Bir bilgisayar içinde SSD (İngilizce katı hal sürücüsü ) ya da SSD , SSD , statik disk yarı iletkenler veya basitçe yarıiletken diski içinde Quebec , bir olan bilgisayar donanım için verilerin depolanması üzerinde flaş belleğin .
Terimi, katı-hal bu malzemenin yarı iletken anılar yapılmış olduğunu araçlar katı halde eski teknoloji aksine, sabit diskler verileri hızlı bir dönme hareketi bir manyetik ortam üzerinde yazılı olduğu.
Hareketli mekanik parçaları olmayan bir SSD, bir sabit sürücüden maddi olarak daha güçlüdür ; Aslında, sonuncusunun tepsileri 2003'ten beri gittikçe daha sık camda (hala çok sık alüminyum alaşımlarında olmasına rağmen), ancak her şeyden önce, bu teknolojinin depolama elemanları (tepsiler) ve erişim elemanları arasındaki mekanik etkileşimi içermesi nedeniyle. (okuma / yazma kafaları), küçük şoklar bile manyetik yüzeyin çizilmesine veya erişim elemanlarının bozulmasına, dolayısıyla veri kaybına ve hatta kalıcı arızaya neden olabilir. Tersine, SSD'lerin hareketli parçaları yoktur, bu da onlara şok ve titreşime karşı çok daha fazla direnç sağlar. SSD'ler ayrıca performans açısından sabit disklerden daha iyi performans gösterir (verim, ihmal edilebilir gecikme süresi , güç tüketimi).
Bununla birlikte, SSD'lerin sabit sürücülere kıyasla dezavantajları da vardır:
2010 yılı civarında masaüstü bilgisayarlarda ortaya çıkan bir eğilim , işletim sistemini orta kapasiteli bir SSD'ye ve kişisel verileri de benzer şekilde pahalı bir sabit diske, on ila yirmi kat daha fazla kapasiteye kurmaktır. (Dizüstü bilgisayarlar için, dahili bir SSD'yi harici bir sabit sürücüyle eşleştirebilir veya hatta eski optik sürücüyü ikincil bir depolama sürücüsüyle değiştirebilirsiniz.)
2013 yılından bu yana, SSD'lerin depolama kapasiteleri çok gelişti; 2016 yılında 4 TB bulabiliriz . 2016'da, talepkar profesyoneller için ayrılmış bir fiyata 16 TB vardır .
Geleneksel sabit disklere göre en büyük avantajı şunların olmamasıdır:
SSD'ler ortaya çıktığında, 3,5 "sabit sürücülerin çoğu, 5400 ila 7200 devir / dakika dönüş hızına , yaklaşık 4,2 ms gecikme ortalamasına sahipti ve ortalama arama süresi, genel bir genel sabit disk için çoğunlukla 8 ila 12 ms arasındaydı ; Bu, toplamda 12 ila 16 ms arasında ortalama erişim süresi sağladı . Bu ortalama erişim süresi, kapasitelerin gelişimine rağmen on yılda çok az değişirken, mikroişlemciler , RAM'ler , grafik kartları ve diğer kesinlikle elektronik ana bileşenlerin hızları bir bilgisayar önemli bir ilerleme kaydetmiştir.
Flash belleğin kullanımı, bu erişim süresi sorununu neredeyse tamamen ortadan kaldırır, çünkü bu yalnızca 0,1 ms düzeyinde olur . Bu nedenle bilgisayarın yanıt verme hızı önemli ölçüde artar ve SSD'ler, işlem hacmi açısından neredeyse her zaman sabit sürücülerden daha hızlıdır. Bu nedenle, SATA formatındaki birçok yeni SSD modeli okuma ve yazmada 500 MB / sn'den daha yüksek hızlara sahipken, en hızlı sabit diskler nadiren 200 MB / sn'yi aşıyor . SATA arabirimi tarafından sınırlandırılmadan saniyede birkaç GB hıza ulaşabilen PCI-Express formatındaki SSD'lerle ilgili olarak fark daha da belirgindir .
Ancak bu açıklamalar iki nokta ile nitelendirilmelidir:
SSD'ler, kapasite arttıkça fiyatları düştükçe daha demokratik hale geldi. SSD'lerin pazarlanmasının başlangıcında, başlangıçta 4,8 GB ardından 16 GB olan çok düşük depolama kapasiteleri , çeşitli temel yazılımlarla ilişkili yeni bir Windows sistemini kurmayı zorlaştırdı . Ek olarak, Windows XP SSD'ler için tasarlanmamıştı, tasarımı etkili görünümlerinden altı yıldan daha uzun bir süre öncesine gidiyordu. Windows Vista , SSD'leri biraz daha iyi yönetti ve bu küçük SSD'lerin bir sabit sürücüye ek olarak kullanılmasına izin veren ReadyBoost işlevine sahipti . Sonuç olarak, SSD'ler son zamanlarda kısıtlanmamış bir Windows sistemini kabul edilebilir bir fiyata barındırmak için yeterli kapasiteye sahipti. Performansın optimize edilmesiyle ilgilenen BT uzmanları ve kullanıcılar tarafından tercih edilen çözüm, sistem için bir SSD ve depolama için bir sabit sürücü (veya daha fazlası) için aynı konfigürasyondaki ilişkilendirme haline geldi. Bu yöntem, biri düşük kapasite / fiyat oranına sahip olan en az iki depolama biriminin gerekli satın alınması nedeniyle seçkin kaldı; yalnızca SSD'lerin fiyatındaki önemli düşüşle demokratikleşti, başlangıçta üst düzey sabit PC'leri donattı, ardından kademeli olarak orta sınıf kule ve dizüstü bilgisayarlara yayıldı.
1 € 'luk gigabayta Fransa'da erken ulaşıldı Eylül 2011, sınırlı bir promosyon teklifinin bir parçası olarak. Düşüş devam etti:Kasım 2012, Ortalama fiyatı ± 0.7 ulaştı € / TR sonra, ± 0.5 € / TR bölgesindekiAralık 2013 , ardından ± 0,33 € / GB inçOcak 20161 modellerde TB içinde TLC .
Mayıs 2015'te Sandisk , daha çok bilgisayar sunucuları için tasarlanmış 6 TB SSD'leri duyurdu .
Mart 2016'da Seagate , 10 GB / sn hıza sahip bir SSD ve Samsung , 2,5 inç (6,35 cm ) biçiminde 15 TB'den daha büyük bir SSD duyurdu .
En yaygın modeller , dizüstü bilgisayarlara takılanlar gibi SATA arabirimine (100 × 69,85 mm ) sahip 2,5 inçlik bir sabit sürücüyle aynı biçimde gelir ve benzer şekilde bir SATA güç kaynağının yanı sıra bir SATA III konektörüne sahiptir .
2,5 inç biçimindeki aygıtlar, sabit bir bilgisayar merkezi birimine takılıysa, 3,5 inç (8,89 cm ) biçime yönelik bir yuvada kullanılacak bir adaptör gerektirebilir .
İki yükseklik vardır: 7 mm kalınlığındaki SSD'ler için 7 veya 9,5 mm ve ayrıca 9,5 mm adaptörler , genellikle baskı makinesinde .
Akışın artık SATA arabirimi tarafından kısıtlanmaması için SSD destekleri, yeni bir sınır olarak PCI Express konektörüyle (ek bir kart gibi) anakarta doğrudan bağlanan kartlar veya şeritler şeklinde göründü. E yuvası, yani PCI-3 x4 için 4 Gio / s ve PCI-4 x4 için 8 Gio / s . Bu, bazı SSD'lerin GiB / s çubuğunu aşmasına izin verirken, SATA arayüzü en yeni nesil (SATA III) için 600 Mio / s ve hatta eski makinelerde yaygın kalan SATA II arayüzü için 300 Mio / s ile sınırlıdır .
SSD PCI Express, genellikle doğrudan haritaya yerleştirilmiş iki ila sekiz SSD modülü arabirimine sahip bir RAID denetleyicisinden yapılır, böylece anahtar teslimi bir RAID çözümü ve 2,5 veya 3,5 inç (8,89 cm ) SATA SSD'lere bağlı bir SATA RAID kartından daha kompakt bir çözüm sağlar . Ancak, bu tür bir yapılandırma henüz Kırpma komutunu desteklemiyor .
Böyle bir kart, bir PCIe kartı ve bir M.2 kartının birleşimidir.
Harici olarak, mini S-ATA'lar için mSATA kartları bir kasaya sahip değildir ve bu nedenle kompakttır, ancak teknik özellikleri 2,5 inç formattaki SSD'lere çok yakındır.
Boyutları 50,8 ± 0,15 mm × 29,85 ± 0,15 mm , yükseklikleri marka ve modellere göre değişmektedir, bu nedenle bir Kingston UV500 4,85 mm , Samsung 860 evo 1 TB 3, 85 mm ölçülerindedir .
M.2 biçimiBu format, 22 mm × 80 mm boyutları şu anda standart olan mSATA'nın halefidir , ancak diğerleri mevcuttur:
"Tür", genişlik ve uzunluk birleştirilerek oluşturulur.
Örnek: M2 tipi 22110 bu nedenle 22 × 110 mm boyutuna sahip olacaktır .
"Anahtar" çentiklerİki ana tipte mevcut olan konektörler, bir veri yolu bulucu işlevi gören "Anahtar" adı verilen çentikleri ile ayırt edilebilir.
M + B tuşu
M tuşu - NVMe
Avantajlarından yararlanmaya devam ederken bu depolama birimlerinin çok yüksek fiyatları ve / veya sınırlı kapasitelerini aşmak için, SSD pazarlamasının başlangıcında İnternette çeşitli egzotik çözümler satıldı, örneğin:
Bellek kartı DDR modüllerden oluşan ve bağlı PCI .
SATA ile bağlanan RAM modülü .
CompactFlash kart adaptörü.
Bir SSD saklar verileri içinde flash belleğe bir eder gibi, USB flash sürücüye veya bellek kartına . Dolayısıyla SSD, bilgisayara genellikle SATA III arabirimi aracılığıyla bağlanan bir flash bellek ortamıdır , ancak bu, aşamalı olarak PCI-E arabirimi ile değiştirilerek çok daha iyi performans elde edilmesini sağlar. Karta çeşitli modüllerde dağıtılan bu flash bellek, tüm bellek üzerinde verilerin depolanmasını ve dağıtımını düzenleyen bir denetleyici tarafından kontrol edilir . İşletim sistemi ile bellek arasında alınıp verilen veriler bir tampon bellekten geçer . SSD , diğer şeylerin yanı sıra çeşitli parametrelerin değiştirilmesine ve işletim sistemi aracılığıyla erişilemeyen çok sayıda bilginin görüntülenmesine izin veren dahili bir BIOS aracılığıyla yazılımla çalışır .
Özellik | SSD | Mekanik disk |
---|---|---|
Rastgele erişim süresi | Yaklaşık 0,1 ms | 2,9 ile 12 ms |
Okuma / yazma hızı | 27 MB / sn'den 3 GB / sn'ye | 12 ile 260 MB / sn arası |
IOPS | 8.000 - 3.000.000 (PCIe bağlantısı, birkaç terabayt) | Dönme hızına, eksen sayısına, zamana bağlıdır |
Parçalanma | Performans üzerinde etkisi yok veya çok az (her hücreye doğrudan erişim) | Dosya erişimini yavaşlatır
Dosya sisteminin türüne bağlıdır |
gürültü, ses | Neredeyse sıfır (hareketli eleman yok, hafif bir ıslık sesi, İngilizce adı " bobin vızıltısı (en) " olarak bilinir , bazen duyulabilir) | Okuma kafalarının yer değiştirmesine bağlı olarak değişken Özellikle parçalanma nedeniyle zamanla artma eğilimindedir |
Güvenlik açıkları | Yazma döngülerinin sayısına duyarlıdır Elektrik kesintileri bazı (eski) modellerde üniteyi kurtarılamaz hale getirebilir |
Manyetik alanlara duyarlı şok ve titreşim |
Kesmek | SATA biçimli SSD'ler için 4,57-6,35 cm (1,8-2,5 ″) (modellere bağlı olarak)
PCI-Express biçimli SSD'ler için değişken boyut |
4,57-6,35-8,89 cm (1,8-2,5-3,5 ″) (modellere bağlı olarak) |
kitle | Birkaç on gram | 2,5 "model için
yaklaşık 100 g 3,5 "model için yaklaşık 650 g |
Ömür | 1 ila 10 yıl arasında değişen üretici garantisi Garantili yazma döngüleri: 10.000 (SLC), 5.000 (MLC) ve 1.000 (TLC) |
Üretici garantisi 2 ila 5 yıl arasındadır
Bir önsel sınırı olmayan , ancak mekanik kırılganlıkla sınırlı yaşam |
Maliyet / kapasite oranı | Yaklaşık 0.18 € / GiB ( 2019 ) | Yaklaşık 0,06 € / GiB ( 2019 ) |
Depolama kapasitesi | 2019'daki en yaygın modeller için 30 TB'a kadar ( Samsung PM1643), 250 GB - 2 TB | 2019'daki en yaygın modeller için 12 TB'a kadar , 2 ila 4 TB |
Tüketim | 0,1 - 0,9 W (bekleme) en çok 0,9 W (etkinlik) | 0,5 ila 1,3 W (bekleme) 2 ila 4 W (etkinlik) |
Dört tür flash bellek vardır:
Önbelleksiz performansla ilgili olarak:
SLC (tek düzeyli / 1 bitlik hücre) >> MLC (çok düzeyli / 2 bitli hücre) >> TLC (üç düzeyli / 3 bitli hücre) >> QLC (dört düzeyli / 4 bitli hücre)
Hücre başına birkaç bitin depolanması, yoğunluk en az iki katına çıktığı için üretim maliyetini büyük ölçüde düşürmeyi mümkün kılar, ancak özellikle yazılı olarak performansı düşürür ve hücrelerin ömrünü büyük ölçüde azaltır.
50 nm'de , SLC yaklaşık 100.000 yazma / silme döngüsünü destekler.
MLC, modele bağlı olarak hücre başına yaklaşık 3000 ila 10.000 döngü arasında değişen on kat daha az bir ömre sahiptir.
TLC, hücre başına yaklaşık 1000 yazma döngüsü ile en kısa kullanım ömrüne sahip teknolojidir.
QLC, yazma döngülerinde TLC ile karşılaştırılabilir bir ömre sahip teknolojidir (hücre başına yaklaşık 1000 yazma döngüsü). Büyük hacimli statik depolama için çok uygundur (örneğin, bir video kitaplığı veya bir diskotek). Aslında, QLC belleği artık 2D NAND teknolojisine (1 katman) değil, daha fazla depolama kapasitesi için 3D NAND teknolojisine (32 ardışık katman) dayanmaktadır . Böylece NAND 3D teknolojisi ortaya çıkmıştır . Verileri yalnızca bir katmanda depolayabilen 2D NAND'ın aksine , 3D NAND verileri 32 katman üzerinde depolayabilir. Bu nedenle, MLC'nin her hücresi maksimum 2 GB artarken, TLC'nin her hücresi en az 48 GB artar . SLC'de QLC'nin bir bölümünü kullanan bir önbellek (yani hücre başına sadece bir bit), yazmaları dakik iseler maskelenmiş zamanda gerçekleştirmeyi mümkün kılar.
Çoğu SSD, 5 ila 10 yıllık üretici garantisi ile pazarlanmaktadır . Bu, veri kaybına karşı koruma sağlamaz, ancak başarısızlık durumunda (satın alma kanıtını sakladıysak veya İnternet üzerinden kayıt yaptırdıysak), son yedeğini geri yükleyebileceğimiz eşdeğer özelliklere sahip yeni bir SSD sağlanacağını garanti eder.
Tüketici SSD'lerinin çoğunluğu MLC bellek kullanır (2017'de büyük ölçüde çoğunluk TLC'dir), SLC bellek ise esas olarak profesyonel kullanım için (şirketler, sunucular) amaçlanan üst düzey SSD'ler için ayrılmıştır ve bu da ana sorunu oluşturur. tüketici SSD'si: yazma döngülerinin sınırı.
Endüstriyel uygulamalar için SSD tasarımcısı olan Innodisk, geleneksel NAND MLC flaşlardan daha düşük bir maliyetle daha dayanıklı ve güvenilir performans vaat eden patentli iSLC teknolojisine sahiptir. Ayrıca, daha yüksek sayıda yazma döngüsüne izin veren, eMLC ( Kurumsal MLC için ) adında MLC türünün bir varyantı da vardır .
Bir SSD'nin ömrü, sabit sürücülerinkinden biraz farklı bir şekilde tahmin edilmektedir.
Esasen iki teknik özelliği hesaba katar:
TBW, aşağıdaki formülle tanımlanır:
Aşağıdaki üç unsurdan hesaplanır:
Bazen bazı belgelerde DWPD (İngilizce Sürücü Günlük Yazma ) teriminin göründüğünü görüyoruz, bu da TBW'yi ifade etmenin başka bir yoludur. TBW, kullanım ömrü boyunca bir SSD'ye aktarılabilecek maksimum terabayt miktarını ifade ederken, DWPD, SSD'nin toplam kapasitesinin maksimum günlük üzerine yazma sayısını ifade eder. Bu değer, TBW'den farklı olarak düşünülen SSD biriminin kapasitesine bağlı değildir.
Genel olarak, TBW giriş seviyesi SSD'ler için kullanılırken, DWPD daha çok sunucularda yerleşik olanlar gibi profesyonel SSD'ler için ayrılmıştır.
DWPD, TBW ve üreticinin garanti süresinden hesaplanır; aşağıdaki formülle tanımlanır:
Formül tersine çevrilebilir, ayrıca TBW'yi DWPD'den ve SSD'nin garanti süresini de hesaplayabiliriz:
Uyarı: Go ( gigabayt ), To ( terabayt ) ve Gio ( gibibyte ), Tio ( tebibyte ) 'ı karıştırmayın ( açıklamalar için Bayt Makalesinin Çoklular bölümüne bakın ).
Trim kontrollerinin desteklenip desteklenmediği gibi diğer teknolojiler kullanım ömrünü etkileyebilir.
En yeni SSD modellerinde bulunan Trim komutu , modern işletim sistemlerinin zaman içinde performans düşüşünü ve her bölümün doluluğunu önlemesine olanak tanır. Aşağıdaki işletim sistemleri tarafından desteklenmektedir:
Bu komut, sonraki yazma işlemlerini optimize etmek için bir dosya silindiğinde SSD denetleyicisine bildirimde bulunmayı ve daha sonra düşük talep dönemlerinde arka planda daha önce kullanılan flash bellek hücrelerini silebilmeyi amaçlamaktadır. flash bellek teknolojisi tarafından uygulanan önceki silme.
Bu teknik, ortam üzerinde yeterli boş alan bırakılması koşuluyla, her yazma işlemi için kullanılan hücreleri döndürerek SSD'lerin ömrünü uzatmayı da mümkün kılar. Gerçekte, kullanılabilir depolama alanı ne kadar kısıtlanırsa, aynı hücrelere o kadar çok yazma daha sık yapılır ve böylece bu tekniğin verimliliği azalır.
Üretici Kingston, SSD ortamını işlemek için optimize edilmemiş ve bu nedenle bu komutu desteklemeyen işletim sistemlerinde bile Trim komutunun avantajlarından yararlanmak için alternatif bir teknik geliştirmiştir. " Çöp Toplayıcı " adı verilen bu teknik (Fransızca, çöp toplayıcı ) , işletim sisteminden bağımsız olarak SSD'nin ürün yazılımı düzeyinde çalışır .