Solid State Drive SSD polovodičový disk
J. Vrzal, verze 0.8
Charakteristika SSD
Charakteristika SSD ●
●
●
soustava energeticky nezávislých flash pamětí, které jsou osazeny na destičce tištěného spoje alternativa HDD: velikosti 2,5“ i 3,5“ a komunikují s PC přes stejná rozhraní (tj. SATA i PATA, notebooky mSATA) absence mechanických součástí → nejsou náchylné na otřesy, nevydávají rušivé zvuky ani vibrace
Charakteristika SSD ●
● ●
spotřebují méně elektrické energie a dosahují vysokých rychlostí díky velmi nízkým přístupovým dobám vysoká cena → nižší kapacity nižší životnost, neboť počet cyklů – zápisů do jedné buňky paměti je omezen (10 000, resp. 100 000)
Historie flash paměti ●
první flash paměť, kterou je možné elektronicky mazat a znovu programovat (EEPROM - Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) vynalezl Dr. Masuoka (Toshiba) v roce 1980
Princip ukládání dat ●
data se ukládají do polí paměťových buněk, fyzicky zastoupených tranzistory a to dvojím způsobem: –
SLC (single level cell)
–
MLC (multi level cell)
Rozdíly použití
SLC
SLC ●
●
●
jednoduchá buňka → ukládá jen jediná informace pravda/nepravda dané paměťové místo se při zápisu naplní elektrony (nastaví se jeho napětí) při čtení se disk podívá, jaké je v dané buňce napětí, pokud je více jak 5 V, znamená to nepravda, pokud je menší jak 5 V, znamená to pravda
MLC
MLC ●
●
multi level cell flashová paměť funguje úplně stejně, avšak místo jednoho bitu dat jsou v paměťové buňce obvykle dva bity dat princip uložení elektronů a napětí se nemění, mění se pouze přesnost měření → tentokrát to není jen měření větší a menší než 5 V, tentokrát je potřeba intervalů několik
Výhody a nevýhody MLC ●
● ●
větší kapacita na stejném prostoru → levnější, energeticky úspornější Takže proč jsou v lepších discích SLC čipy? → menší životnost (počet zápisů do stejného místa), pomalejší rychlosti čtení/zápis
Výhody SSD ●
nemají mechanické pohyblivé části
●
vykazují nižší spotřebu (2 W)
●
mají nižší čas na alokaci dat, nevydávají hluk
●
dosahují vyšších přenosových rychlostí
●
access time, rychlost čtení i zápisu→
●
●
úzkým hrdlem výkonu počítače se stává pevný disk, v současnosti tedy spíše platí: rychlý pevný disk = rychlý počítač přenos. rychlost magnet. disku cca 150 MB/s
Nevýhody SSD ●
●
flash paměti mají omezenou životnost maximálním počtem zápisů do stejného místa, (udáváno kolem 100 000 zápisů) problém postupného opotřebení paměťových buněk se řeší metodou Wear Levelling (vyrovnání opotřebení)
Wear Levelling ●
používají se dva principy Wear Levellingu:
Způsob zápisu ● ●
●
SSD disky se při mazání opotřebovávají kdykoliv chce řadič umístit nová data na použitou buňku SSD disku, musí ji nejprve vymazat na rozdíl od magnetických pevných disků ale neumí SSD přepisovat stará data přímo při zápisu dat nových
Způsob zápisu
Způsob zápisu ●
●
● ●
flashové paměťové buňky (tedy prostory pro uložení jednoho či dvou bitů) jsou sdružovány do stránek s celkovou kapacitou od 2 do 4 kB tyto stránky se dále shlukují do bloků, které mají kapacitu mezi 128 a 512 kB SSD disk umí mazat jen celé bloky během zápisu disk přesune do vyrovnávací paměti ty stránky, které nesmí přepsat, a vyprázdní obsah flashových pamětí bloků, do nichž chce zapisovat
Způsob zápisu ●
●
●
●
poté může čerstvě vyprázdněné stránky znovu naplnit novými i starými daty tento proces zpomalí i u nejrychlejších SSD disků zápis až o 40 procent mazání není nutné pokud blok nebyl používán → zpočátku velmi slušné rychlosti zápisu jak se disk zaplňuje stává se zápis pomalejší (časová náročnost mazání bloku)
Způsob zápisu proti tomuto zpomalení se bojuje: –
SSD disk je ve skutečnosti vybaven větším množství paměťových buněk
–
SSD disk používá příkaz TRIM, kterým OS informuje řadič disku, že určité bloky mají být smazány, operace mazání probíhá nezávisle na zápisu nových dat
Redukce opotřebení ●
z hlediska opotřebení jsou pro SSD nevhodné některé běžné operace –
defragmentace (stěhování dat škodí)
–
ukládání mnoha dat do logů
–
používání dočasných souborů, cookies atd. → užívat anonymní prohlížení
–
zálohy v reálném čase (neustálé připisování dat na disk)
–
omezení Volume Shadow Copy Services
Zdroj: PFEIFER, René. Vše, co jste chtěli vědět o SSD. Svět hardware: ...vše ze světa počítačů [online]. 2010 [cit. 2013-02-09]. ISSN 1213-0818. Dostupné z: http://www.svethardware.cz/art_doc90BC248F94714B88C12575B4003F5730.html OBERMAIER, Z. Výkon SSD disku proti klasickým HDD v reálném provozu. Pc tuning [online]. 2009 [cit. 2013-02-09]. ISSN 1214-0201. Dostupné z: http://pctuning.tyden.cz/hardware/disky-cd-dvd-br/15788vykon-ssd-disku-proti-klasickym-hdd-v-realnem-provozu?start=8 MANDAU, Markus. Optimalizace Windows pro SSD disky. Chip.cz [online]. 2011 [cit. 2013-02-10]. Dostupné z: http://www.chip.cz/clanky/trendy/2009/11/optimalizace-windows-pro-ssddisky VAVREČKOVÁ, Šárka. Technické vybavení osobních počítačů. Opava, 2011. Dostupné z: http://fpf.slu.cz/~vav10ui/hw.html
