SSD چیست و تفاوت و ویژگی ها و انواع آن

(SOLID STATE DRIVE)

حافظه حالت جامد SSD ; داریو سالید ; اس اس دی

امروز در این نوشتار به توضیح و نحوه عملکرد و مفاهیم کلی حافظه حالت جامد میخواهیم بپردازیم و با این هدف که با پایان مقاله بتوانیم شناخت کلی نسبت به حافطه SSD داشته باشید برای آشنایی بیشتر با این تکنولوژی حافظه های ذخیره سازی تا پایان این مقاله با ما همراه باشید.

ابتدا یک تعریف نسبت SSD ارائه مینمایم :

حافظه SSD بر پایه حافظه فلش است که فلش مموری ها و مموری کارت ها نیز بر همین اساس ساخته می شوند. به زبان دیگر حافظه های SSD شبیه به فلش مموری ها البته در سایز بزرگتر هستند که در کیفیت ساخت و نوع قطعات با هم اختلافاتی دارند. حافظه SSD رقیبی برای هاردها یا حافظه های HDD محسوب می شود زیرا بدلیل مقاومت زیاد و همچنین مصرف برق کمتر و نیز سرعت عملکرد بالا می تواند جایگزین خوبی برای این نوع از حافظه ها باشد به شرط اینکه قیمت این نوع حافظه هم کمی به صرفه تر شود . اگر هم اکنون شاهد ترجیح کاربران به خرید هارد های سخت هستیم به همین دلیل است. SSD  برخلاف HDD به طور کامل الکترونیکی می باشد و هیچ قسمت متحرک یا مکانیکی در آن وجود ندارد. این نوع از حافظه ها به علت مزایای قابل توجه ای که نسبت به هاردها دارند از نظر قیمت نیز نسبت به هاردها متفاوت هستند و قیمت نسبتا بالایی دارند. با همه این تفاسیر این نوع از حافظه ها از نظر میزان فضای ذخیره سازی داده ها نسبت به هاردها ظرفیت کمتری دارند. حافظه های SSD نسبت به قطع ناگهانی برق آسیب پذیر هستند و ممکن است اطلاعات درایو از بین برود یا منجر به شناسایی نشدن یا عدم شناسایی اس اس دی منجر شود که در این مواقع دسترسی به اطلاعات امکان پذیر نیست که در این صورت باید به مرکز تخصصی بازیابی اطلاعات و تعمیر SSD مراجعه شود.

شرکت مهندسی ایمانتک امروز بیش از ۵ برند معتبر حافظه SSD را به بازار ایران معرفی نموده است و واردات این کالا را از سال ۱۳۸۸ آغاز نموده است و از آنجا که با تغییر تکنولوژی قیمت ها هر روز روند نزولی به خود گرفته است امروز حافظه یا درایو سالید به شکل عمومی تری در دسترس میباشد.

قسمت یک : شناخت تکنولوژی ذخیره سازی SSD ها

حافظه های کامپیوتر و انواع آن :

  • حافظه های مغناطیسیMagnet drive  ها : از جمله انواع هارد دیسک های داخلی و خارجی که سرعت پایین تری نسبت به SSD ها دارند ولی دارای حجم های بالایی می باشند.
  • حافظه های نوری یا Optical Disk ها : سی دی ها و دی وی دی ها که جابجایی شان آسان است ولی سرعت و حجم شان بسیار کم است.

حافظه هایی که از IC یا چیپ برای ذخیره سازی بهره میبرند و انواع آن کدامند:

رم ها – DRAM حافظه های سریع و فراری هستند که با قطع جریان الکتریسیته و خاموش شدن کامپیوتر اطلاعاتشان را از دست می دهند . DRAM ها برای بافر کردن اطلاعات در صف انتظار برای پردازش در CPU استفاده می شوند.

حافظه های حالت جامد Solid State Storage یا SSS حافظه های حالت جامد که اطلاعات را در چیپ های سیلیکونی ذخیره می کنند. این نوع از حافظه ها اغلب از فلش مموری ها برای ذخیره سازی استفاده می کنند. فرار نیستند و با قطع جریان اطلاعاتشان از دست نمی رود و به دلیل سرعت بالایشان در حال جانشینی هارد دیسک ها هستند.

SSS  که مخفف عبارت  Solid state storage میباشد.

فضاهای ذخیره سازی حالت جامد که اطلاعات را توسط IC سیلیکونی (از جمله فلش مموری ها) به جای قطعات متحرک مغناطیسی ذخیره می کنند. SSS ها غیر فرار هستند و با قطع جریان اطلاعاتشان را از دست نمی دهند .

SSSو انواع آن کدامند :

ماژول Solid State Module – SSM که بیشتر در تلفن های هوشمند کاربرد دارد.

کارت Solid State Card – SSC که استفاده در رایانش ابری Cloud Computing دارد.

درایو Solid State Drive – SSD جهت استفاده کاربر نهایی و استفاده های صنعتی است که از فلش مموری های NAND برای ذخیره اطلاعات استفاده می کنند و هدف این متن آشنایی بیشتر شما با این نوع حافظه های تولیدی می باشد.

فلش مموری فلش مموری ها چیپ های حافظه غیر فراری هستند که می توانند به صورت الکترونیکی نوشته و پاک شوند و به الکتریسیته برای نگه داشتن اطلاعات درونشان نیاز ندارند و دو نوع اصلی NAND و NOR دارند.

آشنایی با چند مفهوم

USB Flash Drive : یا همان درایو های فلش USB واضح ترین مثال استفاده از این نوع چیپ ها هستند یا همان فلش و یا مموری که در بسیاری از موارد پر کاربردترین نوع در استفاده شخصی مردم میباشد.

NAND: یک Gate منطقی است که توسط ترانزیستور floating-gate ساخته می شود و تعداد زیاد آن در کنار هم یک چیپ فلش یا همان سلول حافظه SSD را تشکیل می دهد.

فلش های NAND و NOR

SSD ها از سال ۲۰۱۰ از NAND ها استفاده می کنند چون دوام بیشتر ، قیمت کمتر ، تراکم بیشتر و سرعت بالاتر نسبت به NOR ها دارند و استفاده از NOR ها دیگر منسوخ شده به همین دلیل هر جای متنی که در ادامه می آید با کلمه فلش مواجه شدید منظور همان فلش NAND می باشد.

NAND Flash : به یکی از چیپ های حافظه SSD گفته می شود که می تواند حجم های ۸ ، ۱۶ یا ۳۲ گیگابایت را داشته باشد. برای مثال یک SSD که ۶۴ گیگابایت حجم دارد ۸ چیپ Nand Flash روی مدار خود دارد که هر کدام ۸ گیگابایت حجم دارند. این چیپ بر اساس نوعش می تواند سرعت های مختلفی داشته باشد. که در ادامه به ذکر انواع آن خواهیم پرداخت.

تفاوت SSD و USB فلش : هر دو از NAND Flash استفاده می کنند اما کیفیت NAND استفاده شده ، کنترلر و رابط آنها متفاوت است.(کنترلر را در ادامه معرفی خواهیم کرد).

تفاوت SSD و DRAM

دو تفاوت اصلی بین این دو نوع حافظه وجود دارد :

DRAM حافظه فرار است و با قطع جریان اطلاعاتش را از دست می دهد اما SSD از حافظه فلش NAND استفاده می کند که غیر فرار است و با قطع جریان اطلاعاتش را از دست نمی دهند.

سرعت نوشتن و خواندن اطلاعات روی DRAM یکسان است و لی SSD برخلاف DRAM لازم است ابتدا پاک کند و سپس بنویسند نتیجتا سرعت نوشتن آن از سر عت خواندنش پایین تر است.

قسمت دوم به ساختار درونی حافظه حالت جامد(SSD) اشاره خواهیم نمود و اجزای ان را شرح خواهیم داد:

به طور خلاصه SSD یعنی ذخیره سازی اطلاعات روی تراشه سیلیکونی یا همان فلش مموری ها. تمایز اصلی SSD ها با هارد دیسک ها در عدم استفاده از قطعه متحرک مکانیکی در ساختارشان است.

ساختار SSD چیست ؟ SSD ها دارای اجزای مختلفی هستند:

 

PCB – Printed circuit boardتخته مدار چاپی می باشد که انواع IC ها و اجزای دیگر SSD روی آن قرار می گیرد .

FLASHحافظه های فلش که اغلب از نوع NAND هستند و ظرفیت های ۸،۱۶ و۳۲ دارند.

Controllerپردازنده اصلی و تصمیم گیر فعالیت های SSD می باشد (در بخش های بعدی توضیح داده می شود)

SATA & Power رابط های SSD می باشند که با رابط الکتریسیته و SATA ی هارد دیسک ها تناسب دارند.

انواع و دوام NAND فلش ها

فلش ها می توانند بی نهایت بار اطلاعاتشان را بخوانند ولی تعداد معدودی از دفعات می توانند بنویسند و پاک کنند و از این لحاظ ۴ نوع اصلی دارند که به تفکیک به دوام و تعداد دفعات نوشتن آنها می پردازیم.

SLC- Single Layer Cell :  این نوع فلش دارای سرعت بالا ، مصرف پایین و قیمت بالا می باشد و مناسب سطح صنعتی است. توان نوشتن یا پاک کردن (P/E) آن ۱۰۰ هزار  بار در هر سلول است. امروزه به دلیل هزینه بالای این نوع فلش ها دیگر از این نوع NAND استفاده نمی کنند.

MLC- Multi Layer Cell : با توان نوشتن/پاک کردن ۱۰ هزار بار در هر سلول قیمت پایین تر و حجم بالاتری را ارائه می دهند به همین دلیل برای کاربر نهایی مناسب تر می باشند. .تفاوت اصلی SLC و MLC در این است که SLC فقط یک ۰ یا ۱ را در ذخیره می کند و MLC می تواند ۰۰ ، ۰۱، ۱۰ و ۱۱ را نگه دارد

TLC- Three Layer Cell : این نوع تراکم بیشتر و دوام کمتری از MLC و SLC دارند و  با توان ۵ هزار  بار نوشتن و خواندن و سرعت پایین تر از MLC ، قیمت پایین ، مناسب دستگاه های سطح پایین می باشند.

QLC- 4 Layer Cell : دفعات نوشتن آن ها بسیار کم است به همین علت مناسب کاربردهای کاربران نهایی و صنعتی نمی باشند.

عمر مفید فلش NAND چه میزان میباشد ؟ آیا هارد دیسک باید خریداری کنیم یا حافظه SSD:

عمر فلش به دفعاتی که می تواند بنویسد بستگی دارد و مسلما برایتان این سوال پیش آمده که این درایو گران قیمت چقدر برایتان کار می کند؟ هیج نگرانی درباره اینکه این درایوها جه میزان کارمیکند به خود وارد نکنید چرا که عمر این درایوها از هارد های مکانیکی بالاتر است و از امنیت بالاتری استفاده میشود. لازم به ذکر است که بیان نماییم که اقلت دیتا سنترها رو به سمت تکنولوژی حافظه حالت جامد گرویده چرا که امنیت ، سرعت و عملکرد بالاتری نسبت به هارد دیسک های فدیمی دارد.

عمر SSD به میزان گیگابایتی که روزانه روی آن می نویسید بستگی دارد. فرض کنید روزانه ۵۰GB بنویسید(که بسیار بعید است!) یک درایو با حجم ۶۴GB برایتان تا ۳۵ سال کار می کند و با توجه به روند تغییر تکنولوژی بسیار احتمال کمی دارد که قطعات الکترونیکیتان را بیشتر از ۵ یا نهایتا ۱۰ سال نگهداری کنید.

۶۴GB x 10’۰۰۰ / ۵۰GB / 365 days = 35 year

۶۴حجم درایو ، ۱۰ هزار عمر فلش MLC ، ۵۰ گیگ کارکرد روزانه شما و ۳۶۵ تعداد روزهای سال است.

جالب است بدانید که طبق تحقیقات اینتل میانگین نوشتن یک کاربر عادی روزانه فقط ۵GB می باشد.

SSD Controller  پردازنده یا مغز SSD

یک چیپ پردازنده است که بین رابط SSD و فلش های حافظه قرار می گیرد و تصمیمات چگونگی ذخیره، بازیابی، کش (Cash) ، پاکسازی و نهایتا سرعت نهایی SSD را بر عهده دارد.

امکانات اکثریت کنترلرها اصلاح خطا (ECC) ، رمزنگاری و garbage collection می باشد.

کنترلر در اصل پل ارتباطی بین فلش مموری ها و ورودی/خروجی های SSD می باشد.

کنترلر اجرای سطح نرم افزاری Firmware را نیز بر عهده دارد که این نرم افزار به نوع SSD بستگی دارد و بروز رسانی نیز می شود.

کنترلر SSD چند تولید کننده اصلی در جهان دارد :

 

شرکت LSI که کنترلر هایش را با نام تجاری SandForce به بازار عرضه می کند بهترین تولید کننده کنترلر در جهان می باشد. شرکت Micron یکی از قدرت های اصلی تولید IC و فلش در جهان است و تولید کننده کنترلرهای JMicron می باشد که کنترلر JMicron JMF661 آن روی مدل مختلف SSD به کار گرفته شده است.

 

اندازه استاندارد یا Form Factor در SSD ها

 

اندازه استاندارد SSD با اندازه های هارد دیسک ها کاملا متناسب است .تمام SSD های با تولیدات برند های مختلف عموما در سایزهای ۲٫۵ اینچ و ۱٫۸ اینچ تولید میشود. سایز ۲٫۵ اینچ همان سایز استاندارد هارد دیسک های نوت بوک است و اگر یک SSD با سایز ۲٫۵ اینچ با پک مخصوص نوت بوک خریداری نمودید می توانید آن را در نوت بوک تان قرار دهید و هارد دیسک تان را درون Casing مخصوصی که همراه درایوتان است قرار دهید. اگر مادر بورد نوت بوک شما از mSATA پشتیبانی می کند می توانید همراه هارد دیسک تان از یک SSD با سایز ۱٫۸ اینچ استفاده کنید. توجه کنید که در بعضی از نت بوک ها (NetBook) یا لپ تاپ های کوچک فقط از mSATA استفاده می شود و سایز ۲٫۵ اینچ مناسب آنها نیست.

هارد دیسک های داخلی کامپیوتر های شخصی یا Desktop ها، ۳٫۵ اینچ اند (یعنی فضای داخلی آنها مخصوص ۳٫۵ بزرگ طراحی شده) و همانطور که می دانید SSD ها ۲٫۵ هستند به همین علت براکت همراه هر SSD به مشتریان یک براکت (سینی) ۳٫۵  اینچ مجانی نیز ارائه می کند تا بتوانند به راحتی از درایو SSD شان درون کیس استفاده کنند و در صورت نبود براکت در پک های برندهای گوناگون امکان خرید ان از طریق شرکت ایمانتک مقدور میباشد. لازم به ذکر است همانطور که در بالاتر اشاره شد به دلیل تغییر تکنولوژی روز تمامی تولید کنندگان کیس ، سیستمهای AiO و لپتابها و یا سورفیسها این فضا پیش بینی شده است و به دلیل منسوخ شدن هارد دیسک های مغناطیسی قدیمی و باریک و کوچکتر شدن فضای متناسب مکان ۳٫۵ اینچ درحال حذف شدن میباشد. دو نوع پک مخصوص نوت بوک و کامپیوترهای رومیزی را در زیر می توانید مشاهده کنید :

رابط های انتقال داده SSD ها

SSD ها مانند هارد دیسک ها SATA II و SATA III دارد و اکثر درایوهای SSD ها این روزها SATAIII می باشند.

SATA 2.0 با سرعت ۳ Gbit/s یا ۳۰۰ MB/s استفاده شده است.

SATA 3.0 با سرعت ۶ Gbit/s یا ۶۰۰ MB/s استفاده شده است .

لازم به ذکر است که یک درایو SATA 3 با رابط SATA 2 نیز کار می کند ولی سرعت آن در این حالت از ۳۰۰ MB/s بالاتر نخواهد رفت.

تفاوت حافظه اس اس دی (SSD) هارد دیسک (HDD) :

۱حافظه های اس اس دی سرعت بالاتری نسبت به هارد دیسک ها دارند

۲حافظه های اس اس دی از ساختار فلش و اجزای غیر مکانیکی تشکیل شده اند اما هارد دیسک از یک برد و قطعات مکانیکی تشکیل شده اند.

۳هارد دیسک ها نسبت به حافظه SSD ها قیمت پایین تر و ظرفیت بالاتری دارند.

۴هارد دیسک ها به ضربه بسیار حساس هستند اما در حافظه های SSD از این ضعف برخوردار نیستند.

ویژگی‌ها و مزایای درایو حالت جامد چیست؟

در حافظه‌های SSD بر خلاف RAM حتی زمانی که هیچ منبع تغذیه‌ای به آن وصل نیست، داده‌ها را حفظ می‌کند. این نوع حافظه هیچگونه قطعه متحرکی ندارد و بنابراین تقریبا بدون صدا عمل می‌کند. این ویژگی یکی از دلایلی است که لپتاپ‌های امروزی، بجای HDD از SDD استفاده می‌کنند. سرعت خواندن و نوشتن در مقایسه با HDD بسیار زیاد تر است و مقدار مصرف انرژی آن به مراتب کمتر. به طور خلاصه درایوهای حالت جامد، ویژگی ها و خصوصیات برتری نسبت به هارد دیسک ها دارند از جمله:

  • مقاوم بودن در برابر ضربات
  • سرعت بالای خواندن و نوشتن
  • مصرف کمتر انرژی
  • تقریبا بدون سر و صدا هستند
  • حافظه‌های SSD نیازی به دیفراگنمت (Defragment) ندارند .
  • برخلاف هارد دیسک‌ها، در مقابل شوک و لرزش مقاوم هستند.
  • این نوع حافظه‌ها معمولاً گرمای زیادی تولید نمی‌کنند.

همین ویژگی‌ها، درایوهای حالت جامد را برتر و بهینه‌ تر از هارد دیسک‌ها می‌کند. بنابراین معمولاً در کامپیوترهای جدیدتر، بجای حافظه‌های HDD از SDD استفاده می‌کنند.

خطاهای که عموما مصرف کنندگان آن را تکرار مینمایند:

SSD  کوتاه شده عبارت  Solid state Drive که ترجمه فارسی آن درایو حالت جامد می باشد.

حافظه SSD ، هارد نیست ؟

عبارت هارد SSD کاملا اشتباه است زیرا هارد کوتاه شده عبارت هارد دیسک است و در SSD هیچ نوع دیسکی استفاده نشده است.Solid State Disk  یا دیسک SSD که باز هم به دلیل نبودن هیچ نوع دیسکی اشتباه است. درست ترین اصطلاح آن SSD unit یا یونیت SSD است که برای راحت تر استفاده کردن آن در فارسی پیشنهاد ما استفاده از کلمه SSD یا اس.اس.دی می باشد همینطور پیش بینی ما این است که در کشورمان به طور خلاصه سالید درایو نیز نامگذاری شوند.


بخش فنی و پشتیبانی محصولات شرکت ایمانتک

 

این مطلب را به اشتراک بگذارید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *