Что такое твердотельный накопитель? Размеры SSD. Обзор форм-факторов

Жесткий диск нужен для установки операционной системы, программ и хранения различных файлов пользователя (документов, фотографий, музыки, фильмов и т.п.).

Жесткие диски отличаются объемом, от которого зависит количество данных, которые он может хранить, скоростью, от которой зависит производительность всего компьютера и надежностью, которая зависит от его производителя.

Обычные жесткие диски (HDD) имеют большой объем, не высокую скорость и стоимость. Самыми быстрыми являются твердотельные диски (SSD), но у них небольшой объем и стоят они значительно дороже. Промежуточным вариантом между ними являются гибридные диски (SSHD), которые имеют достаточный объем, быстрее чем обычные HDD и стоят немного дороже.

Наиболее надежными считаются жесткие диски Western Digital (WD). Лучшие SSD диски производят: Samsung, Intel, Crucial, SanDisk, Plextor. В качестве более бюджетных вариантов можно рассматривать: A-DATA, Corsair, GoodRAM, WD, HyperX, так как с ними бывает меньше всего проблем. А гибридные диски (SSHD) выпускает в основном Seagate.

Для офисного компьютера, который используется преимущественно для работы с документами и интернета, достаточно обычного жесткого диска из недорогой серии WD Blue объемом до 500 Гб. Но оптимальными на сегодня являются диски объемом 1 Тб, так как стоят они не на много дороже.

Для мультимедийного компьютера (видео, простые игры) диск WD Blue на 1 Тб лучше использовать как дополнительный для хранения файлов, а в качестве основного установить SSD на 120-128 Гб, что существенно ускорит работу системы и программ.

Для игрового компьютера желательно брать SSD объемом от 240-256 Гб, на него можно будет установить несколько игр.
Жесткий диск A-Data Ultimate SU650 240GB

В качестве более экономного варианта для мультимедийного или игрового ПК можно приобрести один гибридный диск Seagate (SSHD) емкостью 1 Тб, он не такой быстрый как SSD, но все же несколько быстрее обычного HDD диска.
Жесткий диск Seagate FireCuda ST1000DX002 1TB

Ну а для мощного профессионального ПК в довесок к SSD (120-512 Гб) можно взять быстрый и надежный жесткий диск WD Black необходимого объема (1-4 Гб).

Также рекомендую приобрести качественный внешний диск Transcend с интерфейсом USB 3.0 на 1-2 Тб для системы и важных для вас файлов (документов, фото, видео, проектов).
Жесткий диск Transcend StoreJet 25M3 1 TB

2. Типы дисков

В современных компьютерах используются как классические жесткие диски на магнитных пластинах (HDD), так и более быстрые твердотельные накопители на основе чипов памяти (SSD). Существуют также гибридные диски (SSHD), представляющие из себя симбиоз HDD и SSD.

Жесткий диск (HDD) имеет большой объем (1000-8000 Гб), но невысокую скорость (120-140 МБ/с). Его можно использовать как для установки системы, так и хранения файлов пользователя, что является наиболее экономным вариантом.

Твердотельные накопители (SSD) имеют сравнительно небольшой объем (120-960 Гб), но очень высокую скорость (450-550 МБ/с). Они стоят значительно дороже и используются для установки операционной системы и некоторых программ для повышения скорости работы компьютера.

Гибридный диск (SSHD) – это просто жесткий диск к которому добавили небольшой объем более быстрой памяти. Например, это может выглядеть как 1 Тб HDD + 8 Гб SSD.

3. Применение HDD, SSD и SSHD дисков

Для офисного компьютера (документы, интернет) достаточно установить один обычный жесткий диск (HDD).

Для мультимедийного компьютера (фильмы, простые игры) можно в дополнение к HDD поставить небольшой SSD диск, что сделает работу системы значительно быстрее и отзывчивее. В качестве компромиссного варианта между скоростью и объемом можно рассматривать установку одного SSHD диска, что выйдет значительно дешевле.

Для мощного игрового или профессионального компьютера лучшим вариантом является установка двух дисков – SSD для операционной системы, программ, игр и обычного жесткого диска для хранения файлов пользователя.

4. Физические размеры дисков

Жесткие диски для стационарных компьютеров имеют размер 3.5 дюйма.

Твердотельные накопители имеют размер 2.5 дюйма как и жесткие диски для ноутбуков.

В обычный компьютер SSD-диск устанавливается с помощью специального крепления в корпусе или дополнительного адаптера.

Не забудьте его приобрести, если оно не идет в комплекте с накопителем и ваш корпус не имеет специальных креплений для дисков 2.5″.

5. Разъемы жестких дисков

Все жесткие диски имеют интерфейсный разъем и разъем питания.

5.1. Интерфейсный разъем

Интерфейсным называется разъем для соединения диска с материнской платой с помощью специального кабеля (шлейфа).

Современные жесткие диски (HDD) имеют разъем SATA3, который полностью совместим с более старыми версиями SATA2 и SATA1. Если на вашей материнской плате старые разъемы, не волнуйтесь новый жесткий диск можно к ним подключить и он будет работать.

А вот для SSD диска желательно, чтобы материнская плата имела разъемы SATA3. Если на вашей материнской плате разъемы SATA2, то SSD диск будет работать в половину своей скорости (около 280 Мб/с), что впрочем все равно значительно быстрее обычного HDD.

5.2. Разъем питания

Современные жесткие диски (HDD) и твердотельные накопители (SSD) имеют одинаковые 15-ти контактные разъемы питания SATA. В случае установки диска в стационарный компьютер у его блока питания должен быть такой разъем. Если его нет, то можно использовать переходник питания Molex-SATA.

6. Объемы жестких дисков

Для каждого типа жесткого диска, в зависимости от его назначения, объем данных, которые он может вмещать будет разным.

6.1. Объем жесткого диска (HDD) для компьютера

Для компьютера, предназначенного для набора текста и доступа в интернет, достаточно самого маленького из современных жестких дисков – 320-500 Гб.

Для мультимедийного компьютера (видео, музыка, фото, простые игры) желательно иметь жесткий диск емкостью 1000 Гб (1 Тб).

Для мощного игрового или профессионального компьютера может потребоваться диск емкостью 2-4 Тб (руководствуйтесь своими потребностями).

Необходимо учесть, что материнская плата компьютера должна поддерживать UEFI, иначе операционная система не увидит весь объем диска более 2 Тб.

Если вы хотите повысить скорость работы системы, но при этом не готовы потратиться на дополнительный SSD диск, то в качестве альтернативного варианта можно рассматривать приобретение гибридного SSHD диска емкостью 1-2 Тб.

6.2. Объем жесткого диска (HDD) для ноутбука

Если ноутбук используется в качестве дополнения к основному компьютеру, то ему будет достаточно жесткого диска емкостью 320-500 Гб. Если ноутбук используется в качестве основного компьютера, то ему может потребоваться жесткий диск объемом 750-1000 Гб (в зависимости от применения ноутбука).
Жесткий диск Hitachi Travelstar Z5K500 HTS545050A7E680 500GB

Также в ноутбук можно установить диск SSD, который значительно повысит скорость его работы и отзывчивость системы или гибридный диск SSHD, который немного быстрее обычного HDD.
Жесткий диск Seagate Laptop SSHD ST500LM021 500GB

Важно учесть какую толщину дисков поддерживает ваш ноутбук. Диски толщиной 7 мм станут в любую модель, а толщиной 9 мм могут поместиться не везде, хотя таких уже выпускают не много.

6.3. Объем твердотельного накопителя (SSD)

Так как SSD-диски не применяются для хранения данных, то при определении их необходимой емкости нужно исходить из того сколько место будет занимать устанавливаемая на него операционная система и будете ли вы устанавливать на него еще какие-то большие программы и игры.

Современные операционные системы (Windows 7,8,10) требуют порядка 40 Гб места для своей работы и разрастаются при обновлениях. Кроме того на SSD нужно поставить хотя бы основные программы, иначе толка от него будет не много. Ну и для нормальной работы на SSD всегда должно оставаться 15-30% свободного места.

Для мультимедийного компьютера (фильмы, простые игры) оптимальным вариантом будет SSD объемом 120-128 Гб, что позволит кроме системы и основных программ установить на него еще и несколько простейших игр. Поскольку от SSD требуется не только быстрое открытие папок, то самые мощные программы и игры рационально устанавливать именно на него, что ускорит скорость их работы.

Тяжелые современные игры занимают огромное пространство. Поэтому для мощного игрового компьютера необходим SSD объемом 240-512 Гб, в зависимости от вашего бюджета.

Для профессиональных задач, таких как монтаж видео в высоком качестве, или для установки десятка современных игр нужен SSD объемом 480-1024 Гб, опять же в зависимости от бюджета.

6.4. Резервное копирование данных

При выборе объема диска желательно так же учитывать необходимость создания резервной копии пользовательских файлов (видео, фото и др.), которые будут на нем храниться. В противном случае вы рискуете в один момент потерять все, что накапливали годами. Поэтому часто целесообразнее приобрести не один огромный диск, а два диска меньшего объема – один для работы, другой (возможно внешний) для резервной копии файлов.

7. Основные параметры дисков

К основным параметрам дисков, которые часто указывают в прайсах, относятся частота вращение шпинделя и размер буфера памяти.

7.1. Частота вращения шпинделя

Шпиндель имеют жесткие и гибридные диски на основе магнитных пластин (HDD, SSHD). Так как SSD-диски построены на основе чипов памяти, то они не имеют шпинделя. От скорости вращения шпинделя жесткого диска зависит скорость его работы.

Шпиндель жестких дисков для стационарных компьютеров в основном имеет скорость вращения 7200 об/мин. Иногда встречаются модели со скоростью вращения шпинделя 5400 об/мин, которые работают медленнее.

Жесткие диски для ноутбуков в основном имеют скорость вращения шпинделя 5400 об/мин, что позволяет им работать тише, меньше греться и меньше потреблять энергии.

7.2. Размер буфера памяти

Буфером называется кэш-память жесткого диска на основе микросхем памяти. Этот буфер предназначен для ускорения работы жесткого диска, но оказывает не большое влияние (порядка 5-10%).

Современные жесткие диски (HDD) имеют размер буфера 32-128 Мб. В принципе 32 Мб достаточно, но если разница в цене не значительна, то можно взять жесткий диск с большим размером буфера. Оптимально на сегодня 64 Мб.

8. Скоростные характеристики дисков

К скоростным характеристикам общим для HDD, SSHD и SSD дисков относятся скорость линейного чтения/записи и время случайного доступа.

8.1. Скорость линейного чтения

Скорость линейного чтения является основным параметром для любого диска и кардинально влияет на скорость его работы.

Для современных жестких и гибридных дисков (HDD, SSHD) хорошим значением является средняя скорость чтения ближе к 150 Мб/с. Не стоит приобретать жесткие диски со скоростью 100 Мб/с и менее.

Твердотельные накопители (SSD) гораздо быстрее и их скорость чтения, в зависимости от модели, составляет 160-560 Мб/с. Оптимальными по соотношению цена/скорость являются SSD-диски со скоростью чтения 450-500 Мб/с.

Что качается HDD-дисков, то продавцы в прайсах обычно не указывают их скоростные параметры, а только объем. Дальше в этой статье я расскажу вам как узнать эти характеристики. С SSD-дисками все проще, так как их скоростные характеристики всегда указываются в прайсах.

8.2. Скорость линейной записи

Это вторичный после скорости чтения параметр, который обычно указывается с ним в паре. У жестких и гибридных дисков (HDD, SSHD) скорость записи обычно несколько ниже скорости чтения и не рассматривается при выборе диска, так как в основном ориентируются на скорость чтения.

У SSD-дисков скорость записи может быть как меньше, так и равной скорости чтения. В прайсах эти параметры указываются через слеш (например, 510/430), где большая цифра означает скорость чтения, меньшая – скорость записи.

У хороших быстрых SSD она составляет около 550/550 МБ/с. Но в целом скорость записи значительно меньше влияет на скорость работы компьютера чем скорость чтения. В качестве бюджетного варианта допускается чуть более низкая скорость, но не ниже 450/350 Мб/с.

8.3. Время доступа

Время доступа является вторым по важности параметром диска после скорости чтения/записи. Особенно сильно время доступа влияет на скорость чтения/копирования мелких файлов. Чем этот параметр ниже, тем лучше. Кроме того низкое время доступа косвенно говорит о более высоком качестве жесткого диска (HDD).

Хорошим значением времени доступа для жесткого диска (HDD) является 13-15 миллисекунд. Плохим показателем считаются значения в пределах 16-20 мс. О том как определить этот параметр я так же расскажу в этой статье.

Что касается SSD-дисков, то время доступа у них в 100 раз меньше, чем у HDD-дисков, поэтому этот параметр нигде не указывается и на него не обращают внимания.

Гибридные диски (SSHD) за счет дополнительной встроенной флэш-памяти достигают более низкого времени доступа чем у HDD, которое сравнимо с SSD. Но из-за ограниченного объема флэш-памяти, более низкое время доступа достигается только при обращении к наиболее часто используемым файлам, которые попали в эту флэш-память. Обычно это системные файлы, что обеспечивает более высокую скорость загрузки компьютера и высокую отзывчивость системы, но кардинально не влияет на работу больших программ и игр, так как они просто не поместятся в ограниченном объеме быстрой памяти SSHD диска.

9. Производители жестких дисков (HDD, SSHD)

Наиболее популярными производителями жестких дисков являются следующие:

Seagate — производит сегодня одни из наиболее быстрых дисков, но они не считаются самыми надежными.

Western Digital (WD) — считаются наиболее надежными и имеют удобную классификацию по цвету.

• WD Blue – бюджетные диски общего назначения
• WD Green – тихие и экономичные (часто отключаются)
• WD Black – быстрые и надежные
• WD Red – для систем хранения данных (NAS)
• WD Purple – для систем видеонаблюдения
• WD Gold – для серверов
• WD Re – для RAID-массивов
• WD Se – для масштабируемых корпоративных систем

Синие – самые обычные диски, подходящие для недорогих офисных и мультимедийных ПК. Черные сочетают в себе высокую скорость и надежность, их я рекомендую использовать в мощных системах. Остальные предназначены для специфических задач.

В общем если хотите подешевле и побыстрее, то выбирайте Seagate. Если дешево и надежно – Hitachi. Быстро и надежно – Western Digital из черной серии.

Гибридные SSHD диски сейчас производит в основном Seagete и они имеют неплохое качество.

В продаже есть диски и других производителей, но я рекомендую ограничиться указанными брендами, так как с ними бывает меньше проблем.

10. Производители твердотельных накопителей (SSD)

Среди производителей SSD дисков хорошо зарекомендовали себя:

• Samsung
• Intel
• Crucial
• SanDisk
• Plextor

В качестве более бюджетных вариантов можно рассматривать:

• Corsair
• GoodRAM
• A-DATA (Premier Pro)
• Kingston (HyperX)

11. Тип памяти SSD

SSD диски могут быть построены на памяти разного типа:

• 3 D NAND – быстрая и долговечная
• MLC – хороший ресурс
• V-NAND – средний ресурс
• TLC – низкий ресурс

12. Скорость жестких дисков (HDD, SSHD)

Все необходимые нам параметры SSD-дисков, такие как объем, скорость и производитель мы можем узнать из прайса продавца и потом сравнить их по цене.

Параметры HDD-дисков можно узнать по номеру модели или партии на сайтах производителей, но на самом деле это довольно сложно, так как эти каталоги огромны, имеют массу непонятных параметров, которые у каждого производителя называются по-своему, еще и на английском языке. Поэтому я предлагаю вам другой способ, которым пользуюсь сам.

Есть программа для тестирования жестких дисков HDTune. Она позволяет определить такие параметры как скорость линейного чтения и время доступа. Есть множество энтузиастов, которые проводят эти тесты и выкладывают результаты в интернете. Для того, что бы найти результаты теста той или иной модели жесткого диска достаточно ввести в поиске картинок Google или Яндекс номер его модели, которая указана в прайсе продавца или на самом диске в магазине.

Вот как выглядит картинка с тестом диска из поиска.

Как видите, на этой картинке указана средняя скорость линейного чтения и время случайного доступа, которые нас и интересуют. Проверяйте только, что бы номер модели на картинке совпадал с номером модели вашего диска.

Кроме этого по графику можно примерно определить качество диска. Неравномерный график с большими скачками и высокое время доступа косвенно говорят о не точной низкокачественной механике диска.

Красивый цикличный или просто равномерный график без больших скачков в сочетании с низким временем доступа говорит о точной качественной механике диска.

Такой диск будет работать лучше, быстрее и прослужит дольше.

13. Оптимальный диск

Итак, какой же диск или конфигурацию дисков выбрать для компьютера в зависимости от его назначения. На мой взгляд наиболее оптимальными будут следующие конфигурации.

• офисный ПК – HDD (320-500 Гб)
• мультимедийный ПК начального уровня – HDD (1 Тб)
• мультимедийный ПК среднего уровня – SSD (120-128 Гб) + HDD (1 Тб) или SSHD (1 Тб)
• игровой ПК начального уровня – HDD (1 Тб)
• игровой ПК среднего уровня – SSHD (1 Тб)
• игровой ПК высокого уровня – SSD (240-512 Гб) + HDD (1-2 Тб)
• профессиональный ПК – SSD (480-1024 Гб) + HDD/SSHD (2-4 Тб)

14. Стоимость HDD и SSD дисков

В заключение хочу немного рассказать об общих принципах выбора между более или менее дорогими моделями дисков.

Цена на HDD-диски больше всего зависит от емкости диска и незначительно от производителя (на 5-10%). Поэтому не целесообразно экономить на качестве HDD-дисков. Приобретайте модели рекомендованных производителей, пусть и немного дороже, так как прослужат они дольше.

Цена на SSD-диски, кроме как от объема и скорости, так же сильно зависит от производителя. Здесь могу дать простую рекомендацию – выбирайте самый дешевый SSD-диск из списка рекомендованных производителей, устраивающий вас по объему и скорости.

15. Ссылки

Жесткий диск Western Digital Black WD1003FZEX 1TB
Жесткий диск Western Digital Caviar Blue WD10EZEX 1 TB
Жесткий диск A-Data Ultimate SU650 120GB

Твердотельные накопители (SSD) - преимущества и недостатки

Для начала давайте разберёмся в определениях. Жёсткий и твёрдотелый - в чём разница?

Что же такое жёсткий диск , который также очень часто называют HDD, винчестер, хард, винт и т. д.?

HDD (англ. hard disk drive) - устройство хранения данных, основанное на принципе магнитной записи. Информация записывается на пластины, покрытые слоем ферромагнетика. Диски закрепляются на шпинделе, который вращается с очень высокой скоростью (до 15 000 оборотов в минуту). Помимо механической части присутствует также и блок электроники, собственно, который и управляет всей механикой устройства.

Первый серийный жёсткий диск был произведён компанией IBM в 1956 году, весил 971 кг, имел общий объём памяти около 3,5 мегабайта. История стремительно развивалась, и к 2011 году нормой для винчестера стал 1 терабайт. На данный момент существуют двух- и даже трёхтерабайтные накопители.

Принцип работы жёсткого диска базируется на регистрации изменений магнитного поля вблизи головки диска.
Основными игроками на рынке жёстких дисков являются компании Fujitsu , Seagate , Western Digital , Samsung , Hitachi .

Чем больше становился объём жёстких дисков, тем больше становился объём передаваемой информации. В общей механической структуре жёсткого диска и кроется основной его недостаток - относительно невысокий объём передаваемых данных в секунду (средние модели производителей на данный момент обладают установившейся скоростью передачи данных около 100-150 Мб/с). Кроме того, чем выше скорость передачи данных, тем сильнее греется жёсткий диск.

Для многих задач, а также повседневного использования компьютера этих скоростей вполне хватает, однако при специализированном использовании (графические станции, профессиональные игровые компьютеры, вычислительные центры и др.) именно жёсткий диск накладывает существенные ограничения на общую производительность системы.

Первые разработки по изобретению принципиально нового носителя были начаты в 1970-х годах. В 1978 году компания StorageTek представила первый полупроводниковый накопитель современного типа, тем самым заложив фундамент в разработку твёрдотелых накопителей SSD. И только в 2008 году южнокорейской компании удалось создать первый SSD объёмом 128 Гб, похожий на современные аналоги, который она продемонстрировала на выставке в Сеуле.

Массовое производство было организовано только в 2009 году. На данный момент существуют накопители объёмом 720 Гб, стоимость которых начинается от 60 000 рублей, например модель IBIS OCZ 3HSD1IBS1-720G от компании OCZ.

Итак, что такое SSD

В переводе с английского solid-state drive, значит, «диск без движущихся частей». Твёрдотелый накопитель - это запоминающее устройство, принцип работы которого основан на использовании перезаписываемых микросхем и контроллера. Часто пользователи путают терминологию и называют SSD жестким диском. Это неправильно -ввиду технических особенностей твердотелых дисков. Отличительной особенностью носителя данного типа от HDD является то, что при чтении данных с SSD нет необходимости в совершении механических операций, всё время уходит только на передачу адреса и непосредственно самого блока. Соответственно, чем быстрее сама память устройства и контроллера, тем быстрее осуществляется общий доступ к данным.

Однако с процессом изменения или стирания данных у SSD-накопителей не всё так просто. Это связано с тем, что память пишется блоками по 4 Кб, а стирается по 512 Кб.

При модификации блоков происходит следующая последовательность действий:

1. Во внутренний буфер считывается блок, который содержит изменения.
2. Производится необходимая модификация байт.
3. Блок стирается из флеш-памяти.
4. Вычисляется новое местоположение данного блока.
5. Блок записывается на новое место.

Во время удаления файлов физически они не удаляются, а только помечаются системой как удаленные, однако SSD не знает, какие именно данные являются пользовательскими, а какие удалёнными, и фактически приходится все блоки обрабатывать по вышеупомянутой схеме. Данная система приводит к тому, что при большом количестве данных на диске общее время работы значительно увеличивается, что тормозит всю работу.

Безопасность и надежность SSD

Если говорить о возможности восстановления данных с SSD, то можно отметить следующие моменты:

• Данные не удаляются сразу, как и в HDD, даже если перезаписать файл по верху другими данными.
• Процесс восстановления данных достаточно трудоёмок, в связи с тем что необходимо правильно подобрать порядок, объединить результаты, а также выбрать необходимый алгоритм, эмулирующий работу контроллера носителя.

Надёжность SSD напрямую зависит от надёжности контроллера и его прошивки, поскольку именно контроллер располагается между интерфейсом и микросхемами памяти и вероятность его повреждения, в случае неполадок с питанием, очень велика.

Правила работы с твёрдотелыми носителями для продления их цикла жизни и повышения общей скорости:

• Все данные, которые часто меняются (различные временные данные, swop-файлы и т. п.), перенести на обычный HDD.
• Отключить дефрагментацию диска.
• Периодически обновлять прошивку контроллера.
• Оставлять около 20 % раздела диска постоянно свободными, это повысит общую производительность.

Преимущества SSD перед жёсткими дисками:

• Очень высокая скорость чтения блоков данных, которая фактически ограничивается только пропускной способностью интерфейса контроллеров.
• Низкое энергопотребление.
• Бесшумность.
• Отсутствие механических частей, что ведёт к меньшему числу возможных поломок.
• Малые габаритные размеры.
• Высокая температуростойкость.

Недостатки SSD:

• Ограниченное число циклов перезаписи ячеек памяти (от 10 000 до 100 000 раз). По достижении лимита ваш накопитель просто перестанет работать.
• Высокая цена. По сравнению с ценой HDD за 1 Гб (около 1,6 руб/Гб у HDD объёмом 1 Тб против 48 руб/Гб у SSD объёмом 128 Гб).
• Невысокий объём диска по сравнению с HDD.
• Проблема совместимости с некоторыми версиями операционных систем (некоторые ОС попросту не учитывают специфику твёрдотелых носителей, что приводит к очень быстрому износу носителя).

Компании и производители SSD, которым смело можно доверять:

Примеры моделей:

Средняя стоимость - 15 000 руб.

Отличный представитель семейства твёрдотелых, обладающий скоростью чтения до 355 Мб/с и скоростью записи до 215 Мб/с, подключается через интерфейс класса SATA 6 Гб/с.

128Gb Kingston SV100S2/128G SATA 2.5" V100-Series

Средняя цена - 6000 руб.

Хороший SSD-носитель, имеющий интерфейс подключения типа SATA-2. По техническим характеристикам от производителя - скорость записи до 230 Мб/с, скорость чтения до 250 Мб/с.

SSD Corsair CSSD-V64GB2-BRKT

Более дешёвый накопитель, меньшего объёма, с интерфейсом подключения SATA.

Средняя стоимость - 3700 р. Обладает скоростью записи до 130 Мб/с и чтения до 215 Мб/с.

Выводы

На данном этапе развития технологий, когда твёрдотелые носители практически в 30 раз дороже жёстких дисков по цене за 1 гигабайт, целесообразность использования SSD в повседневной жизни обычного пользователя спорна, однако если вы хотите ускорить время загрузки операционной системы и похвастаться этим перед друзьями, то SSD точно для вас. Оправданно использование SSD в мобильных устройствах, серверах, имеющих высокую нагрузку на дисковую систему, а также в тех случаях, когда используются профессиональные приложения, требующие высокой скорости доступа к данным.

Еще до недавнего времени при покупке нового компьютера и выборе устанавливаемого накопителя, у пользователя был единственный выбор - жесткий диск HDD. И тогда нас интересовало всего два параметра: скорость вращения шпинделя (5400 или 7200 RPM), емкость диска и объема кэша.

Давайте разберемся в плюсах и минусах обоих типов накопителей и проведем наглядное сравнение HDD и SSD.

Принцип работы

Традиционный накопитель или как его принято называть ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) необходим для хранения данных даже после полного отключения питания. В отличие от ОЗУ (оперативного запоминающего устройства) или RAM, хранящиеся в памяти данные не стираются после выключения компьютера.

Классический жесткий диск состоит из нескольких металлических «блинов» с магнитным покрытием, а считывание и запись данных происходит с помощью специальной головки, которая перемещается над поверхностью вращающегося на высокой скорости диска.

У твердотельных накопителей совершенно иной принцип работы. В SSD напрочь отсутствуют какие-либо движимые компоненты, а его «внутренности» выглядят как набор микросхем флэш-памяти, размещенных на одной плате.

Такие чипы могут устанавливаться как на материнскую плату системы (для особо компактных моделей ноутбуков и ультрабуков), на карту PCI Express для стационарных компьютеров или специальный слот ноутбука. Используемые в SSD-чипы отличаются от тех, что мы видим во флешке. Они значительно надежнее, быстрее и долговечнее.

История дисков

Жесткие магнитные диски имеют весьма продолжительную (разумеется, по меркам развития компьютерных технологий) историю. В 1956 году компания IBM выпустила малоизвестный компьютер IBM 350 RAMAC , который был оснащен огромным по тем меркам накопителем информации в 3,75 МБ.

В этих шкафах можно было хранить целых 7,5 МБ данных

Для построения такого жесткого диска пришлось установить 50 круглых металлических пластин. Диаметр каждой составлял 61 сантиметр. И вся эта исполинская конструкция могла хранить… всего одну MP3-композицию с низким битрейтом в 128 Кб/с.

Вплоть до 1969 года этот компьютер использовался правительством и научно-исследовательскими институтами. Еще каких-то 50 лет назад жесткий диск такого объема вполне устраивал человечество. Но стандарты кардинально изменились в начале 80-х.

На рынке появились дискеты формата 5,25-дюймов (13,3 сантиметра), а чуть позднее и 3,5- и 2,5-дюймовые (ноутбучные) варианты. Хранить такие дискеты могли до 1,44 МБ-данных, а ряд компьютеров и того времени поставлялись без встроенного жесткого диска. Т.е. для запуска операционной системы или программной оболочки нужно было вставить дискету, после чего ввести несколько команд и только потом приступать к работе.

За всю историю развития винчестеров было сменено несколько протоколов: IDE (ATA, PATA), SCSI, который позднее трансформировался в ныне известный SATA, но все они выполняли единственную функцию «соединительного моста» между материнской платой и винчестером.

От 2,5 и 3,5-дюймовых флоппи-дисков емкостью в полторы тысячи килобайт, компьютерная индустрия перешла на жесткие диски такого же размера, но в тысячи раз большим объемом памяти. Сегодня объем топовых 3.5-дюймовых HDD-накопителей достигает 10 ТБ (10 240 ГБ); 2.5-дюймовых - до 4 ТБ.

История твердотельных SSD-накопителей значительно короче. О выпуске устройства для хранения памяти, которое было бы лишено движущихся элементов, инженеры задумались еще в начале 80-х. Появление в эту эпоху так называемой пузырьковой памяти было встречено весьма враждебно и идея, предложенная французским физиком Пьером Вейссом еще в 1907 году в компьютерной индустрии не прижилась.

Суть пузырьковой памяти заключалась в разбиении намагниченного пермаллоя на макроскопические области, которые бы обладали спонтанной намагниченностью. Единицей измерения такого накопителя являлись пузырьки. Но самое главное - в таком накопителе не было аппаратно движущихся элементов.

О пузырьковой памяти очень быстро забыли, а вспомнили лишь во время разработки накопителей нового класса - SSD.

В ноутбуках SSD появились только в конце 2000-х. В 2007 году на рынок вышел бюджетный ноутбук OLPC XO–1, оснащенный 256 МБ оперативной памяти, процессором AMD Geode LX–700 с частотой в 433 МГц и главной изюминкой - NAND флеш-памятью на 1 ГБ.

OLPC XO–1 стал первым ноутбук, который использовал твердотельный накопитель. А вскоре к нему присоединилась и легендарная линейка нетбуков от Asus EEE PC с моделью 700, куда производитель установил 2-гигабайтный SSD-диск.

В обоих ноутбуках память устанавливалась прямо на материнскую плату. Но вскоре производители пересмотрели принцип организации накопителей и утвердили 2,5-дюймовый формат, подключаемый по протоколу SATA.

Емкость современных SSD-накопителей может достигать 16 ТБ. Совсем недавно компания Samsung представила именно такой SSD, правда, в серверном исполнении и с космической для обычного обывателя ценой.

Плюсы и минусы SSD и HDD

Задачи накопителей каждого класса сводятся к одному: обеспечить пользователя работающей операционной системой и позволить хранить ему персональные данные. Но и у SSD, и у HDD есть свои характерные особенности.

Цена

SSD намного дороже традиционных HDD. Для определения разницы используется простая формула: цена накопителя делится на его емкость. В результате, получается стоимость 1 ГБ емкости в валюте.

Итак, стандартный HDD на 1 ТБ в среднем обходится в $50 (3300 руб). Стоимость одного гигабайта составляет $50/1024 ГБ = $0,05, т.е. 5 центов (3,2 рубля). В мире SSD все намного дороже. SSD емкостью в 1 ТБ в среднем обойдется в $220, а цена за 1 ГБ по нашей несложной формуле составит 22 цента (14,5 рублей), что в 4.4 раза дороже HDD.

Радует то, что стоимость SSD стремительно снижается: производители находят более дешевые решения для производства накопителей и ценовой разрыв между HDD и SSD сокращается.

Средняя и максимальная емкость SSD и HDD

Всего несколько лет назад между максимальной емкостью HDD и SSD стояла не только числовая, но и технологическая пропасть. Найти SSD, который бы по количеству хранимой информации мог соперничать с HDD было невозможно, но сегодня рынок готов предоставить пользователю и такое решение. Правда, за внушительные деньги.

Максимальная емкость SSD, которые предлагаются для потребительского рынка, составляет 4 ТБ. Подобный вариант в начале июля 2016 года . И за 4 ТБ пространства придется выложить $1499.

Базовый объем HDD-памяти для ноутбуков и компьютеров, выпускаемых во второй половине 2016 года составляет от 500 ГБ до 1 ТБ. Аналогичные по мощности и характеристикам модели, но с установленным SSD-накопителем, довольствуются лишь 128 ГБ.

Скорость SSD и HDD

Да, именно за этот показатель переплачивает пользователь, когда отдает предпочтение SSD-хранилищу. Его скорость многократно превосходят показатели, которыми может похвастать HDD. Система способна загружаться всего за несколько секунд, на запуск тяжеловесных приложений и игр уходит значительно меньше времени, а копирование больших объемов данных из многочасового процесса превращается в 5–10 минутный.

Единственное «но» - данные с SSD накопителя удаляются настолько же быстро, насколько копируются. Поэтому при работе с SSD вы можете просто не успеть нажать кнопку отмена, если однажды внезапно удалите важные файлы.

Фрагментация

Любимое «лакомство» любого HDD-винчестера - большие файлы: фильмы в формате MKV, большие архивы и образы BlueRay-дисков. Но стоит вам загрузить винчестер сотней-другой мелких файлов, фотографий или MP3-композиций, как считывающая головка и металлические блины приходят в замешательство, в результате чего значительно падает скорость записи.

После заполнения HDD, многократного удаления/копирования файлов, жесткий диск начинает работать медленнее. Это связано с тем, что по всей поверхности магнитного диска разбросаны части файла и когда вы дважды щелкаете мышкой по какому-либо файлу, считывающая головка вынуждена искать эти фрагменты из разных секторов. Так тратится время. Это явление и называется фрагментацией , а в качестве профилактических мер, позволяющих ускорить HDD, предусмотрен программно-аппаратный процесс дефрагментации или упорядочивания таких блоков/частей файлов в единую цепочку.

Принцип работы SSD кардинально отличается от HDD, а любые данные могут записываться в любой сектор памяти с дальнейшим моментальным считыванием. Именно поэтому для накопителей SSD дефрагментация не нужна.

Надежность и срок службы

Помните главное преимущество SSD-накопителей? Верно, отсутствие движущихся элементов. Именно поэтому вы можете использовать ноутбук с SSD в транспорте, по бездорожью или условиях, неизбежно связанных с внешними вибрациями. На стабильности работы системы и самого накопителя это не скажется. Хранящиеся на SSD данные не пострадают даже в случае падения ноутбука.

У HDD все с точностью наоборот. Считывающая головка располагается всего в нескольких микрометрах от намагниченных болванок, и поэтому любая вибрация может привести к появлению «битых секторов» - областей, которые становятся непригодными для работы. Регулярные толчки и неосторожное обращение с компьютером, который работает на базе HDD, приведет к тому, что рано или поздно такой винчестер попросту, говоря на компьютерном жаргоне, «посыпется» или перестанет работать.

Несмотря на все преимущества SSD, у них есть тоже весьма существенный недостаток - ограниченный цикл использования. Он напрямую зависит от количество циклов перезаписи блоков памяти. Другими словами, если вы ежедневно будете копировать/удалять/вновь копировать гигабайты информации, то очень скоро вызовите клиническую смерть своего SSD.

Современные SSD-накопители оснащены специальным контроллером, который заботится о равномерном распределении данных по всем блокам SSD. Так удалось значительно повысить максимальное время работы до 3000 – 5000 циклов.

Насколько долговечен SSD? Просто взгляните на эту картинку:

А потом сравните с гарантийным сроком эксплуатации, который обещает производитель конкретно вашего SSD. 8 – 13 лет для хранения, поверьте, не так и плохо. Да и не стоит забывать о том прогрессе, который приводит к постоянному увеличению емкости SSD при неизменно снижающейся их стоимости. Думаю, через несколько лет ваш SSD на 128 ГБ можно будет отнести к музейному экспонату.

Форм-фактор

Битва размеров накопителей всегда была вызвана типом устройств, в которых они устанавливаются. Так, для стационарного компьютера абсолютно некритична установка как 3.5-дюймового, так и 2.5-дюймового диска, а вот для портативных устройств, вроде ноутбуков, плееров и планшетов нужен более компактный вариант.

Самым миниатюрным серийным вариантом HDD считался 1.8-дюймовый формат. Именно такой диск использовался в уже снятом с производства плеере iPod Classic.

И как не старались инженеры, построить миниатюрный HDD-винчестер емкостью более 320 ГБ им так и не удалось. Нарушить законы физики невозможно.

В мире SSD все намного перспективнее. Общепринятый формат в 2,5-дюйма стал таковым не из-за каких-либо физических ограничений с которыми сталкиваются технологии, а лишь в силу совместимости. В новом поколении ультрабуков от формата 2.5‘’ постепенно отказываются, делая накопители все более компактными, а корпуса самих устройств более тонкими.

Шум

Вращение дисков даже в самом продвинутом HDD-винчестере нераздельно связано с возникновение шума. Считывание и запись данных приводят в движение головку диска, которая с безумной скоростью мечется по всей поверхности устройства, что также вызывает характерное потрескивание.

SSD-накопители абсолютно бесшумны, а все происходящие внутри чипов процессы проходят без какого-либо сопутствующего звука.

Итог

Подводя итог сравнения HDD и SSD, хочется четко определить основные преимущества каждого типа накопителей.

Достоинства HDD: емкие, недорогие, доступные.

Недостатки HDD: медленные, боятся механических воздействий, шумные.

Достоинства SSD: абсолютно бесшумные, износоустойчивые, очень быстрые, не имеют фрагментации.

Недостатки SSD: дорогие, теоретически имеют ограниченный ресурс эксплуатации.

Без преувеличения можно сказать, что одним из самых эффективных методов апгрейда старенького ноутбука или компьютера остается установка SSD-накопителя вместо HDD. Даже при самой свежей версии SATA можно добиться троекратного прироста производительности.

В последнее время все большей популярностью стали пользоваться SSD или твердотельные накопители. Как работают твердотельные накопители, какими достоинствами они обладают, и всегда ли SSD лучше, чем накопитель на жестких магнитных дисках?

Устройство SSD

SSD - это энергонезависимое немеханическое запоминающее устройство, работающее на основе микросхем памяти. По своему внутреннему устройству твердотельный накопитель не многим отличается от обычной флешки. Информация в нем хранится в нескольких блоках флеш-памяти, для кеш-памяти используется микросхема DDR DRAM, а управляет процессом чтения записи и структурой размещения данных SSD-контроллер.

Как работает SSD

Принцип работы твердотельного накопителя несколько иной, чем у накопителя на жестких магнитных дисках, то есть HDD. При считывании информации в винчестере сначала происходит вычисление местонахождения блока данных, потом блок магнитных головок перемещается к нужной дорожке, а затем уже происходит собственно сам процесс считывания. А если запрашиваемые файлы фрагментированы и находятся в разных секторах винчестера, то процесс считывания данных сильно замедляется. В SSD-накопителях за счет отсутствия движущихся частей считывание информации происходит значительно быстрее – после вычисления контроллером адреса нужного блока доступ к данным предоставляется практически моментально.

Преимущества SSD

Популярность SSD на современном рынке объясняется рядом весомых преимуществ, которым обладают данные накопители.

• Высокая скорость чтения и записи, которая в разы превышает средние показатели большинства HDD-накопителей.
• Лучшая, чем у HDD, производительность. Показатель IOPS (количество операций ввода-вывода в секунду) у SSD значительно выше, чем у накопителей на жестких магнитных дисках.
• Относительно низкое энергопотребление.
• В твердотельных накопителях нет никаких движущихся деталей, за счет чего достигается полное отсутствие шума и вибрации.
• SSD менее чувствительны к механическим воздействиям и внешним электромагнитным полям (благодаря отсутствию магнитных дисков).
• Твердотельные накопители обладают более широким диапазоном рабочих температур.
• У SSD сравнительно низкое тепловыделение, что способствует улучшению производительности как самого накопителя, так и системы в целом.

Недостатки SSD

К сожалению, при всех своих достоинствах, твердотельные накопители не лишены и недостатков, некоторые из которых могут показаться весьма существенными.

• Главная проблема SSD-накопителей – это ограниченное количество циклов перезаписи, от 10 000 в недорогих моделях SSD до 100 000 циклов в SSD с более дорогостоящим типом памяти. И хотя производители твердотельных накопителей пытаются бороться с данным недостатком, например, применяя схемы балансировки нагрузки и заменяя DRAM-память кеш-памятью, сделанной по технологии FRAM, однако проблема износа SSD по-прежнему остается актуальной.
• Второй недостаток SSD-дисков – высокая стоимость. Из-за применения инновационных технологий цена на твердотельный накопитель значительно превышает цену HDD-диска с таким же объемом и сходными характеристиками. Кроме того, стоимость SSD прямо пропорционально зависит от его емкости, тогда как цена жесткого диска далеко не всегда напрямую зависит от объема его памяти.
• После очистки SSD-накопителя с применением команды TRIM восстановление удаленных данных не представляется возможным, даже с применением специализированных утилит. Впрочем, для тех, кому нужно удалить с диска конфиденциальную информацию, данная особенность является скорее преимуществом.
• Также невозможно восстановить данные с твердотельного диска после резкого скачка напряжения. Поскольку в SSD-дисках микросхемы памяти находятся на одной плате с контроллером, то при перепадах в сети, как правило, сгорает и контроллер и память, тогда как в HDD в аналогичных ситуациях сгорает лишь плата контроллера диска.

Оптимизация SSD

Для того, чтобы твердотельный накопитель прослужил дольше, необходимо соблюдать некоторые рекомендации:

• Желательно отключить все функции, которые подразумевают в своей работе частое обращение к данным на диске. Сюда относится дефрагментация (на SSD она вообще не нужна), индексирование файлов Windows и функция Prefetch. Также можно отключить гибернацию, что освободит немного места на диске и поможет уменьшить число обращений к памяти SSD.
• Лучше всего иметь в компьютере два диска: HDD и SSD. На SSD можно хранить системные и программные файлы, а также игровые приложения (для прироста производительности, разумеется), а HDD – использовать для хранения пользовательских данных (документов, фильмов, фотографий и так далее). При этом папки с временными файлами и кешем браузера лучше перенести на HDD. Туда же можно поместить и файл hiberfil.sys.
• По возможности следует избегать полного заполнения пространства раздела твердотельного накопителя. Последние 10-20% свободного места SSD рекомендуется оставлять пустыми, так как функции TRIM необходимо пространство для перегруппировки данных, и полное заполнение диска может отрицательно сказаться на его производительности.

Приветствую Вас на своем блоге!
SSD диск уже становится обязательным атрибутом не только ноутбуков и нетбуков, но и настольных компьютеров.
В этой статье я попробую разобраться, что такое SSDдиск, описать его сильные и слабые стороны. А также, рассмотрим его применение в домашних компьютерах.

Что вы узнаете, прочитав эту статью:

Что такое SSDдиск.

SSD – это твердотельный накопитель, который использует для хранения данных флеш-память(NAND). Расшифровать аббревиатуру SSD, можно как Solid State Disk или Solid State Drive, но более правильным мне кажется второй вариант.

В SSD накопителе нет механических и движущихся деталей, что делает его более надежным, по сравнению с механическим HDD.

Первые прототипы современных твердотельных дисков выпускались на основе RAM памяти и чтобы не потерять информацию после выключения компьютера, к ней подключали аккумулятор.
Сейчас, конечно, SSD накопители делают по другой технологии и выключение компьютера не приведет к потере информации.

Из чего состоит SSD диск.

Основные части, из которых состоит SSD, это чип флеш-памяти, контролер, интерфейс подключения диска, корпус.

Чип флеш-памяти.

В настоящий момент в современных SSD используется три вида памяти, это SLC, MLC и TLC.

SLC(Single-Level Cell) – в каждую ячейку этой памяти записывается один бит информации. Количество циклов перезаписи 100 000. Имеет самый большой запас по перезаписи, но она и самая дорогая память, используется в дорогих серверных системах.

MLC(Multi-Level Cell) – в каждую ячейку записывается два бита информации. Количество циклов перезаписи 3000. Эта память используется для производства большинства SSD накопителей, так как менее дорогая и имеет потенциал для больших объемов дискового пространства.

TLC(Triple-Level Cell) – в каждую ячейку записывается три бита информации. Количество циклов перезаписи 1000. Самый дешевый вид памяти, давно используется при производстве флеш-накопителей. Ее начинают использовать и при производстве SSD дисков, что делает их производство еще дешевле, например Samsung 840 EVO.

Количество циклов перезаписи может меняться в большую сторону, это зависит от технологии производства, а она на месте не стоит.
При износе ячеек памяти они блокируются,так что сам диск остается рабочим, он только теряет в объеме. Но если его правильно использовать, и учитывать его размер, то срок службы твердотельного накопителя составит несколько лет.
Основные производители чипов памяти, это Intel, Hynix, Micron, Samsung, SanDisk и Toshiba.

Если говорить о размерах памяти SSD дисков, то на данный момент можно встретить диски объемом 1Тбайт. Но цена такого диска пока слишком высока, например диск на 800Гб с интерфейсом SATA3 стоит около 80 000 рублей, а с интерфейсом PCI-E, около 160 000 рублей. Не каждый захочет за такую сумму купить себе быстрый флеш-накопитель.

Контролер.

Контролер – процессор, который руководит операциями чтения и записи. Это второй по важности, после памяти элемент в твердотельном накопителе.
В задачу контролера входит:
Постоянное слежение за состоянием ячеек памяти и их блокировка, при полном износе;
Равномерное распределение файлов по всему диску для равномерного износа ячеек памяти;
Передача данных из памяти в RAM память, при ее наличии;
Сжатие файлов для ускорения передачи;

Скорость чтения и записи зависит не только от памяти, но и от контролера. Так, например в дешевых дисках могут ограничивать скорость контролера при наличие быстрой памяти, в итоге скорость чтения и записи у диска будет ниже.

Форм-фактор SSD.

SSD накопители выпускаются в разных форматах. Всего их, на данный момент, пять.

SATA – Это самый распространенный вид накопителей на 2,5 дюйма. Их можно установить, как в настольный ПК, так и в ноутбук. Только в ноутбуке придется убрать более объемный HDD или CD-ROM. Диски размером 1,8 дюйма с интерфейсом SATA распространены меньше. Советую брать диски формата SATA-3, у них скорость чтения/записи гораздо выше, чем у SATA-2, около 500мб/с и выше.

mSATA – Как правило диски этого формата устанавливаются в ноутбуках, где для них предназначен специальный отсек. По скорости, некоторые модели уступают дискам формата SATA.

PCI-E – Самую большую скорость чтения/записи, благодаря шине PCI-E, показывают диски именно этого формата, до 2000Мб/с. Но они и самые дорогие из твердотельных.

Гибридные(SSHD) – Это такие диски, где в качестве основного носителя используется обычный жесткий диск, а в качестве кеш памяти, SSD накопитель. Такой способ позволяет быстро запускать приложения, которые часто используются. В целом скорость такого диска, как и обычного HDD, но некоторые программы работают очень быстро.

USB – Внешние диски не отличаются большой скоростью, потому что порт USB является тут слабым звеном. Советую покупать диски с интерфейсом USB 3.0, так скорость будет намного выше USB 2.0. Но для внешнего диска никогда и не требовалась такая же скорость, как и для внутреннего. Так что, если вам скорость не так важна, то лучше купить обычный жесткий диск, и дешевле и больше объем.

Преимущества SSD дисков.

Быстрый доступ к файлам – В твердотельных накопителях нет движущихся головки и диска и считывание происходит почти мгновенно.
Большая скорость передачи данных – По той же причине у SSD очень большая скорость передачи данных.
Хорошая устойчивость к ударам – Опять же, нет хрупких механизмов и нечему ломаться при не сильных ударах.
Меньшее энергопотребление – Нет приводов и движущихся частей, энергии на работу твердотельных требуется намного меньше.
Слабый уровень шума – Здесь та же история, ничего не двигается и не шумит.

Недостатки SSD дисков.

Высокая стоимость твердотельных накопителей.
Меньший объем дискового пространства по сравнению с HDD.
Ограниченный цикл перезаписи данных.

Конечно, все эти недостатки, это временное явление и скоро твердотельные догонят и перегонять механические, а те в свою очередь безнадежно устареют.
Сейчас же, конечно можно использовать SSD диск в персональном компьютере, но только в качестве основного, где установлена система, а не в качестве хранилища для ваших файлов.
О том, как продлить жизнь твердотельному накопителю, я расскажу в одной из следующих статей, если вы еще не подписались на обновления, то можете это сделать сейчас.

Если вы собираетесь покупать компьютер и не знаете, как выбрать процессор, то рекомендую прочитать эту , где описаны основные критерии, по которым нужно выбирать процессор для компьютера.
Удачи!