Твердотільний накопичувач. СПК

Матеріал з Вікі ЦДПУ
Перейти до: навігація, пошук

Твердотілий накопичувач (англ. Solid-state drive, SSD) - комп'ютерний немаханічний запам'ятовуючий пристрій на основі мікросхем пам'яті. Крім них, SSD містить керуючий контролер. Розрізняють два види твердотільних накопичувачів: заснованих на оперативній пам'яті, і заснованих на флеш-пам'яті.Енергонезалежне, перезаписувані комп'ютерне запам'ятовуючий пристрій без рухомих механічних частин. Слід розрізняти твердотільний накопичувачі засновані на використанні енергозалежною (RAM SSD) І енергонезалежній (NAND або Flash SSD) Пам'яті.

Tverdotilniy-nakopichuvach.jpg

Архітектура

NAND SSD

Накопичувачі, побудовані на використанні незалежній пам'яті (NAND SSD), з'явилися відносно недавно [коли?], Але в зв'язку з набагато більш низькою вартістю (від 1 долара США за гігабайт [коли?]) Почали впевнене завоювання ринку. Донедавна [коли?] Істотно поступалися традиційним накопичувачам - жорстким дискам - в швидкості запису, але компенсували це високою швидкістю пошуку інформації (початкового позиціонування). З 2012 року вже випускаються твердотільні накопичувачі зі швидкістю читання і запису, у багато разів перевершують можливості жорстких дисків [5]. Характеризуються відносно невеликими розмірами і низьким енергоспоживанням.

RAM SSD

Ці накопичувачі побудовані на використанні енергозалежної пам'яті на зразок RAM drive, і характеризуються надшвидкими читанням, записом і пошуком інформації. Основним їх недоліком є надзвичайно висока вартість. Використовуються, в основному, для прискорення роботи великих систем управління базами даних і потужних графічних станцій. Такі накопичувачі, як правило, оснащені акумуляторами для збереження даних при втраті живлення, а більш дорогі моделі - системами резервного та/або оперативного копіювання. Прикладом таких накопичувачів є I-RAM. Користувачі, що володіють достатнім об'ємом оперативної пам'яті, можуть організувати віртуальну машину і розташувати її жорсткий диск в ОЗП і оцінити продуктивність.

Недоліки та переваги

Недоліки

  • Головний недолік NAND SS - обмежена кількість циклів перезапису. Звичайна (MLC, Multi-level cell, багаторівневі комірки пам'яті) флеш-пам'ять дозволяє записувати дані приблизно 10 000 разів. Більш дорогі види пам'яті (SLC, Single-level cell, однорівневі комірки пам'яті) - близько 100 000 разів. Для боротьби з нерівномірним зносом застосовуються схеми балансування навантаження. Контролер зберігає інформацію про те, скільки разів які блоки перезаписувати і при необхідності «міняє їх місцями». При виробленні ресурсу накопичувач перейде в режим «тільки для читання», що дозволить скопіювати дані. Даний недолік відсутній у RAM SSD, а також у відносно новій технології FRAM, де ресурс хоч і обмежений, але практично недосяжний в реальному житті числом циклів перезапису (до 40 років в режимі безперервного читання / запису).
  • Ціна гігабайти SSD-накопичувачів істотно вище ціни гігабайти HDD (станом на жовтень 2014 року - 35 центів за гігабайт). До того ж, вартість SSD прямо пропорційна їх ємності, в той час як вартість традиційних жорстких дисків залежить не тільки від кількості пластин і повільніше росте при збільшенні обсягу накопичувача.
  • Застосування в SSD-накопичувачах команди TRIM може унеможливити відновлення видаленої інформації recovery-утилітами. З іншого боку, вона не гарантує видалення інформації, бо рішення про очищення блоків приймає прошивка накопичувача.
  • Неможливість відновити інформацію при перепаді напруги. Оскільки контролер і носій інформації в SSD знаходяться на одній платі, то при перевищенні або перепаді напруги найчастіше згорає весь SSD носій з безповоротною втратою інформації. Навпаки, в жорстких дисках частіше згоряє тільки плата контролера, що робить можливим відновлення інформації з прийнятною трудомісткістю.

Переваги

  • Відсутність рухомих частин;
  • Висока швидкість читання / запису, нерідко перевершує пропускну здатність інтерфейсу жорсткого диска (SAS / SATA II 3 Gb / s, SAS / SATA III 6 Gb / s, SCSI, Fibre Channel і т. Д.) І ще більш висока швидкість нелінійного читання / записи щодо недорогих поширених жорстких дисків.
  • IOPS SSD вище на кілька порядків жорсткого диска;
  • Низьке енергоспоживання;
  • Широкий діапазон робочих температур;
  • Великий модернізаційний потенціал, як у самих накопичувачів, так і у технологій їх виробництва;
  • Відсутність магнітних дисків, звідси.

Перспективи розвитку

Головний недолік SSD накопичувачів - обмежене число циклів перезапису - при розвитку технологій виготовлення незалежної пам'яті буде усунутий шляхом виготовлення по іншим фізичним принципам і з інших матеріалів, наприклад, FeRam. До 2014 року компанія HP планує запустити у роздрібний продаж накопичувачі, побудовані за технологією ReRAM (resistive random-access memory).