Què és SSD i com funciona?
El 1956, IBM va enviar primer el món Disc dur , o HDD , en el sistema RAMAC 305. El viatge va utilitzar 50 24 centímetres (61-centímetre) safatas, em va emmagatzemar un megabytes de dades i va prendre més espai que dues neveres. Ah, i el cost? Només 50.000$ (421,147 en dòlars de 2012).
Des d'aleshores, Disc dur Per sort, menys car. Per exemple, el portàtil Seagate Mompus, amb un factor de forma de només 2,5 polzades (6.4 centímetres) ofereix 750 gigabytes d'emmagatzematge per menys de 100 dòlars. Però fins i tot amb tecnologies avançades de protecció, la unitat Moment, com tots els HDD, poden petar i cremar, agafar dades precioses amb ella. Això és perquè els discs durs tenen parts mecànics que poden fallar. Deixa un portàtil, i els caps de lectura poden tocar els plats girant. Això gairebé sempre resulta en una pèrdua de dades severa.
Advertiment
Per sort, una nova espècie de recollida d'ordinador pot fer que les fallades siguin obsolets com a Apple IIe. Conegut com a unitat d' estat sòlid , o SSD , utilitza xips semiconductors, no mitjans magnètics, per a emmagatzemar dades. El teu ordinador ja ve amb patates fregides, és clar. La pissarra conté una mica de la memòria del sistema del dispositiu, o RAM , a on es desa la informació i processa quan el vostre ordinador s' està executant. Els tipus d' ordinador es refereixen a la memòria tal com Memòria volàtil Perquè s'evapora tan aviat com la teva màquina perd el poder. Les fitxes usades en una unitat d' estat sòlid Memòria no proporcional , el que vol dir que les dades es mantenen sense poder. Les fitxes SSD tampoc estan ubicades a la pissarra. Tenen casa seva en una altra part de l'ordinador. De fet, podries eliminar el disc dur del teu portàtil i reemplaçar-lo amb una unitat d'estat sòlid, sense afectar cap altre component essencial.
Però per què voldries? I quin aspecte tindria exactament el dispositiu -- un tauler de circuits verds i imprès o una caixa metàl·lic que s'assemblava a un disc tradicional? Respondrem aquestes preguntes a les pàgines següents, però abans de donar a la teva màquina un punt de mira, revisarem algunes ciències bàsiques de l'ordinador.
Què és una unitat d'estat sòlid?
A l'ordinador lingo, hi ha una diferència entre la memòria i l'emmagatzematge. Memòria d'accés a l' atzar, o RAM (o simplement memòria), conté el programa que s' executa un ordinador, així com qualsevol dada. Com la memòria d'una persona a curt termini, la RAM està flotant i requereix poder per fer la seva feina. Emmagatzematge, d'altra banda, conté totes les coses de la teva vida digital, aplicacions, fitxers, fotos i música. Manté això fins i tot si el poder està apagat. Tant RAM com l'emmagatzematge de la seva capacitat basant-se en el nombre de bytes que poden sostenir. Per a un ordinador modern, la RAM normalment ve a 4, 6 o 8 gigabytes. L'emmagatzematge pot tenir quasi 100 vegades més capacitat: el disc dur d'un portàtil típic, per exemple, pot tenir 500 gigabytes.
Aquí és on es posa una mica enganxós. Alguns dispositius d' emmagatzematge tenen el que es refereix a Memòria flaix , un terme confús que difumina la línia entre la RAM i l'emmagatzematge. Dispositius amb Memòria flaix Tenen molta informació, i ho fan si el poder està actiu o no. No obstant això, a diferència dels discs durs, que contenen plats girant i braços girant com els que porten caps de lectura-escriptura, els dispositius flash-memor no tenen parts mecànics. Estan construïdes des dels transistors i altres components que trobarien en un xip d'ordinador. Com a resultat, gaudiran d'una etiqueta -- estat sòlid -- reservat per als dispositius que s'aprofiten de les propietats semiconductores.
Advertiment
Hi ha dos tipus de memòria flash: NOR i NAND. Ambdós contenen cèl·lules -- transistors -- en una graella, però el cablejat entre les cèl·lules és diferent. Entrada Flaix de NOR Les cèl·lules estan connectades en paral·lel. A NAND flash, les cèl·lules estan connectades en una sèrie. Perquè les cèl·lules NOR contenen més cables, són més grans i més complexes. Cel· les NAND Necessitem menys cables i es poden omplir amb un xip en una densitat més gran. Com a resultat, el flash NAND és menys car, i pot llegir i escriure dades molt més ràpidament. Això fa que NAND flashi una tecnologia d'emmagatzematge ideal i explica per què és el tipus predominant de memòria en unitats d'estat sòlid. El flaix de la NOR és ideal per a la menor densitat, aplicacions d'alta velocitat, només lectura, com les d'aplicacions en codi.
Armat amb aquest fons, podem oferir una definició més precisa d'un motor d'estat sòlid: és un dispositiu que fa servir el flash NAND per proporcionar memòria no-votal·lular, CD. En ordinadors, es pot usar un dispositiu d' emmagatzematge en una unitat de disc dur tradicional. De fet, els fabricants produeixen SSD amb formes i petjades que s'assemblen a HDD per tal que les dues tecnologies es puguin utilitzar intercanviant. Però aquí és on les similituds acaben. Si haguéssiu trencat l'ordre d'un viatge a l'estat sòlid, no veuríeu plats i braços d'actuar. Fem-ho a continuació.
Si la memòria de flaix sona vagament familiar, llavors probablement tens com a mínim un o dos dispositius de miniatures -- o pals de memòria -- a la vostra bossa d'ordinadors. Els dispositius petits, que tenen una capacitat sorprenentment gran i us permeten transferir dades ràpidament entre màquines, es coneixen oficialment com a unitats USB. Fan servir la mateixa tecnologia NAND flash i, de moltes maneres, es pot pensar com els predecessors dels dispositius d'emmagatzematge d'avui en dia.
Advertiment
Com són les unitats d' estat sòlids Desa les dades
A fora, els dispositius d'estat sòlids semblen com HDDs. Són rectangulars en forma, cobertes en un intèrpret d'ordres i amidats per a fer coincidir amb factors de forma estàndard de la indústria per disc dur -- normalment 2.5 polzades (6.4 i 8.9 centímetres). Però sota l'exterior de la plata, trobareu una sèrie de fitxes organitzades en una pissarra, sense cap suport magnètic o òptic a la vista. Moltes d'aquestes coses podrien encaixar en un espai més petit, però els fabricants SSD es vesteixen amb els seus components en "hoping" per assegurar-se que s'ajustin a llocs de recollida dels portàtils existents i PCs d' escriptori .
Comparat amb la dura simplicitat d'un viatge a l'estat sòlid, els innards d'un disc dur són una meravella de moviment, so i activitat. Enterles arrodonides, disposades en una pausa, pot girar a 7,200 revoluciós per minut. An braç d' actuador Corrent en múltiples caps de lectura, carreres a través dels plats en massa ràpid per a ser-ho totxos de velocitat. El braç es connecta al bloc d' actuador, que manté les instruccions per moure els caps de lectura i escriptura. A mesura que aquestes instruccions s'anomenen, de vegades fins a 50 vegades un segon, el braç gira en un extrem i mou els caps en unison sobre els plats. Un cop arriba un cap en un cert lloc en una safata, un electromagnètic produeix un camp magnètic, que alinear dominis de dades a la pista subjacent. Cada domini es pot alinear en una de les dues direccions possibles -- 1 o 0. Com aquestes alineacions canvien, formen patrons que corresponen a trossos discrets d'informació digital.
Advertiment
El flash NAND d'una unitat d'estat sòlid desa les dades d'una manera diferent. Reclueu que el flash NAND té Transistors ordenades en una graella amb columnes i files. Si una cadena dels transistors comporta l'actual, té el valor d'un 1. Si no arriba a l'actual, és 0. Al principi, tots els transistors estan establerts a 1. Però quan comença una operació de desat, l' actual està bloquejada a alguns transistors, convertint-los a 0. Això passa per com estan ordenats els transistors. A cada intersecció de la columna i fila, dos transistors formen una cel·la. Un dels transistors és conegut com a Porta de control , l'altre com a Porta flotant . Quan l'actual abasta la porta de control, electrons que flueix a la porta flotant, creen una càrrega positiva en xarxa que interromp el flux actual. Aplicant voltes precises als transististes, un patró únic de 1s i 0s apareixen.
NAND flash té dos sabors basats en quants 1s i 0s es poden emmagatzemar en cada cel·la. Cel· la de nivell simple ( SLC ) NAND Desa una mica... o una 1 o una 0... per cel·la. Cel· la de nivell multi- nivell ( MLC ) NAND Desa dos trossos per cel· la. El flash MLC proporciona una capacitat més alta, però surt més ràpid (sí, surt) ho cobrirem més en un parell de pàgines. Tot i això, és menys car per gigabyte que SLC i, com a resultat, és la tecnologia preferida en gairebé tots els SSD de nivell de consum.
El cost ha estat un dels grans obstacles de memòria flaix i, per tant, de dispositius d'estat sòlids. Però en els últims anys, els costos han caigut significativament. Al mateix temps, els avenços en el desenvolupament de la NAND han pres el que és bo sobre la tecnologia i han fet fins i tot millor. A continuació, veurem els avantatges de les unitats d'estat sòlid.
Advertiment
Venut a SSDs: Avantatges de Drives Solid-estatName
Has invertit en una part superior de la línia portàtil amb un disc dur de 500 gigabyte, i funciona molt bé. Tens totes les teves fotos i vídeos, tota la teva biblioteca de música, cinc novel·les amb munts de disc. Per què consideraries canviar la HDD per una unitat d'estat sòlid? El pare no sempre va dir: "Si no està trencat, no ho arreglis"?
Potser el pare no tenia disc dur. La dura realitat és que HDDs pot fallar i fallar sovint més sovint que les seves especificacions tècniques semblarien suggerir. Per exemple, els fabricants de disc dur han puntuat la fiabilitat dels seus productes usant una mesura coneguda com a Temps entre errors , o MTBF . Un client típic té una puntuació MTBF de 500.000 hores, que vol dir que, en una mostra de dispositius provades, hi hauria un fracàs cada 500.000 hores de proves. Això és un fracàs cada 57 anys, el que sona bastant bé, oi? Malauradament, els resultats de MTBF són enganyosos. Vénen d'una avaluació estadística basada en una petita mida de mostra i una breu quantitat de temps. En realitat, també voldries considerar l'ordre d'un HDD típic i la vida de servei (tres a cinc anys), juntament amb la puntuació MTBF. Perquè no tenen parts en moviment, les SSD poden proporcionar fiabilitat millorada. Poden augmentar fins a 2,5 milions d'hores de MTBF, que probablement vol dir que uns quants anys més s'han afegit a la vida del dispositiu.
Advertiment
Un tracte encara més gran és l'actuació de les unitats d'estat sòlid comparat amb HDD. Sense cap moviment de caps i plats girant, els SSD poden accedir a un tros de dades tan ràpidament com qualsevol altre peça, encara que no estiguin a la mateixa proximitat. La velocitat del dispositiu es manifesta en totes les tasques de la CPU clau, des de l' arrencada de programari del sistema per obrir fitxers a llegir i escriure dades. Les bales següents comparen SSDs i HDD en aquestes activitats crítiques:
Tot això s'afegeix. Fins i tot un usuari casual notarà un augment significatiu en l'actuació d'un ordinador equipat amb un SSD. Però un usuari poder realment sentirà la diferència. Dissenyadors de jocs , animadors i altres persones que renderitzaren grans fitxers de sortida van ser els primers adoptadors de SSD just a causa del temps acumulatiu que van poder salvar la lectura i escriure fitxers grans. Avui, els jugadors, fotògrafs i qualsevol altre que editi gràfics o fitxers de vídeo apreciaran l'impuls per a la velocitat d'un transport a l'estat sòlid.
Finalment, els SSD consumeixen molt menys poder que els discs tradicionals, el que significa conservar la vida de bateria i mantenir-se més fresc. També són molt silenciosos, amb cap dels brillants i fent clic amb HDDs. T'ho agrairàs més si ets un viatger freqüent i sovint tens el teu ordinador perforat de genolls, però fins i tot si el teu ordinador encara està ancorat la major part del temps, una màquina més freda, més tranquil·la pot fer una diferència clara en la comoditat del teu espai de treball.
Per descomptat, cap tecnologia és perfecta, i els SSD estan lluny d'això. A la següent pàgina, examinarem els negatius de NAND flash i per què una combinació de tecnologies pot ser la millor solució.
Advertiment
No s'ha venut a SSDs: Avantatges de les unitats d'estat sòlid
'Trafica't la teva. Disc dur Per un viatge a l'estat es veu com un babau. Però abans de fer l'interruptor, hauries d'entendre les limitacions dels SSD. Com el preu. Tot i que els preus han disminuït de manera constant, NAND Memòria flaix Encara és car. Per obtenir 240 gigabytes d'emmagatzematge en una SSD de PNY, per exemple, pots sortir 280. 17 per gigabyte. El blau digital occidental HDD, d'altra banda, dóna 250 gigabytes d'emmagatzematge per aproximadament $65. Això funciona a $0. 26 per gigabyte.
Llavors hi ha el tema de la longevitat. El flash NAND utilitzat a SSD només es pot usar per a un nombre finit d'escriure. Per què? Perquè els SSD no poden escriure ni una mica d'informació sense el primer curs i després tornar a escriure blocs molt grans de dades alhora. Cada cop que una cèl·lula travessa un cicle d'esborrar, queda alguna càrrega en el transistor flotant, que canvia la seva resistència. Mentre la Resistència construeix, la quantitat necessària per canviar augmenta la porta. Al final, la porta no es pot girar en absolut, convertint-la inútil. Aquest procés de deterioració no afecta les capacitats de lectura de SSD, perquè la lectura només requereix comprovació, no el canvi, els volts de les cèl·lules. Com a resultat, NAND flash pot "rot" en un estat de només lectura.
Advertiment
Alguns fabricants usen quelcom anomenat Nivell d' ús Per contrarestar la degradació de NAND flash. Aquesta tècnica distribueix dades que es troben a tots els blocs per assegurar-se que la memòria de flaix es porta de forma equitativa, però fins i tot amb això, SSD decarà al llarg del temps. La memòria flaix de la varietat de cel·les d'un sol nivell generalment proporciona 50.000 cicles de programa/teret. Flaix de la varietat de cèl·lules multi- nivell -- el tipus que s'utilitza en productes de consum -- surt després de 5.000 cicles.
Per aquesta raó, molts centres de dades i tecnologies utilitzen una combinació de SSD i HDD. Una aproximació és usar un dispositiu d' estat sòlid en un portàtil i un disc tradicional com a disc dur extern amb música, fotos i altres fitxers. Aquest combina la millor de tots dos mons, l'accés a dades a l'atzar de SSD amb una capacitat relativament barata, alta de HDD. Si això et sona bé, voldràs començar a comprar per un motor d'estat sòlid adequat. Els fabricants de plom inclouen Samsung, Seagat, SanDisk, PNY, Toshiba i OCZ tecnologia. I no oblideu res d'Intel·ligència, que ofereix una línia robusta de dispositius, així com diverses eines per ajudar-vos a triar la tecnologia correcta i calcular quant de temps i diners podeu estalviar si feu el canvi a SSD.
Advertiment
Nota de l' autor
Treballant en aquest article em va portar a la informàtica universitaris, on vam aprendre sobre bits, bytes i, per descomptat, memòria. Llavors, em vaig asseure davant d'un Commodore 64 (és a dir, 64 kilobytes de RAM) amb un disquet extern de 25 centímetres! Nano, fins on hem arribat.
Preguntes respostes més freqüents
Quant durarà un SSD?
Com funciona la SSD?
Com es guarden les coses en un S SSD?
Com funciona HDD i SSD?
Artículos Relacionados:
- Disc Dur -