Твердотельный диск. Что такое SSD и принцип его работы. Что такое SSDдиск

Первые SSD , или твердотельные накопители, использующие флэш-память , появились в 1995 году, и использовались исключительно в военной и аэрокосмической сферах. Огромная на тот момент стоимость компенсировалась уникальными характеристиками, позволяющими эксплуатацию таких дисков в агрессивных средах при широком диапазоне температур.

В масс-маркете накопители SSD появились не так давно, но быстро стали популярны, так как являются современной альтернативой стандартному жёсткому диску (HDD ). Разберёмся, по каким параметрам нужно выбирать твердотельный накопитель, и что он из себя вообще представляет.

Устройство

По привычке, SSD называют «диском», но его скорее можно назвать «твердотельным параллелепипедом », поскольку движущихся частей в нём нет, и ничего по форме похожего на диск – тоже. Память в нём основана на физических свойствах проводимости полупроводников, так что SSD – полупроводниковое (или твердотельное) устройство, тогда как обычный жёсткий диск можно назвать электро-механическим устройством.

Аббревиатура SSD как раз и означает «solid-state drive », то есть, буквально, «твердотельный накопитель ». Он состоит из контроллера и чипов памяти.

Контроллер – наиболее важная часть устройства, которая связывает память с компьютером. Основные характеристики SSD – скорость обмена данных, энергопотребление, и т.п., зависят именно от него. Контроллер имеет свой микропроцессор, работающий по предустановленной программе, и может выполнять функции исправления ошибок кода, предотвращения износа, чистки от мусора.

Память в накопителях может быть как энергонезависимой (NAND ), так и энергозависимой (RAM ).

NAND-память поначалу выигрывала у HDD только в скорости доступа к произвольным блокам памяти, и только с 2012 года скорость чтения/записи также многократно выросла. Сейчас в масс-маркете накопители SSD представлены моделями именно с энергонезависимой NAND -памятью.

RAM память отличается сверхбыстрыми скоростями чтения и записи, и построена по принципы оперативной памяти компьютера. Такая память энергозависима – при отсутствии питания данные пропадают. Используется как правило в специфичных сферах, вроде ускорения работы с базами данных, в продаже встретить трудно.

Отличия SSD от HDD

SSD отличает от HDD в первую очередь, физическое устройство. Благодаря этому он может похвастаться некоторыми преимуществами, но имеет и ряд серьёзных недостатков.

Основные преимущества:

· Быстродействие. Даже по техническим характеристикам видно, что скорость чтения/записи у SSD выше в несколько раз, но на практике быстродействие может различаться в 50-100 раз.
· Отсутствие движущихся частей, а соответственно, шума. Также это означает высокую стойкость к механическим воздействиям.
· Скорость произвольного доступа к памяти гораздо выше. В результате скорость работы не зависит от расположения файлов и их фрагментации.
· Гораздо меньшая уязвимость к электромагнитным полям.
· Малые габариты и вес, низкое энергопотребление.

Недостатки:

· Ограничение ресурса по циклам перезаписи. Означает, что перезаписать отдельную ячейку можно определённое количество раз – в среднем, этот показатель варьируется от 1 000 до 100 000 раз.
· Стоимость гигабайта объёма пока достаточно высока, и превосходит стоимость обычного HDD в несколько раз. Однако, этот недостаток со временем исчезнет.
· Сложность или даже невозможность восстановления удалённых или утерянных данных, связанная с применяемой накопителем аппаратной командой TRIM , и с высокой чувствительностью к перепадам напряжения питания: при таком повреждении чипов памяти информация с них теряется безвозвратно.

В целом, у твердотельных накопителей есть ряд преимуществ, которыми стандартные жёсткие диски не обладают – в случаях, когда главную роль играют быстродействие, скорость доступа, размеры и устойчивость к механическим нагрузкам, SDD настойчиво вытесняет HDD .

Какой объём SSD понадобится?

Первое, на что стоит обратить внимание при выборе SSD – его объём. В продаже есть модели с ёмкостью от 32 до 2000 Гб.

Решение зависит от варианта использования – вы можете установить на накопитель только операционную систему, и ограничиться объёмом SSD в 60-128 Гб , что будет вполне достаточно для Windows и установки основных программ.

Второй вариант – использовать SSD как основную медиа-библиотеку, но тогда вам понадобится диск объёмом в 500-1000 Гб , что выйдет довольно дорого. Это имеет смысл, только если вы работаете с большим количеством файлов, к которым нужно обеспечить действительно быстрый доступ. Применительно к рядовому пользователю – не очень рациональное соотношение цена/скорость.

Но есть и ещё одно свойство твердотельных накопителей – в зависимости от объёма скорость записи может сильно отличаться. Чем больше объём диска, тем, как правило, больше скорость записи. Это связано с тем, что SSD способен параллельно использовать сразу несколько кристаллов памяти, а количество кристаллов растёт вместе с объёмом. То есть в одинаковых моделях SSD с разной ёмкостью в 128 и 480 Гб разница в скорости может различаться примерно в 3 раза.

Учитывая данную особенность, можно сказать, что сейчас наиболее оптимальным по цене/скорости выбором можно назвать 120-240 гигабайтные модели SSD , их хватит для установки системы и наиболее важного софта, а может быть, и для нескольких игр.

Интерфейс и форм-фактор

2.5" SSD

Самым распространённым форм-фактором SSD является формат 2,5 дюйма. Представляет собой «брусок» размерами примерно 100х70х7мм, у разных производителей они могут слегка различаться (±1мм). Интерфейс у 2.5” накопителей, как правило, SATA3 (6 Гбит/с ).

Преимущества формата 2.5":

Распространённость на рынке, доступен любой объём
Удобство и простота использования, совместим с любыми материнскими платами
Демократичная цена

Недостатки формата:

Относительно низкая скорость среди ssd - максимально до 600 Мб/с на один канал, против, например 1 Гб/с у интерфейса PCIe
Контроллеры AHCI, которые были разработаны для классических жёстких дисков

Если вам нужен накопитель, который удобно и легко монтировать в корпус ПК, а ваша материнская плата имеет только разъёмы SATA2 или SATA3 , то 2.5” SSD накопитель – это ваш выбор. Система и офисные программы будет загружаться очевидно быстрее по сравнению с HDD, а большой разницы с более скоростными решениями обычный пользователь не заметит.

mSATA SSD

Существует более компактный форм-фактор - mSATA , размерами 30х51х4 мм. Имеет смысл использовать в ноутбуках и любых других компактных устройствах, где установка обычного 2.5” накопителя нецелесообразна. Если у них, конечно, есть разъём mSATA . По скорости - это всё та же спецификация SATA3 (6 Гбит/с ), и не отличается от 2.5".

M.2 SSD

Есть ещё один, самый компактный форм-фактор M.2 , постепенно сменяющий mSATA . Предназначен, главным образом, для ноутбуков. Размеры - 3.5х22х42(60,80) мм. Есть три разных длины планок - 42, 60 и 80 мм, обратите внимание на совместимость при установке в свою систему. Современные материнские платы предлагают, по крайней мере, один слот U.2 под формат M.2.

M.2 может быть как с интерфейсом SATA , так и PCIe . Разница между этими вариантами интерфейса в скорости, и при том довольно большая - SATA накопители могут похвастаться скоростью в среднем 550 Мб/с, тогда как PCIe, в зависимости от поколения, может предложить 500 Мб/с на одну линию для PCI-E 2.0 , и скорость до 985 Мб/с на одну линию PCI-E 3.0 . Таким образом, твердотельный накопитель, установленный в слот PCIe x4 (с четырьмя линиями), может обмениваться данными на скорости до 2 Гб/с в случае PCI Express 2.0 и до почти 4 Гб/с – при использовании PCI Express третьего поколения.

Различия в цене при этом существенны, диск форм-фактора M.2 с интерфейсом PCIe обойдётся в среднем в два раза дороже интерфейса SATA при одинаковом объёме.

Форм-фактор имеет разъём U.2, который может иметь коннекторы, отличающиеся друг от друга ключами – специальными «вырезами» в них. Существуют ключи B и , а также B&M . Отличаются скоростью по шине PCIe : ключ М обеспечит скорость до PCIe х4 , ключ M скорость до PCIe х2 , как и совмещённый ключ B&M .

B -коннектор несовместим с M -разъёмом, M -коннектор соответственно, с B -разъёмом, а B&M коннектор совместим с любым. Будьте внимательны, приобретая формата M.2 , так как материнская плата, ноутбук или планшет должны иметь подходящий разъём.

PCI-E SSD

Наконец, последний существующий форм-фактор – , как плата расширения PCI-E . Монтируется, соответственно в слот PCI-E , обладают самой высокой скоростью, порядка 2000 Мбайт/с на чтение, и 1000 Мбайт/с на запись . Такие скорости встанут вам очень дорого: очевидно, что выбирать такой накопитель стоит для профессиональных задач.

NVM Express

Существуют также SSD , имеющие новый логический интерфейс NVM Express , разработанный специально для твердотельных накопителей. От старого AHCI он отличается ещё более низкими задержками доступа и высокой параллельностью работы чипов памяти за счёт нового набора аппаратных алгоритмов.
На рынке есть модели как c разъёмом M.2 , так и в PCIe . Минус PCIe тут только в том, что он займёт важный слот, который может пригодиться и под другую плату.

Поскольку стандарт NVMe предназначен именно для флэш-памяти, он учитывает её особенности, тогда как AHCI всё же только компромисс. Поэтому, NVMe - будущее твердотельных накопителей, и со временем он будет только оптимизироваться.

Какой тип памяти в SSD лучше?

Разберёмся в типах памяти SSD . Это одна из главных характеристик SSD, определяющая ресурс перезаписи ячеек и скорость.

MLC (Multi-Level Cell) - наиболее популярный тип памяти. Ячейки содержат 2 бита, в отличии от 1-го бита в старом типе SLC , который уже почти не продаётся. Благодаря этому – больший объём, а значит, меньшая стоимость. Ресурс записи от 2000 до 5000 циклов перезаписи. При этом «перезапись» означает перезапись каждой ячейки диска. Следовательно, для модели в 240 Гб, например, можно записать как минимум 480 Тб информации. Так что, ресурса такого SSD даже при постоянном интенсивном использовании должно хватить лет эдак на 5-10 (за которые он уже всё равно сильно устареет). А при домашнем использовании его хватит и вовсе на 20 лет, так что ограниченность циклов перезаписи можно вообще не брать во внимание. MLC – это лучшее сочетание надёжность/цена.

TLC (Triple-Level Cell) - из названия следует, что здесь в одной ячейки хранится сразу 3 бита данных. Плотность записи здесь в сравнении с MLC выше на целых 50% , а значит, ресурс перезаписи меньше – всего от 1000 циклов. Скорость доступа тоже ниже из-за большей плотности. Стоимость сейчас не сильно отличается от MLC . Давно и широко используется во флэшках. Срок службы также достаточный для домашнего решения, но подверженность неисправимым ошибкам и «отмиранию» ячеек памяти заметно выше, причём во время всего срока службы.

3D NAND – это скорее форма организации памяти, а не её новый тип. Существует как MLC , так и TLC 3D NAND . Такая память имеет вертикально размещённые ячейки памяти, и отдельный кристалл памяти в ней имеет несколько уровней ячеек. Получается, что у ячейки появляется третья пространственная координата, отсюда и приставка "3D" в названии памяти - 3D NAND . Отличается очень низким количеством ошибок и высокой выносливостью из-за более крупного техпроцесса в 30-40нМ.
Гарантия производителя на отдельные модели достигает 10 лет использования, но стоимость высока. Самый надёжный тип памяти из существующих.

Отличия дешёвых SSD от дорогих

Диски одного и того же объёма могут даже у одного производителя сильно отличаться по цене. Дешёвый SSD от дорого может отличаться следующими моментами:

· Более дешёвый тип памяти. По возрастанию стоимости/надёжности, условно: TLC ≥ MLC ≥ 3D NAND .
· Более дешёвый контроллер. Также влияет на скорость чтения/записи.
· Буфер обмена. Самый дешёвые SSD могут вовсе не иметь буфера обмена, это не сильно удешевляет их, но заметно снижает быстродействие.
· Системы защиты. Например, в дорогих моделях есть защита от прерывания питания в виде резервных конденсаторов, позволяющих корректно завершить операцию записи, и не потерять данные.
· Брэнд. Само собой, более раскрученный брэнд будет дороже, что не всегда означает техническое превосходство.

Вывод. Что выгоднее купить?

Можно с уверенностью сказать, что современные SSD накопители достаточно надёжны. Боязнь потери данных и негативное отношение к твердотельным накопителям, как классу, на данный момент уже совсем неоправданны. Если говорить о более-менее популярных брэндах, то даже дешёвая TLC память подойдёт для бюджетного домашнего использования, и её ресурса хватит вам на несколько лет как минимум. Многие производители к тому же дают гарантию в 3 года.

Итак, если вы ограничены в средствах, то ваш выбор – это ёмкостью в 60-128 Гб для установки системы и часто используемых приложений. Тип памяти не столь критичен для домашнего использования – TLC это будет или MLC , диск устареет раньше, чем выработается ресурс. При прочих равных, конечно, стоит выбрать MLC .

Если вы готовы заглянуть в средний ценовой сегмент и цените надёжность, то лучше рассмотреть SSD MLC на 200-500 Гб . За старшие модели придётся выложить около 12 тысяч рублей. При этом, объёма вам хватит практически для всего, что должно работать быстро на домашнем пк. Также можно взять модели ещё более повышенной надёжности с кристаллами памяти 3D NAND .

Если ваша боязнь износа флэш-памяти достигает панического уровня, то стоит смотреть на новые (и дорогие) технологии в виде формата накопителей 3D NAND . А если без шуток, то это будущее SSD – высокая скорость и высокая надёжность здесь объединены. Подобный накопитель подойдёт даже для важных баз данных серверов, поскольку ресурс записи здесь достигает петабайт , а количество ошибок минимально.

В отдельную группу хочется выделить накопители с интерфейсом PCI-E . Он обладают высокой скоростью чтения и записи (1000-2000 Мб/с ), и в среднем дороже прочих категорий. Если во главу угла ставить именно быстродействие, то это лучший выбор. Недостаток - занимает универсальный слот PCIe, у материнских плат компактных форматов слот PCIe может быть всего один.

Вне конкуренции - SSD с логическим интерфейсом NVMe , скорость чтения которых переваливает за 2000 Мб/с. В сравнении с компромиссной для SSD логикой AHCI , имеет гораздо большую глубину очереди и параллелизм. Высокая стоимость на рынке, и лучшие характеристики - выбор энтузиастов или профессионалов.

Привет, друзья! Сегодня я Вам расскажу о SSD накопителях. В этой статье Вы узнаете что это такое и стоит ли их вообще приобретать. Также мы с Вами рассмотрим положительные и отрицательные стороны данного устройства. Ну а в завершении статьи, Вы сможете узнать по каким параметрам (характеристикам) нужно выбирать при покупке SSD-диск себе на компьютер.

SSD-диск – это запоминающее компьютерное устройство, в котором нет механических элементов. Для хранения информации в нем используются микросхемы памяти. То есть, иными словами SSD-диск это та же, грубо говоря, большая флешка. Плюсы данного устройства очевидны: большая скорость чтения и записи информации, бесшумность, а также низкое электропотребление.

Чтобы было проще понять, давайте сначала разберем, что такое жесткий диск. Жесткий диск (HDD) - запоминающее устройство компьютера, в котором все время хранится информация (системные файлы, видео, музыка, игры и пр.). Эта информация записывается или считывается благодаря магнитным пластинам, расположенным между собой параллельно, и которые крутятся с огромной скоростью (5600 - 7200 об/мин). Между пластинами и над ними также с большой скоростью двигается так называемая каретка с головкой, которая и считывает информацию.

SSD-накопитель

Возвращаемся к SSD-диску. Этот твердотельный накопитель функционально похож на HDD, однако вместо магнитных пластинок, двигателя и каретки используется flash-микросхемы памяти.

Бесшумное устройство, которое не восприимчиво к колебаниям и имеющее невероятную скорость записи/чтения, может достойно посоревноваться с жестким диском. Однако, как и у любой детали, есть свои нюансы. Давайте же с Вами подробно рассмотрим положительные и отрицательные стороны использования SSD-накопителя.

Преимущества SSD-дисков

Стойкость к механическим повреждениям . Как я уже говорил выше, HDD восприимчивы к вибрациям, особенно к ударам. Жесткий диск при таком раскладе может легко «посыпаться». В отличии от таких накопителей, в SSD нет крутящихся с огромной скоростью пластин, ведь в качестве хранения информации используются микросхемы памяти. Поэтому за ноутбук с SSD-диском можно не бояться, разгуливая или разъезжая по командировкам.

Скорость записи/чтения информации . Друзья, это немаловажный фактор, согласитесь. Ведь с помощью новых накопителей мы можем наблюдать за скоростью, как никогда ранее. В некоторых тестах SSD при чтении информации превосходят HDD в 80-100 раз по скорости. Вы себе можете это представить? К примеру, операционная система Windows с SSD-накопителем может полностью загрузиться за считанные секунды.

Бесшумность устройства . При работе HDD-диск издает некий шум, так как, повторяюсь, внутри крутятся на огромной скорости магнитные пластины. Что касается SSD, как бы Вы не старались - услышать какой либо шум увы не удастся, ведь микросхемы абсолютно бесшумны.

Экономное электропотребление . На питание SSD-накопителя уходит намного меньше энергоресурсов нежели на HDD, поэтому этот положительный пункт особенно ощутят владельцы ноутбуков.

Недостатки SSD-накопителей

Какие бы положительные стороны ни были при использовании SSD, увы есть и отрицательные, как в принципе и в любом компьютерном устройстве. Давайте с Вами рассмотрим самые значимые минусы.

Ценообразование . Так уж сложилось, что SSD диски дороже HDD того же объема памяти в 4-6 раз, а то и более. К примеру, SSD 512 Gb SATA 6Gb с емкостью 512 Гб будет стоить в районе 15 000 рублей.

Время наработки на отказ . Этот параметр означает, что накопитель будет работать N количество часов. В характеристиках SSD всегда пишется время работы, которое в среднем колеблется в районе 1,5 - 2 млн. часов. Если перевести 1 500 000 часов в года, то теоретически накопитель будет жить 171 год.

Плохая совместимость с ОС . Если использовать Windows 7, 8 или 10, то можно сильно не переживать за ССД, так как в системе предусмотрено отключение опасных для таких накопителей служб (к примеру, индексации). Если же использовать более старые версии Windows, то SSD-диск будет работать на износ, что в свою очередь значительно уменьшит время работы данного устройства.

Твердотельные накопители все больше и больше набирают популярность, и цена потихоньку опускается, тем самым давая возможность любому человеку приобрести данный гаджет. Это устройство способно открыть второе дыхание Вашему компьютеру!

Итак, если Вы решили купить себе SSD-накопитель, то я с удовольствием помогу в этом деле. Прочтите до конца мои советы

1. Как правило, скорость SSD-диска зависит от объема памяти. Это не маловажный момент, поверьте. То есть накопитель с объемом 64 Гб будет работать медленнее чем SSD объемом 128 Гб. Тоже самое касается твердотельных устройств объемом 256 Гб. Если брать накопители еще большего объема, то особого прироста скорости Вы не увидите. Более того, чем больше объем накопителя, тем больше его так называемая резервная зона. Следовательно, я бы рекомендовал выбирать диск с не менее 128 Гб памяти.

2. При покупке SSD-диска учитывайте характеристики материнской платы. Если материнская плата довольно таки старая, то установка твердотельного накопителя будет нелогичным решением.

3. Чтобы «ощутить» весь потенциал SSD технологии советую выбирать интерфейс SATA III либо PCI-E. Именно в таком случае скорость передачи информации будет максимальной.

4. Иногда, приобретение двух твердотельных накопителей снизит риск безвозвратной потери информации. Объясняю: первый SSD приобретаете под системный диск, где будет установлена операционная система и все необходимые программы, второй же послужит в качестве хранения мультимедийной информации. Как Вы понимаете, этот вариант предусматривает значимые финансовые затраты.

5. Также советую выбирать твердотельный накопитель с наиболее длительным сроком гарантии. Ведь чем он больше, тем лучше. Это касается не только SSD, но и любого другого компьютерного оборудования.

Многие из компьютерных пользователей периодически задумываются об апгрейде своей техники, и один из современных и действенных методов апгрейда – установка на персональный компьютер или ноутбук твердотельного накопителя или SSD в тандеме, а, как вариант, и взамен уже ставшим привычными HDD (жестких дисков или винчестеров).

Но так как объемные твердотельные накопители получили повсеместное распространение не так уж и давно, то многие пользователи ориентируются в них довольно слабо. Приобретать ли SSD диск для компьютера? Какой лучше? Существует ряд основных отличий, характеризующих SSD. О них мы и постараемся вам рассказать. А затем рассмотрим и отдельные модели основных производителей.

SSD – это аббревиатура, которая переводится на русский язык, примерно, как «твердотельный накопитель». Он представляет из себя немеханическое устройство для хранения данных. В нем отсутствуют подвижные части в отличии от механического и привычного нам всем HDD. Состоит SSD из микросхем памяти и управляющего контроллера. В средних показателях скорость обмена при работе с данными (операции чтения и записи данных) у SSD диска в 100 раз выше чем у HDD. Так, например, показатель скорости отклика винчестеров находится в диапазоне 10 – 19 миллисекунд, а твердотельные накопители работают в диапазоне 0,1 – 0,4 миллисекунды. Для пользователя SSD можно выделить несколько сильных и слабых сторон такого оборудования.

Положительные моменты:

Высокая скорость обработки данных – как чтения, так и записи.
Маленькое энергопотребление и низкое нагревание в процессе работы.
Полное отсутствие шума при работе.
Небольшие габариты устройства.
Стойкость к механическим повреждениям, электромагнитным полям, температурным перепадам.
Стабильная скорость работы с данными, независимая от уровня фрагментации данных.

Отрицательные моменты:

Высокая стоимость устройства.
Незащищенность перед электрическим воздействием.
Ограниченное количество циклов перезаписи данных.
Возможность утраты информации без возможности ее восстановления.

Основные показатели SSD

Емкость накопителя

При приобретении SSD, в первую очередь, мы обращаем внимание на его емкость и должны подбирать ее в зависимости от задач, которые планируем выполнять на таком устройстве.

При работе в стандартном пользовательском режиме в качестве домашнего мультимедиа устройства с небольшими игрушками и основными простыми задачами можно выбирать SSD небольшого объема – на него будет установлена операционная система и программное обеспечение, а архивы данных, таких как фотографии, фильмы, документы и прочее, можно хранить на втором устройстве – старом добром HDD. SSD объемом 60-64 Гигабайта вполне подойдет.

Если пользователь ставит для оборудования задачи несколько сложнее, такие, как работа с видео редакторами, проектным программным обеспечением и другими профессиональными приложениями, придется приобрести более объемный SSD. В данном случае можно рекомендовать накопители емкостью 120-128 Гигабайт памяти.

В свою очередь геймеру понадобится еще более объемный накопитель, ведь современные игры занимают достаточно большие разделы дискового пространства. Здесь уже лучше будет присмотреться к SSD емкостью 240-256 Гигабайт.

В случае полного перехода пользователя от HDD к SSD на рынке устройств уже существуют модели твердотельных накопителей с высокой емкостью – 480, 960 Гигабайт и выше.

Конечно, в первую очередь, придется ориентироваться на финансовые возможности и задачи, которые лично вы ставите перед своим персональным компьютером. Стоимость твердотельных накопителей напрямую зависит от их объема. Простое хранение данных, с которыми не происходит работа ежедневно, все-таки целесообразнее хранить на более емких и дешевых, хотя и менее скоростных HDD.

Стоит знать и про следующий нюанс SSD: чем большая емкость у накопителя, тем с более высокими скоростями он будет работать. Разница в скорости чтения и записи данных может увеличиться в два-три раза в зависимости от объема памяти. Например, SSD одного модельного ряда, производимые одной фирмой, при емкости 128 Гб дадут нам скорость до 200 Мб/сек, а при емкости 512 Гб — более 400 Мб/сек. Это обусловлено тем, что при своей работе контроллер SSD обращается ко всем кристаллам памяти параллельно и, соответственно, выше емкость – выше количество кристаллов – больше параллельных операций.

Так же можно обратить внимание на то, что разные производители указывают разный объем дисков при, казалось бы, одной группе емкости. Например, 120 и 128, 480 и 512. Дело в том, что на этих дисках объем, соответственно, 128 и 512 Гб, но производитель по тем или иным причинам резервирует часть памяти своих накопителей (этот резерв предназначается обычно для выравнивания износа ячеек флэш памяти и для замены тех ячеек, которые выходят из строя).

Интерфейс подключения накопителя

Скорость работы при апгрейде компьютера с помощью установки на него SSD накопителя напрямую зависит от его интерфейса подключения к материнской плате.

Многие нынешние твердотельные накопители выпускаются с интерфейсом SATA 3. В том случае, если на вашей материнской плате установлены контроллеры SATA 1 или SATA 2, подключаемый к ним SSD не сможет работать с полной отдачей и скоростями, которые заявлены его производителем. Для решения такой проблемы нужно устанавливать на материнскую плату контроллер SATA 3, иначе апгрейд будет недостаточным, а то и практически неощутимым. Современные SSD готовы выдавать скорость при записи данных до 400 Мб/сек, а при чтении до 500 Мб/сек. Такую скорость может обеспечить только работа с интерфейсом подключения SATA 3, так как SATA 2 рассчитан на скорость обмена данными примерно до 270 Мб/сек, а SATA 1 и того ниже – не более 150 Мб/сек.

Кроме привычного подключения накопителя к портам SATA, появились SSD накопители с интерфейсом подключения PCI-express, которые и устанавливаются в соответствующие порты.

Существуют накопители форм-фактора M.2, которые так же можно подключать к портам PCI-express и PCI через дополнительный переходник.

Контроллер накопителя

Ячейки флэш памяти производят всю свою работу с остальными системами нашего компьютера через встроенную в SSD микросхему контроллера. От этого контроллера зависят многие показатели работы накопителя, такие как: скорости работы, продолжительность «жизни» памяти, устойчивость к повреждению данных в ячейках, а также поддержка различных технологий, улучшающих работу SSD. Контроллеров выпускается в настоящее время множество и даже один производитель твердотельных накопителей в разных моделях использует различные контроллеры. Нужно отметить, что в настоящее время наилучшим образом зарекомендовали себя контроллеры таких производителей, как Marvell, Samsung, Intel. Достойно показывают себя в среднем классе SSD контроллеры Phison и SandForce. Стоит обратить внимание на SSD с надежными контроллерами Indilinx.

Разобраться с моделями тех или иных контроллеров не всегда просто, поэтому внимание стоит обратить в первую очередь на известный брэнд (в силу того, что контроль качества производства у известных производителей все же намного выше), на реально проведенные тесты конкретной выбираемой модели накопителя и на заявленные производителем технические характеристики.

Тип памяти накопителя

Одним из самых важных технических показателей SSD является , на котором построен накопитель. Современные производители создают свои устройства на трех основных типах памяти, которые разнятся по количеству битов памяти на одну физическую ячейку:

NAND TLC – 3 бита информации на 1 физическую ячейку
NAND MLC – 2 бита информации на 1 физическую ячейку
NAND SLC – 1 бит информации на 1 физическую ячейку

От технологии, примененной при создании памяти, напрямую зависят как стоимость накопителя, так и продолжительность его «жизни», то есть возможное количество циклов перезаписи. Стоимость памяти уменьшается при увеличении количества битов на 1 физическую ячейку, но тем самым уменьшается возможное количество циклов перезаписи, выдерживаемых данной ячейкой. То есть, говоря простым языком, SSD емкостью 128 Гб с типом памяти TLC будет стоить гораздо дешевле, чем SSD той же емкости, но с типом памяти MLC, но и переживет он относительно малое количество циклов перезаписи. Примерные цифры таковы: лимит записи на накопителях, построенных на TLS памяти всего 1000 циклов; на MLC памяти – до 3 тысяч циклов; а тип SLC уже, в свою очередь, выдерживает от 5 до 10 тысяч циклов перезаписи.

При покупке SSD представляется оптимальным вариант с NAND MLC типом памяти накопителя, так как NAND SLC тип памяти обыкновенно используется в максимально дорогом сегменте твердотельных накопителей и, скорее, необходим для работы на серверных станциях, где постоянно осуществляется перезапись данных. В то же время, радуя нас своей дешевизной, SSD накопители с типом памяти NAND TLC могут нас расстроить тем, что потеряют свою работоспособность гораздо раньше, чем мы этого ожидаем.

Современные технологии не стоят на месте и на смену прежним типам памяти лидирующие компании уже начинают выпускать типы памяти для SSD, построенные на новых видах архитектуры. После прежних, расположенных в плоскости, ячеек памяти компания Samsung, а вслед за нею Toshiba совместно с SanDisk и Intel совместно с Micron развивают технологию 3D NAND, которая позволяет значительно улучшать показатели прежних моделей построения «биты-ячейки». В настоящее время, SSD с технологией построения памяти 3D NAND относятся к самому дорогостоящему сегменту рынка твердотельных накопителей.

Буфер обмена накопителя

Присутствие буфера обмена (кэша) на основе памяти DDR3 несколько ускоряет работу накопителя SSD, но и делает его более дорогим для покупателя. Расчет простой – на 1 Гб дискового пространства для оптимальной работы накопителя с таким видом кэша должен приходиться 1 Мб памяти DDR3. То есть у SSD емкостью 120-128 Гб должна быть DDR3 память 128 Мб, при емкости 480-512 Гб – 512 Мб DDR3 и так далее.

Более дешевые модели накопителей SSD имеют буфер обмена на основе более старых типов памяти – DDR2. Разница в скорости работы накопителей на разных типах буфера обмена не является существенным показателем.

Защита накопителя от обесточивания

SSD накопители, буфер обмена которых построен на основе памяти DDR3, в идеале должны быть оснащены технологией защиты от внезапных отключений энергии. Технология называется «Power Protection» и позволяет сохранять данные из буфера обмена в память при внезапном обесточивании. Ту же функцию выполняет и обыкновенный ИБП (UPS), позволяя корректно завершать работу с данными. Так что в случае наличия у вас ИБП или буфера обмена SSD, построенного не на основе DDR3, данная функция особого значения не имеет.

Функция TRIM

В зависимости от производителя SSD поддерживают самые разнообразные технологии, которые создаются для улучшения их функционала. Важнейшей из таких технологий для SSD является функция . Твердотельный накопитель, не оснащенный функцией TRIM, при работе с ячейками памяти, в которые ранее была сохранена, а затем удалена информация, начинает работать с пониженной скоростью. Это происходит из-за того, что перед новой записью в ранее использованные ячейки памяти SSD вынужден сначала их очищать. В то время, как функция TRIM очищает ранее использованные ячейки памяти заблаговременно в момент не очень активного использования диска. Так что функция TRIM – это функция «уборки мусора» и она важна для сохранения общей скорости работы SSD при второй и последующих перезаписях данных в ячейки памяти. Без TRIM скорость работы накопителя понижается очень заметно.

Разбираемся в производителях SSD

Рассмотрим далее основных производителей SSD накопителей. Есть ли смысл приобретать не такое уж и дешевое новое оборудование, изготовленное производителями совершенно неизвестными, хотя и по более привлекательным ценам? Справедливо считается, что известные брэнды предъявляют к своему производству более высокие претензии и заботятся о качестве продукции гораздо сильнее, чем те, кому совершенно не обязательно поддерживать достойный уровень выпускаемого на рынок оборудования. Покупая накопитель неизвестной фирмы, мы просто-напросто приобретаем «кота в мешке».

Перечислим производителей, под брэндом которых выпускается надежная продукция, давно и прочно зарекомендовавшая себя на рынке электронных устройств.

Toshiba – один из старейших и известнейших брэндов, производящих SSD. Делают не простую сборку устройств, но и имеют собственное производство флэш памяти и достойно зарекомендовали себя на многолетнем производстве HDD.
Samsung – всем известная компания, один из лидеров рынка SSD. Ими сделаны и продолжают делаться многие разработки именно в сфере твердотельных накопителей. Компания комплектует SSD флэш памятью и контроллерами собственного производства.
Intel – так же компания-лидер в сфере производства современного оборудования и новейших технологических разработок. Устройства, выпускаемые Intel, как правило, относятся к дорогому ценовому сегменту, но отличаются обыкновенно крайней надежностью. Часть моделей SSD выпускается ею на собственных контроллерах, а флэш память создается на собственных производствах (совместных с другими известными компаниями). Пятилетняя гарантия от Intel – так же отлично характеризует оборудование от этой компании.
Crucial – это торговая марка, используемая известной фирмой Micron при производстве SSD накопителей. Многие пользователи давно знакомы с продукцией фирмы Micron и привыкли ей доверять. Флэш память Micron производит совместно с Intel, а устанавливаемые ею в свое оборудование контроллеры – это контроллеры Marvell. При этом накопители Crucial по категории своей стоимости ориентированы на бюджетный сегмент рынка.
Corsair – производитель, давно отлично зарекомендовавший себя на рынке электронного оборудования. SSD накопители, производимые ими, стоят несколько дороже, но вполне поддерживают высокое качество своих модельных линеек. Corsair внимательно относится к комплектующим своих твердотельных накопителей и использует в производстве SSD контроллеры производителей, отлично зарекомендовавших себя на этом рынке – Phison, SandForce, LAMD. Выпускают несколько линеек SSD.
SanDisk – брэнд достаточно популярный и заботящийся о качестве выпускаемой продукции. SSD комплектуются флэш памятью, которую использует уже названная нами Toshiba. Компания давно занимается производством оборудования, так или иначе связанного с твердотельными накопителями – USB-флэшки, карты памяти.
Plextor – для данного брэнда SSD изготавливает фирма Lite-On. Качество, тем не менее, очень достойное. SSD от Plextor комплектуются флэш памятью Intel- Crucial (Micron) или Toshiba, а контроллеры устанавливаются все от того же Marvell. Накопители, выпущенные на рынок под брэндом Plextor, имеют одни из лучших показателей скорости и надежности.
Kingston – компания достаточно давно и прочно закрепившаяся на рынке электронного оборудования. На рынке она представлена довольно широким ассортиментом SSD накопителей, которые комплектует контроллерами известных производителей – Phison, SandForce.

Как мы уже говорили, при приобретении твердотельного накопителя нужно ориентироваться, в первую очередь, на свой бюджет и задачи, которые вы ставите перед новым оборудованием. Но то, что оборудование должно быть проверенного производителя, с достаточно продолжительной его гарантией – несомненно. Рынок твердотельных накопителей велик, однако, суммируем наши рекомендации.

Лучше приобретать брэнд известный, с надежной продолжительной гарантией.
Производитель контроллера не менее важен, чем производитель ячеек памяти.
Чем выше суммарный объем диска, тем выше его скоростные показатели.
Срок жизни SSD, в первую очередь, зависит от технологии, используемой при создании ячеек памяти. Оптимальная технология — MLC тип памяти накопителя.
При приобретении SSD нужно учесть то, каким образом будет подключено новое оборудование, то есть интерфейс его подключения к системе должен быть вам понятен.
Важна поддержка функции TRIM.

Разбираемся с ценами на SSD

Приведем несколько оптимальных, по нашему мнению, вариантов SSD.

Среди моделей, рассчитанных на обычного пользователя емкостью 120/128 Гигабайт, можно обратить внимание на данные SSD, их можно приобрести от 3,5 до 4,5 тысяч рублей:

Intel SSDSC2KW120H6X1
Kingston SUV400S37/120G
Toshiba THN-S101Z1200E8

Приемлемые модели, емкостью 250 Гигабайт, обойдутся уже от 5 до 10 тысяч. Можно обратить внимание на такие как:

Samsung MZ-75E250BW
Kingston SV300S37A/240G

Неплохим выбором станут модели SSD большего объема (480/512 Гб), стоимость составит от 10 до 15 тысяч:

Samsung MZ-75E500BW
Plextor PX-512M8PeY
Intel SSDPEKKW512G7X1

Большеобъемные накопители обойдутся дороже – стоимость начинается в среднем от 20 тысяч:

Samsung MZ-7KE1T0BW
Intel SSDSC2BX012T401
Samsung MZ-75E2T0BW

Если же вы уже начали определяться с конкретными моделями SSD для приобретения, стоит найти в Интернете подробные пользовательские обзоры на их счет, постараться оценить все стороны конкретных моделей даже от известных производителей.

В заключении несколько кратких советов как продлить жизнь вашему SSD.

Не забивайте диск «под завязку» — 20-30% свободного места необходимы ему для нормальной работы;
Позаботьтесь о бесперебойном питании – внезапное отключение вредно для SSD;
Температурный режим – SSD, как и любое электронное оборудование, не любит перегрева – позаботьтесь об охлаждении.

Где мы разбирали что это такое, как работает и т.д. Но мы не сказали о том, что жесткие диски, на самом деле, уже изжили свой потенциал роста как объемов, так и производительности, а им на смену пришли современные твердотельные накопители или — SSD. Несмотря на то, что HDD еще довольно распространены, SSD также стали весьма популярны, и постепенно вытесняют устаревшую технологию с рынка.

Так как тема популярна и актуальна, в сегодняшней статье разберемся с SSD: узнаем что это такое, какие особенности их работы, характеристики, в общем — как обычно. Начнем.

Что такое SSD

SSD диск — компьютерное не механическое запоминающее устройство, состоящее из микросхем памяти и микроконтроллера. Происходит от английского Solid State Drive, что в буквальном переводе означает – твердотельный накопитель.

В этом определении каждое слово имеет смысл. Не механическое устройство означает, что в нем нет механических частей – внутри ничего не движется, не жужжит и не шумит. Как следствие — ничего и не стачивается, не изнашивается. Поскольку SSD диски пришли на смену традиционным механическим, то это свойство очень важно. Старым дискам были страшны вибрации во время работы, твердотельным накопителям – нет.

Микросхемы памяти используются для хранения информации. Контроллер на диске позволяет получать данные из ячеек памяти и записывать в них, передавая данные на общий интерфейс компьютера, вне зависимости от специфики работы памяти носителя. Гигантская флешка – вот что такое SSD диск, может показаться на первый взгляд, но только с кучей бесполезных компонент.

Для чего нужен SSD

В любом компьютере SSD идет на замену обычным HDD. Он работает быстрее, имеет маленькие габариты и не издает звуков. Высокая скорость загрузки приложений и операционной системы повышает комфортность в работе с ПК.

Что такое SSD в ноутбуке, где каждый ватт энергии на счету? Разумеется, в первую очередь – это очень экономный носитель информации. Он способен работать с зарядом аккумулятора дольше. К тому же у него очень небольшие размеры, что позволяет включать SSD в самые компактные аппаратные конфигурации.

Из чего состоит SSD

Небольшой корпус, в котором расположена маленькая печатная плата – это SSD диск внешне. На эту плату припаяно несколько микросхем памяти и контроллер. На одной из сторон этой коробки находится специальный разъем – SATA, который позволяет подключать SSD диск как любой другой накопитель.

Микросхемы памяти используются для хранения информации. Это не , которая есть в каждом компьютере. Память в SSD диске способна хранить информацию и после выключения. Память SSD дисков энергонезависима. Как у обычного диска данные хранятся на магнитных пластинах, здесь данные хранятся в специальных микросхемах. Запись и чтение данных происходит на порядок быстрее, чем при работе с пластинами механических дисков.

Контроллер на диске – такой себе узкоспециализированный , который умеет очень эффективно распределять данные в микросхемах. Также он выполняет часть служебных операций по чистке дисковой памяти и перераспределении ячеек при их изнашивании. Для работы с памятью очень важно выполнять своевременно служебные операции, чтобы не произошло потери информации.

Буферная память, как и на обычных дисках, используется для кэширования данных. Это быстрая оперативная память на SSD накопителе. Данные, вначале читаются в буферную память, изменяются в ней, а затем только пишутся на диск.

Как работает SSD диск

Принцип работы SSD диска основан на специфике работы ячеек памяти. Больше всего распространена сейчас память типа NAND. Обработка данных осуществляется блоками, а не байтами. Ячейки памяти имеют ограниченный ресурс циклов перезаписи, то есть чем чаще данные пишутся на диск, тем быстрее он выйдет из строя.

Чтение данных выполняется очень быстро. Контроллер определят адрес блока, который нужно считать, и обращается к нужной ячейке памяти. Если в SDD диске читается несколько непоследовательных блоков, то это никак не сказывается на производительности. Просто происходит обращение к другому блоку по его адресу.

Процесс записи данных сложнее и он состоит из ряда операций:

чтение блока в кэш;
изменение данных в кэш памяти;
отработка процедуры стирания блока на энергонезависимой памяти;
запись блока во флеш-память по адресу, вычисленному специальным алгоритмом.

Запись блока требует нескольких обращений к ячейкам памяти на диске SSD. Появляется дополнительная операция по чистке блока, перед записью. Для того, чтобы ячейки флеш-памяти изнашивались равномерно, контроллер специальным алгоритмом вычисляет номера блоков перед записью.

Операция стирания блоков (TRIM) выполняется SSD дисками во время простоя. Это делается для того, чтобы уменьшить время выполнения записи блока на диск. При записи алгоритм оптимизируется путем удалением этапа стирания: блок просто помечается как свободный.

Операционные системы выполняют самостоятельно команду TRIM, которая приводит к чистке подобных блоков.

Виды SSD дисков

Все SSD диски разделяются на несколько видов в зависимости от того, по какому интерфейсу они подключатся к компьютеру.

SATA – диски подключаются к компьютеру по тому же интерфейсу, что и обычные HDD. Выглядят они как диски для ноутбуков и имеют размер 2,5 дюйма. Вариант mSATA более миниатюрен;
PCI-Express – подключаются как обычные видеокарты или звуковые карты в слоты расширения компьютера на материнской плате. Обладают более высокой производительностью и, чаще всего, ставятся на серверах или вычислительных станциях;
M.2 – миниатюрный вариант чаще PCI-Express интерфейса.

В современных SSD накопителях используется в основном NAND память. По ее типу их можно разделить на три группы, которые появлялись хронологически: SLC, MLC, TLC. Чем новее становилась память, тем ниже становилась надежность ее ячеек. Емкость при этом росла, что помогало снизить себестоимость. Надежность диска целиком зависит от работы контроллера.

Не все производители SSD дисков сами изготавливают флеш-память для своих устройств. Свою память и контроллеры производят: Samsung, Toshiba, Intel, Hynix, SanDisk. Мало кто из пользователей слышал о SSD диске производства Hynix. Известный производитель флеш накопителей Kingston использует память и контроллеры фирмы Toshiba в своих дисках. Samsung сам занимается развитием технологий по производству памяти и контроллеров и комплектует ими свои SSD накопители.

Характеристики SSD

Мы почти разобрались с SSD накопителями, осталось только поговорить о характеристиках. Итак:

Емкость диска . Обычно эта характеристика указывается величиной не кратной степени двойки. Например, не 256 Гб, а 240. Или не 512 Гб, а 480 Гб. Это связано с тем, что контроллеры дисков резервируют часть флеш-памяти на замену блоков, исчерпавших свой ресурс. Для пользователя такая подмена происходит незаметно и данные он не теряет. Если размер диска составляет величину 480 Гб или 500 Гб, то именно флеш-памяти на диске 512 Гб, просто разные контроллеры резервируют ее разный объем.
Скорость диска . Почти все SSD накопители имеют скорость: 450 — 550 Мб/сек. Эта величина соответствует предельным скоростям интерфейса SATA, по которому они подключаются. Именно SATA является причиной, по которой производители не пытаются массово увеличивать скорость чтения. Скорость записи в приложениях оказывается существенно ниже. Производитель обычно указывает в характеристиках именно скорость записи на чистом носителе.
Число микросхем памяти . От числа микросхем памяти напрямую зависит производительность: чем их больше, тем большее число операций может отрабатываться одновременно на одном диске. В одной линейке дисков обычно скорость записи растет с ростом объема диска. Объясняется это тем, что у более емких моделей число чипов памяти больше.
Тип памяти . Более дорогая и надежная память MLC, менее надежная и дешевая TLC, а также собственная разработка Samsung — «3D-NAND». Эти три вида памяти сейчас чаще всего используются в накопителях. Во многом на современных твердотельных дисках надежность работы зависит от качества работы контроллера.

Выводы

Несмотря на свою схожесть с гигантской флешкой, SSD накопители несут в себе целый спектр современных технологий, благодаря чему показывают существенный прирост производительности, не теряя надежности. Работа с компьютером, после установки системы на такой диск, становится значительнее комфортнее.