Ổ SSD có tác dụng gì? Bộ điều khiển ổ SSD. Bạn có cần ổ SSD không?

Tôi sẽ bắt đầu ngay với sự thật rằng rõ ràng tôi là một người chậm phát triển... Sự thật là mặc dù tôi đã biết từ lâu về sự tồn tại của cái gọi là ổ cứng thể rắn, do những lầm tưởng phổ biến về chúng. thời gian sử dụng ngắn, chi phí cao và với số lượng ít. Tôi mới mua một ổ SSD cho máy tính cá nhân của mình cách đây một năm rưỡi.

Và tôi hối hận…vì đã không mua nó sớm hơn. Sau khi mua SSD, tôi ngay lập tức bắt đầu tìm kiếm thông tin trên Internet về những gì có thể và không thể làm khi vận hành một thiết bị như vậy. Trong bài viết này, tôi đã cố gắng trả lời chi tiết tất cả các câu hỏi có thể có về ổ SSD.

Ổ SSD là gì?

SSD là một ổ đĩa để lưu trữ thông tin kỹ thuật số, về nguyên tắc tương tự như ổ đĩa flash nổi tiếng. Không có bộ phận cơ khí trong thiết kế của nó. SSD viết tắt là viết tắt của Solid State Disk.

Ban đầu, ổ SSD được thiết kế để sử dụng trong lĩnh vực quân sự. Ngày nay, mọi người đều có thể sử dụng ổ SSD thay vì ổ cứng từ tính thông thường. Ổ SSD được sử dụng trong máy tính để bàn để cải thiện hiệu suất.

Tôi sẽ nói ngay rằng khi bạn mua một ổ cứng thể rắn để thay thế ổ cứng từ tính thông thường cũ của mình, bạn sẽ nhận thấy ngay hiệu quả của việc tăng hiệu suất. Tuyên bố này đúng khi sử dụng cả Windows và Linux. Hơn nữa, hiệu quả của việc tăng hiệu suất sẽ cao hơn so với việc thay thế bộ xử lý hoặc tăng dung lượng RAM.

Tôi hy vọng rằng không có độc giả nào sử dụng Windows XP cũ trên máy tính của họ. Nếu không, cùng với việc lắp đặt ổ SSD, bạn sẽ phải thực hiện một số cài đặt hệ điều hành để tối ưu hóa hoạt động với SSD.

Nhưng bắt đầu từ Windows 7, hệ điều hành sẽ tự phát hiện sự hiện diện của ổ cứng thể rắn trong quá trình cài đặt và tối ưu hóa cài đặt để làm việc với nó. Nếu bạn cài đặt Linux trên ổ SSD, thì tôi chắc chắn có thể nói rằng Ubuntu 10.04 cũng sẽ tự động thực hiện các cài đặt cần thiết để hoạt động với ổ SSD.

Trực tiếp

Ổ cứng lai là gì?

Khi được lắp đặt trong cùng một hộp với ổ cứng từ tính, ổ cứng lai (SSHD) sẽ được hình thành. Bộ nhớ flash được sử dụng làm bộ đệm. Điều này giúp bạn có thể tận dụng được tất cả lợi ích của bộ nhớ flash (truy cập ngẫu nhiên ở tốc độ cao) và duy trì mức giá phải chăng để lưu trữ lượng lớn thông tin.

Bạn không bao giờ nên làm gì với ổ SSD?

Trong mọi trường hợp bạn không nên chống phân mảnh nó. Thứ nhất, đối với ổ SSD, điều này đơn giản là không cần thiết do nguyên lý hoạt động của việc truy cập tức thời vào dữ liệu trong ổ SSD được đảm bảo do không có đầu cơ nên nhu cầu chống phân mảnh hoàn toàn bị loại bỏ. Thứ hai, việc chống phân mảnh không những không có lợi mà còn gây hại, làm giảm tuổi thọ của ổ SSD do ghi đè thông tin không cần thiết và vô ích.

Ổ SSD không nên được định dạng. Hoạt động này đối với ổ đĩa thể rắn đơn giản là vô nghĩa và có hại. Khi sử dụng ổ đĩa trạng thái rắn, bạn chỉ cần xóa các tệp không cần thiết.

Bạn không thể lấp đầy ổ đĩa thể rắn bằng dữ liệu đầy đủ. Ổ đĩa thể rắn phải luôn có khoảng 20% ​​​​tổng dung lượng ổ đĩa hoặc ổ đĩa logic trống. Không gian trống này sẽ được sử dụng để thay thế các ô nhớ đã bị hỏng do hao mòn. Bạn có thể làm một điều gì đó thông minh: để trống 20% ​​dung lượng ổ đĩa để không vô tình lấp đầy thông tin vào đó.

Xóa tan những lầm tưởng về ổ SSD

Chi phí cao và khối lượng thấp. Đúng vậy, với ba nghìn rúp Nga, bạn có thể mua một ổ cứng thể rắn có dung lượng chỉ 120 GB hoặc một ổ cứng từ tính có dung lượng lên tới 1 TB. Sự khác biệt về chi phí trên 1 MB thông tin là đáng chú ý. Nhưng có một sự khác biệt đáng chú ý về hiệu suất, cao hơn khoảng 5 lần đối với SSD. Ngoài ra, 120 GB là quá đủ để cài cùng lúc cả Windows 10 và Ubuntu trên một đĩa SSD - được thử nghiệm từ trải nghiệm cá nhân.

Tuổi thọ ngắn. Luận án này, tôi sẽ nói thẳng với bạn, hoàn toàn vô nghĩa. Tất nhiên, các ô nhớ flash sẽ hao mòn theo thời gian, nhưng mặc dù ổ đĩa thể rắn hoạt động giống như ổ đĩa flash quen thuộc nhưng nó vẫn “thông minh” hơn nhiều so với ổ đĩa sau. Về lý thuyết, các nhà sản xuất cung cấp bảo hành ba năm tiêu chuẩn cho ổ đĩa thể rắn, nhưng trên thực tế, tài nguyên của ổ SSD có thể tồn tại trong mười năm.

Ưu điểm của SSD

Nhược điểm của ổ SSD

Giá cao. Giá mỗi 1 MB cao hơn vài lần so với ổ cứng từ tính. Không còn nghi ngờ gì nữa, đây là nhược điểm chính. Nhưng đừng buồn về điều đó. Chỉ cần một ổ SSD để tải hệ điều hành, thậm chí 60 GB là đủ. Ngoài ra, giá ổ SSD ngày càng thấp.

Viết lại giới hạn chu kỳ. Chà, tôi đã nói trước đó rằng giới hạn này rất khó khăn. Ngay cả ổ đĩa thể rắn đơn giản nhất và giá cả phải chăng nhất cũng có thể chịu được khoảng 11.000 chu kỳ ghi lại, tức là khoảng 5 năm sử dụng. Ổ SSD được sản xuất bằng công nghệ mới có giới hạn chu kỳ ghi lại cao hơn đáng kể. Như vậy, RAM SSD hay FRAM có tuổi thọ gần như không thể đạt được là 40 năm!

Không thể khôi phục thông tin bị hư hỏng. Nếu trong ổ cứng từ tính chỉ có bộ điều khiển có thể thay thế bị cháy khi điện áp tăng đột ngột, thì trong ổ SSD, bộ điều khiển được gắn trực tiếp vào bo mạch, cùng với đó là toàn bộ ổ đĩa bị cháy.

Công suất nhỏ. Dung lượng tiêu chuẩn của hầu hết các ổ SSD dao động từ 128 đến 512 GB. Những thiết bị có dung lượng trên 1 TB hầu như không bao giờ được bày bán. Một nhược điểm rất gây tranh cãi (xem điểm đầu tiên).

Phạm vi ứng dụng của ổ SSD

Ổ đĩa trạng thái rắn đang dần bắt đầu được sử dụng trong mọi lĩnh vực. Thông thường đây là những thiết bị nhỏ gọn như điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng có dung lượng bộ nhớ từ 18 đến 64 GB.

ĐỂ THAM KHẢO.

Ổ cứng từ tính là gì?

Ổ cứng từ tính thường được gọi là ổ cứng và được ký hiệu bằng từ viết tắt HDD, viết tắt của Hard Disk Drive. Dữ liệu được ghi vào ổ cứng bằng cách đảo ngược từ hóa của các tế bào trên các tấm từ quay cơ học.

Cái gọi là cỗ xe, trên đó đặt đầu đọc, di chuyển với tốc độ cao phía trên và giữa các tấm. Trong quá trình quay, tiếng ồn được tạo ra và hiện tượng nóng lên. Ổ cứng trong tình trạng hoạt động có rất ít khả năng bảo vệ khỏi rung động, va đập và rơi, điều này có thể khiến hộp chứa va chạm với đĩa cứng, cuối cùng dẫn đến hỏng ổ đĩa và hỏng dữ liệu.

Đó là tất cả. Chúc may mắn khi sử dụng ổ SSD.

Hôm nay chúng ta sẽ xem xét những điểm chính và nguyên lý hoạt động của công nghệ ổ SSD thể rắn. Như bạn còn nhớ, chúng tôi đã tiến hành thử nghiệm so sánh một ổ SSD và hai ổ HDD. Chúng tôi đã xem xét nó trông như thế nào từ bên trong và nó bao gồm những khối chính nào.

Chúng tôi cũng đã liệt kê những ưu điểm chính của công nghệ này và bây giờ chúng tôi sẽ xem xét những nhược điểm cố hữu của nó vào lúc này. Hãy trình bày những cái chính dưới dạng danh sách:

1. Chi phí lưu trữ dữ liệu cao (so với ổ HDD), tức là - chúng tôi nhận được ít dung lượng đĩa hơn với nhiều tiền hơn
2. Tính dễ bị tổn thương lớn hơn (liên quan đến các thiết bị ghi từ tính) đối với nhiễu điện và các vấn đề về nguồn điện (mất điện đột ngột, từ trường, tĩnh điện)
3. Bạn không thể lấp đầy hoàn toàn đĩa (15-20% dung lượng sẽ trống)
4. Tuổi thọ sử dụng của phương tiện được giới hạn ở một số chu kỳ ghi nhất định của các ô của nó

Nhưng hãy đi theo thứ tự! Hãy bắt đầu với ổ SSD là gì và nguyên lý hoạt động của nó như thế nào?

Đây là ổ cứng thể rắn sử dụng chip nhớ flash NAND thay vì các tấm truyền thống được phủ một lớp sắt từ.

Bộ nhớ NAND là một sự phát triển của bộ nhớ flash, các chip trong đó có hiệu suất, độ bền thấp hơn nhiều và có cấu trúc lớn hơn.

Bạn có thể quan tâm đến thực tế là bộ nhớ flash đã được phát triển tại một trong các bộ phận của Toshiba vào năm 1984. Con chip thương mại đầu tiên dựa trên sự phát triển này được Intel phát hành vào năm 1988. Và một năm sau (1989), Toshiba cũng đã giới thiệu một loại bộ nhớ flash mới - NAND.

Hiện tại, có ba tùy chọn (sửa đổi) chính của bộ nhớ NAND:

• SLC (Ô đơn cấp)
• MLC (hai cấp độ - Multi Level Cell)
• TLC (ba cấp độ - Three Level Cell)

Giải pháp đắt tiền và đáng tin cậy nhất là các thiết bị dựa trên chip SLC. Tại sao? Chúng cho phép mỗi ô nhớ chỉ lưu trữ một bit thông tin. Không giống như chúng, chip MLC và TLC có thể lưu trữ tương ứng hai và ba bit. Điều này có thể thực hiện được bằng cách sử dụng các mức điện tích khác nhau trên các cổng của ô nhớ.

Điều này có thể được hiển thị dưới dạng sơ đồ như thế này:

Cấu trúc đa cấp như vậy cho phép bạn tăng đáng kể dung lượng của các chip có cùng dung lượng vật lý (kết quả là mỗi gigabyte sẽ rẻ hơn). NHƯNG! Không có gì được đưa ra miễn phí! Do đó, chip MLC và TLC có tuổi thọ giảm mạnh, điều này liên quan trực tiếp đến số chu kỳ ghi lại trong tế bào của chúng.

Đối với SLC, đây là 100.000 chu kỳ xóa/ghi, đối với MLC - 10.000 và đối với TLC - chỉ 5.000. Sự giảm độ tin cậy này có liên quan đến sự phá hủy dần dần lớp điện môi của cổng nổi của tế bào do lượng dự trữ thay đổi nhỏ. trạng thái của nó dưới tác dụng của dòng điện. Ngoài ra, do với mỗi cấp độ mới, nhiệm vụ nhận dạng chính xác mức tín hiệu điện trở nên phức tạp hơn, điều đó có nghĩa là tổng thời gian tìm kiếm ô mong muốn với dữ liệu sẽ tăng lên, khả năng xảy ra lỗi đọc cũng tăng lên.

Để chống lại hiện tượng được mô tả ở trên, các nhà sản xuất phải phát triển các bộ vi điều khiển quản lý cực kỳ thông minh chuyên dụng cho ổ SSD, ngoài quy trình I/O, phải ghi thông tin vào phương tiện để các chip nhớ flash của nó hao mòn đồng đều và kiểm soát sự hao mòn này, cân bằng tải - tiến hành sửa lỗi, v.v.

Điểm yếu chính là bộ điều khiển, vì nó nhạy cảm hơn với các sự cố về điện và việc làm hỏng vi chương trình (phần sụn) nằm trong nó có thể dẫn đến mất hoàn toàn tất cả dữ liệu người dùng. Và việc khôi phục chính xác chúng là một hoạt động thậm chí còn tốn nhiều công sức hơn so với ổ HDD. Do dữ liệu nằm rải rác trên các chip nhớ khác nhau và cần phải khôi phục chính xác cấu trúc ban đầu của chúng, và điều này không hề dễ dàng.

Do đó, các nhà sản xuất ổ SSD thường xuyên cập nhật chương trình cơ sở cho ổ đĩa của họ và cung cấp chúng để tải xuống miễn phí, tinh chỉnh và cải thiện thuật toán vận hành của thiết bị cũng như ngăn ngừa mất dữ liệu trong trường hợp khẩn cấp.

Các nhà sản xuất cũng chống lại sự hao mòn của các tế bào bộ nhớ MLC bằng cách sử dụng một phương pháp đã được chứng minh trong các đĩa có nguyên tắc ghi từ tính: dành một phần dung lượng của chúng (10-20%) để thay thế động các tế bào bị hao mòn. Trong trường hợp HDD, khu vực này được sử dụng để thay thế.

Nhưng chúng tôi, với tư cách là người dùng, cũng có thể giúp ổ SSD của mình không lãng phí tài nguyên “tuổi thọ” hạn chế của nó khi không hoạt động và định cấu hình hệ điều hành theo cách giảm thiểu việc truy cập đĩa không cần thiết.

Tôi sẽ chỉ cho bạn những nguyên tắc chung về những việc cần làm và những điều cần tránh, đồng thời bản thân bạn sẽ cấu hình hệ thống của mình để hoạt động tối ưu với ổ đĩa thể rắn.

Ví dụ: chúng tôi biết rằng hệ điều hành Windows tích cực sử dụng tệp trang (tệp hệ thống ẩn “pagefile.sys”) trong quá trình hoạt động. Điều này có ý nghĩa gì liên quan đến sự hao mòn của các tế bào ổ SSD và mọi thứ mà chúng ta đã nói ở trên? Và thực tế là một khu vực riêng biệt của ổ đĩa flash hệ thống được sử dụng nhiều (thường bị ghi đè bởi một số dữ liệu dịch vụ mà chúng tôi không cần và trên thực tế, đã bị hao mòn nhiều)!

Những gì có thể được thực hiện? Phải! Tôi có nên chuyển tệp hoán đổi sang một ổ đĩa khác (không phải ổ SSD) như tôi đã làm hay nếu có dung lượng RAM lớn, hãy bỏ nó hoàn toàn (đặt thành “0”)?

Hãy đi xa hơn: quy trình chống phân mảnh không chỉ không cần thiết đối với loại thiết bị này (tốc độ truy cập của chúng là như nhau đối với bất kỳ ô nào, bất kể tệp cuối cùng nằm ở đâu), mà còn đơn giản là có hại. Vì lý do tương tự như đã mô tả ở trên. Quyền truy cập bổ sung (nhàn rỗi) vào đĩa chỉ làm giảm thêm nguồn tài nguyên hạn chế của nó. Điều này có nghĩa là chúng ta tắt dịch vụ chống phân mảnh tương ứng. Bạn cũng nên tắt tính năng lập chỉ mục tệp, tính năng này cần thiết để tìm kiếm nhanh hơn, nhưng chúng ta có thường xuyên sử dụng tính năng này không?

Tôi nghĩ bạn hiểu được nguyên tắc. Và bây giờ tôi muốn giới thiệu với các bạn một chương trình nhỏ “SSD Mini Tweaker” (trình tối ưu hóa tweaker), có chức năng tối ưu hóa hoạt động tương tự của ổ SSD. Trong đó, chỉ cần đánh dấu vào các ô chúng ta cần đối diện với các mục tương ứng và nhấp vào nút “Áp dụng thay đổi”.

Máy tính sẽ khởi động lại và những thay đổi sẽ có hiệu lực. Chương trình này đáng chú ý ở chỗ nó có giao diện tiếng Nga và trợ giúp chi tiết bằng tiếng Nga. Vì vậy, bất cứ lúc nào bạn cũng có thể tự làm quen chi tiết với chức năng mà bạn sắp tắt hoặc bật.

Bạn có thể tải xuống tiện ích. Kho lưu trữ chứa các phiên bản dành cho hệ thống 32 và 64 bit và tệp trợ giúp bằng tiếng Nga.

Vì chúng tôi đã dành rất nhiều thời gian cho vấn đề sử dụng đĩa tối ưu và sự hao mòn của các ô nhớ, nên tôi không thể không giới thiệu cho bạn một sự phát triển thú vị khác. Chương trình “SSD Life Pro”, nhiệm vụ chính là theo dõi thời gian hoạt động của đĩa và báo cáo ngày gần đúng xảy ra lỗi.

Chúng ta thấy gì ở đây? Mục nhập “FW: 1.00” là phiên bản phần sụn của đĩa, bên dưới hiển thị dung lượng bị chiếm dụng và trống trên đó, tổng thời gian hoạt động kể từ lần khởi động đầu tiên và số lần khởi động. Ngoài ra, hãy chú ý đến dòng TRIM (phải được kích hoạt), điều này cho biết hiệu suất của ổ SSD sẽ ở mức tối ưu.

Dưới đây là ảnh chụp màn hình của cùng một chương trình nhưng được lấy từ trang web của nhà phát triển. Nó cho thấy rằng đĩa từ Intel đã truyền chính xác các thông số SMART của nó tới tiện ích và dựa trên chúng, tiện ích đã hiển thị dự báo mở rộng về tình trạng của nó.

Như bạn có thể thấy, lỗi ổ đĩa được “lên lịch” vào ngày 7 tháng 11 năm 2020 :)

Nếu chúng ta nhấp vào liên kết “Bạn nghĩ điều này thế nào?” ở đầu cửa sổ chương trình, chúng ta sẽ truy cập trang web của nhà phát triển và có thể xem (bằng tiếng Nga) cách tính toán như vậy chính xác như thế nào?

Bạn có thể sử dụng chương trình. Nếu nó hiển thị chính xác “tuổi thọ” của đĩa của bạn thì hãy đăng ký, tôi nghĩ tất cả độc giả sẽ quan tâm!

Để kết thúc chủ đề này, chúng ta hãy nghe lời giới thiệu của công ty danh tiếng Intel, trong đó nói rằng điều kiện hoạt động lý tưởng cho ổ cứng thể rắn SSD là nó chứa đầy dữ liệu dưới 75% với tỷ lệ tĩnh (hiếm khi đã thay đổi) và thông tin động (thường xuyên thay đổi) - 3 ĐẾN 1 . Không nên sử dụng 10-20% dung lượng ổ đĩa cuối cùng vì nó cần thiết để lệnh TRIM hoạt động chính xác. Để hoạt động, nó cần không gian trống để tập hợp lại dữ liệu (giống như chức năng chống phân mảnh). Nguyên tắc chung là - càng có nhiều dung lượng trống thì thiết bị hoạt động càng nhanh.

Hiện tại, ổ SSD là lý tưởng để làm phân vùng hệ thống nơi cài đặt hệ điều hành và các chương trình, thế là xong. Dữ liệu và tất cả công việc trên chúng (nếu có thể) sẽ diễn ra trên đĩa (HDD) thứ hai. Ngoài ra, ổ đĩa thể rắn có thể được sử dụng hiệu quả trên các máy chủ để lưu trữ dữ liệu tĩnh vào bộ nhớ đệm.

Bây giờ, chúng ta hãy xem nhanh lý do tại sao các mẫu ổ cứng thể rắn SSD đắt tiền hơn lại có chất lượng tốc độ tuyệt vời như vậy và chúng khác biệt như thế nào so với các mẫu ổ cứng “trẻ hơn”?

Thứ nhất: đây là chip điều khiển ổ đĩa thông minh tương tự, có thể được thiết kế dưới dạng đa kênh, tức là. - có thể ghi dữ liệu đồng thời vào từng chip nhớ flash của đĩa. Nhờ đó, hiệu năng tổng thể của thiết bị sẽ bằng tốc độ của một chip nhớ nhân với số kênh điều khiển. Chà, đó là để đơn giản hóa tình hình một chút :)

Ngoài ra, các mẫu đắt tiền hơn sử dụng các thành phần bổ sung được hàn trên bảng. Ví dụ, đây có thể là một loạt tụ điện nằm gần chip RAM của đĩa, đảm bảo rằng dữ liệu từ bộ nhớ đệm được đảm bảo giữ lại trong trường hợp mất điện.

Khi đạt đến khối lượng tế bào ổ đĩa bị lỗi tới mức, phần sụn chip chất lượng cao có thể chặn hoàn toàn chức năng ghi của ổ SSD và chuyển sang chế độ chỉ đọc, đảm bảo an toàn cho dữ liệu người dùng (có thể) cho đến khi thiết bị bị lỗi hoàn toàn.

Và ở cuối bài viết của chúng tôi, chúng ta hãy đề cập đến một loại ổ đĩa thể rắn thú vị khác. Đây là các ổ đĩa “RAM SSD”. Nó là gì?

Các thiết bị lai như vậy sử dụng chip dễ bay hơi để lưu trữ thông tin, hoàn toàn giống với chip được sử dụng trong mô-đun. Chúng có tốc độ truy cập, đọc và ghi dữ liệu cực nhanh và có thể được sử dụng thành công để tăng tốc cơ sở dữ liệu lớn cũng như khi cần hiệu suất cao nhất.

Những hệ thống như vậy được trang bị pin để duy trì hoạt động khi không có điện và các mẫu đắt tiền hơn được trang bị hệ thống dự phòng khi dữ liệu được sao chép sang phương tiện HDD.

Đây là hình thức của một thiết bị như vậy, được hệ điều hành phát hiện dưới dạng ổ cứng.

Và đây là một lựa chọn đơn giản hơn, được thực hiện dưới dạng thẻ PCI Express X1

Như bạn có thể thấy, nguyên lý hoạt động ở đây là giống nhau, nhưng chức năng của chip nhớ flash hay “bánh kếp” HDD ở đây được thực hiện bởi các mô-đun RAM thông thường.

Bây giờ, như đã hứa, tôi muốn nói đôi lời về cảm nhận chủ quan sau khi sử dụng ổ cứng thể rắn. Hệ điều hành (Windows 7) khởi động và tắt nhanh hơn đáng kể. Điều tương tự cũng có thể nói về việc cài đặt và khởi chạy chương trình. Một số ứng dụng đơn giản là tuyệt vời: Microsoft Word 2003 “bắn” trong chưa đầy một giây! Bạn không có thời gian chuẩn bị tinh thần để làm việc với nó :) Vâng, nó nhanh, nhưng đừng mong đợi điều gì phi thường, suy cho cùng, đây không phải là một “cuộc cách mạng”, mà là một “sự tiến hóa” :)

Đó là tất cả những gì tôi có cho ngày hôm nay. Hẹn gặp lại bạn ở những bài viết tiếp theo!

Và cuối cùng - quá trình sản xuất chip nhớ NAND trông như thế nào:

Chúc một ngày tốt lành, độc giả blog thân mến. Ngay từ khi máy tính ra đời, chúng ta đã thấy dung lượng ổ cứng tăng lên nhanh chóng như thế nào.

Khoảng 10 năm trước, không ai cùng bạn có thể tưởng tượng được việc có một ổ cứng 1 TB trong máy tính của họ, còn 5 năm trước, ổ cứng 1 TB là một thứ xa xỉ và rất đắt tiền.

Ngày nay, trong số các loại ổ cứng thì dung lượng 1 TB là sự lựa chọn tối ưu nhất. Bạn có thể nhét bất cứ thứ gì vào 1TB; ngoài ra còn có ổ cứng 1,5, 2 và thậm chí 3 TB.

Theo tôi, ngày nay bất kỳ ổ cứng nào cũng có thể đảm đương được nhiệm vụ chính của nó - lưu trữ dữ liệu. Khi làm việc với bất kỳ hệ điều hành Windows nào, máy tính thường bắt đầu chạy chậm lại do tải trên ổ cứng tăng lên.

Do đó, tất cả các bài viết dành cho việc tối ưu hóa và tăng tốc Windows từ phần « » , nhằm mục đích tăng tốc và giảm tải cho nó.

Ổ SSD là gì

Nhiều người trong số các bạn có thể đã nghe nói về công nghệ ổ đĩa thể rắn.SSD.Hôm nay tôi sẽ cố gắng tiết lộ cho các bạn những ưu và nhược điểm đã biết của các ổ đĩa này so vớiổ cứng.

Ổ SSD là gì và tại sao nó tốt hơn ổ HDD?

Ổ SSDbao gồm một bộ điều khiển và chip bộ nhớ, trong khi ổ đĩa không chứa các bộ phận chuyển động - nhân tiện, đây là một trong những lợi thế quan trọng so với ổ cứng HDD. Có hai loạiSSDổ đĩa làỔ SSDsử dụng bộ nhớ flash vàĐẬPký ức.

Tóm lại,SSDổ đĩa sử dụngĐẬPbộ nhớ là thiết bị lưu trữ nhanh nhất và đắt nhất trên thế giới. Giá của một gigabyte ổ đĩa như vậy bắt đầu từ 80 USD và có thể vượt quá 500 USD.

Ngoài giá cả, sự khác biệt chínhSSDĐẬPtừ flash nằm trong bộ nhớ khả biến, tương tự như RAM (bộ nhớ chỉ lưu trữ dữ liệu khi máy tính được bật; nếu tắt, bộ nhớ sẽ bị xóa hoàn toàn).

Ổ SSDỔ đĩa rẻ hơn, chậm hơn và không ổn định dựa trên bộ nhớ flash.

Chúng được sử dụng rộng rãi trong các máy tính để bàn, không giống nhưRAM SSDchỉ được sử dụng trên những máy tính siêu mạnh có pin dự phòng trong trường hợp mất điện.

Bây giờ hãy nói về những ưu điểm và nhược điểm chínhđèn flash SSDtừ những cái chúng ta đã quenổ cứng.

Lợi ích của SSD

Không có bộ phận cơ khí chuyển động - có nghĩa là theo thời gianSSDsẽ không “sụp đổ” nhưổ cứng,vì không có gì tràn vào trong đó.

Tốc độ đọc và ghi nhanh hơn - Không giốngổ cứng,những người không thể phát huy hết tiềm năng của mìnhSATA II – SATA III (3 – 6 Gb/giây).

Tốc độSSDđĩa được giới hạn chính xác bởi giao diện này. Nghĩa là, nếu không có giới hạn tốc độ ghi là 6Gb/sTRÊNSATA III, SSDthậm chí có thể hoạt động nhanh hơn.

Sự nhỏ gọn - SSDnhỏ gọn hơn và thường phù hợp với hệ số dạng 2.5. Trong khiổ cứngmáy tính để bàn, đó là 3.5.

Không có tiếng ồn - bất kìổ cứngvới tải trọng tăng lên trên các tấm, nó bắt đầu có dấu hiệu của sự sống dưới dạng tiếng ồn và tiếng kêu lách tách.SSDkhông thể làm điều đó :)

Sức mạnh - SSDcó khả năng chống chịu ứng suất cơ học tốt hơn và có phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng, bao gồm cả nhiệt độ rất cao, tại đóổ cứngTôi không thể làm việc được.

Vì có rất nhiều ưu điểm nên chắc chắn những chiếc ổ đĩa siêu nhanh này cũng phải có một số nhược điểm. Lý do nào khác?SSDvẫn chưa có trên máy tính của mọi người, nhưngổ cứnghọ vẫn bán thành công chứ?

sai sót

Ghi đè - Đây là nhược điểm lớn nhấtSSD.Ổ đĩaSSDcó số lần viết lại hạn chế và thường có thể được viết lại không quá 10.000 nghìn lần. trong đóổ cứng(nếu trí nhớ của tôi phục vụ tôi đúng :)) ghi đè thành công khoảng một triệu lần.

Tôi chưa bao giờ nghe nói rằng vấn đề này khá nghiêm trọng đối với người dùngSSD.Ngoài ra đa số họ đều quen với nhược điểm này nên sử dụng linkSSD + ổ cứng.

Chủ yếu được sử dụng để viết lạiổ cứng,MỘTSSDđược sử dụng để tăng tốc độ tải và làm việccác cửa sổvà tất cả các chương trình được cài đặt trên ổ đĩa.

Khả năng tương thích - Hiện tại chỉWindows 7biết cách làm việc đúng vớiSSDổ đĩa.

Tất cả các hệ điều hành trước đây đều tải nó bằng các công nghệ tệp trang không cần thiết,Săn sang khởi độngvân vân. Điều này làm giảm đáng kể tuổi thọ sử dụng, vì vậy việc muaSSDsử dụng nó độc quyềnWindows 7.

Giá - Giá choSSDổ đĩa cao hơn đáng kể so với ổ đĩa thông thườngổ cứng.Đồng thời, bản thân chi phíSSDđược hình thành tùy thuộc vào số lượng gigabyte (1-1,5$ cho 1GB).

Khác với chi phíổ cứng,chi phí được hình thành dựa trên chi phí và số lượng tấm. Có lẽ vì khuyết điểm nàySSDổ đĩa vẫn chưa phổ biến nhưổ cứng,nhưng giá hàng năm cho1 GBSSDổ đĩa giảm, và cùng với đó là giá củaổ cứng.

Phần kết luận

SSDMột thứ cực kỳ hữu ích, hay và đắt tiền nên cần có sự quan tâm thích đáng. Mô hình sử dụng của tôiSSDnhư thế này.

Hãy lấy nóSSDdựa trên nhu cầu của bạn - đối với cá nhân tôi là 64 GB (tức là 60-70$ trung bình) chocác cửa sổvà có đủ chương trình. Tôi sẽ cá với anh ấyổ cứng1 TB, tôi sử dụng làm nơi lưu trữ để thường xuyên viết lại thông tin. Tôi cài đặt tất cả những thứ này trênWindows 7 (bản thân O.S.SSD).

Kết quả là mọi thứ trôi qua rất nhanh và tôi không sợ rằngSSDsẽ sớm thất bại vì một số dữ liệu quan trọng chỉ được lưu trữ trênổ cứng.

Dành cho những người vẫn còn nghi ngờ về nhu cầu mua hàngSSD,) và tiêu chí. Trong mọi trường hợp không nên sử dụng những phương pháp này trênSSD,vì điều này không những không làm tăng năng suất mà còn có thể gây hại cho anh ta.

Về nguyên tắc chỉ vậy thôi, tôi hy vọng có thể tiết lộ chủ đề cho bạnSSDổ đĩa. Trong mọi trường hợp, nếu bạn có thắc mắc, hãy hỏi trong phần bình luận, tôi luôn sẵn lòng trợ giúp :)

Nơi chúng tôi xem xét nó là gì, nó hoạt động như thế nào, v.v. Nhưng trên thực tế, chúng tôi không nói rằng ổ cứng đã không còn tiềm năng phát triển cả về dung lượng và hiệu suất và chúng đã được thay thế bằng ổ cứng thể rắn hoặc SSD hiện đại. Mặc dù ổ cứng HDD vẫn còn khá phổ biến nhưng SSD cũng đã trở nên rất phổ biến và đang dần thay thế những công nghệ lạc hậu khỏi thị trường.

Vì chủ đề này phổ biến và phù hợp nên trong bài viết hôm nay chúng ta sẽ xem xét SSD: chúng ta sẽ tìm hiểu chúng là gì, tính năng hoạt động, đặc điểm của chúng nói chung - như thường lệ. Hãy bắt đầu nào.

SSD là gì

Ổ SSD - một thiết bị lưu trữ phi cơ khí của máy tính bao gồm chip nhớ và bộ vi điều khiển. Xuất phát từ Solid State Drive trong tiếng Anh, nghĩa đen là ổ đĩa thể rắn.

Trong định nghĩa này, mọi từ đều có nghĩa. Một thiết bị phi cơ khí có nghĩa là nó không có bộ phận cơ khí—không có gì chuyển động, kêu vo vo hoặc gây ra tiếng ồn bên trong. Kết quả là không có gì bị hao mòn hoặc hao mòn. Vì ổ SSD đã thay thế ổ đĩa cơ truyền thống nên đặc tính này rất quan trọng. Các đĩa cũ bị rung trong quá trình hoạt động, nhưng ổ đĩa thể rắn thì không.

Chip bộ nhớ được sử dụng để lưu trữ thông tin. Bộ điều khiển trên đĩa cho phép bạn nhận dữ liệu từ các ô nhớ và ghi vào chúng, truyền dữ liệu sang giao diện máy tính chung, bất kể hoạt động cụ thể của phương tiện lưu trữ. Một ổ đĩa flash khổng lồ chính là ổ SSD, thoạt nhìn có vẻ như vậy, nhưng thực ra chỉ có một loạt các thành phần vô dụng.

SSD dùng để làm gì?

Trong bất kỳ máy tính nào, ổ SSD sẽ thay thế ổ cứng HDD thông thường. Nó hoạt động nhanh hơn, có kích thước nhỏ và không tạo ra âm thanh. Tốc độ tải ứng dụng và hệ điều hành cao giúp tăng sự thoải mái khi làm việc với PC.

SSD trong máy tính xách tay là gì, mỗi watt năng lượng đều có giá trị? Tất nhiên, trước hết, nó là một phương tiện lưu trữ rất tiết kiệm. Nó có thể hoạt động với thời gian sạc pin lâu hơn. Ngoài ra, nó có kích thước rất nhỏ, cho phép nó được đưa vào các cấu hình phần cứng nhỏ gọn nhất.

SSD bao gồm những gì?

Một trường hợp nhỏ trong đó có một bảng mạch in nhỏ là ổ SSD gắn ngoài. Một số chip nhớ và bộ điều khiển được hàn vào bảng này. Ở một bên của hộp này có một đầu nối đặc biệt - SATA, cho phép bạn kết nối ổ SSD giống như bất kỳ ổ đĩa nào khác.

Chip bộ nhớ được sử dụng để lưu trữ thông tin. Nó không phải là thứ có trên mọi máy tính. Bộ nhớ trong ổ SSD có khả năng lưu trữ thông tin ngay cả khi đã tắt. Bộ nhớ của ổ SSD không dễ thay đổi. Cũng giống như một chiếc đĩa thông thường, dữ liệu được lưu trữ trên các tấm từ tính, ở đây dữ liệu được lưu trữ trong các vi mạch đặc biệt. Việc ghi và đọc dữ liệu nhanh hơn rất nhiều so với khi làm việc với đĩa cứng cơ học.

Bộ điều khiển trên đĩa là một bộ điều khiển có tính chuyên môn cao, có thể phân phối dữ liệu trong các vi mạch một cách rất hiệu quả. Nó cũng thực hiện một số hoạt động dịch vụ như làm sạch bộ nhớ đĩa và phân phối lại các ô khi chúng bị hao mòn. Để làm việc với bộ nhớ, điều rất quan trọng là phải thực hiện các thao tác dịch vụ kịp thời để thông tin không bị mất.

Bộ nhớ đệm, giống như trên các đĩa thông thường, được sử dụng để lưu trữ dữ liệu. Đây là RAM nhanh trên ổ SSD. Dữ liệu đầu tiên được đọc vào bộ nhớ đệm, được sửa đổi trong đó và sau đó chỉ được ghi vào đĩa.

Ổ SSD hoạt động như thế nào?

Nguyên lý hoạt động của ổ SSD dựa trên hoạt động cụ thể của các ô nhớ. Loại bộ nhớ phổ biến nhất hiện nay là NAND. Dữ liệu được xử lý theo khối chứ không phải byte. Các ô nhớ có nguồn tài nguyên hạn chế về chu kỳ ghi lại, nghĩa là dữ liệu được ghi vào đĩa càng thường xuyên thì dữ liệu sẽ bị lỗi càng nhanh.

Đọc dữ liệu rất nhanh. Bộ điều khiển xác định địa chỉ của khối cần đọc và truy cập vào ô nhớ mong muốn. Nếu một số khối không tuần tự được đọc trong đĩa SDD, điều này không ảnh hưởng đến hiệu suất dưới bất kỳ hình thức nào. Nó chỉ đơn giản đề cập đến một khối khác tại địa chỉ của nó.

Quá trình ghi dữ liệu phức tạp hơn và bao gồm một số thao tác:

• đọc một khối vào bộ đệm;
• thay đổi dữ liệu trong bộ nhớ đệm;
• thực hành quy trình xóa một khối trên bộ nhớ cố định;
• ghi một khối vào bộ nhớ flash tại một địa chỉ được tính toán bằng thuật toán đặc biệt.

Việc ghi một khối yêu cầu nhiều quyền truy cập vào các ô nhớ trên ổ SSD. Một thao tác bổ sung xuất hiện để làm sạch khối trước khi ghi. Để đảm bảo các ô nhớ flash hao mòn đồng đều, bộ điều khiển sử dụng thuật toán đặc biệt để tính toán số khối trước khi ghi.

Hoạt động xóa khối (TRIM) được thực hiện bởi ổ SSD trong thời gian rảnh. Điều này được thực hiện nhằm giảm thời gian ghi một khối vào đĩa. Khi viết, thuật toán được tối ưu hóa bằng cách loại bỏ bước xóa: khối được đánh dấu đơn giản là trống.

Các hệ điều hành thực thi lệnh TRIM một cách độc lập, dẫn đến việc làm sạch các khối đó.

Các loại ổ SSD

Tất cả các ổ SSD được chia thành nhiều loại tùy thuộc vào giao diện mà chúng được kết nối với máy tính.

• SATA – các ổ đĩa được kết nối với máy tính thông qua giao diện giống như ổ cứng HDD thông thường. Chúng trông giống như ổ đĩa máy tính xách tay và có kích thước 2,5 inch. Tùy chọn mSATA thu nhỏ hơn;
• PCI-Express – kết nối như card màn hình hay card âm thanh thông thường vào các khe cắm mở rộng của máy tính trên bo mạch chủ. Chúng có hiệu suất cao hơn và thường được cài đặt trên máy chủ hoặc trạm máy tính;
• M.2 – một phiên bản thu nhỏ của giao diện PCI-Express.

Ổ SSD hiện đại chủ yếu sử dụng bộ nhớ NAND. Theo loại của nó, chúng có thể được chia thành ba nhóm xuất hiện theo thứ tự thời gian: SLC, MLC, TLC. Bộ nhớ càng mới thì độ tin cậy của các ô trong nó càng thấp. Đồng thời, công suất tăng lên giúp giảm chi phí. Độ tin cậy của đĩa phụ thuộc hoàn toàn vào hoạt động của bộ điều khiển.

Không phải tất cả các nhà sản xuất ổ SSD đều tự sản xuất bộ nhớ flash cho thiết bị của mình. Bộ nhớ và bộ điều khiển của họ được sản xuất bởi: Samsung, Toshiba, Intel, Hynix, SanDisk. Rất ít người dùng từng nghe nói đến ổ SSD do Hynix sản xuất. Nhà sản xuất ổ đĩa flash nổi tiếng Kingston sử dụng bộ nhớ và bộ điều khiển Toshiba trong ổ đĩa của mình. Bản thân Samsung đang phát triển các công nghệ sản xuất bộ nhớ và bộ điều khiển, đồng thời trang bị chúng cho các ổ SSD của mình.

Thông số kỹ thuật SSD

Chúng ta gần như đã tìm ra ổ SSD, tất cả những gì còn lại chỉ là nói về đặc điểm. Vì thế:

• Dung lượng đĩa . Thông thường, đặc tính này được biểu thị bằng một giá trị không phải là bội số của lũy thừa hai. Ví dụ: không phải 256 GB mà là 240. Hoặc không phải 512 GB mà là 480 GB. Điều này là do thực tế là bộ điều khiển đĩa dự trữ một phần bộ nhớ flash để thay thế các khối đã cạn kiệt tài nguyên của chúng. Đối với người dùng, việc thay thế như vậy diễn ra mà không được chú ý và anh ta không bị mất dữ liệu. Nếu kích thước đĩa là 480 GB hoặc 500 GB thì bộ nhớ flash trên đĩa là 512 GB, chỉ cần các bộ điều khiển khác nhau dự trữ số lượng khác nhau.
• Tốc độ đĩa . Hầu như tất cả các ổ SSD đều có tốc độ 450 - 550 MB/giây. Giá trị này tương ứng với tốc độ tối đa của giao diện SATA mà chúng được kết nối qua đó. SATA là lý do tại sao các nhà sản xuất không cố gắng tăng tốc độ đọc một cách ồ ạt. Tốc độ ghi trong ứng dụng thấp hơn đáng kể. Nhà sản xuất thường chỉ ra trong thông số kỹ thuật chính xác tốc độ ghi trên phương tiện trống.
• Số lượng chip nhớ . Hiệu suất trực tiếp phụ thuộc vào số lượng chip bộ nhớ: càng có nhiều thì số lượng thao tác có thể được xử lý đồng thời trên một đĩa càng lớn. Trong một dòng đĩa, tốc độ ghi thường tăng khi dung lượng đĩa tăng. Điều này được giải thích là do các model có dung lượng lớn hơn có nhiều chip bộ nhớ hơn.
• Loại bộ nhớ . Bộ nhớ MLC đắt hơn và đáng tin cậy hơn, TLC kém tin cậy hơn và rẻ hơn, cũng như sự phát triển của chính Samsung - “3D-NAND”. Ba loại bộ nhớ này hiện nay được sử dụng thường xuyên nhất trong các thiết bị lưu trữ. Ở nhiều khía cạnh, trên các ổ đĩa thể rắn hiện đại, độ tin cậy vận hành phụ thuộc vào chất lượng của bộ điều khiển.

kết luận

Mặc dù giống với một ổ đĩa flash khổng lồ, nhưng ổ SSD chứa rất nhiều công nghệ hiện đại, nhờ đó chúng cho thấy hiệu suất tăng lên đáng kể mà không làm giảm độ tin cậy. Làm việc với máy tính, sau khi cài đặt hệ thống trên một đĩa như vậy, sẽ trở nên thoải mái hơn nhiều.

Một số nhà sản xuất nổi tiếng đã chuyển hoàn toàn sang sản xuất ổ cứng thể rắn, ví dụ như Samsung đã bán mảng kinh doanh ổ cứng của mình cho Seagate.

Ngoài ra còn có cái gọi là ổ cứng lai, xuất hiện, cùng với những thứ khác, do giá thành của ổ cứng thể rắn hiện nay cao hơn tương ứng. Các thiết bị như vậy kết hợp trong một thiết bị một ổ đĩa cứng (HDD) và một ổ cứng thể rắn tương đối nhỏ làm bộ đệm (để tăng hiệu suất và tuổi thọ của thiết bị cũng như giảm mức tiêu thụ điện năng).

Cho đến nay, các ổ đĩa như vậy được sử dụng chủ yếu trong các thiết bị di động (máy tính xách tay, điện thoại di động, máy tính bảng, v.v.).

Lịch sử phát triển

Hiện nay, các công ty đáng chú ý nhất đang phát triển mạnh mẽ định hướng SSD trong hoạt động của mình bao gồm Intel, Kingston, Samsung Electronics, SanDisk, Corsair, Renice, OCZ Technology, Crucial và ADATA. Ngoài ra, Toshiba đang thể hiện sự quan tâm của mình đối với thị trường này.

Kiến trúc và vận hành

SSD NAND

Ổ đĩa được xây dựng trên việc sử dụng không dễ bay hơi bộ nhớ (NAND SSD), xuất hiện tương đối gần đây, nhưng do giá thành thấp hơn nhiều (từ 1 đô la Mỹ mỗi gigabyte) nên chúng bắt đầu tự tin chinh phục thị trường. Cho đến gần đây, chúng thua kém đáng kể so với các thiết bị lưu trữ truyền thống - ổ cứng - về tốc độ ghi, nhưng bù lại điều này bằng tốc độ truy xuất thông tin cao (định vị ban đầu). Ổ cứng thể rắn hiện nay đang được sản xuất với tốc độ đọc ghi cao hơn rất nhiều lần so với ổ cứng. Chúng được đặc trưng bởi kích thước tương đối nhỏ và tiêu thụ điện năng thấp.

RAMSSD

Những ổ đĩa này, được xây dựng trên việc sử dụng bay hơi bộ nhớ (giống như bộ nhớ được sử dụng trong RAM máy tính cá nhân) được đặc trưng bởi khả năng đọc, ghi và truy xuất thông tin cực nhanh. Nhược điểm chính của họ là chi phí cực kỳ cao. Chúng được sử dụng chủ yếu để tăng tốc hoạt động của các hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu lớn và các trạm đồ họa mạnh mẽ. Những ổ đĩa như vậy thường được trang bị pin để lưu dữ liệu trong trường hợp mất điện và các mẫu đắt tiền hơn được trang bị hệ thống sao lưu và/hoặc sao chép trực tuyến. Một ví dụ về các ổ đĩa như vậy là I-RAM. Người dùng có đủ RAM có thể tạo một máy ảo và đặt ổ cứng vào RAM và đánh giá hiệu suất.

Nhược điểm và ưu điểm

sai sót

Thuận lợi

• Không có bộ phận chuyển động, do đó:

• Hoàn toàn không có tiếng ồn;
• Độ bền cơ học cao;
• Tính ổn định của thời gian đọc tệp, bất kể vị trí hoặc sự phân mảnh của chúng;

• Tốc độ đọc/ghi cao, thường vượt quá thông lượng của giao diện ổ cứng (SAS/SATA II 3 Gb/s, SAS/SATA III 6 Gb/s, SCSI, Fibre Channel, v.v.);
• Sự tiêu thụ ít điện năng;
• Phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng;
• Có tiềm năng hiện đại hóa lớn cả về bản thân các bộ truyền động và công nghệ sản xuất của chúng.
• Thiếu đĩa từ, do đó:

• Ít nhạy cảm hơn với các trường điện từ bên ngoài;
• kích thước và trọng lượng nhỏ; (không cần làm hộp nặng để che chắn)

Microsoft Windows và các máy tính thuộc nền tảng này có ổ đĩa thể rắn

Windows 7 đã giới thiệu tính năng tối ưu hóa đặc biệt để làm việc với ổ đĩa thể rắn. Nếu bạn có ổ SSD, hệ điều hành này hoạt động với chúng khác với ổ HDD thông thường. Ví dụ: Windows 7 không áp dụng tính năng chống phân mảnh cho ổ SSD, công nghệ Superfetch và ReadyBoost cũng như các kỹ thuật đọc trước khác giúp tăng tốc độ tải ứng dụng từ ổ cứng HDD thông thường.

Máy tính bảng Acer - model Iconia Tab W500 và W501, Fujitsu Stylistic Q550 chạy Windows 7 - chạy trên ổ SSD.

Máy tính Mac OS X và Macintosh có ổ SSD

Vào ngày 11 tháng 6 năm 2012, dựa trên bộ nhớ flash, MacBook Retina 15 inch mới đã được giới thiệu, trong đó có thể lắp bộ nhớ flash 768 GB tùy chọn.

Triển vọng phát triển

Nhược điểm chính của ổ SSD - số chu kỳ ghi lại hạn chế - với sự phát triển của công nghệ sản xuất bộ nhớ ổn định sẽ được loại bỏ bằng cách sản xuất theo các nguyên tắc vật lý khác và từ các vật liệu khác, chẳng hạn như FeRam. Đến năm 2013, công ty có kế hoạch ra mắt các ổ đĩa bán lẻ được xây dựng bằng công nghệ ReRAM (bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên điện trở).

Xem thêm

• Ổ cứng lai

Ghi chú

Liên kết

• HDD chết, SSD sống lâu? Bình luận phê bình từ tạp chí Mobi, 15/08/2007
• Ổ SSD dựa trên bộ nhớ NAND: công nghệ, nguyên lý hoạt động, giống, 28/06/2010
• Kiểm tra bốn ổ SSD nhóm từ TestLabs.kz