SSD چیست و چه مزایایی نسبت به HDD دارد؟

سلام

حتما تا بحال تعریف سرعت SSD را زیاد شنیده اید، در این مقاله ی آموزشی به صورت کامل ابتدا با SSD و انواع آن آشنا میشیم، بعد به سراغ تفاوت SSD با HDD میریم، تا پایان مقاله همراه بپرسم باشید.

SSD چیست؟

SSD یا درایو حالت جامد، نوعی دستگاه ذخیره سازی است که در رایانه ها استفاده می شود. این حافظه ذخیره سازی عملکردی مانند یک فلش دارد. SSD ها جایگزین درایوهای هارد دیسک سنتی (HDD) در رایانه ها هستند و عملکردهای مشابه یک هارد دیسک را انجام می دهند. اما SSD ها در مقایسه با هاردها بسیار سریعتر هستند. با SSD ، سیستم عامل دستگاه سریعتر بوت می شود ، برنامه ها سریعتر بارگیری می شوند و فایل ها می توانند سریعتر ذخیره شوند.

یک هارد دیسک سنتی شامل یک دیسک در حال چرخش با سرعت خواندن/نوشتن بر روی بازوی مکانیکی به نام هد است. HDD داده ها را به صورت مغناطیسی می خواند و می نویسد. که مغناطیس می تواند منجر به خرابی مکانیک شود.

در مقایسه؛ SSD هیچ قطعه متحرکی برای شکستن یا چرخش ندارد. دو جزء کلیدی در SSD عبارتند از کنترل کننده فلش و تراشه های حافظه فلش(یا همون NAND) که این پیکربندی برای ارائه عملکرد خواندن/نوشتن بالا برای درخواست داده های متوالی و تصادفی بهینه شده است.

SSD ها در هر مکانی که هارد دیسک ها قرار میگیرند؛ میتوانند استفاده شوند. به عنوان مثال: در محصولات مصرفی، در رایانه های شخصی، لپ تاپ ها، دوربین های دیجیتال، پخش کننده های موسیقی دیجیتال، تلفن های هوشمند و رایانه های لوحی استفاده می شود. که به واسطه سرعت بالایشان در خواندن و نوشتن اطلاعات و مقاوم بودنشان به نسبت هاردها آنها گران تر از هارد های HDD هستند.

در سرورها، لپ تاپ ها و رایانه های رومیزی یا هر برنامه ای که نیاز به ارائه اطلاعات در زمان واقعی دارد می تواند از اس اس دی ها بهره مند شود. همچنین اس اس دی ها میتوانند سرعت راه اندازی سیستم عامل و همچنین نرم افزارهای کامپیوترتان را بسیار افزایش دهند.

SSD چگونه کار میکند؟

یک SSD داده ها را روی تراشه های حافظه فلش متصل به هم که از سیلیکون ساخته شده اند می خواند و می نویسد. سازندگان، SSD ها را با قرار دادن تراشه ها در یک شبکه برای دستیابی به تراکم های مختلف می سازند.

SSD ها داده ها را روی مجموعه ای از تراشه های حافظه فلش متصل به هم می خوانند و می نویسند. این تراشه ها از ترانزیستورهای شناور (FGT) برای نگه داشتن بار الکتریکی استفاده می کنند که SSD را قادر می سازد تا داده ها را حتی زمانی که به منبع تغذیه متصل نیست ذخیره کند. هر FGT حاوی یک بیت از داده است که به عنوان ۱ برای یک سلول باردار یا ۰ در صورتی که سلول فاقد بار الکتریکی باشد، تعیین می شود.

مطلب پیشنهادی: آموزش HTML - قسمت نهم(مفهوم css)

هر بلوک داده با سرعت ثابت قابل دسترسی است. با این حال، SSD ها فقط می توانند در بلوک های خالی بنویسند. و اگرچه SSD ها ابزارهایی برای دور زدن این موضوع دارند، عملکرد ممکن است همچنان در طول زمان کند شود.

SSD ها از سه نوع حافظه اصلی استفاده می کنند:

سلول های تک سطحی
سلول های سه سطحی
سلول های چند سطحی

که در ادامه به توضیح هر یک میپردازیم:

سلول های تک سطحی: سلول های تک سطحی می توانند یک بیت داده را در یک زمان نگه دارند – یک یا صفر. سلول های تک سطحی (SLC) گران ترین شکل SSD هستند، اما همچنین سریع ترین و بادوام ترین آنها هستند.

سلول های سه سطحی: سلول های سطحی سه گانه (TLC) می توانند سه بیت داده را در یک سلول نگه دارند. اگرچه TLC ها ارزان تر هستند، اما سرعت نوشتن پایین تری نیز دارند و نسبت به سایر انواع حافظه دوام کمتری دارند. SSD های مبتنی بر TLC ظرفیت فلاش بیشتری را ارائه می دهند و نسبت به MLC یا SLC هزینه کمتری دارند، البته به دلیل داشتن هشت حالت در سلول، احتمال پوسیدگی بیت ها بیشتر است.

سلول های چند سطحی: سلول‌های چند سطحی (MLC) می‌توانند دو بیت داده در هر سلول نگه دارند و فضای ذخیره‌سازی بیشتری در همان مقدار فضای فیزیکی SLC دارند. با این حال، MLC ها سرعت نوشتن پایین تری دارند.

فرق بین SSD و HDD

ویژگی های اصلی SSD چیست؟

چندین ویژگی طراحی یک SSD را مشخص می کند. از آنجایی که SSD قطعات متحرک ندارد، در معرض خرابی های مکانیکی نیست که در هارد دیسک ها رخ می دهد. SSD ها نیز کم صداتر هستند و انرژی کمتری مصرف می کنند. و از آنجایی که SSD ها وزن کمتری نسبت به هارد دیسک دارند، برای لپ تاپ و دستگاه های محاسباتی موبایل مناسب هستند.

علاوه بر این، نرم‌افزار کنترل‌کننده SSD شامل تجزیه و تحلیل‌های پیش‌بینی‌کننده است که می‌تواند کاربر را از قبل از خرابی احتمالی درایو آگاه کند.

مزایای SSD:

مزایای SSD نسبت به HDD عبارتند از:

زمان بوت سریعتر و عملکرد بهتر
سرعت/خواندن نوشتن بیشتر SSD به HDD
SSD ها صدای کمتری تولید می کنند زیرا هیچ قطعه متحرک یا چرخشی وجود ندارد.
درایوهای SSD به دلیل نداشتن قطعات متحرک نسبت به هارد دیسک ها به انرژی کمتری برای کار نیاز دارند.
SSD ها در برابر ضربه مقاوم تر هستند و بهتر از HDD ها می توانند گرما را تحمل کنند زیرا قطعات متحرک ندارند.
از آنجایی که SSD نیازی به چرخش مانند یک هارد دیسک ندارد، پاسخگوتر است و عملکرد بارگذاری بهتری را ارائه می دهد.

مطلب پیشنهادی: آموزش پاورپوینت - قسمت چهارم(حالت های نمایش و مرتب سازی)

معایب SSD:

معایب SSD نسبت به HDD عبارتند از:

درصد ریکاوری پایین نسبت به HDD
حافظه های SSD نسبت به هاردهای معمولی گران تر هستند.
محدودیت در تعداد چرخه های نوشتن باعث می شود عملکرد SSD ها در طول زمان کاهش یابد.
برخی از SSDها، به عنوان مثال، آنهایی که از تراشه های فلش حافظه NAND استفاده می کنند، فقط می توانند تعداد دفعات مشخصی را بنویسند که معمولاً کمتر از هارد دیسک است.

انواع SSD

انواع حافظه های SSD کدامند؟

مدار NAND و NOR در نوع گیت منطقی که استفاده می کنند متفاوت هستند. دستگاه های NAND از دسترسی سریال هشت پین به داده ها استفاده می کنند. در همین حال، حافظه فلش NOR معمولاً در تلفن های همراه استفاده می شود که از دسترسی تصادفی ۱ بایتی پشتیبانی می کند.

در مقایسه با NAND، فلاش NOR زمان خواندن سریع را ارائه می دهد، اما به طور کلی یک فناوری حافظه گرانی است. NOR داده ها را در تکه های بزرگ می نویسد، به این معنی که پاک کردن و نوشتن داده های جدید بیشتر طول می کشد. از قابلیت های دسترسی تصادفی NOR برای اجرای کد استفاده می شود، در حالی که NAND flash برای ذخیره سازی در نظر گرفته شده است. اکثر گوشی های هوشمند از هر دو نوع حافظه فلش پشتیبانی می کنند، از NOR برای راه اندازی سیستم عامل و کارت های NAND قابل جابجایی برای افزایش ظرفیت ذخیره سازی دستگاه استفاده می کنند.

انواع SSD

انواع SSD ها عبارتند از:

SATA
PCIE
فلش DIMM
NVME
NVME-OF
حافظه فلش DRAM هیبریدی

که در ادامه هر یک را به صورت مجزا توضیح میدهیم.

SSD SATA: اس اس دی ها برای متصل شدن به رایانه از درگاه Serial Advanced Technology Attachment یا همان SATA استفاده میکنند. که این مدل اس اس دی های ساتا نام دارد.

SSD PCIE: این حافظه ها از اس اس دی های نوع ساتا کوچکتر هستند و از توان عملیاتی بیشتری برخوردارند. یکی از معایبشان این است که حفاظت از داده های داخلیشان کمی محدود است.

مطلب پیشنهادی: نمایش لیست نویسندگان در وردپرس

فلش DIMM: ماژول‌های حافظه درون خطی دوگانه یا DIMM سرعت دستیابی به اطلاعاتشان بیشتر است و از کارت‌های فلش PCIe فراتر می‌روند و ضعف های SSD های مبتنی بر PCIe را ندارند. آنها به درایورهای سفارشی منحصر به فرد برای فلش DIMMS، با تغییرات خاص در سیستم I/O فقط خواندنی روی مادربرد نیاز دارند.

SSD NVME: این SSD ها از مشخصات رابط حافظه غیر فرّار (NVMe) استفاده می کنند. این سرعت انتقال داده بین سیستم های رایانه ای و درایوهای اس اس دی از طریق یک رابط کاربری PCIe تسریع می کند. SSD های NVMe برای ذخیره سازی غیر فرّار با کارایی بالا طراحی شده اند و برای تنظیمات بسیار سخت و محاسباتی بسیار مناسب هستند.

SSD NVME-OF: پروتکل NVMe over Fabrics انتقال داده ها را بین یک کامپیوتر و یک اس اس دی امکان پذیر می کند. NVMe-oF داده ها را از طریق روش هایی مانند اترنت، کانال فیبر یا InfiniBand منتقل می کند.

حافظه فلش DRAM هیبریدی: این پیکربندی کانال حافظه با دسترسی تصادفی پویا (DRAM) فلش و DRAM سرور را ترکیب می کند. این دستگاه‌های ذخیره‌سازی فلش هیبریدی محدودیت مقیاس نظری DRAM را برطرف می‌کنند و برای افزایش توان بین نرم‌افزار کاربردی و ذخیره‌سازی استفاده می‌شوند.

اس اس دی

اَشکال SSD:

سازندگان SSD فرم فاکتورهای مختلفی را ارائه می دهند. رایج ترین فرم فاکتور یک SSD 2.5 اینچی است که در ارتفاع های متعدد موجود است و از پروتکل های SAS، SATA و NVMe پشتیبانی می کند.

دو فاکتور شکل جدیدتر که قابل ذکر است عبارتند از M.2 و U.2 SSD. طول یک SSD M.2 متفاوت است — معمولاً از ۴۲ میلی متر تا ۱۱۰ میلی متر — و مستقیماً به مادربرد متصل می شود. از طریق NVMe یا SATA ارتباط برقرار می کند. اندازه کوچک M.2 سطح را برای اتلاف گرما محدود می کند که به مرور زمان عملکرد و پایداری آن را کاهش می دهد. در فضای ذخیره سازی سازمانی، SSD های M.2 اغلب به عنوان دستگاه بوت استفاده می شوند. در دستگاه های مصرف کننده، مانند رایانه های نوت بوک، یک SSD M.2 افزایش ظرفیت را فراهم می کند.

سعی کردیم تا در این مقاله به صورت کامل شما را با SSD ها آشنا کنیم، چنانچه موردی از قلم افتاد در بخش نظرات اعلام کنید تا اضافه شود.

چنانچه هنوز سوالی در رابطه با SSD داشتید در بخش پرسش و پاسخ سایت میتوانید بپرسید.

موفق باشید.