Dysk SSD - Solid-state drive

Dysk SSD

2,5-calowy dysk SSD Serial ATA
Wykorzystanie pamięci flash
Wprowadzony przez:	SanDisk
Data wprowadzenia:	1991 ; 30 lat temu ( 1991 )
Pojemność:	20 MB (2,5 cala)
Oryginalna koncepcja
Za pomocą:	Firma zajmująca się technologią pamięci masowej
Poczęty:	1978 ; 43 lata temu ( 1978 )
Pojemność:	45 MB
Od 2019 r.
Pojemność:	Do 250 GB–100 TB

MSATA SSD z zewnętrznej obudowie

Dysk SSD Samsung 960 PRO NVMe M.2 o pojemności 512 GB

Dysk SSD mSATA z usuniętą etykietą pokazującą chipset i NAND.

Napęd półprzewodnikowy ( SSD ) jest przechowywanie półprzewodnikowe urządzenie zastosowania scalonymi zestawów do przechowywania danych stale , zwykle za pomocą pamięci flash i funkcjonują jako wtórny przechowywania w hierarchii pamięci komputera . Jest również czasami nazywany urządzeniem półprzewodnikowym lub dyskiem półprzewodnikowym , mimo że dyski SSD nie mają fizycznych wirujących dysków i ruchomych głowic odczytująco-zapisujących stosowanych w dyskach twardych (HDD) i dyskietkach .

W porównaniu z napędami elektromechanicznymi dyski SSD są zazwyczaj bardziej odporne na wstrząsy fizyczne, działają cicho, mają krótszy czas dostępu i mniejsze opóźnienia . Dyski SSD przechowują dane w ogniwach półprzewodnikowych . Od 2019 roku komórki mogą zawierać od 1 do 4 bitów danych. Urządzenia pamięci masowej SSD różnią się właściwościami w zależności od liczby bitów przechowywanych w każdej komórce, przy czym komórki jednobitowe („Single Level Cells” lub „SLC”) są ogólnie najbardziej niezawodnym, trwałym, szybkim i drogim typem w porównaniu z komórki 2- i 3-bitowe („Multi-Level Cells/MLC” i „Triple-Level Cells/TLC”), a wreszcie komórki czterobitowe („QLC”) stosowane w urządzeniach konsumenckich, które nie wymagają tak ekstremalnych właściwości i są najtańsze na gigabajt z czterech. Ponadto pamięć 3D XPoint (sprzedawana przez firmę Intel pod marką Optane) przechowuje dane poprzez zmianę rezystancji elektrycznej ogniw zamiast przechowywania ładunków elektrycznych w ogniwach, a dyski SSD wykonane z pamięci RAM mogą być wykorzystywane do dużych prędkości, gdy dane utrwalają się po włączeniu zasilania utrata nie jest wymagana lub może wykorzystywać energię baterii do przechowywania danych, gdy zwykłe źródło zasilania jest niedostępne. Dyski hybrydowe lub hybrydowe dyski półprzewodnikowe (SSHD), takie jak Apple Fusion Drive , łączą w jednym urządzeniu funkcje dysków SSD i dysków twardych, wykorzystując zarówno pamięć flash, jak i dysk twardy, aby poprawić wydajność często używanych danych. Bcache pozwala osiągnąć podobny efekt czysto programowo, wykorzystując kombinacje dedykowanych zwykłych dysków SSD i HDD.

Dyski SSD oparte na pamięci NAND Flash będą powoli tracić ładunek, jeśli będą pozostawione bez zasilania przez dłuższy czas. Powoduje to, że zużyte dyski (które przekroczyły swoją wytrzymałość) zaczynają tracić dane zwykle po roku (w przypadku przechowywania w temperaturze 30 °C) do dwóch lat (w temperaturze 25 °C); w przypadku nowych dysków trwa to dłużej. Dlatego dyski SSD nie nadają się do przechowywania archiwalnego . 3D XPoint jest możliwym wyjątkiem od tej reguły; jest to stosunkowo nowa technologia o nieznanych cechach długoterminowego przechowywania danych.

Dyski SSD mogą korzystać z tradycyjnych interfejsów i współczynników kształtu HDD lub nowszych interfejsów i współczynników kształtu, które wykorzystują szczególne zalety pamięci flash w dyskach SSD. Tradycyjne interfejsy (np. SATA i SAS ) oraz standardowe formaty dysków twardych pozwalają na stosowanie takich dysków SSD jako zamienników typu drop-in dla dysków twardych w komputerach i innych urządzeniach. Nowsze formaty, takie jak mSATA , M.2 , U.2 , NF1, XFMEXPRESS i EDSFF (wcześniej znane jako Ruler SSD ) oraz szybsze interfejsy, takie jak NVM Express (NVMe) nad PCI Express (PCIe) mogą jeszcze bardziej zwiększyć wydajność w porównaniu z HDD wydajność.

Dyski SSD mają ograniczoną liczbę zapisów przez cały okres eksploatacji, a także zwalniają, gdy osiągną pełną pojemność pamięci.

Rozwój i historia

Wczesne dyski SSD wykorzystujące pamięć RAM i podobną technologię

Wczesne jeśli nie urządzenie pamięci półprzewodnikowe pierwszy kompatybilny z interfejsem dysk twardy (np SSD zdefiniowany) był 1978 StorageTek STC 4305. STC 4305, wymiana wtyczki kompatybilne z IBM 2305 stała dysk głowy, początkowo używał urządzeń CCD do przechowywania danych i w związku z tym był siedmiokrotnie szybszy niż produkt IBM za około połowę ceny (400 000 USD za pojemność 45 MB). Później przeszedł na DRAM . Przed dyskiem SSD StorageTek istniało wiele produktów DRAM i rdzeni (np. DATARAM BULK Core, 1976) sprzedawanych jako alternatywy dla dysków twardych, ale te produkty zazwyczaj miały interfejsy pamięci i nie były dyskami SSD zgodnie z definicją.

Pod koniec lat 80. firma Zitel zaoferowała rodzinę produktów SSD opartych na pamięci DRAM, pod nazwą handlową „RAMDisk”, do użytku między innymi w systemach UNIVAC i Perkin-Elmer.

Dyski SSD z pamięcią flash

Podstawa dysków SSD opartych na pamięci flash, czyli pamięć flash, została wynaleziona przez Fujio Masuoka w firmie Toshiba w 1980 roku i skomercjalizowana przez firmę Toshiba w 1987 roku. Założyciele SanDisk Corporation (wówczas SanDisk) Eli Harari i Sanjay Mehrotra wraz z Robertem D. Normanem dostrzegli potencjał pamięci flash jako alternatywy dla istniejących dysków twardych i złożył patent na dysk SSD z pamięcią flash w 1989 roku. Pierwszy komercyjny dysk SSD z pamięcią flash został dostarczony przez firmę SanDisk w 1991 roku. Był to dysk SSD o pojemności 20 MB w konfiguracji PCMCIA oraz sprzedał OEM za około 1000 USD i był używany przez IBM w laptopie ThinkPad. W 1998 roku, firma SanDisk wprowadziła SSD w 2½ i 3½ obudowach z PATA interfejsów.

W 1995 roku firma STEC, Inc. rozpoczęła działalność w branży pamięci flash przeznaczonych dla konsumenckich urządzeń elektronicznych.

W 1995 roku firma M-Systems wprowadziła dyski półprzewodnikowe oparte na pamięci flash jako zamienniki dysków twardych w przemyśle wojskowym i lotniczym, a także w innych zastosowaniach o znaczeniu krytycznym. Aplikacje te wymagają odporności dysku SSD na ekstremalne wstrząsy, wibracje i zakresy temperatur.

W 1999 roku firma BiTMICRO przedstawiła szereg wprowadzeń i ogłoszeń dotyczących dysków SSD opartych na pamięci flash, w tym dysku SSD o pojemności 18  GB 3,5 cala. W 2007 r. firma Fusion-io zaprezentowała dysk SSD oparty na PCIe, zapewniający wydajność 100 000  operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) na jednej karcie, o pojemności do 320 GB.

Na targach Cebit 2009 firma OCZ Technology zademonstrowała dysk SSD o pojemności 1  TB wykorzystujący interfejs PCI Express ×8. Osiągnął maksymalną prędkość zapisu 0,654 gigabajtów na sekundę ( GB/s ) i maksymalną prędkość odczytu 0,712 GB/s. W grudniu 2009 r. Micron Technology ogłosił, że dysk SSD wykorzystuje interfejs SATA 6  gigabitów na sekundę ( Gbit/s ) .

W 2016 roku firma Seagate zademonstrowała prędkość odczytu i zapisu sekwencyjnego 10 GB/s z 16-liniowego dysku SSD PCIe 3.0, a także zademonstrowała dysk SSD o pojemności 60 TB w 3,5-calowym formacie. Samsung wprowadził również na rynek dysk SSD o pojemności 15,36 TB w cenie 10 000 USD z interfejsem SAS, przy użyciu 2,5-calowego formatu, ale o grubości 3,5-calowych dysków. Po raz pierwszy dostępny na rynku dysk SSD miał większą pojemność niż największy dostępny obecnie dysk twardy.

W 2018 r. zarówno Samsung, jak i Toshiba wprowadziły na rynek dyski SSD o pojemności 30,72 TB przy użyciu tego samego 2,5-calowego formatu, ale z dyskiem o grubości 3,5 cala, korzystającym z interfejsu SAS. Nimbus Data ogłosił i podobno dostarczył dyski o pojemności 100 TB z interfejsem SATA, a pojemność dysków twardych nie powinna osiągnąć do 2025 r. Samsung wprowadził dysk SSD M.2 NVMe o prędkości odczytu 3,5 GB/s i prędkości zapisu 3,3 GB/s. Nowa wersja dysku SSD o pojemności 100 TB została wprowadzona na rynek w 2020 roku w cenie 40 000 USD, a wersja 50 TB kosztowała 12 500 USD.

W 2019 r. Gigabyte Technology zademonstrowało na targach Computex 2019 16-liniowy dysk SSD PCIe 4.0 o pojemności 8 TB z prędkością odczytu sekwencyjnego 15,0 GB/s i zapisu sekwencyjnego 15,2 GB/s. Zawierał on wentylator , ponieważ nowe, szybkie dyski SSD działają w wysokich temperaturach. Również w 2019 roku wprowadzono na rynek dyski SSD NVMe M.2 wykorzystujące interfejs PCIe 4.0. Te dyski SSD mają prędkość odczytu do 5,0 GB/s i prędkość zapisu do 4,4 GB/s. Ze względu na wysoką prędkość działania te dyski SSD wykorzystują duże radiatory, a jeśli nie otrzymują wystarczającego przepływu powietrza chłodzącego, zazwyczaj po około 15 minutach nieprzerwanej pracy przy pełnej prędkości ulegają zmniejszeniu termicznemu. Samsung wprowadził również dyski SSD o szybkości sekwencyjnego odczytu i zapisu 8 GB/s oraz 1,5 miliona IOPS, zdolne do przenoszenia danych z uszkodzonych chipów do nieuszkodzonych chipów, aby umożliwić normalne działanie dysku SSD, aczkolwiek przy mniejszej pojemności.

Dyski flash dla przedsiębiorstw

Widoki z góry i z dołu 2,5-calowego modelu 100 GB SATA 3.0 (6 Gbit/s) z serii Intel DC S3700

Dyski flash klasy Enterprise ( EFD ) są przeznaczone do zastosowań wymagających wysokiej wydajności we/wy ( IOPS ), niezawodności, energooszczędności i, od niedawna, stałej wydajności. W większości przypadków EFD to dysk SSD o wyższym zestawie specyfikacji w porównaniu z dyskami SSD, które byłyby zwykle używane w komputerach przenośnych. Termin ten został po raz pierwszy użyty przez firmę EMC w styczniu 2008 r., aby pomóc im zidentyfikować producentów dysków SSD, którzy dostarczaliby produkty spełniające te wyższe standardy. Nie ma organów normalizacyjnych, które kontrolują definicję EFD, więc każdy producent dysków SSD może twierdzić, że produkuje EFD, gdy w rzeczywistości produkt może nie spełniać żadnych szczególnych wymagań.

Przykładem jest seria dysków Intel DC S3700, wprowadzona w czwartym kwartale 2012 r., która koncentruje się na osiąganiu stałej wydajności, dziedzinie, która wcześniej nie cieszyła się zbyt dużym zainteresowaniem, ale według Intela jest ważna dla rynku przedsiębiorstw. W szczególności Intel twierdzi, że w stanie ustalonym dyski S3700 nie będą zmieniać swoich operacji IOPS o więcej niż 10–15%, a 99,9% wszystkich losowych operacji we/wy 4 KB jest obsługiwanych w czasie krótszym niż 500 µs.

Innym przykładem jest zapowiedziana w 2016 roku seria dysków SSD Toshiba PX02SS dla przedsiębiorstw, zoptymalizowana do użytku w platformach serwerowych i pamięci masowej wymagających dużej wytrzymałości w aplikacjach wymagających intensywnego zapisu, takich jak buforowanie zapisu, akceleracja we/wy i przetwarzanie transakcji online (OLTP). Seria PX02SS wykorzystuje interfejs SAS 12 Gbit/s, wyposażony w pamięć flash MLC NAND i osiąga prędkość losowego zapisu do 42 000 IOPS, losową prędkość odczytu do 130 000 IOPS i wytrzymałość 30 zapisów dysku dziennie (DWPD).

Dyski SSD oparte na 3D XPoint mają wyższe prędkości losowe (większe IOPS), ale niższe sekwencyjne prędkości odczytu/zapisu niż ich odpowiedniki NAND-flash. Mogą mieć do 2,5 miliona IOPS.

Dyski wykorzystujące inne technologie pamięci trwałej

W 2017 roku pod marką Intel Optane zostały wydane pierwsze produkty z pamięcią 3D XPoint . 3D Xpoint całkowicie różni się od pamięci flash NAND i przechowuje dane na innych zasadach.

Architektura i funkcja

Kluczowymi elementami dysku SSD są kontroler i pamięć do przechowywania danych. Podstawowym składnikiem pamięci w dysku SSD była tradycyjnie pamięć ulotna DRAM , ale od 2009 roku jest to częściej pamięć nieulotna NAND flash .

Kontroler

Każdy dysk SSD zawiera kontroler, który zawiera elektronikę łączącą komponenty pamięci NAND z komputerem hosta . Kontroler jest wbudowanym procesorem, który wykonuje kod na poziomie oprogramowania układowego i jest jednym z najważniejszych czynników wydajności dysku SSD. Niektóre z funkcji realizowanych przez kontrolera obejmują:

• Złe mapowanie bloków
• Odczytywanie i zapisywanie pamięci podręcznej
• Szyfrowanie
• Rozdrabnianie kryptowalut
• Wykrywanie i korekcja błędów za pomocą kodu korekcji błędów (ECC), takiego jak kod BCH
• Zbieranie śmieci
• Przeczytaj szorowanie i przeczytaj zarządzanie zakłóceniami
• Wyrównywanie zużycia

Wydajność dysku SSD może być skalowana w zależności od liczby równoległych chipów NAND flash używanych w urządzeniu. Pojedynczy układ NAND jest stosunkowo wolny ze względu na wąski (8/16 bitów) asynchroniczny interfejs we/wy i dodatkowe duże opóźnienia podstawowych operacji we/wy (typowe dla SLC NAND, ~25  μs do pobrania strony 4  KiB z tablica do bufora we/wy przy odczycie, ~250 μs, aby zatwierdzić stronę 4 KiB z bufora we/wy do tablicy przy zapisie, ~2 ms, aby wymazać blok 256 KiB). Gdy wiele urządzeń NAND działa równolegle na dysku SSD, przepustowość skaluje się, a wysokie opóźnienia można ukryć, o ile oczekuje się wystarczająco dużo zaległych operacji, a obciążenie jest równomiernie rozłożone między urządzeniami.

Micron i Intel początkowo wyprodukowały szybsze dyski SSD, wdrażając w swojej architekturze paski danych (podobne do RAID 0 ) i przeplatanie . Umożliwiło to stworzenie dysków SSD o efektywnej prędkości odczytu/zapisu 250 MB/s z interfejsem SATA 3 Gbit/s w 2009 roku. Dwa lata później firma SandForce nadal wykorzystywała tę równoległą łączność flash, wypuszczając dysk SSD SATA 6 Gbit/s klasy konsumenckiej kontrolery obsługujące prędkość odczytu/zapisu 500 MB/s. Kontrolery SandForce kompresują dane przed wysłaniem ich do pamięci flash. Ten proces może skutkować mniejszą liczbą zapisów i wyższą przepustowością logiczną, w zależności od ściśliwości danych.

Wyrównywanie zużycia

Jeśli określony blok jest wielokrotnie programowany i usuwany bez zapisywania do innych bloków, ten blok zużyje się przed wszystkimi innymi blokami, tym samym przedwcześnie kończąc żywotność dysku SSD. Z tego powodu kontrolery SSD wykorzystują technikę zwaną wyrównywaniem zużycia, aby rozprowadzać zapisy tak równomiernie, jak to możliwe, na wszystkie bloki flash na dysku SSD.

W idealnym scenariuszu umożliwiłoby to zapisanie każdego bloku do maksymalnego czasu życia, aby wszystkie upadły w tym samym czasie. Proces równomiernego rozmieszczania zapisów wymaga przeniesienia danych wcześniej zapisanych i niezmieniających się (dane zimne), aby dane, które zmieniają się częściej (dane gorące) mogły zostać zapisane w tych blokach. Przenoszenie danych zwiększa wzmocnienie zapisu i zwiększa zużycie pamięci flash. Projektanci starają się zminimalizować oba.

Pamięć

Pamięć flash

Większość producentów dysków SSD wykorzystuje nieulotną pamięć flash NAND w konstrukcji swoich dysków SSD ze względu na niższy koszt w porównaniu z DRAM i możliwość przechowywania danych bez stałego zasilania, co zapewnia trwałość danych w przypadku nagłych przerw w zasilaniu. Dyski SSD pamięci flash były początkowo wolniejsze niż rozwiązania DRAM, a niektóre wczesne projekty były nawet wolniejsze niż dyski twarde po dalszym użytkowaniu. Ten problem został rozwiązany przez kontrolery, które pojawiły się w 2009 roku i później.

Dyski SSD oparte na pamięci flash przechowują dane w układach scalonych z układem metal-tlenek-półprzewodnik (MOS) , które zawierają nieulotne komórki pamięci z pływającą bramką . Rozwiązania oparte na pamięci flash są zazwyczaj pakowane w standardowe obudowy dysków (1,8, 2,5 i 3,5 cala), ale także w mniejszych, bardziej kompaktowych obudowach, takich jak M.2 , co jest możliwe dzięki małym rozmiar pamięci flash.

Tańsze dyski zwykle korzystają z pamięci flash typu quad-level cell (QLC), triple-level cell (TLC) lub multi-level cell (MLC), która jest wolniejsza i mniej niezawodna niż pamięć flash typu single-level cell (SLC). Można to złagodzić, a nawet odwrócić, dzięki wewnętrznej strukturze konstrukcyjnej dysku SSD, takiej jak przeplatanie, zmiany w algorytmach zapisu i wyższa alokacja nadmiarowa (większa nadwyżka pojemności), z którą mogą działać algorytmy niwelowania zużycia.

Wprowadzono dyski półprzewodnikowe oparte na technologii V-NAND , w której warstwy komórek są ułożone pionowo.

NAPARSTEK

Dyski SSD oparte na pamięci ulotnej, takiej jak DRAM, charakteryzują się bardzo szybkim dostępem do danych, zwykle krótszym niż 10  mikrosekund i są wykorzystywane przede wszystkim do przyspieszania aplikacji, które w przeciwnym razie byłyby powstrzymywane przez opóźnienia dysków SSD flash lub tradycyjnych dysków twardych.

Dyski SSD oparte na pamięci DRAM zwykle zawierają albo wewnętrzną baterię, albo zewnętrzny zasilacz AC/DC i zapasowe systemy pamięci masowej, aby zapewnić trwałość danych, gdy dysk nie jest zasilany ze źródeł zewnętrznych. W przypadku utraty zasilania bateria zapewnia zasilanie, podczas gdy wszystkie informacje są kopiowane z pamięci o dostępie swobodnym (RAM) do pamięci zapasowej. Po przywróceniu zasilania informacje są kopiowane z powrotem do pamięci RAM z pamięci zapasowej, a dysk SSD wznawia normalne działanie (podobnie jak w przypadku funkcji hibernacji stosowanej w nowoczesnych systemach operacyjnych).

Dyski SSD tego typu są zwykle wyposażone w moduły DRAM tego samego typu, co w zwykłych komputerach PC i serwerach, które można wymienić i zastąpić większymi modułami. Takich jak i-RAM , HyperOs HyperDrive , DDRdrive X1 itp. Niektórzy producenci dysków DRAM SSD lutują chipy DRAM bezpośrednio do napędu i nie zamierzają wymieniać chipów — np. ZeusRAM, Aeon Drive itp.

Zdalny, pośrednie dysk pamięci dostępu (RIndMA Disk) korzysta z komputera wtórnego z szybkiej sieci lub (bezpośredni) Infiniband związku działać jak SSD RAM oparte, ale opiera się nowy, szybszy, pamięć flash, dyski SSD już dostępny W 2009 r. ta opcja nie jest tak opłacalna.

Podczas gdy cena pamięci DRAM nadal spada, cena pamięci Flash spada jeszcze szybciej. Punkt przecięcia „Flash staje się tańszy niż DRAM” nastąpił około 2004 roku.

Punkt X 3D

W 2015 roku Intel i Micron ogłosiły 3D XPoint jako nową technologię pamięci nieulotnej . Firma Intel wypuściła pierwszy dysk oparty na 3D XPoint (oznaczony jako Intel® Optane™ SSD) w marcu 2017 r., począwszy od produktu dla centrum danych, Intel® Optane™ SSD DC P4800X Series, a następnie wraz z wersją kliencką, Intel® Optane™ SSD 900P Seria, w październiku 2017 r. Oba produkty działają szybciej i mają większą wytrzymałość niż dyski SSD oparte na NAND, podczas gdy gęstość powierzchniowa jest porównywalna i wynosi 128 gigabitów na chip. Jeśli chodzi o cenę za bit, 3D XPoint jest droższy niż NAND, ale tańszy niż DRAM.

Inne

Niektóre dyski SSD, zwane urządzeniami NVDIMM lub Hyper DIMM , wykorzystują zarówno pamięć DRAM, jak i pamięć flash. Po wyłączeniu zasilania dysk SSD kopiuje wszystkie dane z pamięci DRAM do pamięci flash; po przywróceniu zasilania dysk SSD kopiuje wszystkie dane z pamięci flash do pamięci DRAM. W nieco podobny sposób niektóre dyski SSD wykorzystują współczynniki kształtu i magistrale faktycznie zaprojektowane dla modułów DIMM, używając tylko pamięci flash i sprawiając, że wygląda jak DRAM. Takie dyski SSD są zwykle znane jako urządzenia ULLtraDIMM .

Dyski znane jako dyski hybrydowe lub hybrydowe dyski półprzewodnikowe (SSHD) wykorzystują hybrydę wirujących dysków i pamięci flash. Niektóre dyski SSD wykorzystują magnetorezystywną pamięć o dostępie swobodnym (MRAM) do przechowywania danych.

Pamięć podręczna lub bufor

Dysk SSD z pamięcią flash zazwyczaj wykorzystuje niewielką ilość pamięci DRAM jako ulotną pamięć podręczną, podobnie jak bufory na dyskach twardych. Podczas pracy dysku w pamięci podręcznej przechowywany jest również katalog z danymi dotyczącymi rozmieszczania bloków i niwelowania zużycia . Jeden z producentów kontrolerów SSD, SandForce , nie używa w swoich konstrukcjach zewnętrznej pamięci podręcznej DRAM, ale nadal osiąga wysoką wydajność. Taka eliminacja zewnętrznej pamięci DRAM zmniejsza zużycie energii i umożliwia dalszą redukcję rozmiaru dysków SSD.

Bateria lub superkondensator

Innym elementem wydajnych dysków SSD jest kondensator lub pewna forma baterii, które są niezbędne do zachowania integralności danych, dzięki czemu dane z pamięci podręcznej mogą być przesyłane na dysk w przypadku utraty zasilania; niektóre mogą nawet utrzymywać zasilanie wystarczająco długo, aby zachować dane w pamięci podręcznej, dopóki zasilanie nie zostanie wznowione. W przypadku pamięci flash MLC, problem zwany uszkodzeniem dolnej strony może wystąpić, gdy pamięć flash MLC traci moc podczas programowania górnej strony. W rezultacie dane zapisane wcześniej i uznane za bezpieczne mogą zostać uszkodzone, jeśli pamięć nie jest obsługiwana przez superkondensator w przypadku nagłej utraty zasilania. Ten problem nie występuje w przypadku pamięci flash SLC.

Większość dysków SSD klasy konsumenckiej nie ma wbudowanych baterii ani kondensatorów; wśród wyjątków są serie Crucial M500 i MX100, seria Intel 320 oraz droższe serie Intel 710 i 730. Dyski SSD klasy korporacyjnej, takie jak seria Intel DC S3700, zwykle mają wbudowane baterie lub kondensatory.

Interfejs hosta

Dysk SSD z 1,2 TB pamięci MLC NAND, wykorzystujący PCI Express jako interfejs hosta

Interfejs hosta jest fizycznie złączem z sygnalizacją zarządzaną przez kontroler dysku SSD . Jest to najczęściej jeden z interfejsów spotykanych w dyskach HDD. Zawierają:

• Serial Attached SCSI (SAS-3, 12,0 Gbit/s) – zwykle spotykany na serwerach
• Wariant Serial ATA i mSATA (SATA 3.0, 6.0 Gbit/s)
• PCI Express (PCIe 3.0 ×4, 31.5 Gb/s)
• M.2 (6,0 Gbit/s dla interfejsu urządzenia logicznego SATA 3.0, 31,5 Gbit/s dla PCIe 3.0 ×4)
• U.2 (PCIe 3,0 × 4)
• Fibre Channel (128 Gbit/s) – prawie wyłącznie na serwerach
• USB (10 Gb/s)
• Parallel ATA (UDMA, 1064 Mbit/s) – w większości zastąpiony przez SATA
• (Równoległy) SCSI (40 Mbit/s – 2560 Mbit/s) – zwykle spotykany na serwerach, w większości zastępowany przez SAS ; ostatni dysk SSD oparty na SCSI został wprowadzony w 2004 r.

Dyski SSD obsługują różne interfejsy urządzeń logicznych, takie jak Advanced Host Controller Interface (AHCI) i NVMe. Interfejsy urządzeń logicznych definiują zestawy poleceń używane przez systemy operacyjne do komunikacji z dyskami SSD i adapterami magistrali hosta (HBA).

Konfiguracje

Rozmiar i kształt każdego urządzenia są w dużej mierze zależne od rozmiaru i kształtu komponentów użytych do jego wykonania. Tradycyjne dyski twarde i napędy optyczne są zaprojektowane wokół obracających się talerzy lub dysków optycznych wraz z silnikiem wrzeciona wewnątrz. Jeśli dysk SSD składa się z różnych połączonych ze sobą układów scalonych (IC) i złącza interfejsu, jego kształt nie ogranicza się już do kształtu obracających się napędów nośników. Niektóre rozwiązania pamięci masowej półprzewodnikowe są dostępne w większej obudowie, która może być nawet montowana w szafie serwerowej z licznymi dyskami SSD w środku. Wszystkie łączyłyby się ze wspólną magistralą wewnątrz obudowy i łączyłyby się poza pudełkiem za pomocą jednego złącza.

Do ogólnego użytku komputerowego najpopularniejszy jest format 2,5 cala (zwykle spotykany w laptopach). W przypadku komputerów stacjonarnych z gniazdami na dyski twarde 3,5 cala, do dopasowania takiego dysku można użyć prostej płyty adaptera. Inne typy współczynników kształtu są bardziej powszechne w aplikacjach korporacyjnych. Dysk SSD można również całkowicie zintegrować z innymi obwodami urządzenia, tak jak w Apple MacBook Air (począwszy od modelu jesień 2010). Od 2014 r. popularność zyskały również mSATA i M.2 , głównie w laptopach.

Standardowe rozmiary dysków twardych

Dysk SSD z 2,5-calowym dyskiem HDD, otwarty, aby pokazać elektronikę półprzewodnikową. Puste miejsca obok chipów NAND są przeznaczone na dodatkowe chipy NAND, dzięki czemu ta sama konstrukcja płytki drukowanej może być używana w kilku modelach napędów o różnych pojemnościach; inne dyski mogą zamiast tego używać płytki drukowanej, której rozmiar zwiększa się wraz z pojemnością dysku, pozostawiając resztę dysku pustą

Zaletą korzystania z obecnego formatu dysku twardego byłoby skorzystanie z już istniejącej rozbudowanej infrastruktury do montażu i podłączania dysków do systemu hosta. Te tradycyjne obudowy są znane z rozmiaru obracającego się nośnika (tj. 5,25 cala, 3,5 cala, 2,5 cala lub 1,8 cala), a nie z wymiarów obudowy dysku.

Standardowe formaty kart

W przypadku zastosowań, w których przestrzeń jest na wagę złota, takich jak ultrabooki lub tablety , kilka kompaktowych rozmiarów zostało znormalizowanych dla dysków SSD z pamięcią flash.

Istnieje współczynnik kształtu mSATA, który wykorzystuje fizyczny układ karty PCI Express Mini . Pozostaje elektrycznie zgodny ze specyfikacją interfejsu PCI Express Mini Card, wymagając dodatkowego połączenia z kontrolerem hosta SATA za pośrednictwem tego samego złącza.

M.2 form factor, wcześniej znany jako Next Generation Form Factor (NGFF), to naturalne przejście od mSATA i zastosowanego fizycznego układu do bardziej użytecznego i bardziej zaawansowanego formatu. Podczas gdy mSATA wykorzystał istniejący współczynnik kształtu i złącza, M.2 został zaprojektowany tak, aby zmaksymalizować wykorzystanie miejsca na karcie, jednocześnie minimalizując zajmowaną powierzchnię. Standard M.2 umożliwia montaż dysków SSD SATA i PCI Express w modułach M.2.

Niektóre wysokowydajne dyski o dużej pojemności wykorzystują standardowe karty rozszerzeń PCI Express, aby pomieścić dodatkowe układy pamięci, umożliwiają stosowanie wyższych poziomów mocy i pozwalają na użycie dużego radiatora . Istnieją również karty adapterów, które konwertują inne formaty, zwłaszcza dyski M.2 z interfejsem PCIe, w zwykłe karty rozszerzeń.

Współczynniki kształtu dysku w module

Dysk 2 GB w module z interfejsem PATA

Dysku na moduł A ( DOM ) jest pamięć flash albo 40/44-pin ATA równoległy (PATA) lub SATA interfejs ma być podłączone bezpośrednio do płyty i stosować jako komputer dysku twardego (HDD), . Urządzenia DOM emulują tradycyjny dysk twardy, dzięki czemu nie są potrzebne specjalne sterowniki ani inne specyficzne systemy operacyjne. Modele DOM są zwykle używane w systemach wbudowanych , które są często wdrażane w trudnych warunkach, w których mechaniczne dyski twarde po prostu ulegną awarii, lub w cienkich klientach z powodu niewielkich rozmiarów, niskiego zużycia energii i cichej pracy.

Od 2016 r. pojemności pamięci masowej wahają się od 4 MB do 128 GB z różnymi wariantami układów fizycznych, w tym orientacją pionową lub poziomą.

Współczynniki kształtu pudełka

Wiele rozwiązań opartych na pamięci DRAM wykorzystuje obudowę, która często jest zaprojektowana tak, aby pasowała do systemu montażu w szafie. Liczba komponentów DRAM wymaganych do uzyskania wystarczającej pojemności do przechowywania danych wraz z zapasowymi zasilaczami wymaga większej przestrzeni niż tradycyjne formaty HDD.

Czynniki typu „goła deska”

• 

  Wielowarstwowe dyski SSD firmy Viking Technology SATA Cube i AMP SATA Bridge

• 

  Dysk SSD oparty na technologii SATADIMM firmy Viking

• 

  Dysk SSD MO-297 SATA typu drive-on-a-module (DOM)

• 

  Niestandardowe złącze SATA SSD

Współczynniki kształtu, które były bardziej typowe dla modułów pamięci, są teraz używane przez dyski SSD, aby wykorzystać ich elastyczność w rozmieszczaniu komponentów. Niektóre z nich to PCIe , mini PCIe , mini-DIMM , MO-297 i wiele innych. SATADIMM firmy Viking Technology wykorzystuje puste gniazdo DDR3 DIMM na płycie głównej do zasilania dysku SSD za pomocą oddzielnego złącza SATA, aby zapewnić połączenie danych z powrotem do komputera. Rezultatem jest łatwy w instalacji dysk SSD o pojemności równej napędom, które zazwyczaj zajmują pełną 2,5-calową wnękę . Co najmniej jeden producent, Innodisk , wyprodukował dysk, który jest umieszczony bezpośrednio na złączu SATA (SATADOM) na płycie głównej, bez konieczności używania kabla zasilającego. Niektóre dyski SSD są oparte na współczynniku kształtu PCIe i łączą zarówno interfejs danych, jak i zasilanie przez złącze PCIe z hostem. Dyski te mogą korzystać z bezpośrednich kontrolerów flash PCIe lub urządzenia mostkowego PCIe-to-SATA, które następnie łączy się z kontrolerami flash SATA.

Współczynniki kształtu siatki kulowej

Na początku 2000, kilka firm wprowadziła SSD w Ball Siatka Array (BGA) formach, takich jak M-Systems' (teraz SanDisk ) DiskOnChip i Silicon Storage Technologia 's NANDrive (obecnie produkowane przez Greenliant Systems ), a Memoright S' M1000 do użytku w systemach wbudowanych. Głównymi zaletami dysków SSD BGA jest ich niski pobór mocy, mały rozmiar obudowy chipów, aby zmieścić się w kompaktowych podsystemach oraz możliwość przylutowania ich bezpośrednio do płyty głównej systemu w celu zmniejszenia niekorzystnych skutków wibracji i wstrząsów.

Takie wbudowane dyski często są zgodne ze standardami eMMC i eUFS .

Porównanie z innymi technologiami

Dysk twardy

Benchmark SSD, pokazujący prędkość odczytu ok. 230 MB/s (kolor niebieski), prędkość zapisu 210 MB/s (kolor czerwony) i czas wyszukiwania ok. 0,1 ms (kolor zielony), wszystkie niezależnie od lokalizacji dysku, do którego uzyskano dostęp.

Porównanie dysków SSD ze zwykłymi (wirującymi) dyskami twardymi jest trudne. Tradycyjne testy porównawcze dysków twardych zwykle skupiają się na słabych parametrach wydajności dysków twardych, takich jak opóźnienie rotacji i czas wyszukiwania . Ponieważ dyski SSD nie muszą się obracać ani szukać danych, w takich testach mogą okazać się znacznie lepsze od dysków twardych. Jednak dyski SSD mają problemy z mieszanymi odczytami i zapisami, a ich wydajność może z czasem spadać. Testowanie SSD musi rozpocząć się od (w użyciu) pełnego dysku, ponieważ nowy i pusty (świeży, gotowy do użycia) dysk może mieć znacznie lepszą wydajność zapisu, niż pokazałby to po zaledwie tygodniach użytkowania.

Większość zalet dysków półprzewodnikowych nad tradycyjnymi dyskami twardymi wynika z ich możliwości dostępu do danych całkowicie elektronicznie, a nie elektromechanicznie, co zapewnia wyższą szybkość transferu i odporność mechaniczną. Z drugiej strony dyski twarde oferują znacznie większą pojemność za swoją cenę.

Niektóre wskaźniki awaryjności wskazują, że dyski SSD są znacznie bardziej niezawodne niż dyski twarde, ale inne nie. Jednak dyski SSD są wyjątkowo wrażliwe na nagłe przerwy w zasilaniu, co skutkuje przerwaniem zapisu lub nawet całkowitą utratą dysku. Niezawodność dysków twardych i dysków SSD różni się znacznie w zależności od modelu.

Podobnie jak w przypadku dysków twardych, istnieje kompromis między kosztem a wydajnością różnych dysków SSD. Dyski SSD jednopoziomowe (SLC), choć znacznie droższe niż dyski SSD wielopoziomowe (MLC), oferują znaczną przewagę szybkości. Jednocześnie pamięć półprzewodnikowa oparta na DRAM jest obecnie uważana za najszybszą i najbardziej kosztowną, ze średnim czasem odpowiedzi wynoszącym 10 mikrosekund zamiast przeciętnie 100 mikrosekund innych dysków SSD. Urządzenia flash klasy korporacyjnej (EFD) są zaprojektowane tak, aby sprostać wymaganiom aplikacji warstwy 1 z wydajnością i czasem reakcji podobnym do tańszych dysków SSD.

W tradycyjnych dyskach twardych przepisany plik zwykle zajmuje to samo miejsce na powierzchni dysku, co plik oryginalny, podczas gdy w dyskach SSD nowa kopia jest często zapisywana w różnych komórkach NAND w celu niwelowania zużycia . Algorytmy niwelowania zużycia są złożone i trudne do wyczerpującego przetestowania; w rezultacie jedną z głównych przyczyn utraty danych na dyskach SSD są błędy oprogramowania układowego.

Poniższa tabela przedstawia szczegółowy przegląd zalet i wad obu technologii. Porównania odzwierciedlają typowe cechy i mogą nie dotyczyć konkretnego urządzenia.

Karty pamięci

Karta CompactFlash używana jako dysk SSD

Chociaż zarówno karty pamięci, jak i większość dysków SSD korzysta z pamięci flash, służą one bardzo różnym rynkom i celom. Każdy z nich posiada szereg różnych atrybutów, które są zoptymalizowane i dostosowane do potrzeb poszczególnych użytkowników. Niektóre z tych cech obejmują zużycie energii, wydajność, rozmiar i niezawodność.

Dyski SSD zostały pierwotnie zaprojektowane do użytku w systemie komputerowym. Pierwsze jednostki miały zastąpić lub rozbudować dyski twarde, więc system operacyjny rozpoznał je jako dysk twardy. Pierwotnie dyski półprzewodnikowe były nawet kształtowane i montowane w komputerze jak dyski twarde. Później dyski SSD stały się mniejsze i bardziej kompaktowe, ostatecznie opracowując własne unikalne czynniki, takie jak format M.2 . Dysk SSD został zaprojektowany do trwałej instalacji wewnątrz komputera.

Natomiast karty pamięci (takie jak Secure Digital (SD), CompactFlash (CF) i wiele innych) zostały pierwotnie zaprojektowane do aparatów cyfrowych, a później znalazły drogę do telefonów komórkowych, urządzeń do gier, jednostek GPS itp. Większość kart pamięci jest fizycznie mniejszy niż dyski SSD i zaprojektowany do wielokrotnego wkładania i wyjmowania.

Awaria dysku SSD

Dyski SSD mają bardzo różne tryby awarii niż tradycyjne magnetyczne dyski twarde. Ponieważ dyski półprzewodnikowe nie zawierają ruchomych części, zazwyczaj nie ulegają uszkodzeniom mechanicznym. Zamiast tego możliwe są inne rodzaje awarii (na przykład niekompletne lub nieudane zapisy spowodowane nagłą awarią zasilania mogą stanowić większy problem niż w przypadku dysków twardych, a jeśli chip ulegnie awarii, wszystkie dane na nim zostaną utracone, scenariusz nie dotyczy napędy magnetyczne). Ogólnie rzecz biorąc, badania wykazały jednak, że dyski SSD są ogólnie wysoce niezawodne i często działają znacznie dłużej niż oczekiwany okres eksploatacji podany przez ich producenta.

Trwałość dysku SSD należy podać w jego arkuszu danych w jednej z dwóch form:

• albo n DW/D ( n dysków zapisuje dziennie )
• lub m TBW ( maksymalnie zapisanych terabajtów ), krótkie TBW .

Na przykład Samsung 970 EVO NVMe M.2 SSD (2018) z 1 TB ma wytrzymałość 600 TBW.

Niezawodność SSD i tryby awarii

Wczesne dochodzenie przeprowadzone przez Techreport.com, które trwało od 2013 do 2015 r., obejmowało wiele dysków SSD opartych na pamięci flash, które zostały przetestowane pod kątem zniszczenia, aby określić, w jaki sposób i w jakim momencie uległy awarii. Witryna odkryła, że ​​wszystkie dyski „przekroczyły swoje oficjalne specyfikacje wytrzymałościowe, zapisując setki terabajtów bez problemów” — wolumeny tego zamówienia przekraczały typowe potrzeby konsumentów. Pierwszy dysk SSD, który uległ awarii, był oparty na TLC, a dysk z powodzeniem zapisał ponad 800 TB. Trzy dyski SSD w teście zapisały trzy razy tyle (prawie 2,5 PB), zanim również uległy awarii. Test wykazał niezwykłą niezawodność nawet dysków SSD przeznaczonych na rynek konsumencki.

Badanie terenowe z 2016 r., oparte na danych zebranych w ciągu sześciu lat w centrach danych Google i obejmujące „miliony” dni pracy, wykazało, że odsetek dysków SSD z pamięcią flash wymagających wymiany w ciągu pierwszych czterech lat użytkowania wahał się od 4% do 10% w zależności od modelu. Autorzy doszli do wniosku, że dyski SSD ulegają awarii znacznie wolniej niż dyski twarde. (Z kolei ocena 71 940 dysków twardych z 2016 r. wykazała, że ​​wskaźniki awarii są porównywalne z dyskami SSD firmy Google: dyski HDD miały średnio roczny wskaźnik awarii wynoszący 1,95%). liczba błędów niemożliwych do naprawienia (które powodują utratę danych) niż w przypadku dysków twardych. Doprowadziło to również do pewnych nieoczekiwanych rezultatów i implikacji:

• W prawdziwym świecie projekty oparte na MLC – uważane za mniej niezawodne niż projekty SLC – są często tak samo niezawodne jak SLC. (Wyniki wskazują, że „SLC [jest] generalnie nie bardziej niezawodny niż MLC”.) Ale ogólnie mówi się, że trwałość zapisu jest następująca:
  • SLC NAND: 100 000 kasowań na blok
  • MLC NAND: 5000 do 10 000 kasowań na blok dla aplikacji o średniej pojemności i 1000 do 3000 dla aplikacji o dużej pojemności
  • TLC NAND: 1000 kasowań na blok
• Wiek urządzenia, mierzony liczbą dni użytkowania, jest głównym czynnikiem niezawodności dysku SSD, a nie ilość odczytanych lub zapisanych danych, które są mierzone za pomocą terabajtów zapisanych lub zapisów dysku dziennie. Sugeruje to, że w grę wchodzą inne mechanizmy starzenia, takie jak „starzenie się krzemu”. Korelacja jest istotna (około 0,2–0,4).
• Współczynniki błędów surowych bitów (RBER) rosną powoli wraz ze zużyciem — a nie wykładniczo, jak się często zakłada. RBER nie jest dobrym predyktorem innych błędów lub awarii dysku SSD.
• Często stosowana jest niekorygowalna bitowa stopa błędów (UBER), ale nie jest ona również dobrym prognostykiem awarii. Jednak współczynniki UBER SSD są wyższe niż te dla dysków HDD, więc chociaż nie przewidują awarii, mogą prowadzić do utraty danych, ponieważ nieczytelne bloki występują częściej na dyskach SSD niż na dyskach HDD. W konkluzji stwierdza się, że chociaż ogólnie jest bardziej wiarygodny, odsetek nienaprawialnych błędów, które mogą mieć wpływ na użytkownika, jest większy.
• „Złe bloki w nowych dyskach SSD są powszechne, a dyski z dużą liczbą uszkodzonych bloków znacznie częściej stracą setki innych bloków, najprawdopodobniej z powodu awarii pamięci Flash lub układu scalonego. 30–80% dysków SSD ma co najmniej jedną wadę bloku, a 2–7% rozwija co najmniej jeden uszkodzony chip w ciągu pierwszych czterech lat wdrożenia”.
• Nie ma gwałtownego wzrostu błędów po osiągnięciu oczekiwanej żywotności.
• Większość dysków SSD tworzy nie więcej niż kilka uszkodzonych bloków, być może 2–4. Dyski SSD, które rozwijają wiele złych bloków, często rozwijają się znacznie więcej (być może setki) i mogą być podatne na awarie. Jednak większość dysków (99%+) jest dostarczana z uszkodzonymi blokami pochodzącymi z produkcji. Ogólne odkrycie było takie, że złe bloki są powszechne i 30–80% dysków rozwinie przynajmniej jeden w użyciu, ale nawet kilka złych bloków (2–4) jest predyktorem nawet setek złych bloków w późniejszym czasie. Liczba złych bloków podczas produkcji koreluje z późniejszym rozwojem kolejnych złych bloków. W podsumowaniu raportu dodano, że dyski SSD mają zwykle „mniej niż garść” uszkodzonych bloków lub „dużą liczbę” i sugerowały, że może to być podstawą do przewidywania ewentualnej awarii.
• Około 2–7% dysków SSD rozwinie złe chipy w ciągu pierwszych czterech lat użytkowania. Ponad dwie trzecie tych chipów naruszyło tolerancje i specyfikacje ich producentów, które zazwyczaj gwarantują, że nie więcej niż 2% bloków na chipie ulegnie awarii w oczekiwanym czasie trwania zapisu.
• 96% tych dysków SSD, które wymagają naprawy (serwis gwarancyjny), wymaga naprawy tylko raz w życiu. Dni między naprawami wahają się od „kilku tysięcy dni” do „prawie 15 000 dni” w zależności od modelu.

Odzyskiwanie danych i bezpieczne usuwanie

Dyski półprzewodnikowe stawiają nowe wyzwania dla firm zajmujących się odzyskiwaniem danych , ponieważ metoda przechowywania danych jest nieliniowa i znacznie bardziej złożona niż w przypadku dysków twardych. Strategia, według której dysk działa wewnętrznie, może się znacznie różnić między producentami, a polecenie TRIM zeruje cały zakres usuniętego pliku. Wyrównywanie zużycia oznacza również, że fizyczny adres danych i adres narażony na system operacyjny są różne.

Jeśli chodzi o bezpieczne usuwanie danych, można użyć polecenia ATA Secure Erase. W tym celu można użyć programu takiego jak hdparm .

Mierniki niezawodności

Stowarzyszenie JEDEC Solid State Technology Association (JEDEC) opublikowało standardy metryk niezawodności:

• Nieodwracalny współczynnik błędów bitowych (UBER)
• Zapisane terabajty (TBW) – liczba terabajtów, które można zapisać na dysku w ramach gwarancji
• Zapisy na dysku dziennie (DWPD) — liczba zapisów całkowitej pojemności dysku w ciągu dnia w ramach gwarancji

Aplikacje

Ze względu na ich ogólnie zaporowy koszt w porównaniu z dyskami twardymi, do 2009 r. dyski SSD były używane głównie w tych aspektach aplikacji o znaczeniu krytycznym , w których prędkość systemu pamięci masowej musiała być jak najwyższa. Ponieważ pamięć flash stała się powszechnym składnikiem dysków SSD, spadające ceny i wzrost gęstości sprawiły, że jest ona bardziej opłacalna w wielu innych zastosowaniach. Na przykład w rozproszonym środowisku obliczeniowym dyski SSD mogą służyć jako element składowy warstwy rozproszonej pamięci podręcznej , która tymczasowo absorbuje dużą liczbę żądań użytkowników do wolniejszego systemu pamięci masowej opartego na dyskach twardych. Ta warstwa zapewnia znacznie większą przepustowość i mniejsze opóźnienia niż system pamięci masowej i może być zarządzana w wielu formach, takich jak rozproszona baza danych klucz-wartość i rozproszony system plików . W superkomputerach ta warstwa jest zwykle nazywana buforem burst . Dzięki tej szybkiej warstwie użytkownicy często doświadczają krótszego czasu odpowiedzi systemu. Organizacje, które mogą skorzystać z szybszego dostępu do danych systemowych, to m.in. firmy zajmujące się obrotem akcjami , korporacje telekomunikacyjne oraz firmy zajmujące się edycją mediów strumieniowych i wideo . Lista aplikacji, które mogłyby skorzystać na szybszym przechowywaniu, jest długa.

Dyski półprzewodnikowe oparte na pamięci flash mogą być używane do tworzenia urządzeń sieciowych z ogólnego sprzętu komputerowego . Zabezpieczony przed zapisem pamięci flash zawierający system operacyjny i oprogramowanie aplikacji może zastąpić większych, mniej niezawodnych dyskach lub płytach CD-ROM. Urządzenia zbudowane w ten sposób mogą stanowić niedrogą alternatywę dla drogiego sprzętu routera i zapory sieciowej.

Dyski SSD oparte na karcie SD z systemem operacyjnym Live SD są łatwo blokowane przed zapisem . W połączeniu ze środowiskiem przetwarzania w chmurze lub innym zapisywalnym nośnikiem, aby zachować trwałość , system operacyjny uruchamiany z karty SD z blokadą zapisu jest solidny, wytrzymały, niezawodny i odporny na trwałe uszkodzenia. Jeśli działający system operacyjny ulegnie degradacji, po prostu wyłącz i włącz maszynę, aby przywrócić ją do początkowego, nieuszkodzonego stanu, dzięki czemu jest szczególnie solidna. System operacyjny zainstalowany na karcie SD nie wymaga usuwania uszkodzonych komponentów, ponieważ został zablokowany przed zapisem, chociaż wszelkie zapisane nośniki mogą wymagać przywrócenia.

Pamięć podręczna dysku twardego

W 2011 r. Intel wprowadził mechanizm buforowania dla swojego chipsetu Z68 (i mobilnych pochodnych) o nazwie Smart Response Technology , który umożliwia wykorzystanie dysku SSD SATA jako pamięci podręcznej (konfigurowalnej jako zapis lub zapis wsteczny ) dla konwencjonalnego, magnetycznego dysku twardego Napęd. Podobna technologia jest dostępna na karcie RocketHybrid PCIe firmy HighPoint .

Hybrydowe dyski półprzewodnikowe (SSHD) są oparte na tej samej zasadzie, ale integrują pewną ilość pamięci flash na pokładzie konwencjonalnego dysku zamiast oddzielnego dysku SSD. Do warstwy flash w tych dyskach można uzyskać dostęp niezależnie od pamięci magnetycznej przez hosta za pomocą poleceń ATA-8 , co umożliwia zarządzanie nią przez system operacyjny. Na przykład technologia ReadyDrive firmy Microsoft jawnie przechowuje fragmenty pliku hibernacji w pamięci podręcznej tych dysków, gdy system przechodzi w stan hibernacji, dzięki czemu późniejsze wznowienie jest szybsze.

Systemy hybrydowe z dwoma dyskami łączą użycie oddzielnych urządzeń SSD i HDD zainstalowanych na tym samym komputerze z ogólną optymalizacją wydajności zarządzaną przez użytkownika komputera lub oprogramowanie systemu operacyjnego komputera. Przykładami tego typu systemu są bcache i dm-cache w systemie Linux oraz Fusion Drive firmy Apple .

Obsługa systemu plików dla dysków SSD

Zazwyczaj te same systemy plików, które są używane na dyskach twardych, mogą być również używane na dyskach półprzewodnikowych. Zwykle oczekuje się, że system plików będzie obsługiwał polecenie TRIM, które pomaga dyskowi SSD w recyklingu odrzuconych danych (obsługa TRIM pojawiła się kilka lat po samych dyskach SSD, ale jest teraz prawie uniwersalna). Oznacza to, że system plików nie musi zarządzać równoważeniem zużycia ani innymi charakterystykami pamięci flash, ponieważ są one obsługiwane wewnętrznie przez dysk SSD. Niektóre systemy plików o strukturze dziennika (np. F2FS , JFFS2 ) pomagają zmniejszyć wzmocnienie zapisu na dyskach SSD, szczególnie w sytuacjach, w których zmieniane są tylko bardzo małe ilości danych, na przykład podczas aktualizacji metadanych systemu plików .

Chociaż nie jest to natywna funkcja systemów plików, systemy operacyjne powinny również dążyć do prawidłowego wyrównania partycji , co pozwala uniknąć nadmiernych cykli odczytu, modyfikacji i zapisu . Typową praktyką w przypadku komputerów osobistych jest ustawienie każdej partycji tak, aby zaczynała się od znaku 1  MiB (= 1 048 576 bajtów), który obejmuje wszystkie typowe scenariusze stron SSD i rozmiarów bloków, ponieważ można ją podzielić przez wszystkie powszechnie używane rozmiary - 1 MiB, 512 KiB, 128 KiB, 4 KiB i 512 B. Nowoczesne oprogramowanie instalacyjne systemu operacyjnego i narzędzia dyskowe radzą sobie z tym automatycznie.

Linux

Początkowa obsługa polecenia TRIM została dodana do wersji 2.6.28 głównej linii jądra systemu Linux.

Ext4 , Btrfs , XFS , JFS i f2fs system plików to wsparcie dla wyrzucania funkcji (TRIM lub mapowania).

Obsługa jądra dla operacji TRIM została wprowadzona w wersji 2.6.33 głównej linii jądra Linux, wydanej 24 lutego 2010 roku. Aby z niej skorzystać, należy zamontować system plików za pomocą discardparametru. Partycje wymiany systemu Linux domyślnie wykonują operacje odrzucania, gdy podstawowy dysk obsługuje TRIM, z możliwością ich wyłączenia lub wyboru między jednorazowymi lub ciągłymi operacjami odrzucania. Obsługa kolejkowania TRIM, która jest funkcją SATA 3.1, która powoduje, że polecenia TRIM nie zakłócają kolejek poleceń, została wprowadzona w jądrze systemu Linux 3.12, wydanym 2 listopada 2013 r.

Alternatywą dla operacji TRIM na poziomie jądra jest użycie narzędzia przestrzeni użytkownika o nazwie fstrim który przechodzi przez wszystkie nieużywane bloki w systemie plików i wywołuje polecenia TRIM dla tych obszarów. fstrimnarzędzie jest zwykle uruchamiane przez cron jako zaplanowane zadanie. Od listopada 2013 r. jest używany przez dystrybucję Ubuntu Linux , w której ze względu na niezawodność jest włączony tylko dla dysków SSD Intel i Samsung; sprawdzenie dostawcy można wyłączyć, edytując plik/etc/cron.weekly/fstrim korzystając z instrukcji zawartych w samym pliku.

Od 2010 r. standardowe narzędzia do dysków dla systemu Linux domyślnie dbają o odpowiednie wyrównanie partycji.

Zagadnienia dotyczące wydajności systemu Linux

Dysk SSD wykorzystujący NVM Express jako interfejs urządzenia logicznego w postaci karty rozszerzeń PCI Express 3.0 ×4

Podczas instalacji dystrybucje Linuksa zwykle nie konfigurują zainstalowanego systemu do korzystania z TRIM, a zatem /etc/fstabplik wymaga ręcznych modyfikacji. Wynika to z przekonania, że ​​bieżąca implementacja polecenia TRIM systemu Linux może nie być optymalna. Udowodniono, że w pewnych okolicznościach powoduje pogorszenie wydajności zamiast wzrostu wydajności. Od stycznia 2014 r. Linux wysyła indywidualne polecenie TRIM do każdego sektora, zamiast zwektoryzowanej listy definiującej zakres TRIM, zgodnie z zaleceniami specyfikacji TRIM.

Ze względu na wydajność zaleca się przełączenie harmonogramu we/wy z domyślnego CFQ (całkowicie uczciwe kolejkowanie) na NOOP lub Deadline . CFQ został zaprojektowany z myślą o tradycyjnych nośnikach magnetycznych i szuka optymalizacji, dlatego wiele z tych wysiłków związanych z planowaniem we/wy jest marnowanych w przypadku korzystania z dysków SSD. W ramach swoich projektów dyski SSD oferują znacznie wyższy poziom równoległości dla operacji we/wy, dlatego lepiej jest pozostawić decyzje dotyczące harmonogramu ich wewnętrznej logice – szczególnie w przypadku dysków SSD wysokiej klasy.

Skalowalna warstwa blokowa dla wysokowydajnej pamięci masowej SSD, znana jako blk-multiqueue lub blk-mq i opracowana głównie przez inżynierów Fusion-io , została połączona z główną linią jądra systemu Linux w wersji jądra 3.13, wydanej 19 stycznia 2014 roku. wydajność oferowana przez dyski SSD i NVMe, umożliwiając znacznie wyższe szybkości przesyłania danych we/wy. Dzięki temu nowemu projektowi warstwy blokowej jądra systemu Linux kolejki wewnętrzne są podzielone na dwa poziomy (kolejki na procesor i kolejki przesyłania sprzętu), usuwając w ten sposób wąskie gardła i umożliwiając znacznie wyższy poziom zrównoleglania operacji we/wy. Od wersji 4.0 jądra Linux, wydanej 12 kwietnia 2015 r., sterownik blokowy VirtIO , warstwa SCSI (używana przez sterowniki Serial ATA), struktura mapowania urządzeń, sterownik urządzenia pętli, sterownik nieposortowanych obrazów bloków (UBI) (który implementuje warstwa zarządzania blokami kasowania dla urządzeń pamięci flash) i sterownik RBD (który eksportuje obiekty Ceph RADOS jako urządzenia blokowe) zostały zmodyfikowane tak, aby faktycznie korzystały z tego nowego interfejsu; inne sterowniki zostaną przeniesione w kolejnych wydaniach.

System operacyjny Mac

Wersje od Mac OS X 10.6.8 (Snow Leopard) obsługują TRIM, ale tylko wtedy, gdy są używane z zakupionym przez Apple dyskiem SSD. TRIM nie jest automatycznie włączany dla dysków innych firm, chociaż można go włączyć za pomocą narzędzi innych firm, takich jak Trim Enabler . Status TRIM można sprawdzić w aplikacji Informacje o systemie lub w system_profilernarzędziu wiersza poleceń.

Wersje od OS X 10.10.4 (Yosemite) zawierają sudo trimforce enablejako polecenie terminala, które umożliwia TRIM na dyskach SSD innych firm. Istnieje również technika włączania TRIM w wersjach wcześniejszych niż Mac OS X 10.6.8, chociaż pozostaje niepewne, czy TRIM jest właściwie używany w tych przypadkach.

Microsoft Windows

Przed wersją 7 system Microsoft Windows nie podejmował żadnych konkretnych działań w celu obsługi dysków półprzewodnikowych. W systemie Windows 7 standardowy system plików NTFS zapewnia obsługę polecenia TRIM. (Inne systemy plików w systemie Windows nie obsługują TRIM.)

Domyślnie system Windows 7 i nowsze wersje automatycznie wykonują polecenia TRIM, jeśli urządzenie zostanie wykryte jako dysk SSD. Jednak ponieważ TRIM nieodwracalnie resetuje całe zwolnione miejsce, może być pożądane wyłączenie obsługi, gdy włączenie odzyskiwania danych jest preferowane niż wyrównywanie zużycia. Aby zmienić zachowanie, w kluczu rejestruHKEY_LOCAL_MACHINE SYSTEM CurrentControlSet Control FileSystemwartość DisableDeleteNotification można ustawić na1. Zapobiega to wydawaniu przez sterownik pamięci masowej polecenia TRIM.

Windows implementuje polecenie TRIM dla więcej niż tylko operacji usuwania plików. Operacja TRIM jest w pełni zintegrowana z poleceniami na poziomie partycji i woluminów, takimi jak format i delete , z poleceniami systemu plików dotyczącymi obcinania i kompresji oraz z funkcją przywracania systemu (znaną również jako migawka woluminu).

Windows Vista

System Windows Vista zazwyczaj oczekuje dysków twardych, a nie dysków SSD. System Windows Vista zawiera funkcję ReadyBoost, która wykorzystuje cechy urządzeń flash podłączonych przez USB, ale w przypadku dysków SSD poprawia tylko domyślne wyrównanie partycji, aby zapobiec operacjom odczytu, modyfikacji i zapisu, które zmniejszają prędkość dysków SSD. Większość dysków SSD jest zwykle podzielona na sektory o wielkości 4 KiB, podczas gdy większość systemów opiera się na sektorach 512-bajtowych z domyślnymi ustawieniami partycji niedopasowanymi do granic 4 KiB.

Defragmentacja

Defragmentacja powinna być wyłączona na dyskach półprzewodnikowych, ponieważ lokalizacja składników plików na dysku SSD nie wpływa znacząco na jego wydajność, ale przenoszenie plików w celu zapewnienia ciągłości za pomocą procedury Windows Defrag spowoduje niepotrzebne zużycie zapisu na ograniczonej liczbie Cykle P/E na dysku SSD. Funkcja Superfetch nie poprawi znacząco wydajności i spowoduje dodatkowe obciążenie systemu i dysku SSD, chociaż nie powoduje zużycia. System Windows Vista nie wysyła polecenia TRIM do dysków półprzewodnikowych, ale niektóre narzędzia innych firm, takie jak SSD Doctor, będą okresowo skanować dysk i TRIM odpowiednie wpisy.

System Windows 7

Windows 7 i nowsze wersje mają natywną obsługę dysków SSD. System operacyjny wykrywa obecność dysku SSD i odpowiednio optymalizuje jego działanie. W przypadku urządzeń SSD system Windows wyłącza SuperFetch i ReadyBoost , operacje rozruchu i wstępnego pobierania aplikacji. Jednak pomimo początkowej wypowiedzi Stevena Sinofsky'ego przed wydaniem Windows 7, defragmentacja nie jest wyłączona, mimo że jej zachowanie na dyskach SSD jest inne. Jednym z powodów jest niska wydajność usługi kopiowania woluminów w tle na pofragmentowanych dyskach SSD. Drugim powodem jest uniknięcie osiągnięcia praktycznej maksymalnej liczby fragmentów plików, które wolumin może obsłużyć. Jeśli to maksimum zostanie osiągnięte, kolejne próby zapisu na dysku zakończą się niepowodzeniem i wyświetleniem komunikatu o błędzie.

System Windows 7 obejmuje również obsługę polecenia TRIM w celu zmniejszenia zbierania śmieci dla danych, które system operacyjny już określił jako nieaktualne. Bez obsługi TRIM dysk SSD nie byłby świadomy, że te dane są nieprawidłowe i niepotrzebnie zapisywałby je ponownie podczas zbierania śmieci, powodując dalsze zużycie dysku SSD. Warto wprowadzić pewne zmiany, które uniemożliwiają traktowanie dysków SSD bardziej jak dyski twarde, na przykład anulować defragmentację, nie wypełniać ich do więcej niż około 75% pojemności, nie przechowywać na nich często zapisywanych plików, takich jak logi i pliki tymczasowe, jeśli dostępny jest dysk twardy i umożliwia proces TRIM.

Windows 8.1 i nowsze

Windows 8.1 i nowsze Systemy Windows, takie jak Windows 10, obsługują również automatyczne TRIM dla dysków SSD PCI Express opartych na NVMe. W przypadku systemu Windows 7 aktualizacja KB2990941 jest wymagana do tej funkcji i musi zostać zintegrowana z Instalatorem systemu Windows za pomocą DISM, jeśli system Windows 7 ma być zainstalowany na dysku SSD NVMe. Windows 8/8.1 obsługuje również polecenie SCSI unmap dla dysków SSD podłączonych przez USB lub obudów SATA-to-USB. SCSI Unmap jest pełnym odpowiednikiem polecenia SATA TRIM. Jest również obsługiwany przez protokół USB Attached SCSI (UASP).

Graficzny Defragmentator dysków systemu Windows w systemie Windows 8.1 rozpoznaje również dyski SSD wyraźnie od dysków twardych w osobnej kolumnie Media Type . Podczas gdy system Windows 7 obsługuje automatyczne TRIM dla wewnętrznych dysków SSD SATA, Windows 8.1 i Windows 10 obsługują ręczne TRIM (poprzez funkcję „Optymalizuj” w Defragmentatorze dysków), a także automatyczne TRIM dla dysków SSD SATA, NVMe i USB.

ZFS

Solaris od wersji 10 Update 6 (wydanej w październiku 2008) oraz ostatnie wersje OpenSolaris , Solaris Express Community Edition , Illumos , Linux z ZFS na Linux i FreeBSD mogą używać dysków SSD jako wzmacniacza wydajności dla ZFS . Dysk SSD o niskim opóźnieniu może być używany w dzienniku intencji ZFS (ZIL), gdzie nosi nazwę SLOG. Jest to używane za każdym razem, gdy następuje synchroniczny zapis na dysku. Dysk SSD (niekoniecznie o niskim opóźnieniu) może być również używany do pamięci podręcznej Adaptive Replacement Cache (L2ARC) poziomu 2 , która służy do buforowania danych do odczytu. W przypadku stosowania samodzielnie lub w połączeniu, na ogół obserwuje się duży wzrost wydajności.

FreeBSD

ZFS dla FreeBSD wprowadził wsparcie dla TRIM 23 września 2012. Kod buduje mapę regionów danych, które zostały zwolnione; przy każdym zapisie kod sprawdza mapę i ostatecznie usuwa zakresy, które zostały wcześniej zwolnione, ale teraz są nadpisywane. Istnieje wątek o niskim priorytecie, który TRIMs obejmuje, gdy nadejdzie czas.

Również system plików Unix (UFS) obsługuje polecenie TRIM.

Zamień partycje

• Według byłego prezesa działu Windows firmy Microsoft, Stevena Sinofsky'ego , „jest niewiele plików lepszych niż plik stronicowania do umieszczenia na dysku SSD”. Według zebranych danych telemetrycznych Microsoft uznał, że pagefile.sys jest idealnym rozwiązaniem dla pamięci SSD.
• Partycje wymiany systemu Linux domyślnie wykonują operacje TRIM, gdy podstawowe urządzenie blokowe obsługuje TRIM, z możliwością ich wyłączenia lub wyboru między jednorazowymi lub ciągłymi operacjami TRIM.
• Jeśli system operacyjny nie obsługuje używania TRIM na dyskretnych partycjach wymiany , może być możliwe użycie plików wymiany w zwykłym systemie plików. Na przykład OS X nie obsługuje partycji wymiany; zamienia się tylko na pliki w systemie plików, więc może używać TRIM, gdy na przykład pliki wymiany są usuwane.
• DragonFly BSD umożliwia użycie wymiany skonfigurowanej na SSD również jako pamięci podręcznej systemu plików. Może to być wykorzystane do zwiększenia wydajności zarówno na komputerach stacjonarnych, jak i na serwerach. Bcache , dm-cache i Flashcache projekty zapewniają podobną koncepcję jądra Linux.

Organizacje normalizacyjne

Poniżej wymieniono organizacje i organy standaryzacyjne, które pracują nad tworzeniem standardów dla dysków półprzewodnikowych (i innych komputerowych urządzeń pamięci masowej). Poniższa tabela zawiera również organizacje promujące korzystanie z dysków SSD. To niekoniecznie jest wyczerpująca lista.

Komercjalizacja

Dostępność

Technologia dysków półprzewodnikowych jest sprzedawana na rynku wojskowym i niszowych rynkach przemysłowych od połowy lat 90. XX wieku.

Wraz z wschodzącym rynkiem korporacyjnym dyski SSD zaczęły pojawiać się w ultramobilnych komputerach PC i kilku lekkich laptopach, znacznie zwiększając cenę laptopa, w zależności od pojemności, kształtu i szybkości transferu. W przypadku aplikacji z niższej półki dysk flash USB może być dostępny w cenie od 10 do 100 USD, w zależności od pojemności i szybkości; alternatywnie kartę CompactFlash można sparować z konwerterem CF-to-IDE lub CF-to-SATA za podobną cenę. Każdy z nich wymaga zarządzania problemami z trwałością cyklu zapisu poprzez powstrzymanie się od przechowywania często zapisywanych plików na dysku lub użycie systemu plików flash . Standardowe karty CompactFlash mają zwykle prędkość zapisu od 7 do 15 MB/s, podczas gdy droższe karty z wyższej półki zapewniają prędkość do 60 MB/s.

Pierwszym komputerem PC z pamięcią flash, który stał się dostępny, był Sony Vaio UX90, którego zamówienie w przedsprzedaży zapowiedziano 27 czerwca 2006 r., a jego sprzedaż w Japonii rozpoczęła się 3 lipca 2006 r. z dyskiem twardym o pojemności 16 GB. Pod koniec września 2006 roku Sony zmodernizowało dysk SSD w Vaio UX90 do 32 GB.

Jednym z pierwszych głównych wydań SSD był XO Laptop , zbudowany w ramach projektu One Laptop Per Child . Masowa produkcja tych komputerów, zbudowanych dla dzieci w krajach rozwijających się, rozpoczęła się w grudniu 2007 roku. Maszyny te wykorzystują pamięć flash SLC NAND o pojemności 1024 MiB jako podstawową pamięć masową, która jest uważana za bardziej odpowiednią do trudniejszych niż normalne warunków, w których mają być używane. Firma Dell rozpoczęła sprzedaż ultraprzenośnych laptopów z dyskami SanDisk SSD 26 kwietnia 2007 r. Asus wypuścił netbooka Eee PC 16 października 2007 r. z 2, 4 lub 8 gigabajtami pamięci flash. W 2008 r. dwóch producentów wypuściło ultracienkie laptopy z opcjami SSD zamiast rzadko spotykanych 1,8- calowych dysków twardych : był to MacBook Air , wydany przez Apple 31 stycznia, z opcjonalnym 64 GB SSD (w sklepie Apple Store koszt tej opcji był wyższy o 999 USD). , w porównaniu z dyskiem twardym o pojemności 80 GB i prędkości 4200 obr./min ), oraz Lenovo ThinkPad X300 z podobnym 64-gigabajtowym dyskiem SSD, ogłoszonym w lutym 2008 r. i uaktualnionym do opcji 128 GB SSD w dniu 26 sierpnia 2008 r., wraz z wydaniem modelu ThinkPad X301 ( uaktualnienie, które dodało około 200 USD).

W 2008 roku pojawiły się netbooki z niższej półki z dyskami SSD. W 2009 roku w laptopach zaczęły pojawiać się dyski SSD.

14 stycznia 2008 r. firma EMC Corporation (EMC) została pierwszym dostawcą pamięci masowych dla przedsiębiorstw, który wprowadził do swojego portfolio produktów dyski SSD z pamięcią flash, kiedy ogłosiła, że ​​wybrała dyski SSD Zeus-IOPS firmy STEC, Inc. do swoich systemów Symmetrix DMX. W 2008 roku firma Sun wypuściła Sun Storage 7000 Unified Storage Systems (o nazwie kodowej Amber Road), która wykorzystuje zarówno dyski półprzewodnikowe, jak i konwencjonalne dyski twarde, aby wykorzystać szybkość oferowaną przez dyski SSD oraz ekonomię i pojemność oferowaną przez konwencjonalne dyski twarde.

Firma Dell zaczęła oferować opcjonalne dyski SSD 256 GB w wybranych modelach notebooków w styczniu 2009 roku. W maju 2009 roku Toshiba wprowadziła na rynek laptopa z dyskiem SSD o pojemności 512 GB.

Od października 2010 r. linia MacBook Air firmy Apple standardowo wykorzystuje dysk SSD. W grudniu 2010 r. dysk SSD OCZ RevoDrive X2 PCIe był dostępny w pojemnościach od 100 GB do 960 GB, zapewniając prędkości ponad 740 MB/s sekwencyjne prędkości i losowy zapis małych plików do 120 000 IOPS. W listopadzie 2010 r. firma Fusion-io wypuściła na rynek najwydajniejszy dysk SSD o nazwie ioDrive Octal, wykorzystujący interfejs PCI-Express x16 Gen 2.0 o pojemności 5,12 TB, prędkości odczytu 6,0 GB/s, prędkości zapisu 4,4 GB/s i niskim opóźnieniu 30 mikrosekund. Ma 1,19 M odczytu 512 bajtów IOPS i 1,18 M zapisu 512 bajtów IOPS.

W 2011 roku pojawiły się komputery oparte na specyfikacji Intel Ultrabook . Te specyfikacje dyktują, że Ultrabooki używają dysku SSD. Są to urządzenia na poziomie konsumenckim (w przeciwieństwie do wielu poprzednich ofert flash skierowanych do użytkowników korporacyjnych) i reprezentują pierwsze szeroko dostępne komputery konsumenckie wykorzystujące dyski SSD oprócz MacBook Air. Na targach CES 2012 firma OCZ Technology zademonstrowała dyski SSD R4 CloudServ PCIe zdolne do osiągnięcia prędkości transferu 6,5 GB/s i 1,4 miliona IOPS. Zapowiedziano również Z-Drive R5, który jest dostępny w pojemnościach do 12 TB, osiągając prędkość transferu 7,2 GB/si 2,52 miliona IOPS przy użyciu PCI Express x16 Gen 3.0.

W grudniu 2013 r. Samsung wprowadził i wprowadził na rynek pierwszy w branży dysk SSD mSATA o pojemności 1 TB . W sierpniu 2015 r. Samsung ogłosił 16 TB SSD, wówczas jedno urządzenie pamięci masowej o największej pojemności dowolnego typu na świecie.

Podczas gdy wiele firm oferuje urządzenia SSD od 2018 r., tylko pięć firm, które je oferują, faktycznie produkuje urządzenia Nand Flash, które są elementem pamięci masowej w dyskach SSD.

Jakość i wydajność

Ogólnie rzecz biorąc, wydajność każdego konkretnego urządzenia może się znacznie różnić w różnych warunkach pracy. Na przykład liczba równoległych wątków uzyskujących dostęp do urządzenia pamięci masowej, rozmiar bloku we/wy i ilość pozostałego wolnego miejsca mogą radykalnie zmienić wydajność (tj. szybkość transferu) urządzenia.

Technologia SSD rozwija się bardzo dynamicznie. Większość pomiarów wydajności stosowanych na dyskach z obracającymi się nośnikami jest również wykorzystywana na dyskach SSD. Wydajność dysków SSD opartych na pamięci flash jest trudna do porównania ze względu na szeroki zakres możliwych warunków. W teście przeprowadzonym w 2010 roku przez Xssist, przy użyciu IOmeter , 4 kB losowego odczytu 70%/30% zapisu, głębokość kolejki 4, IOPS dostarczane przez Intel X25-E 64 GB G1 rozpoczęły się od około 10 000 IOPS i gwałtownie spadły po 8 minutach do 4000 IOPS i stopniowo zmniejszał się przez następne 42 minuty. IOPS waha się od 3000 do 4000 od około 50 minut w górę przez resztę 8-godzinnego testu.

Projektanci dysków flash klasy korporacyjnej starają się przedłużyć żywotność, zwiększając nadmiarową alokację i stosując równoważenie zużycia .

Sprzedaż

Dostawy dysków SSD wyniosły 11 mln sztuk w 2009 r., 17,3 mln sztuk w 2011 r. na łączną kwotę 5 mld USD, 39 mln sztuk w 2012 r. i oczekiwano, że wzrosną do 83 mln sztuk w 2013 r., 201,4 mln sztuk w 2016 r. i 227 mln sztuk w 2017 roku.

Przychody na światowym rynku dysków SSD (w tym tanich rozwiązań PC) wyniosły 585 mln USD w 2008 r., co oznacza wzrost o ponad 100% z 259 mln USD w 2007 r.

Zobacz też

• Dysk półprzewodnikowy płyty
• Lista producentów dysków SSD
• Dysk twardy
• NALOT
• Moduł Flash Core

Bibliografia

Dalsza lektura

• „Rewolucja półprzewodnikowa: szczegółowe informacje o tym, jak naprawdę działają dyski SSD” . Lee Hutchinson. Ars Technica. 4 czerwca 2012 r.
• Mai Zheng, Joseph Tucek, Feng Qin, Mark Lillibridge, „ Zrozumienie wytrzymałości dysków SSD w przypadku awarii zasilania ”, FAST'13
• Cheng Li, Philip Shilane, Fred Douglis, Hyong Shim, Stephen Smaldone, Grant Wallace, „ Nitro: pamięć podręczna SSD zoptymalizowana pod kątem pojemności dla podstawowej pamięci masowej ”, USENIX ATC'14

Zewnętrzne linki

Tło i ogólne

• Przewodnik po zrozumieniu dysków SSD
• Zrozumienie dysków SSD i nowych dysków firmy OCZ
• Wykres 30-letniego wzrostu rynku dysków półprzewodnikowych
• Dochodzenie: czy Twój dysk SSD jest bardziej niezawodny niż dysk twardy? - długoterminowy przegląd niezawodności SSD
• Przegląd wskaźników zwrotów dysków SSD przez producenta (2012), hardware.fr - francuski ( angielski ) aktualizacja raportu z roku 2010 na podstawie danych od wiodącego francuskiego detalisty technologicznego

Inne

• JEDEC kontynuuje wysiłki na rzecz standaryzacji dysków SSD
• Linux i NVM: Wyzwania dotyczące systemu plików i pamięci masowej (PDF)
• Optymalizacja Linuksa i SSD
• Zrozumienie odporności dysków SSD w przypadku awarii zasilania (USENIX 2013, Mai Zheng, Joseph Tucek, Feng Qin i Mark Lillibridge)