати дані. Дуже погано для SSD.
Існують різні стратегії запобігання цьому. З одного боку, контролер SSD може вирішити проблему, використовуючи різні стратегії. Наприклад, він спочатку описує порожні комірки та оптимізує структуру пам'яті у фоновому режимі. Іншим підходом було б, якби операційна система передала команду delete. Для цього Команда TRIM введений. Це робить видалення даних набагато повільнішим, але швидкість запису (яка набагато частіше відбувається в додатку) більше не повинна падати. На жаль, команда TRIM ще не підтримується усіма твердотільними накопичувачами та операційними системами (наразі лише новіші ядра Linux та майбутня Windows 7).
Ще однією проблемою SSD є те, що обмежена кількість від 10 000 Цикли запису/видалення з MLC. Використовуваний контролер також повинен подбати про це, щоб це не призвело до втрати даних. Для рівномірного розподілу зносу комірок та, за необхідності, для виключення окремих, усі твердотільні накопичувачі пропонують додатковий (непридатний) простір для зберігання (X25-M повинен мати, наприклад, 7-8% додаткового вільного місця для зберігання).
Так як окремі мікросхеми NAND (окремі мікросхеми пам'яті на твердотільному накопичувачі) не відрізняються особливою швидкістю (5-40 Мб/с), пише та читає Контролер паралельно різних фішок. Поточний Твердотільні накопичувачі мати між Від 4 до 10 каналів і таким чином може досягти теоретичної швидкості, зазначеної в технічних паспортах.
Однією з переваг твердотільних накопичувачів перед жорсткими є незалежна від позиції швидкість запису та читання. Завдяки структурі диска, жорсткі диски мають той недолік, що дані можна читати та записувати набагато повільніше всередині, ніж на зовнішній стороні диска.
Більш детальну інформацію про точну структуру та проблему стирання твердотільних накопичувачів можна знайти в детальній статті про твердотільні накопичувачі Anandtech (англійською мовою).