Емкость ssd что это такое
Твердотельный накопитель SSD: характеристики и компоненты
Твердотельный накопитель SSD (solid-state drive) — постоянное запоминающее устройство компьютера, выполненное на базе энергонезависимых микросхем памяти, работающих под управлением специального контроллера.
Компоненты SSD
Чтобы иметь более ясное представление об устройстве, при рассмотрении основных характеристик, для начала, разберём из каких компонентов состоит твердотельный накопитель.
Основные характеристики SSD
К основным характеристикам твердотельных накопителей относятся:
Объём или ёмкость SSD
Параметр указывает на фактический объём твердотельного накопителя, то есть на количество байт данных, которые может хранить устройство. Чем выше этот показатель, тем больше музыки, фильмов и игр вы сможете сохранить на своём компьютере.
Реальный объём SSD-диска всегда немного меньше, чем заявляет производитель. Дело в том, что изготовители приравнивают 1 Гбайт к 1000 Мбайт, на самом деле их 1024.
Интерфейс подключения
SSD-диски, в зависимости от физического формата, можно подключать к следующим интерфейсным разъёмам: SATA, mSATA, PCI-Express, M.2.
Разъём М.2 может поддерживать установку SSD-накопителей SATA и PCI-Express.
Интерфейс M.2 может иметь три вариации ключа:
* — поддержка того или иного режима зависит от чипсета материнской платы.
Если вы приобретёте SSD M.2 SATA (B & M), а материнская плата поддерживает M.2 PCI-Express (B & M), то твердотельный накопитель не будет работать!
Из сказанного ранее, очевидно, что SSD-накопители используют одну из двух основных шин передачи данных. В чём же разница? Различия интерфейсов заключается в следующем:
SSD-накопители, устанавливаемые в слоты PCI-Express, производительней SSD-дисков, использующих разъёмы SATA, mSATA. Пример: SSD PCI-E 2.0 x4 имеет 4 линии связи по 500 Мбайт/с, следовательно, средняя скорость чтения/записи составит 2 Гбайт/с.
Форм-фактор
В зависимости от интерфейса подключения, твердотельные накопители имеют следующие форм-факторы:
Контроллер
Контроллер SSD-диска представляет собой микропроцессор с предустановленной программой. Главная задача контроллера связывать память твердотельного накопителя с основной шиной компьютера. Контроллер напрямую влияет на скорость чтения/записи SSD, а также отвечает за корректировку ошибок, предотвращает износ устройства и чистит память от мусора.
При выборе SSD-накопителя, ориентируйтесь на технологии, которые он поддерживает. Если у вас есть ряд требований к SSD-диску, исходя из задач, которые он должен решать — изучите документацию предустановленного контроллера более детально.
Главные характеристики контроллера — число ядер (до 4), количество каналов (до 8).
На данный момент широко распространены следующие SSD-контроллеры: Marvell, Samsung, Silicon Motion, Phison, Realtek. К устаревшим контроллерам относятся: JMicron, Indilinx, SandForce.
Тип памяти
Существует два основных вида твердотельных накопителей — RAM SSD и NAND SSD.
RAM SSD
При производстве устройств используется энергозависимая флэш-память. Такие SSD-накопители оснащаются аккумуляторными батареями для защиты информации от стирания, при отключении питания. Плюсы — сверхвысокая скорость чтения/записи и поиска информации. Минус — дороговизна чипов памяти. RAM SSD-накопители применяют при работе с большими объёмами информации.
NAND SSD
Твердотельные накопители на базе энергонезависимой флэш-памяти получили более широкое распространение. Флэш-память NAND имеет несколько технологий записи: SLC (Single Level Cell), MLC (Multi Level Cell), TLC (Triple Level Cell) и QLC (Quad Level Cell). Разница между технологиями заключается в плотности записи данных на ячейку: SLC — 1 бит, MLC — 2 бита, TLC — 3 бита, QLC — 4 бита. Чем выше плотность записи, тем больше объём SSD-накопителя, но меньше скорость чтения/записи, срок службы и надёжность. Исключением из правил, является технология 3D TLC NAND от Samsung — TLC-ячейки размещены на кристалле в несколько слоёв — надёжность таких твердотельных накопителей аналогична тем, которые выполнены по технологии MLC.
Скорость чтения/записи
Важный показатель производительности SSD-диска — указывает на то, с какой скоростью контроллер способен читать или записывать информацию во флэш-память. Скорость чтения/записи зависит от типа памяти, контроллера и прошивки устройства.
Также существует такой параметр, как «Скорость случайной записи», который указывает на количество операций ввода/вывода в секунду (IOPS) при чтении/записи блоков по 4 КБ. Чем больше значение, тем быстрей работает SSD-накопитель.
Ресурс работы, TBW
Ресурс твердотельного накопителя измеряется в TBW (Total Bytes Written) — это суммарное число записываемых блоков. Если сказать проще — объём всей информации, которая может быть записана на диск SSD в течение всего срока службы. Сам срок службы зависит от интенсивности использования SSD-накопителя.
Например, SSD-диск имеет объём 500 Гбайт, ресурс работы 200 Тбайт или 200 000 Гбайт. Получаем: SSD-накопитель может быть полностью перезаписан — 200 000 / 500 = 400 раз.
Но, в домашних условиях, вы не будете оперировать такими объёмами информации. Предположим, что при обычном использовании компьютера (скачали видео, послушали музыку, установили игру), в день вы будете перезаписывать около 50 Гбайт данных. Исходя из этого: в месяц 1 500 Гбайт, в год 18 000 Гбайт. Получается, что SSD-диск прослужит вам 200 000 Гбайт / 18 000 Гбайт = 11 лет.
Как устроен SSD — разбираемся в деталях
Содержание
Содержание
SSD-накопители стали логичным продолжением эволюции устройств для хранения информации. Новые требования к производительности не могли не сказаться на техническом устройстве SSD-накопителей. Их внутреннее наполнение кардинально изменилось по сравнению с привычным жестким диском.
Корпус
Корпус устройства — неотъемлемая часть накопителя, которая призвана защитить хрупкие внутренние детали. В зависимости от используемого форм-фактора накопителя его внешняя оболочка может кардинально различаться. Так устройства форм-фактора M.2 могут иметь в своем арсенале лишь бумажную или металлизированную наклейку, нанесенную поверх компонентов, или же цельный металлический радиатор как и модели с физическим интерфейсом PCI-E. Основной упор в этом случае возлагается на снижение температуры SSD, а его физическая защита уходит на второй план.
Что касается накопителей форм-фактора 2.5, ситуация диаметрально противоположная. В основном, они поставляются в стандартных пластиковых кейсах, которые защищают внутренности накопителя при неаккуратном обращении. И даже падение устройства не станет для него фатальным в отличие от тех же жестких дисков. Устройствам с интерфейсом SATA свойственен невысокий нагрев, поэтому производители зачастую пренебрегают добавлением каких-либо термопрокладок. Единственным теплоотводом служит непосредственно корпус.
У пользователя, впервые увидевшего разобранный SSD 2.5, может возникнуть резонный вопрос: для чего такой большой корпус, если SSD такой мальенький? Виной тому унификация устройства. Этот формат позволяет устанавливать SSD-накопители в старые ноутбуки или системные блоки, в посадочные места, предназначенные для жестких дисков форм-фактора 2.5. Это позволяет пользователю модернизировать свой ПК минимальными средствами. Также производители получают некоторый «карт-бланш» для размещения внутренних компонентов SSD, так как остается запас пространства для увеличения печатной платы. Различие между разными моделями SSD кроме внутренних компонентов сводится к наклейке, нанесенной на корпус. Она содержит в себе техническую информацию и служит гарантийной пломбой.
Снятие наклейки лишает возможности гарантийного обслуживания.
Интерфейс подключения
HOST Interface — часть накопителя, отвечающая за подключение устройства к системе. SSD-накопители форм-фактора 2.5 имеют стандартные разъемы, свойственные жестким дискам. Для подключения используются два привычных SATA-разъема. Это семиконтактный разъем для подключения шины данных и пятнадцатиконтактный — для подключения питания. Передача данных осуществляется от контроллера к системе и обратно путем использования двух каналов передачи данных. Этот тип подключения имеет ограничение пропускной способности в 6 Гбит/с. Преимущество разъемов SATA — обратная совместимость SATA III и SATA II. Это позволяет подключить современный накопитель к плате, которой уже немало лет.
Для подключения SSD-накопителей форм-фактора M.2 используется современный интерфейс, разработанный как компактная альтернатива SATA-разъему. Все необходимое питание для работы устройства обеспечивается материнской платой. Данный интерфейс имеет в своем распоряжении 75 позиций контактов. В зависимости от конкретной модели часть этих позиций удалена слева, справа или с обеих сторон, образуя соответствующие разрезы. Эти разрезы обозначают ключ, используемый в накопителе: B, M или B&M. Накопители форм-фактора M.2 могут подключаться посредством интерфейса SATA или PCI-Express.
Печатная плата
Печатная плата — базовая основа, на которой располагаются элементы внутренней начинки накопителя. Она представляет собой пластину из диэлектрика с электропроводящими цепями электронной схемы. Компоненты на плате соединены посредством проводящего рисунка и пайки. Размер печатной платы может варьироваться в зависимости от конкретной модели и исполнения. В свою очередь размещение микросхем может быть произведено как лишь на одной стороне платы, так и с обеих сторон.
Контроллер памяти
NAND-controller — «сердце» SSD-накопителя, от которого напрямую зависит производительность устройства. Этот чип — связующее звено между флэш-памятью и непосредственно системой. С помощью него осуществляется обмен данными, операции чтения и записи, шифрование файлов, исправление ошибок и многое другое. Для работы контроллера с завода в него вшита микропрограмма, для которой периодически выпускаются обновления. Служат они для более стабильной и оптимизированной работы устройства. Зачастую производители намеренно не указывают модель установленного контроллера в устройстве, так как он может меняться в зависимости от ревизии. Пользователю остаются лишь программные методы идентификации используемой начинки или снятие наклейки на свой страх и риск.
Флэш-память
Микросхемы флэш-памяти, как правило, занимают подавляющую часть печатной платы и могут иметь разнообразнейшую компоновку. И это неудивительно, ведь они хранят в себе всю информацию, которую пользователь записывает на SSD-накопитель. Самой массовой вариацией флэш-памяти, используемой в накопителях, является 3D NAND с многослойной структурой ячеек памяти. А от типа памяти NAND напрямую зависит долговечность накопителя и его характеристики. Существуют четыре типа NAND памяти: SLC, MLC, TLC и QLC. Различаются они количеством бит информации, хранящихся в одной ячейке, — соответственно от одного до четырех. И правило «чем больше, тем лучше» здесь не работает. Более высокая плотность информации в ячейке ведет к ухудшенным характеристикам памяти и снижению ресурса накопителя.
DRAM кэш и конденсаторы
DRAM кэш представляет собой отдельную микросхему, которая по функционалу напоминает оперативную память компьютера. Она ускоряет работу накопителя, используя некоторый объем памяти для временного хранения данных. Такой подход позволяет ускорить доступ к файлам и стабилизировать износ памяти. Этот чип отсутствует в большинстве бюджетных решений.
Намного реже встречающийся компонент в бытовых SSD-накопителях — конденсаторы. Они призваны помочь в решении проблемы потери электропитания. Неожиданные отключения питания пагубно влияют на информацию, с которой работает SSD-накопитель, а конденсаторы позволяют уменьшить вероятность повреждения и утери данных. Из-за специфичности данной функции используются они в серверных решениях.
Как выбрать SSD для вашего
компьютера и ноутбука?
Рассказываем, как выбрать SSD для ноутбука, офисного компьютера, геймерской машины и мощной рабочей станции.
Что такое SSD?
SSD — твердотельный накопитель — аналог жёсткого диска, который постепенно вытесняет традиционные винчестеры. Если не знаете, какой жёсткий диск выбрать для компьютера, который будет хранить до 1 ТБ информации, выбирайте SSD. Он работает в 3–15 раз быстрее винчестера и потребляет в 5–10 раз меньше электроэнергии. Твердотельные накопители меньше нагреваются и не гудят. Они выдерживают сильные вибрации и удары — некоторые переживают падение на бетонный пол с высоты до 1 м.
У винчестеров другие преимущества — больший объём (до 24 ТБ на один жёсткий диск), меньшая стоимость одного гигабайта памяти (около 2,5 рублей против 15 рублей у SSD) и больший ресурс при непрерывной работе (до 7–9 лет против 5), например при видеонаблюдении или создании файлового сервера.
Основные виды SSD
Чтобы узнать, какой жёсткий диск выбрать, уточните (в инструкции к ноутбуку, моноблоку, материнской плате или в сервисном центре), к какому порту подключается твердотельный накопитель.
Искать информацию на сайте производителя не стоит. Конструкция устройства может зависеть от партии, даты выпуска и поставщика комплектующих. Поэтому в двух похожих ноутбуках могут быть разные интерфейсы.
SATA SSD
SATA — последовательный порт для подключения высокотехнологичных устройств. Этот разъём передаёт информацию через один канал, выстраивая последовательности из битов — мельчайших единиц памяти, способных принимать два значения, «1» и «0». Пришёл на смену параллельным портам — медленным и ненадёжным из-за сложности сбора данных, передаваемых через несколько каналов одновременно.
Полноразмерный порт SATA есть в большинстве стационарных компьютеров, а также в некоторых ноутбуках и моноблоках. Он используется для подключения накопителей, упакованных в корпус шириной 2,5 дюйма (63,5 мм).
mSATA SSD
Миниатюрная версия SATA-порта, разработанная специально для тонких ультрабуков, в которые не помещаются обычные накопители. Сегодня они — редкость. Но если у вас возникает вопрос, какой SSD выбрать для ноутбука 5-летней давности, это может быть верным решением.
Размер накопителей с интерфейсом mSATA стандартный — 51×30×3 мм.
M.2 SSD
Порт для подключения твердотельных накопителей, который стал популярным благодаря малым размерам и универсальности. Есть на современных материнских платах дороже 5–8 тысяч рублей, в ноутбуках, ультрабуках, моноблоках и некоторых планшетах. Это лучший ответ на вопрос, какой SSD выбрать для ПК, выпущенного в последние 3 года.
Ширина таких накопителей стандартизована — 22 мм. Остальные параметры отличаются:
PCIe HHHL
Высокоскоростной порт, использующийся в стационарных компьютерах и серверах. Передаёт информацию большими пакетами, а не единичными битами, позволяя получить намного большую скорость. Позволяет соединить периферийное устройство с процессором напрямую, минимизируя задержки при передаче данных. Размер платы, которая к нему подключается, — до 180×70×20 мм.
Стандарт передачи информации
Как выбрать SSD-диск для компьютера с разъёмом M.2? Вот и ответ. От цепи на материнской плате зависит совместимость с конкретным накопителем и скорость передачи данных.
Полагайтесь только на инструкцию. Внешне все разъёмы M.2 одинаковы, поэтому разборка и осмотр устройства ничем не помогут.
Единственно возможный вариант для портов SATA и mSATA. Часто используется в разъёмах M.2. Сегодня распространена третья версия такого интерфейса — SATA III или SATA 3.0. Его максимальная скорость — 6 гигабит в секунду (Гбит/с), что равно 750 мегабайтам в секунду (МБ/с). Это отличный ответ на вопрос, какой SSD выбрать для бюджетного компьютера или устройства, выпущенного 3–5 лет назад.
PCIe NVMe
Peripheral Component Interconnect Express, Non-Volatile Memory Express. Интерфейс для подключения периферийных устройств с энергонезависимой памятью. В устройствах бытового класса встречается только в портах M.2. Теоретическая пропускная способность зависит от версии стандарта:
Переходники
Вопрос, как выбрать жёсткий диск для компьютера, очень сложный. Если у вас есть SSD, который не подходит по типу контактов или способу передачи данных, можно использовать адаптеры. Они позволяют подключать SATA-накопители к порту M.2 и наоборот, а также использовать SSD NVMe в разъёмах, соединённых с шиной SATA, и наоборот.
Максимальная скорость в этом случае будет ограничена меньшей из двух цифр — пропускной способностью самого накопителя или интерфейса материнской платы.
Основные характеристики твердотельных накопителей
Объём
Чтобы знать, как выбрать жёсткий диск, вам следует понимать, что 1 ГБ — это 250–300 фотографий со смартфона, 30–40 минут HD-видео или 8–10 тысяч страниц текстовых документов с таблицами. Если вам интересно, какой объём SSD выбрать для ноутбука, следуйте рекомендациям:
HDD или SSD — что выбрать?
Содержание
Содержание
«На SSD всё летает» — слышали такое? Компактные, быстрые, современные — казалось бы, пора уже поменять старый жестак на новенький твердотельник. Но не торопитесь. Рассмотрим подробно оба вида накопителей и определим, для каких задач разумно использовать HDD, а где предпочтение лучше отдать SSD.
Жесткий диск
Жесткий диск (или HDD) — устройство хранения данных, принцип записи информации в котором заключается в намагничивании областей на поверхности магнитных дисков (пластин). Магнитный диск представляет собой поверхность, изготовленную из алюминия, керамики или стекла с нанесенным на нее слоем ферромагнетика.
Для организации хранения данных магнитный диск разбивается на дорожки и сектора, а совокупность дорожек, расположенных одна над другой (на нескольких магнитных дисках), называется цилиндром.
В зависимости от объема памяти, внутри корпуса HDD могут находиться до восьми пластин. Пластины крепятся к шпинделю, вращающемуся со скоростью от 4 до 15 тысяч оборотов в минуту (rpm). Запись и чтение информации с пластины осуществляется при помощи магнитной головки.
За управление работой HDD отвечает электронная плата управления. На ней размещены центральный процессор с интегрированной ПЗУ, сервоконтроллер, кэш-память. Объем кэш-буфера в современных HDD достигает 512 МБ.
В зависимости от типоразмера жесткие диски можно разделить на две группы: 2.5-дюймовые HDD и 3.5-дюймовые. Из-за меньших габаритных размеров первые нашли массовое применение в ноутбуках. Диски формата 3.5″ повсеместно применяются в персональных компьютерах, сетевых хранилищах и системах видеонаблюдения.
В зависимости от области применения жесткие условно делятся на несколько классов:
1) Жесткие диски для персонального компьютера
4) Для систем видеонаблюдения
Твердотельный накопитель
Твердотельный накопитель (или SSD) — устройство, использующее для хранения информации флеш-память.
Существует 4 типа флеш-памяти применяемых в SSD:
Помимо различных типов ячеек для флеш-памяти существует такое понятие, как многослойность. До определенного момента времени производитель наращивал емкость кристалла памяти за счет увеличения количества бит в одной ячейке и уменьшения физического размера ячейки (техпроцесс). Но бесконечно уменьшать размер ячеек нельзя, как и увеличивать их плотность.
На смену двумерной (планарной) памяти пришла трехмерная многослойная память 3D NAND. Сейчас производители освоили процесс производства 96-слойной флеш-памяти 3D NAND, а также представили образцы 128-слойной флеш-памяти.
Кроме типа флеш-памяти есть еще один важный момент, на который необходимо обратить внимание при выборе SSD накопителя — используемый контроллер.
Контроллер управляет операциями чтения/записи данных в ячейки памяти, следит за их состоянием, выполняет коррекцию ошибок, выравнивание износа ячеек, а также другие вспомогательные функции.
В зависимости от используемого контроллера, показатели скорости работы двух SSD, построенных на одной и той же памяти, могут значительно различаться в пользу накопителя с более современным контроллером.
На момент написания статьи актуальными котроллерами являются: SMI SM2263XT, SMI SM2262EN, Phison PS5012-E12, Phison PS5008-E8, Realtek RTS5762, RTS5763DL, Marvell 88ss1093, Samsung Phoenix.
1) SSD накопители SATA — подключаются по интерфейсу SATA3, скорость линейной записи достигает 500 Мбайт/с, чтения — 540 Мбайт/с. Данные накопители можно встретить в ПК и ноутбуках средней ценовой категории.
2) SSD накопители M.2.
2.1) Без поддержки NVMe — подключаются в M.2 разъем, скорость линейной записи достигает 530 Мбайт/с, чтения — 560 Мбайт/с.
2.2) С поддержкой NVMe — подключаются в M.2 разъем, скорость линейной записи достигает 2500 Мбайт/с, чтения — 3400 Мбайт/с. Встречаются в компьютерах и ноутбуках средне-высокого ценового диапазона.
3) SSD накопители PCI-E — подключение выполняется через разъем PCI-E(в большинстве своем это адаптер PCI-E в который установлен SSD M.2 с поддержкой NVMe), скорость линейной записи может достигать 3000 Мбайт/с, чтения — 3400 Мбайт/с.
Что лучше?
Несмотря на все прелести SSD, твердотельники пока не могут полностью вытеснить HDD с рынка. И вот почему: