Что такое твердотельный накопитель? Твердотельный жесткий диск или SSD накопитель.

На замену магнитным жёстким дискам приходят твёрдотельные накопители, сокращённо – SSD (Solid State Drive). И хоть в сокращении упоминается слово drive – "диск", новые устройства хранения информации трудно назвать дисками, так как в них нет ничего напоминающего диск.

Давайте разберёмся в том, чем хороши твёрдотельные накопители (SSD) и чем они отличаются от всем нам знакомых жёстких магнитных дисков – HDD.

Преимущества SSD перед HDD.

Самым главным преимуществом SSD перед HDD является то, что их быстродействие куда выше, чем "классических" винчестеров. Дело в том, что SSD используют совсем иную технологию записи, хранения и считывания информации. Технология позаимствована у флэш-памяти, поэтому SSD можно назвать специализированной флэшкой большой ёмкости.

Второе преимущество SSD – это отсутствие движущихся частей и деталей. Ни для кого не секрет, что магнитные жёсткие диски очень чувствительны к вибрационным нагрузкам, особенно в рабочем состоянии. Случайное падение и с HDD можно распрощаться навсегда. Также нередок выход из стоя привода, который крутит те самые магнитные "блины". Механические детали – это ахиллесова пята любого высокотехнологичного устройства.

Так как в SSD попросту нет движущихся частей и деталей, то устойчивость их к вибрации и ударам значительно выше, чем обычных HDD.

Третьим и немаловажным для портативной техники качеством SSD является их малый вес . Если на одну ладонь положить 2,5” SSD, ёмкостью, например, 128Gb, а на другую ладонь 2,5” HDD на 180Gb, то твёрдотельный накопитель покажется вам просто "пушинкой". Они невероятно лёгкие.

Четвёртым преимуществом SSD перед HDD является то, что они расходуют меньше энергии , а рабочая температура их намного ниже.

Вот, пожалуй, и все качественные отличия SSD от HDD.

Устройство SSD-диска.

Вот так выглядит среднестатистический SSD-диск. Естественно, в продаже имеются модели в бескорпусном исполнении. Наиболее распространены SSD-накопители форм-фактора 2,5".

Рядовой твёрдотельный накопитель представляет собой печатную плату с установленным на ней набором микросхем. Этот набор состоит из микросхемы NAND-контроллера и, собственно, микросхем NAND-памяти .

Площадь печатной платы твёрдотельного накопителя используется по-полной. Большую её часть занимают микросхемы NAND-памяти.

Как видим, в SSD-накопителе нет никаких механических частей и дисков – только микросхемы. Не зря в последнее время SSD всё чаще называют "электронными" дисками.

Типы памяти в SSD.

Теперь, когда мы разобрались с устройством SSD-накопителей, давайте поговорим о них более детально. Как уже говорилось, рядовой SSD состоит из двух взаимосвязанных частей: памяти и контроллера.

Начнём с памяти.

Для хранения информации в SSD используется NAND-память, которая состоят из огромного количества MOSFET-транзисторов с плавающим затвором. Их ещё называют ячейками (памяти). Ячейки объединяются в страницы по 4 кБайта (4096 байт), затем в блоки по 128 страниц, а далее в массив по 1024 блока. Один массив имеет объём 512 Мбайт и управляется отдельным контроллером. Такая многоуровневая модель устройства накопителя наносит определённые ограничения на его работу. Так, например, стирать информацию можно только блоками по 512 кБайт, а запись возможна только по 4 кБайт. Всё это приводит к тому, что записью и чтением информации с микросхем памяти руководит специальный контроллер.

Тут стоит отметить, что от типа контроллера зависит многое: скорость чтения и записи, устойчивость к сбоям, надёжность. О том, какие контроллеры используются в SSD, мы поговорим чуть позднее.

В SSD применяются три основных типа NAND-памяти: SLC, MLC и TLC. В памяти типа SLC (Single-Level Cell ) используются одноуровневые транзисторы. Это значит, что один транзистор может хранить 0 или 1. Одним словам, такой транзистор может запомнить только 1 бит информации. Маловато будет, не так ли?

Тут головастые мужики "почесали репу" и придумали, как транзистор-ячейку сделать 4-ёх уровневым. При этом каждый уровень представляет 2 бита информации. То есть на одном транзисторе можно записать одну из четырёх комбинаций 0 и 1, а именно: 00 , 01 , 10 , 11 . То есть 4 комбинации, против 2 у SLC. В два раза больше, чем на SLC-ячейках! И назвали они их многоуровневыми ячейками – MLC (Multi-Level Cell ).

Таким образом, на одном и том же количестве транзисторов (ячеек) можно записать в 2 раза больше информации, чем, если бы применялись SLC-ячейки. Это существенно удешевляет конечный продукт.

Но у MLC-ячеек есть существенные недостатки. Срок жизни таких ячеек меньше, чем у SLC и составляет в среднем 100000 циклов. У SLC-ячеек этот параметр составляет 1000000 циклов. Также стоит отметить, что время чтения и записи у MLC-ячеек больше, что уменьшает быстродействие твёрдотельного накопителя.

Так как технологии хранения информации на твёрдотельных носителях очень быстро развиваются, то, возможно, всё, о чём вы здесь узнали, уже считается морально устаревшим.

Например, когда ещё писалась эта статья, в продаже лидировали SSD-диски, изготовленные по технологии MLC. Но, сейчас их практически вытеснили SSD-накопители с памятью типа TLC – трёхуровневых ячеек (Triple-Level Cell ). Память TLC имеет 8 уровней, а, следовательно, каждая ячейка может хранить уже 3 бита информации (000, 001, 011, 111, 110, 100, 101, 010).

Сравнительная таблица типов флэш-памяти: SLC, MLC и TLC.

Из таблицы видно, что чем больше уровней используется в ячейке, тем медленнее работает память на её основе. TLC-память явно проигрывает, как по скорости, так и по "времени жизни" - циклам перезаписи.

Да, кстати, в USB-флэшках уже давно используется TLC-память, которая хоть и быстрее "изнашивается", но и стоит гораздо дешевле. Именно поэтому стоимость USB-флэш и карт памяти неуклонно снижается.

Несмотря на то, что SSD-диски выпускают различные компании под своим брендом, NAND-память многие покупают у небольшого количества её производителей.

Производители NAND-памяти:

Intel/Micron ;

• Toshiba/SanDisk ;

  Samsung .

Таким образом, мы узнали, что SSD-диски бывают с тремя разными типами памяти: SLC, MLC и TLC. Память на основе SLC-ячеек более быстрая и долговечная, но дорогая. Память на MLC-ячейках заметно дешевле, но обладает меньшим ресурсом и быстродействием. В широкой продаже можно найти только SSD-диски на основе флэш-памяти типа MLC и TLC (на момент редактирования статьи). Диски с SLC-памятью практически не встречаются.

Память 3D XPoint и накопители Intel Optane.

Стоит отметить и то, что с недавних пор в продаже появились накопители, которые основаны на новом типе энергонезависимой памяти 3D XPoint (читается, как "три ди кросс-поинт"). На базе 3D XPoint корпорация Intel выпускает твёрдотельные накопители под брендом Intel Optane. Разработкой нового типа памяти занимались две компании Intel и Micron.

3D XPoint – это принципиально новый тип энергонезависимой памяти, в отличие от NAND-памяти, которая известна аж с 1989 года.

3D XPoint обладает большей скоростью чтения-записи, так как доступ к ячейке происходит напрямую. Как утверждается, в памяти 3D XPoint вообще нет транзисторов, а каждая ячейка способна сохранять 1 бит информации. Благодаря прямому доступу отпадает надобность в сложных контроллерах, которые просто необходимы в накопителях NAND с многоуровневыми транзисторами (MLC, TLC). Кроме этого ресурс (износостойкость) данной памяти гораздо выше, чем у NAND, в которой имеется такой базовый дефект, как утечка электронов из ячеек.

Так как быстродействие накопителей Intel Optane превосходит возможности интерфейса SATA, то их, как правило, производят в форм-факторах M.2 , а также в виде твёрдотельного накопителя под слот PCI Express (PCI-E AIC (add-in-card )). Для работы с подобными накопителями используется новый интерфейс NVMe , который приходит на смену SATA.

Контроллеры SSD накопителей.

На момент написания статьи наибольшее распространение получили следующие контроллеры:

Об установке Windows на SSD.

Устанавливать Windows XP на SSD не рекомендуется, так как эта операционная система не заточена под работу с SSD. В Windows 7, 8 и 10 поддержка SSD полностью присутствует. Правда, для более долговечной и "правильной" работы SSD с системой Windows 7 рекомендуется провести проверку/настройку некоторых параметров этой ОС.

Аббревиатуру HDD - hard-disk drive - многие уже запомнили и понимают, что это жёсткий диск. Но что такое SSD - новая аббревиатура, которая в последние годы применяется ещё чаще, чем HDD? Читайте об этом в нашей статье.

SSD: расшифровка

SSD расшифровывается как solid-state drive и переводится на русский язык как «твердотельный накопитель» или, что менее точно, «твердотельный диск». За этой аббревиатурой скрывается новая технология хранения данных, более прогрессивная по сравнению с традиционными жесткими дисками.

SSD-накопитель: что это такое?

Итак, что же это - SSD-диск? Главная особенность такого накопителя - отсутствие подвижных деталей. В обычных жёстких дисках данные хранятся на вращающихся пластинах, и это вращение становится причиной целого ряда недостатков: во-первых, оно замедляет чтение данных, во-вторых, ускоряет износ накопителя и делает его более уязвимым к ударам, а в-третьих, генерирует шум при работе.

В SSD ничего не вращается - данные здесь хранятся во флеш-памяти, а записываются и стираются при помощи электрических зарядов. Благодаря этому твердотельные накопители работают очень быстро, не производят никаких звуков, легче переносят удары и падения.

Правда, есть у этой технологии и минусы. SSD стоят значительно дороже жёстких дисков сравнимой ёмкости. Кроме того, специфика флеш-технологии накладывает ограничение на количество циклов перезаписи, поэтому теоретически SSD могут выходить из строя раньше, чем жёсткие диски, хотя практически современные твердотельные накопители вполне в состоянии успешно выдержать средний срок службы обычного пользовательского компьютера.

Для чего нужен SSD

Поскольку твердотельный накопитель, как уже упоминалось выше, - не самое дешёвое удовольствие, бездумно покупать его на смену обычному жёсткому диску не стоит. Для хранения больших массивов данных, не требующих высокой скорости чтения, SSD всё-таки не лучший выбор. Не стоит использовать его и для тех файлов, которые многократно перезаписываются в течение дня, иначе срок службы накопителя быстро подойдёт к концу.

Лучше всего установить на SSD операционную систему - тогда она станет работать значительно быстрее. Выиграют от этого и приложения, и игры, для которых важна высокая скорость чтения данных с накопителя. О том, как установить твердотельный диск, читайте в нашей статье . А для хранения файлов стоит снабдить свой компьютер вторым диском - традиционным HDD.

Привет, друзья! Технологии не стоят на месте и с каждым годом развиваются все стремительней, особенно в компьютерной отрасли. Еще, казалось бы, вчера мы только узнали про три закона робототехники, сочиненные Айзеком Азимовым, а сегодня уже японцы конструируют кукол, электронная «начинка» которых пол мощности превосходит небольшую серверную, но которые и слыхом не слыхивали об упомянутых законах.

Изменения затронули и сферу сохранения данных. Сегодня вы узнаете, что такое SSD накопитель и зачем он нужен, нужен ли в принципе такой девайс или как-то можно без него обойтись.

Почему твердотельный

Такие накопители известны не первый год, однако большинство юзеров лишь недавно обратила на них свое внимание как на достойную альтернативу традиционным винчестерам. Так почему он называется твердотельный? Название происходит от английского слова Solid — «Твердое состояние». По сути, это обычная микросхема, построенная на полупроводниках — такая зеленая плата с кучей дорожек, которую видел каждый, кто хоть раз разбирал корпус электроприбора.

Архитектура устройства напоминает, уже ставшие привычными, флешки. В SSD используется такой же тип энергосберегающих схем памяти, которые не теряют данные, даже при длительном отсутствии питания. Разница только в габаритах, емкости и скорости записи. Кроме того, флешка рассчитана на использование как подключаемое внешнее устройство, а ССД все-таки в большинстве случаев внутренний девайс.

Внешне, твердотельные накопители напоминают винчестеры, однако отличаются габаритами — они меньше. Согласно стандартизации здесь немного другие форм-факторы: например, M2 или U2. Это не значит, что ССД невозможно установить в обычный системник: существуют специальные адаптеры для старых корпусов, а новые корпуса уже оснащены посадочными местами.

Преимущества SSD

Может возникнуть закономерный вопрос — для чего вообще такое устройство в компьютере, если есть привычные и доступные в плане цены, винчестеры. А преимуществ у твердотельных накопителей аж несколько:
Более высокая скорость чтения и записи данных. Это особо ценится пользователями, обрабатывающими большие по размеру файлы, а также геймерами, у которых игры грузятся быстрее.

Меньший расход питания. Для портативных компьютеров это решающий фактор, ведь устройство сможет проработать дольше на том же заряде батареи.

Больший срок эксплуатации. Вследствие отсутствия механических частей, выше вероятность того, что девайс не выйдет из строя в самый неподходящий момент.

Ударостойкость. При транспортировке устройства, выше вероятность, что из-за падения или механического воздействия пользователь не потеряет важные данные. В этом причина растущей популярности портативных ССД.

Часто SSD небольшого объема ставят на компьютер в качестве системного тома, для более быстрой загрузки операционной системы. Такой компьютер не только будет быстрее загружаться, но и ОС будет шустрее из-за быстрого доступа ко всем системным файлам.

Недостатки и ограничения

Вы можете спросить: если это устройство настолько шикарно, почему не все пользователи используют его в ПК? Увы, все по-прежнему упирается в стоимость: за аналогичную цену можно приобрести обычный винчестер емкостью, десятикратно превышающей SSD. При сборке или апгрейде компьютера, юзеры часто ограничены в средствах, поэтому приходится «осадить коней», лавируя между крутостью детали и ее стоимостью. А так бы мы понаставили всякого, ага.

Среди пользователей до сих пор существует заблуждение, что твердотельные накопители ненадежны. Да, это наблюдалось в момент их массового появления на рынке. Причина кроется в использовании дешевых контроллеров, которые не справились со своей задачей. Сегодня же самый дешевый SSD способен гарантированно «пережить» до 3 000 циклов перезаписи. У более качественных устройств эта цифра возрастает до 10 000. Это даже больше, чем у традиционного HDD.
Еще один миф заключается в том, что операционную систему надо как-то хитро настроить для работы с твердотельным накопителем — например, отключить файл подкачки. Это не так. Все, что придется сделать пользователю — активировать в BIOS режим AHCI, необходимый для корректной работы устройства. Обратите внимание, что старые материнские платы этот режим не поддерживают — вместо него там уже ставший неактуальным IDE

Зачем оно надо

«Быть или не быть?» — подумает читатель. Купить SSD или сэкономить, купив что-то другое. Согласно отзывам моих клиентов, еще ни один не испытал недовольства из-за покупки такого девайса. Было несколько претензий по поводу гарантийного ремонта, но это уже статистическая погрешность, которая всегда проявляется при больших количествах продаж.

И если вы нервничаете каждый раз, когда компьютер начинает «тупить» и зависать, ССД — лучший вариант избавиться от таких явлений. Нервничать вы при этом, скорее всего, не перестанете, но уже найдете другую причину, а вот компьютер будет «летать» с таким накопителем.

Правда, есть одно маленькое «НО». К хорошему быстро привыкаешь, и потом работать на компьютере с обычным HDD вам будет немного некомфортно. Но это уже мелочи, не так ли?

И если вы уже направляетесь в инет-магазин за новеньким SSD накопителем, почитайте эту инструкцию — она поможет вам правильно . Также вам, возможно, будет интересен , конечно если считаете что без HDD никуда.

Советую обратить внимание на устройство Kingston SSDNow A400 120GB 2.5″ SATAIII TLC — хороший и доступный по цене накопитель на 120 Gb.

А на этом я на сегодня прощаюсь. Спасибо за внимание, друзья, и до следующих встреч. Не забывайте делиться публикациями моего блога в социальных сетях. Компьютерную грамотность — в массы! И , чтобы получать уведомления о поступлениях новых статей.

Начиная разговор про SSD-диски, а тема эта интересна и довольно обширна (чего только стоят многочисленные споры о технологиях, быстродействии, надежности и прочих характеристиках на профильных форумах), следует определиться с понятиями, что же такое SSD-диск для компьютера. В чем его отличия от привычных жестких дисков, какие преимущества имеет, что в нем хуже, если сравнивать с классическими винчестерами. Итак, поехали?

Что такое SSD-диск для компьютера

Сначала расшифруем аббревиатуру SSD – англ. «Solid-State Drive», он же «твердотельный накопитель» по-нашему. Название, на первый взгляд, не очень понятное, но оно заключает в себе принцип работы накопителя.

Классический винчестер – это набор вращающихся с большой скоростью пластин (коих может быть от одной до нескольких), на которые записывается вся информация, и блок магнитных головок, перемещающихся над поверхностью этих пластин и считывающих (или записывающих) нужные файлы.

Надо сказать, что если в приложении к традиционным винчестерам понятие «диск» имеет под собой вполне определенную основу (запись действительно производится на диск, установленный внутри этого устройства), то в случае твердотельных накопителей частей, хоть чем-то напоминающих эту геометрическую фигуру, просто нет. Наверное, уместнее использовать понятие «накопитель», хотя «диск» – это привычно, коротко, понятно.

Здесь сразу виден один из недостатков классической технологии хранения данных – жесткие диски чувствительны к вибрациям, ударам, которые могут быстро вывести их из строя. Малейшее касание головки диска может привести если не к мгновенной поломке, то стать причиной появления проблем в обозримом будущем.

Совсем другое дело твердотельный жесткий диск. Здесь нет ни одной вращающейся или как-то перемещающейся детали. Если посмотреть на то, как выглядят внутренности такого диска, то ничего особо интересного там нет, обычная печатная плата с расположенными на ней микросхемами. И все. Вся информация хранится именно в этих микросхемах (NAND-памяти), а управляет процессом чтения/записи контроллер, микросхема которого располагается здесь же.

Раз нет движущихся частей, то такой накопитель в гораздо меньшей степени боится тряски, перемещений, ударов. В разумных пределах, конечно. Бить по нему молотком или кидать в соседского кота все же не стОит.

Как выглядит SSD-диск

Когда речь заходит о накопителях, то одной из характеристик, определяющих принципиальную возможность применения того или иного устройства в данном ноутбуке или стационарном ПК, является «форм-фактор», он же – типоразмер. Это стандарт, задающий его размеры, расположение и количество разъемов, других элементов, который должны соблюдать устройства. Например, «форм-фактор» есть у дисков, материнских плат и т. п.

Внешне SSD-диск соответствует своими размерами жесткому диску формата 2.5 дюйма, которые используются в ноутбуках, нетбуках и прочих подобных компьютерах. Сделано это специально, чтобы была возможность легко заменить один накопитель другим.

Теоретически, отсутствие механических частей позволяет изготовить эти накопители любой формы, чем и пользуются производители, правда, в существующих ограничениях форм-фактора. Помимо привычных небольших прямоугольных коробочек выпускаются твердотельные накопители в виде компактных продолговатых печатных плат с разъемом (M.2 или mSATA) и микросхемами. Это другой форм-фактор, предназначенный для установки в соответствующий разъем (например, M.2), что позволяет сильно уменьшить габариты устройства, разместив такой диск непосредственно на материнской или специальной переходной плате. Впрочем, о форм-факторах (т. е. габаритных размерах и используемых разъемах) поговорим в другой раз.

Важно, что если в вашем компьютере используется 2.5-дюймовый (ноутбучный) винчестер, то установить на его место такого-же форм-фактора SSD не составит проблемы. Даже если речь идет о стационарном компьютере, где в ходу жесткие диски размером 3.5 дюйма, то многие производители корпусов уже предусматривают места для установки накопителей меньшего формата. В крайнем случае, можно воспользоваться переходником с 3.5 на 2.5 дюйма.

Преимущества и недостатки SSD

Когда речь заходит о SSD-дисках, то первое, о чем говорится – это о существенно большей скорости работы. И это действительно так. Даже самый недорогой, бюджетный SSD-диск будет намного быстрее любого механического жесткого диска. Скорость работы компьютера изменится в лучшую сторону.

Чем еще хороши эти накопители:

• Как уже говорил выше, не боятся тряски, механических ударов.
• Очень высокая скорость чтения и записи, может превышать таковую у жестких дисков в несколько раз.
• Меньшее энергопотребление. Ноутбук с таким диском проработает от аккумуляторов немножко дольше.
• Меньший нагрев.
• Бесшумная работа.

Сравнение некоторых характеристик двух накопителей (SSD и HDD), которые установлены в моем ноутбуке, приведены на картинках в конце статьи.

Естественно, не может быть, чтобы все было так хорошо и не было ничего плохого. На самом деле, плохого действительно нет, но некоторые недостатки присутствуют. Первый из них, который упоминают, когда заходит про SSD-диск для компьютера – цена, которая выше, чем у обычных жестких дисков.

В данном случае речь идет о так называемой «цене за 1Гб». Это значение, которое можно получить, разделив цену среднестатистического жесткого диска на его объем. Например, возьмем обычный HDD емкостью 500 Гб. При цене в 2800 (примерно) рублей, стоимость гигабайта объема будет стоить 2800/500 = 5.6 р.

Стоимость самого дешевого SSD-накопителя примерно такого объема (480 Гб) составляет ориентировочно 8700 р (цены розничные). Получается, что в случае SSD стоимость 1 Гб будет 8700/480=18.13 р. Сразу приходит на ум: «Вам шашечки или ехать?»

Думаю, про подключение SSD-диска, варианты конфигураций дисковой системы компьютера мы поговорим в отдельном материале. А сейчас следует понять, что SSD – это быстрее, но дороже.

Заканчивая про недостатки, упомянем еще и надежность. В данном случае не механическая надежность или боязнь перегрева, а надежность технологии для сохранения записанных данных и гарантии того, что то, что было на диск записано, можно будет прочитать. Это вопрос дискутируемый и четкий ответ на него дать сложно. Это связано и с типом NAND-памяти, используемой в каждой конкретной модели SSD-диска, и условий использования.

Заключение

Итак, SSD-диск для компьютера размерами (если речь о 2.5-дюймовых моделях» идентичен обычным ноутбучным жестким дискам, имеет такие же разъемы для подключения и выполняет ту же функцию – хранит и обрабатывает данные. И, надо сказать, делает это очень быстро.

Разница только в принципах хранения информации, и в большем разнообразии форм-факторов, что несколько расширяет их возможности применения. Можно ли SSD-диск установить вместо обычного? Не вижу препятствий. Вытаскиваете один, на его место ставите другой – все! Хотя есть более интересные возможности.

Какой SSD-диск лучше? Возможно, поговорим и об этом, но здесь достаточно разных факторов, от которых зависит ответ, и однозначно сказать сложно. Самый лучший тот, который самый быстрый – наверное да, но цена… Лучший тот, в котором соблюден баланс между скоростью, надежностью долговечностью и ценой? А почему нет? В общем, это тема для отдельного разговора и, возможно, спора.

Сейчас заканчиваем про то, что же такое SSD-диск.