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.
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:
SSD диск — что это такое: новые горизонты хранения данных или очередной маркетинг
Обновлено 06 июля 2021
Твердотельный накопитель SSD – что это такое
Аббревиатура SSD расшифровывается как Solid-State Drive. Что, собственно, так и переводится — твердотельный накопитель. Особенность его заключается в том, что он не содержит подвижных механических частей: внутри находятся лишь платы и микросхемы, с помощью которых и происходят запись, хранение и чтение информации. История SSD началась довольно давно.
Впервые какое-то подобие смогла реализовать StorageTek в 1985 году. Но в то время высокая стоимость и невысокая технологичность комплектующих не позволяли массово внедрять решения в массы, да и особо не было ответа, для чего нужен в компьютере быстрый SSD диск, если интерфейсы и периферия все равно работала медленно. Зато в начале 2010-х годов популярность SSD сильно возросла. Сейчас практически каждый новый ноутбук поставляется с SSD либо гибридной конфигурацией с жестким диском. Далее мы рассмотрим, что это такое — SSD в ноутбуке или стационарном компьютере.
Для чего нужен SSD-накопитель в компьютере
SSD по своему назначению ничем не отличается от HDD. Он призван выполнять ту же функцию — хранить данные, операционную систему, файлы подкачки и тому подобное. Естественно, что эта замена более дорогая, если переводить рассчитывать в отношении гигабайт/рубль. Более чем вероятно, что в недалеком будущем ситуация изменится.
Устройство жесткого диска SSD ноутбука и в компьютере
Никакой разницы между тем, что такое SSD в ноутбуке и стационарном компьютере по сути нет. Внешне устройство может представлять собой похожий на HDD корпус, или же быть выполнено в виде платы для установки в разъем типа М.2. Если разобрать SSD или посмотреть на плату, то она очень похожа конструкцией на обычную флешку. В целом, SSD и есть большая флешка, с тем же принципом работы. 
Так выглядит SSD без одежды Управляет всем устройством контроллер, который распределяет данные по ячейкам, следит за их состоянием, удалением и в целом выполняет все функции, аналогичные функциям процессора в компьютере. Сама память представляет собой флеш-память, такую же, как на флешках. В SSD используется тип NAND, который характеризует собой трехмерную компоновку проводников, где на пересечениях используется ряд ячеек. 
несколько одинаковых чипов на плате — NAND-память По методу записи данных в ячейку различают два вида реализации: SLC – Single-level Cell и MLC – Multi-level Cell. Как можно догадаться, в первом случае в одну ячейку пишется всего один бит, в втором — несколько. Сейчас из MLC вышел еще один тип, название которого устоялось в обиходе, хотя и входит в подмножество этого типа — TLC, Triple-level Cell.
Есть ряд преимуществ и недостатков у каждой реализации. MLC выходит дешевле в пересчете на соотношение объем/цена. Это делает жесткий диск SSD дешевле в конечном итоге, что сказывается и на выборе потребителей. Но структура записи в несколько слоев накладывает ограничения на количество циклов записи и производительность. Чем больше уровней вложения используется, тем сложнее становится алгоритм работы с ячейками и меньше ресурс. SLC пропорционально дороже, обладает большим ресурсом и производительностью. 
Схема различий между SLC и MLC, а также TLC Проблемы с ресурсом и надежностью памяти производители решают с помощью алгоритмов, позволяющих контролировать процесс использования ячеек: запись производится в те участки памяти, которые использовались реже всего. Используется и еще один подход — резервирование памяти. Практически каждый SSD оставляет «про запас» около 20% памяти, чтобы пополнять ее оттуда в случае утраты ячейки.
Принцип работы SSD-диска
Наверное, многие знают, как работает обычный жесткий диск — магнитная головка бегает от начала к краю вращающегося диска и читает с дорожек данные. Основная проблема магнитных дисков — слишком много времени уходит на позиционирование головки на участке с нужными данными. А если файл еще и разбит на несколько кусков по разным участкам, то время процесса чтения или записи и вовсе увеличивается в разы. 
Внутреннее убранство HDD и SSD Чтобы понять, что такое ССД диск, нужно знать принцип его действия. Для доступа к данным для чтения или ячейкам для записи системе нужно лишь знать адрес. Затем контроллер просто возвращает блоки данных. Время тратится лишь на поиск адреса и передачу данных — буквально миллисекунды.
Виды жестких твердотельных дисков
По видам SSD можно характеризовать по форм-фактору и типу интерфейса. Форм-факторов встречается три основных:
Компактный формат 2,5” от Crucial
Отдельная плата SSD от Intel
Сравнение размеров М.2 Существуют еще несколько форматов, которые встречаются редко и нужны для узкого спектра задач, например 1,8”, 3,5” или mSata. В интерфейсах разобраться сложнее. Здесь — каша в стандартах и спецификациях. Начнем с самого ходового — SATA. На сегодняшний день имеются три основных ревизии и две дополнительных. SATA — поддерживает до 1,5 Гбит/с. Сейчас встречается все реже и реже. SATA II — до 3 Гбит/с. SATA III — до 6 Гбит/с. Ревизия SATA 3.2 получила дополнительно приставку Express.
Обладает скоростью до 8 Гбит/с и обратно совместим с другими SATA, а также, что самое интересное, в основе имеет интерфейс PCI Express. Интерфейс может быть реализован как в форм-факторах 2,5 дюйма, так и в М.2. С PCI-E интерфейсом немного проще. Реализуется он в основном в М.2 у SSD. Стоит обратить внимание, что PCI может быть многоканальным. Чем больше каналов — тем быстрее скорость передачи данных.
Общие характеристики SSD (Solid State Disk)
Давайте рассмотрим базовые характеристики, по которым можно идентифицировать SSD, разберем, что это такое, и сравним с HDD.
Интерфейс и форм-фактор
Об этом мы уже немного рассказывали. Теперь рассмотрим это в контексте выбора и актуальности для разных систем. С интерфейсами все просто — наиболее производительным сейчас считается eSATA, который в спецификациях в некоторых магазинах и у производителей может быть обозначен как PCI-E. На сегодняшний день это наиболее быстрый интерфейс. Форм-фактор же нужно выбирать в зависимости от типа ПК — ноутбук или стационарный.
В стационарном для компактности можно использовать М.2, который займет немного места на плате и не требует дополнительного питания. Новые ноутбуки тоже поддерживают М.2. Для старых актуален форм-фактор 2,5 дюйма.
Емкость и скорость диска
Емкости SSD — довольно дорогие. Самый бюджетный вариант SSD на 32 Гб можно купить примерно за 1500 рублей, в то время как HDD за те же деньги уже будет иметь объем от 160 Гб. Что касается скорости, то тут все не так однозначно. Очень часто скорости чтения и записи данных в спецификациях к дискам сильно завышены. Причем не обязательно лишь у малоизвестных маленьких компаний, а даже и у именитых брендов. Поэтому ориентироваться приходится на обзоры и замеры авторитетных сервисов и тестеров.
Тип микросхем памяти
Интересно, что сейчас оба типа памяти — MLC и SLC — практически одинаковы и по производительности, и по ресурсу записи/перезаписи. Многое зависит от реализации конкретного производителя. Перед покупкой каждой конкретной модели мы бы рекомендовали посмотреть тесты и обзоры на эти гаджеты.
Ведущие производители SSD дисков для ПК
В топе находятся известные производители накопителей. Чем-то особенным их реализации не отличаются. Более того, контроллеры производства Samsung или Intel можно встретить не только в их собственных накопителях, но и в устройствах брендов-конкурентов. Основные имена в топе:
Какой SSD диск лучше купить
Если бюджет не ограничен, то никаких проблем нет. Если же каждый рубль на счету, то лучше подойти к вопросу основательно. Давайте рассмотрим пару моделей, на которые стоит обратить внимание. В категории до 5000 рублей можно посмотреть в сторону Samsung MZ-75E250BW. 
Samsung MZ-75E2 в формате 2,5“ Тип памяти в нем используется типа TLC. Заявленная скорость чтения/записи составляет 540/520 Мб/с. Общий объем накопителя равен 120 ГБ. Суммарно на диск можно записать 75 ТБ данных.
В среднем пользователи записывают на свой диск от 5 до 30 ГБ в сутки, что дает примерно 10 ТБ в год. Таким образом, ресурса этого SSD должно хватить примерно на 7,5 лет. Для подключения используется интерфейс SATA. Купить диск можно за 3600 рублей. А его форм-фактор 2,5 дюйма позволит использовать его и в «стационарнике», и в ноутбуке.
Если же на первом месте стоит компактность и экономия места, то можно рассмотреть SSD с М.2. В пределах 5000 рублей можно купить Intel SSDPEKKW128G8XT. 
Intel SSDPEKKW128G8XT с разъемом М.2 Это диск с разъемом М.2 и размером 2280. Надо учесть, что свободного места от разъема до ближайшего компонента должно быть больше 80 мм. Тип памяти — TLC. Общий размер диска — 120 Гб.
Этот диск интересен тем, что подключается с помощью интерфейса PCI-E с 4-мя каналами через разъем М.2. А это означает, что шина не ограничивает возможности SSD и в полной мере позволяет выдавать отличную скорость записи и чтения — которые, кстати, заявлены производителем в 650 МБ/с для записи и 1640 МБ/с для чтения. Общий ресурс составляет 72 ТБ данных. Стоит устройство 4290 рублей.
В целом, цены более 5000 рублей по своей сути не подразумевают больших скачков в плане производительности. Меняется лишь общий объем диска. Кстати, для SSD показатель объема влияет и на долговечность. Например, диск в 120 ГБ при ежедневной записи в 30 ГБ прослужит примерно 7,5 лет. При таком же ритме записи устройство с объемом в 500 ГБ должно прослужить в 4 раза дольше.
Общий совет по выбору можно дать такой: нужен диск только для системы и программ — можно выбрать поменьше, 60 или 120 ГБ, а на другом HDD хранить все данные, фильмы, картинки и прочее. Если планируется хранить все на одном SSD, лучше сразу выбрать его побольше. Интерфейсы PCI-E пока стоят дороже SATA, зато не ограничивают в скорости, поэтому, если позволяет бюджет, лучше выбрать интерфейс PCI-E.
Ответы на часто задаваемые вопросы о диске SSD
За время своего существования SSD успели обрасти мифами и легендами, а также постоянными вопросами. Несколько из них мы рассмотрим.
Особые правила эксплуатации
Многие уверены, что при правильном использовании диска можно увеличить его срок службы. Сюда входят различные оптимизации — отключение кэшей, индексирования, файла подкачки, выполнение дефрагментирования. На самом деле, в значительной степени эти действия на ресурс SSD не повлияют. Скорее, снижение общей производительности за счет отключения функционала будет менее оправдано, нежели увеличенный на пару десятков гигабайт общий ресурс.
Единственное, что можно посоветовать — делать бэкапы: сохранять свои важные данные на альтернативных носителях — облаке или другом диске. Хотя этот совет применим ко всем носителям в принципе.
Чем SSD отличается от HDD
Скорость чтения и записи, ударо- и вибростойкость, уровень шума, потребление энергии и вес. Это главные преимущества SSD перед HDD.
Что такое TRIM в SSD
TRIM – инструкция для интерфейсов ATA, которая позволяет операционной системе сообщать диску о том, какие блоки памяти можно не использовать и считать пустыми. Зачем она нужна SSD накопителям? Введена она была в связи со спецификой работы твердотельных дисков. При записи новых данных в ячейку, SSD не может просто взять и заменить старые данные на новые.
Ему приходится сначала считать данные в кэш, очищать ячейку, а затем уже записывать — при этом скорость доступа уменьшается в разы. TRIM решила эту проблему. Система и накопитель постоянно обмениваются информацией о том, какие ячейки больше не нужны, и по сигналу TRIM производит обнуление этих ячеек. При следующей записи SSD уже просто сразу спокойно пишет в нее данные.
Нужен ли SSD для игр
Тут тоже не все так просто. Во-первых, значимого прироста FPS в играх от использования SSD можно не ждать. Актуальным твердотельный накопитель будет при стартовых загрузках миров и уровней — локации будут грузиться быстрее. Есть вероятность, что ССД накопитель может помочь в случаях, когда производительность упирается в объем оперативной памяти, когда эти данные скидываются в файл подкачки. Но менять в такой ситуации HDD на SSD вместо наращивания «оперативки» — сомнительное удовольствие. Кстати, есть интересное видео тестирования популярных игр на разных дисках:
Если у вас есть опыт обращения с SSD, то вы можете поделиться им с другими пользователями в комментариях.