Apakah pemacu keadaan pepejal (SSD)? Plus, kebaikan dan keburukan

Pemacu Negeri Pepejal (SSD) dengan cepat menjadi penyimpanan komputer pilihan untuk sistem operasi dan aplikasi. Anda akan dapati mereka dalam komputer riba, telefon, tablet, dan juga konsol terkini.

Dengan prestasi dan ketahanan yang sangat baik, pemacu ini membuat percikan sebenar, tetapi apa sebenarnya SSD?

Di dalam HDD, anda akan menemui satu atau lebih cakera berputar yang disebut "Platters."Setiap pinggan dibahagikan kepada trek dan sektor. Platters biasanya dibuat dari aluminium atau kaca dan dilapisi dengan bahan magnet.

Permukaan piring mengandungi berbilion kawasan individu yang masing -masing mewakili sedikit data. Kawasan ini boleh dimagnetkan atau demagnetisasi, mewakili satu atau sifar.

Ketika piring berputar bergerak beribu-ribu revolusi seminit, kepala tulis baca kecil yang dilekatkan pada lengan berayun mengapungkan keluasan rambut di atas bacaan pinggan dari atau menulis ke pemacu.

Pemacu cakera keras adalah peranti yang sangat rumit dengan banyak bahagian bergerak kecil, tepat, dan rapuh. Ini adalah keajaiban moden yang mereka bekerja dan juga.

Bagaimana Pemacu Negeri Pepejal (SSD) berfungsi

SSD mempunyai lebih banyak persamaan dengan peranti semikonduktor seperti CPU dan RAM daripada pemacu cakera keras. SSD dan HDD kedua -duanya bertindak sebagai peranti penyimpanan, tetapi SSD berfungsi dengan cara yang sangat berbeza.

Di dalam SSD biasa, anda hanya dapati cip komputer. Terdapat cip pengawal SSD, yang menguruskan bagaimana dan di mana data disimpan, tetapi sebahagian besar SSD terdiri daripada cip memori flash.

Memori Flash adalah memori "tidak berubah-ubah". Memori yang tidak menentu, seperti RAM, tidak berterusan apabila kuasa dimatikan-data yang disimpan di sana hilang. Sebaliknya, dengan ingatan yang tidak menentu (seperti SSD atau pemacu USB), data anda berterusan walaupun kuasa dimatikan. Inilah sebabnya pemacu ibu jari USB juga disebut sebagai "pemacu kilat"!

SSD moden (dan kebanyakan pemacu kilat USB dan kad memori) Gunakan jenis memori flash yang dipanggil memori flash NAND. Ia dinamakan sempena salah satu jenis pintu logik yang boleh anda buat dalam microchip. Dalam ingatan NAND, terdapat "sel" yang boleh memegang tahap cas elektrik yang berbeza. Dengan mengukur tahap caj dalam sel ingatan, anda boleh memberitahu sama ada ia mewakili satu atau sifar. Untuk menukar kandungan sel, anda hanya mengubah tahap caj di dalamnya.

Terdapat banyak variasi dalam teknologi dalam dunia memori NAND. Sebagai contoh, anda mungkin melihat beberapa Samsung SSD berlabel "V-Nand" atau "menegak" NAND. Di sini sel -sel memori disusun secara menegak, membolehkan lebih banyak kapasiti penyimpanan dalam jejak silikon yang sama. Intel's 3D Nand juga lebih kurang teknologi yang sama.

Jenis SSD dan antara muka

SSD datang dalam pelbagai faktor bentuk dan jenis memori flash NAND. Ini menentukan prestasi maksimum SSD serta harganya.

Jenis memori kilat

Semua Flash NAND tidak sama untuk ketumpatan dan prestasi data. Anda akan ingat dari perbincangan kami di atas bahawa SSDS menyimpan data sebagai caj elektrik di dalam sel ingatan.

Sekiranya sel hanya menyimpan sedikit data, ia dipanggil SLC atau Memori sel peringkat tunggal. MLC (Multi-Level Cell) dan TLC (Triple Level Cell) memori dua dan tiga bit data setiap sel, masing-masing. Memori QLC (sel-sel quad) membawanya ke empat bit setiap sel.

Lebih banyak bit data yang boleh anda simpan dalam sel tunggal, lebih murah SSD anda boleh, atau lebih banyak data yang anda boleh masuk ke ruang yang sama. Ini terdengar seperti idea yang bagus, tetapi terima kasih kepada bagaimana SSD beroperasi, pemacu mati lebih cepat apabila menggunakan kaedah penyimpanan berbilang bit. Memori SLC adalah jenis nand yang terbaik dan paling tahan lama dengan jangka hayat yang panjang. Walau bagaimanapun, ia juga yang paling mahal dan hanya terdapat dalam pemacu mewah.

Oleh itu, kebanyakan pengguna SSD menggunakan MLC atau TLC dan menggunakan kaedah khas untuk memanjangkan jangka hayat mereka sebanyak mungkin. Kami akan menampung isu SSD memakai sedikit kemudian dalam artikel ini di bawah kelemahan teknologi.

Faktor bentuk SSD

SSD datang dalam pelbagai bentuk faktor. "Faktor bentuk" hanyalah bentuk fizikal peranti dan standard sambungan yang ia sesuai dengan. Kerana SSD pada mulanya direka untuk menggantikan HDD, peranti pertama yang dimaksudkan untuk desktop pengguna dimaksudkan untuk slot di mana pemacu keras sebelumnya.

Di sinilah 2.Reka bentuk SSD SATA 5 inci masuk ke dalam gambar. Anda hanya boleh mengeluarkan 2 semasa anda.Cakera keras komputer riba 5 inci dan pasangkan salah satu daripada SSD ini.

SSD di dalam selongsong ini tidak memerlukan semua bilik itu, tetapi ia masuk akal kerana komputer riba dan desktop yang paling moden sudah mempunyai 2.Pemacu 5 inci dan penyambung SATA di papan induk mereka. Anda juga boleh membeli penyesuai yang membolehkan anda meletakkan 2.Pemanduan 5 inci ke 3 Desktop.Teluk 5-inci.

Selain mengambil ruang yang tidak perlu, 2 ini.Pemacu 5 inci terhad kepada 600 mb/s sejak itu batas antara muka SATA 3.

Standard MSATA (Mini-Sata) menyelesaikan masalah ruang. msata secara fizikal adalah bentuk, saiz, dan penyambung yang sama secara fizikal sebagai standard kad mini pci express, tetapi kedua -dua jenis kad tidak bersesuaian dengan elektrik.

Standard MSATA kini telah digantikan oleh m.2 standard. M.2 SSD boleh menjadi SATA atau PCIe, bergantung pada kad dan gabungan motherboard.

M.2 kad juga boleh dua sisi dengan komponen di kedua-dua belah pihak, dan mereka bervariasi panjang. Selalu penting untuk memastikan papan induk komputer anda serasi dengan m.2 SSD yang anda mahu gunakan dengannya!

SSD NVME Gunakan standard Express Memory Express yang tidak berubah-ubah, iaitu bagaimana komputer boleh mengakses memori SSD menggunakan PCIe yang lebih biasa digunakan untuk kad grafik. PCIe mempunyai jalur lebar yang lebih banyak daripada SATA, yang membolehkan memori SSD cepat mencapai potensi penuhnya.

Kelebihan SSD

Terdapat banyak sebab mengapa SSD cepat menjadi standard dalam teknologi penyimpanan. Walaupun beberapa masalah gigi awal membuat mereka keluar dari dunia komputer arus perdana untuk seketika, mereka kini berada di titik di mana kita boleh mengesyorkan mereka kepada sesiapa sahaja. Malah konsol permainan video terkini kini menggunakan SSD. Berikut adalah kekuatan utama yang membawa SSD ke arah populariti semasa mereka.

SSD adalah pantas

Pemacu keras mekanikal terpantas di seluruh dunia, Seagate Mach.2 exos 2x14, boleh mencapai kadar pemindahan yang berterusan sebanyak 524 mb/s. Itu hampir secepat SATA 3 SSD, tetapi pemacu mekanikal biasa yang akan anda dapat.

Tipikal m.2 PCIe SSD, seperti yang terdapat di komputer riba pertengahan, menawarkan 2.5 hingga 3.5 gb/s. M.2 PCIe SSD semakin hampir dengan 8 GB/s, yang merupakan jumlah data yang membingungkan. Kelajuan menulis berurutan biasanya sedikit lebih perlahan daripada kelajuan membaca, tetapi data terbang pada kadar yang luar biasa di kedua -dua arah.

Ini bukan hanya mengenai kelajuan pemindahan, sama ada. Pemacu keras mekanikal memerlukan masa berputar piring dan bergerak kepala pemacu ke tempatnya. Mencari tempat yang betul di pinggan untuk permintaan data dikenali sebagai "Cari Masa". Untuk SSD, nombor latensi itu sifar berkesan.

SSD dapat membaca data dari mana -mana lokasi di dalam sel ingatannya dan juga melakukannya secara selari. Tidak kira dengan cara anda mengirisnya, SSD berada dalam alam semesta prestasi yang berbeza daripada pemacu keras mekanikal terbaik, tidak kira cara anda memotongnya.

Semasa menaik taraf HDD komputer ke SSD, anda mengalami masa boot yang lebih cepat dan responsif sistem yang sangat tajam. Hanya kerana CPU anda tidak pernah menunggu data dari pemacu storan anda. Ini adalah cara yang hebat untuk memberikan sistem Windows lama yang baru.

SSD adalah tahan lama

SSD hampir tahan lama seperti komponen keadaan pepejal lain seperti CPU atau RAM tanpa bahagian yang bergerak. Kecuali lonjakan kuasa memusnahkan mereka, mereka harus berjalan selama -lamanya atau sekurang -kurangnya selagi komputer tetap berguna kepada anda. Memori kilat juga sangat tahan terhadap kerosakan kesan, tidak seperti pemacu keras yang mudah dimusnahkan jika mereka jatuh, terutama ketika piring berputar.

Ketahanan ini menjadikan mereka sesuai untuk komputer riba, dan itulah sebabnya ultrabooks seperti Apple MacBook Air, iMac, dan ahli keluarga komputer Mac yang lain mempunyai SSD bersepadu berprestasi tinggi.

"Ketahanan" dalam kes ini tidak merujuk kepada fenomena SSD Wear, yang kami tutupi di bawah senarai kelemahan di bawah.

SSD tidak mengalami pemecahan

Pemecahan data adalah masalah sebenar pada HDD. Ia berlaku apabila data baru ditulis ke ruang pertama yang tersedia pada pemacu. Oleh itu, fail yang diberikan atau set fail yang berkaitan mungkin mempunyai data mereka yang tersebar di seluruh kawasan plat fizikal pemacu.

Ini memusnahkan kelajuan bacaan berurutan dan menambah satu tan masa mencari kerana kepala pemacu terbang di seluruh tempat untuk mencari semua bahagian fail. SSD, kerana sifat mereka, tidak mengalami pemecahan. Bukannya fail tidak berpecah. Ia hanya tidak menjadi masalah kerana tidak ada bahagian yang bergerak dan tidak mencari masa untuk bercakap.

Defragmenting hanya meletakkan pakaian yang tidak perlu pada pemacu. Sekiranya anda ingin mengetahui lebih lanjut mengenai pemecahan SSD, baca sekiranya anda defrag SSD?

SSD adalah tenang

Pemacu keras bising! The Hum of the Motor, The Whoosh of the Disk, bunyi mengklik kepala pemacu bergerak ke belakang dan sebagainya - itulah bunyi latar belakang untuk pengguna komputer selama beberapa dekad.

SSD, sebaliknya, tidak membuat bunyi sama sekali. Ini mungkin kelihatan seperti kelebihan remeh, tetapi komponen komputer yang bising menjengkelkan. Dalam beberapa kes penggunaan, seperti komputer yang digunakan untuk rakaman bunyi, tahap bunyi adalah kritikal. Terdapat cakera keras mahal dengan pemasangan dan reka bentuk khas yang telah cuba mengekang bunyi HDD, tetapi dengan SSD, masalahnya diselesaikan sepenuhnya.

Inilah sebabnya kita kini boleh mempunyai komputer seperti Apple M1 MacBook Air, yang tidak mempunyai peminat dan tiada pemacu keras mekanikal. Seluruh komputer adalah keadaan pepejal dan oleh itu tidak membuat bunyi apa pun!

SSD adalah kecil dan cekap kuasa

SSD mengambil lebih sedikit ruang daripada HDD, dan mereka memerlukan lebih sedikit kuasa untuk bekerja. Ini bermakna kita boleh mempunyai komputer, tablet, telefon pintar, dan peranti elektronik lain yang lebih kecil dan nipis.

SSD boleh pergi hampir sepenuhnya untuk tidur apabila tidak digunakan, dan, tidak seperti HDD, mereka boleh beralih ke mod prestasi tinggi hampir seketika. Diambil secara keseluruhan, penggunaan kuasa SSD amat penting untuk mendapatkan hayat bateri yang lebih baik dari komputer mudah alih dan alat lain yang menggunakannya. Peranti elektromekanik hanya memerlukan lebih banyak tenaga daripada peranti keadaan pepejal untuk beroperasi.

SSD boleh mengecilkan saiz pemasangan

SSD dapat mengurangkan saiz pemasangan beberapa aplikasi, terutama permainan video. Apabila aplikasi bergantung pada data yang mengalir ke memori dengan cepat, pemaju boleh menduplikasi maklumat di pelbagai lokasi di pinggan HDD. Ini mengurangkan masa mencari kerana kepala pemacu selalu dekat dengan salinan data yang diperlukan. Ini adalah muslihat yang pandai, tetapi ia datang dengan mengorbankan ruang penyimpanan.

Aplikasi yang direka untuk SSD tidak perlu melakukan ini sama sekali. Oleh kerana SSD hampir tidak mempunyai kependaman dan dapat membaca data dari mana saja pada pemacu dengan segera, hanya satu salinan data yang mesti ada.

Konsol seperti PlayStation 5 telah menunjukkan berapa banyak SSD boleh mengecilkan saiz pemasangan, terutamanya digabungkan dengan pemampatan, yang membawa kita ke kelebihan seterusnya.

SSD boleh dipercepat

Sekiranya anda berpendapat bahawa SSD sudah banyak cepat, anda dapat mempercepat pemacu ini untuk beberapa nombor prestasi berkelajuan tinggi. Ini semua terima kasih kepada teknologi mampatan. Data disimpan di SSD dalam bentuk yang sangat sesuai. Apabila maklumat diminta, ia dikompresi dalam masa nyata, berkesan menguatkan kelajuan pemindahan data mentah dari SSD.

Satu -satunya tangkapan ialah anda memerlukan pemproses yang kuat untuk dikurangkan, tetapi SSD pada masa ini tidak termasuk pemproses seperti itu. Ternyata GPU sangat baik dalam melakukan jenis kerja ini, jadi menggunakan API perisian (antara muka programmer aplikasi) seperti Microsoft's Directorage dan Nvidia's RTX IO, generasi baru -baru ini GPU dapat mempercepat bukan hanya grafik 3D tetapi prestasi SSD juga juga.

Kelemahan SSD

SSD mempunyai banyak sifat yang diinginkan, tetapi teknologi tidak sempurna. Beberapa aspek pemilikan SSD tidak begitu menyenangkan seperti yang kita mahukan.

SSD lebih mahal

HDD telah turun dengan harga begitu banyak dan telah meningkatkan jumlah data yang dapat mereka simpan ke tahap ketumpatan yang gila. Hasilnya ialah data gigabait HDD lebih kurang daripada flash nand termurah.

Harga SSD telah jatuh secara mendadak sejak beberapa tahun kebelakangan ini, tetapi orang -orang pada umumnya masih menggunakan SSD yang agak kecil dalam julat 256GB hingga 512GB. SSD dikhaskan untuk aplikasi dan sistem operasi, sementara HDD masih mempunyai simpanan massa untuk fail media atau aplikasi yang tidak mendapat manfaat daripada kelajuan SSD.

Berita baiknya ialah, seperti semua teknologi semikonduktor, ketumpatan transistor dan proses pembuatan mungkin menunjukkan trend eksponen yang membawa kepada kos yang lebih rendah dan lebih banyak ruang. Buat masa ini, kebanyakan belanjawan memanggil campuran storan SSD dan HDD.

SSD boleh haus

Walaupun SSD sangat tahan lama dan boleh menentang lebih banyak hukuman daripada HDD, sementara juga mempunyai kehidupan operasi yang lebih lama, mereka mengalami pakaian. Pakaian SSD berlaku kerana SSD menulis ke sel memori adalah merosakkan. Setiap kali sedikit ditulis ke sel memori SSD, ia kehilangan keupayaannya untuk memegang caj hanya sedikit.

Dari masa ke masa, menulis berulang ke sel menjadikannya tidak boleh digunakan. SLC SSD boleh mengendalikan tulisan yang paling berulang sebelum menggoreng sel tertentu, tetapi sel MLC, TLC, dan QLC lebih terdedah, mengikut urutan itu. SSD Pengguna Awal boleh mati dengan segera, tetapi hari ini pemacu mempunyai strategi seperti memakai leveling dan overprovisioning untuk memperluaskan ketahanan tulis SSD.

Pakaian SSD adalah topik yang kompleks, jadi lihatlah semua yang anda perlu ketahui mengenai SSD Wear & Tear untuk perbincangan yang mendalam.

SSD boleh membusuk sedikit cepat

Semua bentuk penyimpanan data akhirnya tunduk kepada bit reput. Ini berlaku apabila medium penyimpanan merendahkan begitu banyak sehingga tidak dapat lagi memegang data dalam bentuk yang boleh dibaca.

Media yang berbeza Mendapatkan sedikit reput untuk pelbagai sebab, tetapi cakera keras dapat disimpan selama beberapa dekad tanpa reput bit menjadi masalah. SSD, sebaliknya, berpotensi kehilangan data mereka setelah hanya beberapa tahun penyimpanan. Ini berlaku kerana kemerosotan lapisan penebat yang menyimpan caj dalam setiap sel memori. Sekiranya jumlahnya bocor, sel kosong dan tidak mengandungi data!

Nampaknya reput bit berlaku lebih cepat jika SSD disimpan dalam persekitaran yang terlalu panas, tetapi sama ada cara, mereka mungkin bukan pilihan terbaik untuk menyimpan data di laci di suatu tempat.

Pemulihan data SSD sukar untuk mustahil

Terdapat industri yang canggih yang dibina di sekitar seni memulihkan data dari pemacu keras mekanikal. Sekiranya anda mempunyai wang yang cukup untuk dibelanjakan, anda juga boleh memulihkan data dari pemacu yang telah dihancurkan, sebagai pakar secara harfiah membina semula pemacu dari kepingan.

Pada tahap yang lebih biasa, anda boleh memulihkan data yang secara tidak sengaja dipadam kerana HDD tidak memadamkan data fizikal apabila anda memadamnya di Windows atau sistem operasi lain. Sebaliknya, kawasan pemacu itu hanya ditandakan untuk ditimpa. Selagi penindasan belum berlaku, anda boleh memulihkannya menggunakan perisian khas.

SSD membuat hampir mustahil untuk memulihkan apa -apa jika pemacu rosak atau fail dipadamkan. Sekiranya HDD rosak oleh lonjakan elektrik, anda masih boleh membina semula dengan elektronik pemacu baru, tetapi kerana SSD sepenuhnya elektrik, semua ingatan boleh digoreng.

Ia juga tidak membantu bahawa SSD mempunyai pengawal canggih yang melakukan banyak perkara dengan sistem operasi data fizikal yang mereka tidak tahu. Sebagai contoh, arahan trim yang digunakan oleh SATA SSDs sebelum memadamkan sel memori yang telah ditandakan untuk penghapusan untuk mempercepat proses menulis data baru. Oleh itu, helah yang tidak jelas tidak akan berfungsi pada mereka!

Masa depan adalah keadaan pepejal

Walaupun SSD tidak sempurna, mereka mewakili lompatan dalam prestasi pemacu penyimpanan yang akhirnya dominasi pasaran penyimpanan mereka kelihatan tidak dapat dielakkan. Dari masa ke masa kami mengharapkan walaupun SLC SSD turun dengan harga, sementara jenis SSD yang kurang tahan lama akan menjadi lebih bijak ketika menghadkan pakaian.

Teknologi Hard Drive juga mempunyai masalah yang saksama pada masa -masa awal, tetapi kami mempunyai perasaan apa -apa masalah SSD masih akan diselesaikan dalam masa rekod.