Устройство и характеристики жесткого диска, SSD

Начнем с понятия: SSD представляет собой твердотельный накопитель, использующий память NAND, которая не требует электричества для сохранения данных. По сути, SSD – это вместительная флешка, которая отличается высокой скоростью записи и чтения информации.

ssdhdd.jpg

Содержание

Сравнение с HDD

Чтобы провести параллели с обычным жестким диском, сначала нужно немного углубиться в теорию и посмотреть, как работает HDD.

HDD представляет собой набор металлических дисков, вращающихся на шпинделе. Информация записывается на поверхность дисков маленькой механической головкой. Когда вы что-то копируете, создаете новый файл или запускаете программу, головка двигается, выискивая место записи. Для наглядности представьте виниловую пластинку – только вместо иголки будет механическая считывающая головка.

Твердотельные накопители не имеют никаких движущихся механических деталей.

Другие преимущества SSD:

  • Быстрый отклик на действия пользователя.
  • Беззвучная работа.
  • Низкое энергопотребление (вдвое меньше, чем у HDD).
  • Отсутствие перегрева.

Это лишь основные достоинства твердотельных накопителей, которые пользователь может «почувствовать». Однако вопрос, что лучше HDD или SSD, продолжают задать многие пользователи, поэтому давайте сравним характеристики этих двух видов накопителей:

  1. Скорость работы SSD выше, так как исчезает этап механического поиска нужного места на поверхности диска. Время доступа к данным уменьшается в 100 раз – установленная на SSD система начинает буквально летать по сравнению с использованием HDD.
  2. Отсутствие механических подвижных деталей способствует беззвучной работе накопителя и увеличению продолжительности его жизни. HDD чаще всего выходит из строя по причине механического повреждения – у SSD такое проблемы не существует.
  3. Температура SSD всегда держится на оптимальном уровне, даже если его не охлаждать кулером. HDD же перегревается без охлаждения, что приводит к неполадкам программного и аппаратного свойства.

temperatura-ssd.jpg

Но будем объективны: есть у SSD и недостатки. В первую очередь это цена, которая всё еще остается достаточно высокой и напрямую зависит от объема. Еще одна проблема – ограничение на количество циклов перезаписи. HDD можно переполнять данными и очищать сколько угодно; у SSD же есть ограничение, однако на практике его достичь трудно.

Все SSD накопители имеют гарантийный срок службы 3-5 лет, однако обычно они функционируют намного больше, так что не стоит акцентировать внимание на этих цифрах.

Если вы не можете выбрать между SSD и HDD, то есть гибридный вариант – SSHD. Такие накопители совмещают в себе достоинства обеих технологий, однако увеличение скорости работы вы заметите только при загрузке операционной системы. Запись и чтение данных будут производиться на том же уровне, что и у HDD, поэтому подобные гибриды не пользуются особой популярностью среди пользователей.

Правила выбора

Итак, вы решили, что пора отказаться от устаревшего жесткого диска и установить в компьютере твердотельный накопитель – разобрались, зачем он нужен и какие у него преимущества перед HDD. Однако здесь возникает другой вопрос: как выбрать SSD?

В магазинах представлены накопители с разными форм-факторами, контроллерами и ценами, так что трудно с ходу разобраться, что вам подойдет. Чтобы не чувствовать себя неуверенно в разговоре с консультантом, который наверняка захочет продать SSD подороже, старайтесь выбирать накопитель по приведенным ниже параметрам.

Объем

Как уже было отмечено, одним из главных недостатков SSD является цена, жестко привязанная к объему накопителя. Минимальная ёмкость на сегодняшний день – 60 Гб. Если учесть, что установленная Windows 7 требует 16-20 Гб в зависимости от разрядности, то становится ясно, что 60 Гб хватит разве что для инсталляции системы и десятка необходимых для работы программ.

Если вы хотите записывать на SSD игры и тяжелые графические приложения типа Corel или Photoshop, то рассматривайте накопители с объемом более 120 Гб.

Скорость

У любого накопителя (SSD здесь не исключение) есть два показателя скорости: запись и чтение. Чем выше эти значения, тем лучше, однако помните, что в характеристиках обычно указывается максимальная скорость. Реальное же значение можно узнать только на практике с помощью специальных программ. Если накопитель давно на рынке, то в интернете можно попробовать найти его тесты на скорость от пользователей.

Интерфейс и форм-фактор

Большинство современных SSD накопителей производится в форм-факторе 2,5 с поддержкой интерфейса SATA 3. Но могут быть и другие, более дорогие варианты:

  • PCI-карта, устанавливаемая напрямую в слот материнской платы.
  • Внешний SSD накопитель.
  • Диск с интерфейсом mSATA для установки в ноутбуки и компактные компьютеры.

Что касается интерфейса: все новые SSD выпускаются с интерфейсом SATA 3, но если у вас на материнской плате установлен более старый контроллер (первого или второго поколения), то накопитель всё равно можно подключить. Однако есть одно ограничение: скорость передачи определяется наименьшим значением. То есть если вы подключите SATA 3 к SATA 2, то скорость будет определяться по пропускной способности SATA 2.

HDD для компьютеров имеют форм-фактор 3,5 дюйма, то для установки SSD 2,5 вам понадобится специальный переходник, который часто называют «салазки». Он представляет собой небольшую полочку, выполненную из металла, которая подвешивается на месте установки диска.

Кстати, с помощью специального адаптера можно установить SSD вместо DVD в ноутбуке. Многие пользователи вытаскивают неиспользуемый привод и ставят на его место твердотельный накопитель, на который затем инсталлируется операционная система. Стандартный жесткий диск ноутбука в то же время полностью очищается и затем используется как хранилище личных файлов.

Память и контроллер

Существует три вида памяти, отличающиеся между собой количеством бит информации в одной ячейке – SLC (1 бит), MLC (2 бита) и TLC (3 бита). Первый тип устарел и сейчас практически не используется, поэтому если увидите его в характеристиках, проходите мимо такого накопителя.

MLC – наиболее распространенный в данный момент тип памяти, выбирайте его. Имеет свои недостатки, однако адекватной альтернативы пока нет, так как TLC только начинает появляться на рынке SSD и пока стоит очень дорого.

С контроллерами похожая ситуация: наиболее популярным среди производителей и распространенным среди пользователей является технология SandForce, увеличивающая быстродействие диска за счет сжатия данных перед записью.

Но у контроллеров SandForce есть один недостаток, который может кому-то показаться существенным: если накопитель до предела заполняет информацией, то после его очистки скорость записи не возвращается к первоначальному состоянию, то есть становится ниже. Однако эта проблема решается просто: не забивайте память до последнего байта, и скорость не упадет.

Есть и другие, более дорогие варианты: Intel, Indilinx, Marvell. Если бюджет позволяет, лучше обратить внимание на твердотельные накопители с контроллерами от этих компаний.

Производитель

Последний параметр, требующий вашего внимания – это производитель. Конечно, на различных форумах можно найти много постов о том, что лучше выбрать Kingston или, допустим, Silicon Power, так как они специализируются именно на производстве накопителей разных видов.

Однако это не совсем верное утверждение: компаний, реально производящих флэш-память NAND намного меньше, чем брендов на рынке. Собственным производством (и отделом разработок) обладают:

  • Intel.
  • Samsung.
  • SanDisk.
  • Crucial.

Компания OCZ, например, до недавнего времени не имела никаких разработок и лишь недавно приобрела производителя контроллеров Indilinx. Поэтому лучше обращаться внимание на приведенные выше характеристики, а производителей держать в уме в последнюю очередь.

Работа с твердотельным накопителем

После удачной покупки и успешной установки системы на SSD вы включите компьютер и удивитесь, как быстро всё стало работать. Чтобы подобная прыть сохранялась как можно дольше, следуйте простым правилам по эксплуатации твердотельных накопителей:

  • Устанавливайте систему, которая поддерживает команду TRIM (Windows 7 и выше, Mac OS X 10.6.6, Linux 2.6.33).
  • Старайтесь не заполнять диск полностью – скорость записи снизится и не восстановится (актуально для контроллера SandForce).
  • Храните личные файлы на HDD. Не убирайте жесткий диск, если он работает – храните на нем музыку, фильмы, фотографии и другие данные, доступ к которым не требует высокой скорости.
  • Увеличьте объем оперативной памяти и по возможности не используйте файл подкачки.

Следуя этим простым правилам, вы продлите срок службы твердотельного накопителя и сможете избежать преждевременного снижения скорости его работы.

Запрос «SSD» перенаправляется сюда; см. также другие значения.2,5″ SSD-накопитель 2010 года с интерфейсом SATA II, использовавшийся в ноутбуках и компьютерахSSD ADATA IM2S3138E-128GM-B с интерфейсом M.2 (ключи B и M)SSD с интерфейсом SATA III с переходником для установки в 3,5″-й отсек системного блокаВнешний жёсткий диск с SSD mSATA в комплекте с адаптером на USB 3.0 и корпусомHGST SN150 1,6 ТБ, твёрдотельный NVMe-совместимый накопитель в форм-факторе платы PCI-E

Твердотельный накопитель (англ. Solid-State Drive, SSD) — компьютерное энергонезависимое немеханическоезапоминающее устройство на основе микросхем памяти, альтернатива HDD. Кроме микросхем памяти, SSD содержит управляющий контроллер. Наиболее распространённый вид твердотельных накопителей использует для хранения информации флеш-память типа NAND, однако существуют варианты, в которых накопитель создаётся на базе DRAM-памяти, снабжённой дополнительным источником питания — аккумулятором[1].

В настоящее время твердотельные накопители используются как в носимых (ноутбуках, нетбуках, планшетах), так и в стационарных компьютерах для повышения производительности. На 2016 год наиболее производительными выступали SSD формата M.2 с интерфейсом NVMe, у которых при подходящем подключении скорость записи/чтения данных могла достигать 3800 мегабайт в секунду[2].

По сравнению с традиционными жёсткими дисками (HDD) твердотельные накопители имеют меньший размер и вес, являются беззвучными, а также многократно более устойчивы к повреждениям (например, к падению) и имеют гораздо бóльшую скорость произвольных операций. В то же время, они имеют в несколько раз бóльшую стоимость в расчёте на гигабайт и меньшую износостойкость (ресурс записи).

Описание

SSD представляют собой устройства, хранящие данные в микросхемах вместо вращающихся металлических дисков или магнитных лент. Причина их появления отражает тот факт, что скорость обработки данных в процессоре намного превышает скорость записи данных в HDD. Магнитные диски на протяжении десятилетий доминировали в корпоративном сегменте хранения данных, за это время (с 1950-х) ёмкость носителей выросла в двести тысяч раз, скорость работы процессоров тоже сильно возросла, но скорость доступа к данным изменилась значительно меньше и диски стали «узким местом». Проблему решают твердотельные накопители — они обеспечивают намного большие скорости работы с данными по сравнению с жёсткими дисками[3].

SSD за счёт использования микросхем флеш-памяти по своим характеристикам существенно отличаются от жёстких дисков с магнитными пластинами. С целью оптимизации использования SSD в 2011 году был разработан логический интерфейс NVMe — англ. Non-Volatile Memory Express, поддержка которого была добавлена в Windows, начиная только с версии 8.1. В Windows 7 поддержку протокола обеспечивает исправление (hotfix) KB2990941. К тому же не все материнские платы поддерживают протокол NVMe. Поэтому некоторые модели SSD выпускаются в двух версиях — AHCI и NVMe[4].

Существуют также гибридные жёсткие диски (англ. SSHD, solid-state hybrid drive), в которых память NAND используется совместно с магнитными пластинами[5][6]. Подобное объединение позволяет воспользоваться частью преимуществ флеш-памяти (быстрый произвольный доступ) при сохранении небольшой стоимости хранения больших объёмов данных. Флеш-память в них используется в качестве буфера (кэша) небольшого объёма (к примеру, в Seagate Momentus XT от 4 до 8 Гбайт)[7] либо (реже) может быть доступной как отдельный накопитель (англ. dual-drive hybrid systems).

Технология Intel Smart Response позволяет совместно использовать SSD и HDD с целью кеширования часто используемых данных (файлов) на SSD, плюс к тому более эффективно использует SSHD[8][9]. У других производителей так же есть свои технологии для использования SSD для кеширования данных, хранящихся в HDD: Marvell HyperDuo (в контроллере Marvell 88SE9130), Adaptec MaxIQ (MaxCache), LSI CacheCade. Из них только HyperDuo предназначена для домашнего использования[10][11][12][13].

Основные характеристики твердотельных накопителей[14]:

  • наименьшее время доступа к данным: от 100 до 1000 раз быстрее, чем у механических дисков;
  • высокая скорость, вплоть до нескольких гигабайт в секунду для произвольно расположенных данных;
  • высокие значения IOPS благодаря высокой скорости и низкому времени доступа;
  • низкая цена производительности, лучшее соотношение цены к производительности среди всех устройств хранения;
  • высокая надёжность, SSD дают уровень сохранности данных такой же, как другие полупроводниковые устройства.

В отличие от жестких дисков, цена SSD очень сильно зависит от доступной емкости, это связано с ограниченной плотностью размещения ячеек памяти и ограничением размера кристалла в микросхеме[15].

Название

К твердотельным накопителям относятся только накопители на полупроводниках. Жёсткие и оптические диски к ним не относятся, хотя они, строго говоря, являются твёрдыми телами. Эта терминология противоположна используемой в лазерах. Твердотельными лазерами называют лазеры на основе любых твёрдых тел, за исключением полупроводников.

Первоначально твердотельные накопители называли «твердотельными дисками» (англ. Solid-State Disk), хотя ни один из твердотельных накопителей не является диском. Сейчас это название становится малоупотребительным.

История развития

Прочее</th>

  • ТВ-тюнер
  • Корпус компьютера (Системный блок)

</td> Эта страница в последний раз была отредактирована 23 марта 2021 в 10:27. Автор оригинала: Nick Evanson

  • Перевод

Часть 1. Анатомия накопителей: жёсткие диски

Твёрдый, как камень

Точно так же, как транзисторы совершили революцию в компьютерной области, увеличив скорость переключения и выполнения математических операций, использование полупроводниковых устройств в качестве накопителей привело к такому же результату. Первые шаги на этом пути были сделаны компанией Toshiba, предложившей в 1980 году концепцию флеш-памяти. Четыре года спустя она создала NOR-память, а в 1987 году — NAND-память. Первый коммерческий накопитель с использованием флеш-памяти (solid state drive, или SSD) был выпущен SunDisk (позже переименованной в SanDisk) в 1991 году. Большинство людей начало своё знакомство с твердотельными накопителями с так называемых USB-флешек. Даже сегодня их структура в целом напоминает конструкцию большинства SSD. Слева показан один чип NAND-памяти SanDisk. Как и SRAM, он используется в кэшах ЦП и GPU. Он заполнен миллионами «ячеек», созданных из модифицированных транзисторов с плавающим затвором. В них используется высокое напряжение для записи и стирания заряда в отдельных участках транзистора. При считывании ячейки на участок подается пониженное напряжение. Если ячейка не заряжена, то при подаче пониженного напряжения ток течёт. Это даёт системе понять, что ячейка имеет состояние 0; в противоположном случае она имеет состояние 1 (т.е. при подаче напряжения ток не течёт). Благодаря этому чтение из NAND-памяти выполняется очень быстро, но запись и удаление данных не так быстры. Самые лучшие ячейки памяти, называаемые одноуровневыми ячейками (single level cells, SLC), имеют только одну величину заряда, создаваемого на участке транзистора; однако существуют и ячейки памяти, способные иметь несколько уровней заряда. В общем случае всех их называют многоуровневыми ячейками (multi-level cells, MLC), но в отрасли производства NAND-памяти аббревиатурой MLC обозначают 4 уровня заряда. Другие типы имеют похожие названия: трёхуровневые (triple level, TLC) и четырёхуровневые (quad level, QLC) имеют, соответственно, 8 и 16 различных уровней заряда. Это влияет на то, сколько данных можно хранить в каждой ячейке:

  • SLC — 1 уровень = 1 бит
  • MLC — 4 уровня = 2 бита
  • TLC — 8 уровней = 3 бита
  • QLC — 16 уровней = 4 бита

И так далее. Кажется, что QLC — самые лучшие ячейки, правда? К сожалению, это не так. Токи очень малы и чувствительны к электрическому шуму, поэтому для определения разных уровней заряда ячейки нужно считывать значение несколько раз, чтобы подтвердить его. Если вкратце, то SLC — самые быстрые ячейки, но занимают больше всего физического пространства, а QLC — самые медленные, но за свои деньги вы получаете больше бит. В отличие от SRAM и DRAM, при отключении питания заряд в флеш-памяти сохраняется и его утечка происходит очень медленно. В случае системной памяти ячейки разряжаются за наносекунды, а поэтому постоянно должны обновляться. К сожалению, использование напряжения и подача заряда повреждают ячейки, и поэтому SSD со временем изнашиваются. Чтобы бороться с этим, используются хитрые процедуры, минимизирующие скорость износа; обычно они делают так, чтобы использование ячеек было наиболее равномерным. Эту функцию контролирует управляющий чип, показанный справа. Ещё он выполняет те же задачи, что и чип LSI, используемый в HDD. Однако в приводах с вращающимися дисками есть отдельные чипы для DRAM-кэша и встроенного ПО Serial Flash, а в USB-флешке оба контроллера встроены. И поскольку они проектируются так, чтобы быть дешёвыми, особой функциональности вы от них не получите. Но благодаря отсутствию подвижных частей можно с уверенностью ожидать, что производительность флеш-памяти будет выше, чем у HDD. Давайте посмотрим на показатели с помощью CrystalDiskMark: Поначалу результаты разочаровывают. Скорость последовательного чтения/записи и случайной записи гораздо хуже, чем у протестированного HDD; однако произвольное чтение намного лучше, и это то преимущество, которое обеспечивает флеш-память. Запись и удаление данных выполняются довольно медленно, зато считывание обычно производится мгновенно. Однако у этого теста есть ещё одна незаметная особенность. Тест USB-памяти обеспечивает подключение только по стандарту USB 2.0, который имеет максимальную скорость передачи всего 60 МБ/с, а HDD использовал порт SATA 3.3, обеспечивающий пропускную способность в 10 раз больше. К тому же использованная технология флеш-памяти довольно проста: ячейки имеют тип TLC и выстроены в длинные параллельные полосы; такая компоновка называется плоской (planar) или двухмерной (2D). Флеш-память, используемая в лучших современных SSD, имеет тип SLC или MLC, то есть она работает чуть быстрее и изнашивается чуть медленнее, а полосы согнуты пополам и выстроены стоймя, образуя вертикальную или трёхмерную структуру ячеек. Также в них используется интерфейс SATA 3.0, хотя всё чаще применяется более быстрая система PCI Express через интерфейс NVMe. Давайте взглянем на один такой пример: Samsung 850 Pro, в котором использованы эти хитрости с вертикальным расположением. В отличие от тяжёлого 3,5-дюймового привода Seagate, этот SSD имеет размер всего 2,5 дюйма и намного тоньше и легче. Откроем его (спасибо Samsung за использование таких дешёвых болтов Torx, которые чуть не развалились при демонтаже…) и увидим, почему: В нём почти ничего нет! Ни дисков, ни рычагов, ни магнитов — просто одна печатная плата, состоящая из нескольких чипов. Так что же мы тут видим? Небольшие чёрные чипы — это регуляторы напряжения, а остальные выполняют следующие функции:

  • Samsung S4LN045X01-8030: трёхъядерный процессор на основе ARM Cortex R4, занимающийся обработкой инструкций, данными, коррекцией ошибок, шифрованием и управлением износом
  • Samsung K4P4G324EQ-FGC2: 512 МБ памяти DDR2 SDRAM, используемой для кэша
  • Samsung K9PRGY8S7M: каждый чип — это 64 ГБ 32-слойной вертикальной флеш-памяти NAND типа MLC (в сумме 4 чипа, два расположены на другой стороне платы)

У нас есть 2-битные ячейки флеш-памяти, несколько чипов памяти и много кэша, что должно обеспечить повышенную производительность. Почему? Вспомним, что запись данных во флеш-память — довольно медленный процесс, но наличие нескольких флеш-чипов позволяет выполнять запись параллельно. У USB-флешки нет много DRAM для хранения данных, готовых к записи, поэтому отдельный чип тоже в этом поможет. Вернёмся в CrystalDiskMark… Улучшение оказалось огромным. Скорость и чтения, и записи стала значительно выше, а задержки намного меньше. Что ещё нужно для счастья? Меньше и легче, нет подвижных деталей; к тому же SSD потребляют меньше энергии, чем механические дисковые накопители. Разумеется, за все эти преимущества имеют свою цену, и здесь слово «цена» используется в буквальном смысле: вы же помните, что за 350 долларов можно купить HDD на 14 ТБ? Если брать SSD, то за эту сумму удастся приобрести только 1 или 2 ТБ. Если вы хотите накопитель такого же уровня, то пока лучшее, что вы можете сделать — это потратить 4 300 долларов на один SSD корпоративного уровня ёмкостью 15,36 ТБ! Некоторые производители изготавливали гибридные HDD — стандартные жёсткие диски, на печатных платах которых было размещено немного флеш-памяти; она используется для хранения данных на дисках, к которым часто осуществляется доступ. Ниже показана плата из гибридного накопителя Samsung ёмкостью 1 ТБ (иногда называемого SSHD). В правом верхнем углу платы находятся чип NAND и его контроллер. Всё остальное примерно такое же, как и в модели Seagate, которую мы рассматривали в предыдущем посте. Мы можем в последний раз воспользоваться CrystalDiskMark, чтобы посмотреть, есть ли какая-то ощутимая выгода от использования флеш-памяти в качестве кэша, но сравнение будет нечестным, так как диски этого накопителя вращаются со скоростью 7200 rpm (а у HDD WD, который мы использовали для аутопсии — всего с 5400 rpm): Показатели немного лучше, но причиной этого, вероятно, является повышенная скорость вращения — чем быстрее диск перемещается под головками чтения-записи, тем быстрее можно передавать данные. Стоит также заметить, что файлы, сгенерированные тестом бенчмарка, не будут распознаны алгоритмом как активно считываемые, а значит, контроллер скорее всего не сможет правильно использовать флеш-память. Несмотря на это, более качественное тестирование показало улучшение производительности HDD с встроенным SSD. Однако дешёвая флеш-память, скорее всего, выйдет из строя намного быстрее, чем качественный HDD, поэтому гибридные накопители, вероятно, не стоят нашего внимания — индустрия производства накопителей гораздо сильнее заинтересована в SSD. Прежде чем мы двинемся дальше, стоит упомянуть, что флеш-память — не единственная технология, используемая в твёрдотельных накопителях. Intel и Micron совместно изобрели систему под названием 3D XPoint. Вместо записи и стирания зарядов зарядов в ячейках для создания состояний 0 и 1, для генерации битов в этой системе ячейки изменяют своё электрическое сопротивление. Intel рекламировала эту новую память под брендом Optane, и когда мы протестировали её, производительность оказалась выдающейся. Как и цена системы, но в плохом смысле. Накопитель Optane всего на 1 ТБ сегодня стоит более 1 200 долларов — в четыре раза больше, чем SSD такого же объёма на основе флеш-памяти. Третьим и последним накопителем, который мы исследуем в следующей статье, будут оптические приводы.

В наше время при покупке компьютера у многих людей возникает вопрос: ПК с каким накопителем лучше взять, с HDD или SSD. Чтобы ответить на этот вопрос, сначала нужно понять, в чем главное отличие SSD от HDD. Жесткие диски HDD появились еще в далеких семидесятых и используются по сей день в миллионах компьютеров. Основной принцип работы жесткого диска HDD заключается в записи и чтении на специальные магнитные пластины информации. Запись чтения производится с помощью рычага перемещения головок, а сами магнитные диски в это время вращаются на очень высоких скоростях. Из-за механической составляющей жесткого диска HDD и скорости записи и чтения он уступает твердотельным накопителям SSD.

Принцип работы твердотельного накопителя SSD построен на записи и чтении информации со специальных скоростных микросхем памяти, входящих в его состав. Сама же скорость записи и чтения информации у SSD превосходит HDD в несколько раз. Кроме этого благодаря микросхемному исполнению SSD менее подвержен повреждениям при ударах и падениях, а также имеет миниатюрные форм-факторы, позволяющие устанавливать его в планшеты и в ультрабуки. Основными недостатками твердотельных накопителей является цена и жизненный цикл. Но прогресс не стоит на месте, поэтому уже сейчас видно, как цена на SSD постепенно падает, а цикл их перезаписи увеличивается. В этой статье мы рассмотрим все аспекты работы с твердотельным накопителем и опишем их характеристики, поэтому если вы решили перейти с жесткого диска HDD на SSD, то эта статья будет очень полезной для вас. Кроме этого, мы рассмотрим такие проблемы, когда BIOS не видит SSD и множество других.

Какие типы дисков SSD существуют и какой лучше

При выборе твердотельного накопителя в первую очередь следует обратить внимание на его форм-фактор и различные типы интерфейсов, по которым они подключаются к ПК. Самый распространённый форм-фактор, как и с жестким диском HDD, является форм-фактор корпуса в 2.5 дюйма. Этот твердотельный накопитель можно встретить во многих ноутбуках и персональных компьютерах. Ниже представлен список, в котором перечислены все типы форм-факторов, имеющиеся в наше время твердотельных накопителей:

  • Тип форм-фактора 2.5 дюйма;
  • Тип форм-фактора mSATA;
  • Тип форм-фактора M.2.

Ниже представлен рисунок с твердотельными дисками с размером 2.5 дюйма, который является наиболее распространённым и знаком многим пользователям.

Перечисленные выше диски являются довольно популярными моделями и имеют такую маркировку – GOODRAM CX200 240 GB, Kingston HyperX FURY SHFS37A/120G и Samsung 850 EVO MZ-75E250B. Подключаются такие диски с помощью стандартного SATA-интерфейса, который используется на большинстве компьютеров.

Второй тип устройств mSATA, представленный ниже, с 2009 года используется в основном в портативных компьютерах.

Встретить mSATA на материнских платах десктопов можно крайне редко, но в ультрабуках и планшетах это не редкость.

Третий форм-фактор M.2 представляет новую разработку, которая должна заменить устройства mSATA. Ниже представлен рисунок, на котором изображен диск формата M.2 фирмы Samsung.

С форматами твердотельных дисков разобрались, теперь попробуем разобраться с типом памяти, используемым в них. Сейчас в продаже можно встретить устройства с SLC, MLC и TLC типами NAND-памяти. В таблице ниже представлены характеристики памяти относительно NAND-микросхем.

Спецификации NAND-микросхем SLC MLC TLC
Количество битов в ячейке 1 2 3
Количество циклов перезаписи 90000 — 100000 10000 3000 — 5000
Время чтения из чипа 25 us 50 us ~ 75 us
Время программирования 200 – 300 us 600 – 900 us ~ 900 – 1350 us
Время стирания 1.5 — 2 ms 3 ms 4.5 ms

Из характеристик таблицы видно, что диски, построенные на микросхемах SLC, имеют 90000 – 100000 циклов перезаписи. Из этого следует, что такие диски прослужат больше времени. Но покупка SLC-диска в наше время является очень дорогим удовольствием, поэтому большинство пользователей отдают предпочтение накопителям на MLC и TLC. Чтобы наши читатели имели представление о продолжительности жизни твердотельного накопителя, мы подготовили таблицу, в которой это описано.

Ресурс SSD накопителя на TLC памяти
Количество циклов перезаписи 3000 5000
Объём памяти 120ГБ 120ГБ
Средний объём записи днем 12ГБ 12Гб
Увеличение объёма записываемой информации 10x 10x
Формула циклов перезаписи в день Один цикл = 10 * 12 Один цикл = 10 * 12
Формула ресурса SSD Ресурс SSD = 3000/120 Ресурс SSD = 5000/120
Оценка жизни SSD диска 8 лет 13, 5 лет

Из таблицы заметно, что мы взяли за основу самый дешёвый накопитель с микросхемами памяти TLC. По формуле видно, что наш SSD проходит один цикл перезаписи за день, а это не так уж мало. Например, пользователь ПК может перезаписывать информации куда меньше, 120 ГБ в день. Но даже при таких не щадящих условиях, этот диск способен проработать 8 или 13,5 лет.

Ниже представлена таблица для накопителя с SLC, MLC чипами памяти.

Расчет Ресурс SSD накопителя на SLC памяти Ресурс SSD накопителя на MLC памяти
Количество циклов перезаписи 90000 100000 9000 10000
Объём памяти 120ГБ 120 ГБ 120 ГБ 120 ГБ
Средний объём записи днем 12ГБ 12ГБ 12ГБ 12ГБ
Увеличение объёма записываемой информации 10x 10x 10x 10x
Формула циклов перезаписи в день Один цикл = 10 * 12 Один цикл = 10 * 12 Один цикл = 10 * 12 Один цикл = 10 * 12
Формула ресурса SSD Ресурс SSD = 90000/120 Ресурс SSD = 100000/120 Ресурс SSD = 9000/120 Ресурс SSD = 10000/120
Оценка жизни SSD диска 750 лет 833 года 75 лет 83 года

Конечно, пользователь может использовать больше циклов перезаписи в день, но тогда показатели таблицы будут другими. Например, если перезаписывать SSD на MLC чипах памяти 10 раз на день, то жизненный цикл этого диска составит 7,5 лет. Посудите сами, при 10-кратной перезаписи на этом диске в день нужно перезаписывать 1200 ГБ информации, что является довольно немалым объемом.

Исходя из вышеописанной информации, для рядового пользователя ПК вполне хватит SSD с микросхемами памяти TLC.

Если вы хотите максимально продлить жизнь вашего SSD и обезопасить информацию, то рекомендуем использовать накопители на основе MLC.

Решаем неисправности, обновляя старые SSD

Во всех новых дисках SSD встроена специальная подпрограмма, которая удаляет мусор по мере его заполнения. Этот механизм удаления мусора нужен для сохранения быстродействия SDD. Твердотельные диски существуют на рынке уже достаточно давно. В старых версиях SSD в некоторых моделях отсутствует механизм защиты от очистки мусора, вследствие чего скорость записи на таких дисках заметно падает. Решить эту проблему можно полным затиранием информации на диске и впоследствии переустановки Windows. Чтобы не переустанавливать Windows, не разбивать новые разделы на диске, ниже мы опишем способ, сохраняющий предыдущее состояние системы.

Первым делом нужно загрузить с сайта http://clonezilla.org образ Clonezilla, который поможет нам сохранить все разделы. Также вы можете воспользоваться другими средствами клонирования системы и ее восстановления. Процесс создания образа системы с помощью Clonezilla несложен и с ним справится, как опытный пользователь, так и новичок. После создания полного бекапа можно приступать к очистке диска. Для этого нам понадобится образ Linux Parted Magic и утилита UNetbootin. Скачать это ПО можно на сайтах:  https://partedmagic.com и http://unetbootin.github.io. С помощью утилиты UNetbootin можно записать наш образ на флешку, создав из нее загрузочный накопитель. После создания загрузочной флешки можно загрузиться с нее.

Теперь на рабочем столе найдем программу «Erase Disk» и запустим ее.

В открывшемся окне программы найдем пункт «Internal Secure Erase» и нажмем на него. После этого должно открыться окно с выбором вашего SSD. Выбрав необходимый диск, начнется процесс затирания. После очистки восстановите систему с помощью Clonezilla. Восстановленная Windows должна функционировать так, как будто у вас новый твердотельный накопитель.

C помощью Linux Parted Magic пользователь может разбивать и создавать новые разделы на твердотельном накопителе. Разбить и создать раздел на твердотельном диске можно также, как на жестком диске HDD.

Решаем проблемы с быстродействием, BIOS и прошивкой SSD

Наиболее распространённой проблемой неправильной работы, или когда компьютер не видит SDD, является старая версия микрокода BIOS материнской платы. Обновить BIOS можно на любой выпущенной материнской плате. Наиболее часто проблема с SSD проявляется со старыми версиями материнских плат с уже новым UEFI BIOS. Обновление BIOS в большинстве случаев производится с помощью скаченного файла с микрокодом и USB-флешки. Файл BIOS помещается на флешку и с ее помощью производится обновление. У каждого производителя материнских плат есть подробная инструкция на сайте по обновлению BIOS.

Будьте осторожней при обновлении BIOS, ведь неправильное обновление может испортить материнскую плату.

Узнать какая версия BIOS установлена на ПК из-под Windows можно с помощью утилиты CPU-Z.

Множество пользователей ПК покупают SSD, чтобы значительно ускорить Windows. Но при таком апгрейде следует учитывать, что большинство старых ПК поддерживают только SATA-2 разъем. При подключении твердотельного диска к SATA-2 пользователь получит ограничение по скорости передачи данных в 300 Мб/с. Из этого следует, что перед покупкой необходимо узнать, поддерживает ли ваша материнская плата разъем SATA-3, который обеспечивает пропускную способность в 600 Мбайт/с.

Еще сделать работу SSD более стабильной, то можно избавиться от большинства ошибок с помощью прошивки. Прошивка для SSD представляет собой микрокод по аналогии с BIOS, благодаря которому накопитель и функционирует. Прошивку также, как и BIOS, можно найти на официальном сайте производителя SSD. Инструкцию по обновлению можно тоже найти на сайте производителя. Такая прошивка может решить проблему на некоторых материнских платах, когда SSD не видит их.

Компьютер не видит SSD из-за кабеля или драйверов

Кроме проблем, описанных выше, очень часто материнская плата не видит SSD из-за проблемного кабеля или разъема. В этом случае поможет замена кабеля SATA на исправный. Также во многих случаях материнская плата не видит из-за неисправного SATA-порта, поэтому решить эту проблему можно подключением в другой порт.

Если на компьютере, работающем на HDD, подключить SSD, то можно встретить ситуацию, когда он его не видит. Система не видит установленный SSD из-за старых драйверов. Решить эту проблему можно путем обновления таких драйверов, как Intel Rapid Storage Technology  Driver и AMD AHCI Driver.

SATA AHCI

Обязательным режимом для правильной работы контроллера с вашим SSD является AHCI. Этот режим позволяет контролеру SATA задействовать новые функции, в том числе и увеличить скорость SSD. В отличие от старого режима IDE режим AHCI дает такие преимущества:

  • Поддержка режимом AHCI горячей замены подключенных накопителей в Windows;
  • AHCI позволяет повысить производительность при использовании технологии NCQ;
  • Режим AHCI позволяет использовать скорость передачи 600 Мбайт/с (актуально для SSD накопителей).
  • Режим AHCI включает поддержку дополнительных команд, таких как TRIM.

При установке Windows на современной материнской плате не обязательно включать в настройках режим AHCI, так как он стоит по умолчанию, но если до этого использовалась более старая Windows, например, Windows XP, то следует переключить режим работы с IDE на AHCI. На рисунке ниже изображены настройки BIOS материнской платы MSI с включённым режимом AHCI.

Также стоит отметить, если вы установили Windows 7 после XP, то после переключения на режим AHCI микропрограмма BIOS видит установленную семерку в режиме IDE mode, и впоследствии вы получите синий экран. В этом случае поможет переустановка Windows 7 в режиме AHCI.

Как правильно разбить SSD-диск на разделы

У многих пользователей ПК на форумах очень часто возникает такой вопрос: как правильно разбить SSD-диск на разделы. Ответ на этот вопрос достаточно простой – никакой принципиальной разницы при разбивке дисков между SSD и HDD нет. Поэтому, если у вас есть опыт разбития HDD-дисков на разделы, то вы также можете разбить SDD. Единственный момент, который нужно учитывать, — это объём SSD и HDD, он у последнего значительно выше. Например, объем системного диска должен соответствовать размеру, устанавливаемого на него ПО, и свободного места для его правильного функционирования.

Подводим итог

Прочитав этом материал, каждый из наших читателей сможет убедиться, в чем состоит преимущество современных твердотельных SSD над жесткими HDD. Также в этом материале наши читатели найдут способы решения проблем, связанных с SSD. Еще стоит отметить, что твердотельные накопители нужно правильно настраивать в операционной системе. Для этих целей у нас есть статья «Как настроить SSD под Windows 7, 8 и 10», которая поможет вам правильно настроить твердотельный накопитель.

Видео по теме

Используемые источники:

  • https://compconfig.ru/oborudovanie/chto-takoe-ssd-disk-i-chem-on-luchshe-hdd.html
  • https://wiki2.org/ru/твердотельный_накопитель
  • https://habr.com/ru/post/491890/
  • https://ustanovkaos.ru/zhelezo/zhestkij-disk-ssd.html

</tr>

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий