▷ SSD nedir, nasıl çalışır ve ne işe yarar?

Sabit diskler veya daha iyisi, katı hal depolama diskleri veya SSD'ler burada kalacak. Yeni ekipman satın alan hemen hemen tüm kullanıcılar içinde bu tip bir depolama birimi bulabilirler. Ancak gerçekte SSD nedir ve nasıl çalışır ? Bu yazıda, bu elektronik eleman ve onu tanınmış HDD sabit disklerinden ayıran şeyin ne olduğu hakkında ayrıntılı olarak konuşacağız.

İçindekiler dizini

Birkaç yıl sonra bilgisayarlarımızda büyük değişiklikler yaşama şansımız oldu. İlk olarak çok çekirdekli işlemciler ve mimarileri vardı. Bu, ekipmanın daha hızlı ve daha hızlı olmasına, grafik kartlarının, RAM'in gelişmesine yol açtı. Ancak ekibimizde hala büyük bir darboğaz vardı ve sabit diskten başka bir şey değildi. Tüm bilgisayar tümleşik devrelerle dolu iken, içinde hala mekanik bir eleman vardı.

Bu nedenle, veri içeriğine erişim gerçekten yavaş olsaydı son derece hızlı bir işlemciye sahip olmak işe yaramazdı. Bu ve diğer nedenlerden ötürü, dijital depolama endüstrisi çalışmak zorunda kaldı ve sonuç olarak bu yeni birimler oluşturma maliyetlerini düşürdü. Maliyeti düştükçe, veri depolama kapasitesi ve güvenilirliği de azaldı.

Bugünlerde, bu element zaten pratik olarak standartlaştırılmış ve tüm yeni ekipmanlarda yaygındır. Ve nispeten uygun bir fiyata. Hızlı bir bilgisayar istiyorsanız, işletim sisteminiz için bunlardan birine sahip olmalısınız. Şimdi bu SSD sürücülerin ne hakkında olduğunu görelim.

SSD nedir

Yarıiletken sürücü veya SSD (yarıiletken sürücü), kalıcı bellek veya yaygın olarak flash bellek adı verilen verilere dayanan veriler için bir depolama aygıtıdır. Böylece geleneksel sabit sürücülerin manyetik disklerinin değiştirilmesi.

Bu flaş bellekler, eski EEPROM'un ardılları, aynı işlemde birden fazla bellek konumunun okuma ve yazma işlemlerine izin verir, böylece her işlemde yalnızca bir bellek hücresini okuyabilen EEPROM belleklerine kıyasla hızı arttırır.

Flash bellek kullanımı, belleği depolamak için yongaların kullanılmasını içerir. Normal bir sabit diskin hareketli parçalarını ortadan kaldırarak erişim ve yazma hızını önemli ölçüde artıracağız.

2010 yılında, bu raporlar, üretim maliyetlerinin düşmesine ve dolayısıyla kullanıcıların kullanıcılar tarafından erişilebilirliğine gerçekten yol açan raporda bir adım daha attı. Ve bu flash anıları üretmek için NAND kapılarının kullanılmasıdır.

Bir NAND mantık geçidinin (VE veya ters Y) en çarpıcı özelliklerinden biri, güç kesildiğinde bile verileri içeride tutabilmesidir.

Bu NAND kapıları, bitlerin depolandığı bir öğe olan yüzen kapı transistörleri kullanılarak yapılır. RAM bellekler söz konusu olduğunda, bu transistörlerin flaş belleklerde değil durumlarını korumak için sürekli bir güç kaynağına ihtiyaçları vardır. Yüzen bir kapı transistörü yüklendiğinde içinde 0 vardır ve boşaltıldığında 1 vardır.

Bu anılar, sırayla bir dizi ardışık NAND geçidi tarafından oluşturulan matris biçiminde düzenlenir. Tam matris bloğunu çağırıyoruz ve matrisi oluşturan satırlara sayfa deniyor. Bu satırların her birinin depolama kapasitesi 2 KB ile 16 KB arasındadır. Her blokta 256 sayfa varsa, 256 KB ile 4 MB arasında bir boyuta sahip oluruz.

SSD ve RAM arasındaki fark

Bununla akla ilk gelen şey RAM bellektir. Bildiğimiz gibi, bu tür bellek, veri ve programları işlemciye sağlamak için kullanılır. Bir bilgisayarı kapattığımızda, SSD sürücülerin aksine RAM belleği tamamen boşalır.

Fark NAND kapılarının kullanımında yatmaktadır. Bu mantıksal elemanlar, içerideki son elektriksel durumu depolar ve güç kaynağı olmadan da kalır.

Üretim Teknolojileri

Temel olarak bu cihazların üretimi için iki depolama teknolojisi vardır. RAM tabanlı sürücülerle denemeler yapmaya başladı. Bu, verileri kaybetmemek için onlara sürekli enerji sağlayan bir element gerektiriyordu.

Bu sınırlamalar nedeniyle, bu birimlerdeki DRAM teknolojisi, uçucu olmayan depolamalı NAND geçitlerinin görünümü ile hurdaya çıkarılmıştır. Bu şu anda kullanılan ve üç farklı üretim teknolojisi var:

SLC veya bireysel seviye hücresi

Bu yöntemi kullanarak, her bir bellek hücresi için bir bit veri depolamak mümkündür. Yapısı, ince bir bellek yongası ve tek bir depolama seviyesi elde ettiğiniz bireysel silikon gofretlerden yapılmıştır. Bu çipler daha yüksek veri erişim hızı, daha uzun ömür ve daha az enerji tüketimi avantajlarına sahiptir. Öte yandan, daha düşük bir bellek kapasitesine sahiptirler, bu nedenle daha fazla sayıda ekmek inşa etmek gerekli olacaktır, bu nedenle inşaat maliyetlerini artırın.

Şimdilik üretimi, depolama kalitesinin daha üstün olması gereken endüstriyel ve sunucu kümesi ortamlarıyla sınırlıdır.

MLC veya çok seviyeli hücre

Bu üretim yöntemi öncekinin tam tersidir. Her bellek yongası, tek bir çok seviyeli yonga oluşturmak için silikon yonga plakalarının istiflenmesi yoluyla üretilir. Avantajları, yonga başına daha fazla depolama kapasitesine sahip olduğu için, her hücre için iki bit depolamak mümkündür, bu da toplam 4 farklı durum oluşturur. Ve ayrıca daha ucuz bir üretim maliyeti.

Dezavantajları olarak, önceki durumdan tam tersi teklif ediyoruz: daha yavaş erişim ve daha az dayanıklılığa sahip cipsler.

TLC veya üçlü seviye hücresi

Bu durumda, üretim işlemi her hücre için 3 bit uygulamayı başlatarak 8 duruma kadar depolanmasına izin verir. Üretim fiyatı daha ucuz ve içeriğe daha az verimli erişim. Bu nedenle, elde edilecek en ucuz birimlerdir, ancak hücre ömrü yaklaşık 1000 yazma ile sınırlıdır.

TRIM teknolojisi

SSD depolama birimlerinde bekleyen bir konu, tam olarak dayanıklılıklarıdır. Bellek hücreleri kendilerine yapılan her yazma ve silme işlemi için bozulur, bu da çok kullanılan sürücülerin hızla bozulmasına ve dosya bütünlüğü hatalarına ve dosya kaybına yol açar.

Bir SSD'den dosya silme işlemi oldukça karmaşıktır. İçeriği satır düzeyinde yazabiliriz, ancak yalnızca blok düzeyinde silebiliriz. Bu, bu blokta silinmesi gerekenler dışında yararlı dosyalar varsa, bunun da silineceğini gösterir.

Geçerli dosyaların silinmesini önlemek için, bu dosyalar alınmalı ve yeni bir satıra kaydedilmeli, ardından bloğu silin ve geçerli verileri daha önce bulunduğu yere yeniden yazılmalıdır. Tüm bu işlemlerin sonucu, fazladan yazma ve silme işlemleri yapmak suretiyle bellek hücrelerinin daha da bozulmasıdır.

Buna yanıt olarak TRIM gibi teknolojiler ortaya çıkıyor. TRIM, SSD'ye silmek zorunda olduğu verileri söyleyen sistemin kendisi olması için işletim sistemi ile depolama birimi arasındaki iletişime izin verir. Windows'ta verileri sildiğimizde, veriler fiziksel olarak silinmez, bunun yerine kullanılmama sahipliğini kazanır. Bu, bellek hücrelerinin yazma ve fiziksel silme süreçlerini azaltmaya izin verir. Microsoft'tan, bu teknoloji Windows 7'den beri uygulanmaktadır.

SSD sürücünün fiziksel bileşenleri

Bir SSD sürücüsünün bileşenleri ile ilgili olarak, üç kritik unsurdan bahsedebiliriz:

Denetleyici: NAND bellek modüllerinde gerçekleştirilen işlemlerin yönetilmesinden ve yönetilmesinden sorumlu işlemcidir.

Önbellek: Ayrıca bu tür ünitelerde, üniteden RAM ve işlemciye veri aktarımı sürecini hızlandırmak için bir DRAM bellek cihazı vardır.

Kondansatör: Kondansatörler, ani elektrik kesintileri olduğunda veri bütünlüğünü koruma işlevine sahiptir. Kesik nedeniyle hareket halinde veriler varsa, kapasitörler sayesinde bu verilerin kaybolmasını önlemek için saklanması mümkün olacaktır.

Bağlantı Teknolojileri

SATA

Genel SSD'ler normal sabit sürücülerle aynı bağlantı teknolojisine sahiptir, yani bunları anakarta bağlamak için bir SATA 3 bağlantı noktası kullanırlar. Bu şekilde 600 MB / sn'lik bir aktarımımız olacak.

PCI-Express

Ancak NVMe adı verilen daha hızlı bir bağlantı ve iletişim teknolojisi daha var . Bu yöntem kullanıldığında, üniteler doğrudan anakartımızdaki PCI-Express genişletme yuvalarına bağlanır. Bu şekilde, okumada 2 GB / s'ye ve yazılı olarak 1.5 GB / s'ye kadar aktarım hızlarına ulaşmak mümkündür.

Normalde olduğu gibi, bu sabit sürücüler tipik 2, 5 inç dikdörtgen kapsülleme formatına sahip değildir, ancak yakalayıcılar veya ısı emicisiz grafik kartları gibi genişletme kartlarına benzer.

M.2

Bu, orta ve kısa vadede SATA türünün yerini almayı amaçlayan yeni iletişim standardıdır. Hem SATA hem de NVMe iletişim protokollerini kullanır. Bu birimler doğrudan anakart üzerinde bulunan belirli bir bağlantı noktasına bağlanır. Bu şekilde PCI-E yuvalarını kullanmaktan kaçınırız ve belirli bağlantı noktalarımız olur. Bu standardın PCI-E hızı yoktur, ancak SATA'dan çok daha yüksektir ve tüm üreticilerden makul fiyatlarla zaten sürücüler vardır.

SSD'yi dikkate alma yönleri

Bir SSD satın alırken, hem avantajlarını hem de dezavantajlarını ve sistemimizin uygun olup olmadığını bilmeliyiz.

Dosya sistemleri

Gördüğümüz gibi, bir SSD sürücünün yönetimi normal sabit sürücüler için gördüğümüzden oldukça farklıdır. Geleneksel dosya sistemlerinin bu sürücülerin ihtiyaçlarına uygun olarak dahili işletim yapılarını güncellemesinin nedeni budur. Eğer olmasaydı, birimlerin yaşamlarını büyük ölçüde kısaltan hızlı bir bozulmaya neden olur.

NTFS

Bunun açık bir örneği Windows dosya sistemidir. Windows Vista, bölümü sisteme doğru bir şekilde hizalamak olduğundan, uygulanan ilk optimizasyonlardan biri. Bu, sektörlerin organizasyonu mekanik birimlerde ve SSD'de farklı olduğu için ekstra okuma ve yazma işlemlerinin yapılmasına izin verdi.

Windows 7'nin sonraki sürümlerinde, sistemler SSD'ler için dosya birleştiriciyi devre dışı bırakma, Superfetch hizmeti, ReadyBoost ve SSD'nin ömrünü uzatmak için TRIM komutunun girilmesi gibi iyileştirmeler uygular.

SSD'nin mekanik bir diske göre avantajları

• Okuma / Yazma: Mekanik bileşenleri ortadan kaldırarak temel işlemlerde önemli artış. En kayda değer ve önemli özelliği. Uygulamaların ve dosyaların açılması: doğrudan yukarıdakilerden, uygulamaların ve dosyaların çok daha hızlı açıldığı ve bilgisayarın başlatma süresinin önemli ölçüde düşeceği izlenir. Hatalar ve güvenlik: Veri temizliğini iyileştirerek hatalar arasındaki süre önemli ölçüde artar ve işlemlerin güvenliği artar ve ünite dolu veya boş olduğunda performansta değişiklik olmaz. Dosyaları silmek de daha güvenlidir, çünkü fiziksel olarak silindikten sonra dosyalar tamamen kurtarılamaz. Enerji: daha az enerji tüketimi ve ısı üretimi gerektirecektir. Gürültü: Mekanik eleman olmadığı için gürültü üretimi sıfır olacaktır. Ağırlık ve direnç: mekanik bileşenleri ve boyutu azaltarak, ağırlıkları daha azdır ve şoklara karşı direnci çok daha iyidir.

SSD'nin dezavantajları

• Yararlı ömür: bu üniteler genellikle geleneksel disklerden daha az faydalı ömre sahiptir. Bu, bunlara ve üretim teknolojisine verilen kullanım yoğunluğuna göredir. Fiyat: GB başına maliyet, geleneksel disklerden oldukça yüksektir. Bu yüzden daha yüksek fiyatlarla çok daha küçük kapasiteli diskler buluyoruz. Depolama Kapasitesi: Sabit diskler hala mekanik sürücülerden daha az depolama kapasitesiyle piyasada bulunmaktadır. Donanım sınırlamaları nedeniyle değil (bir süre önce Nimbus Verilerinin 100 TB SSD oluşturmayı planladığı yayınlandı) ama bunların maliyeti nedeniyle. Veri kurtarma: Avantajlarda tartışıldığı gibi, SSD'ler dosyaları kalıcı olarak siler ve istediğimiz şey silinen dosyaları kurtarmaksa bu bir dezavantajdır. Buna rağmen, TRIM teknolojisi bize bu konuda bir fırsat sunuyor. Katastrofik arızalar: mekanik diskler yavaş yavaş bozulur ve bunu fark edebiliriz, SSD'ler uyarı vermeden başarısız olur ve bu hata toplam ve sondur. Böylece dosyaları neredeyse tamamen güvenle kaybedeceğiz. Bakım görevleri: Bu durumda, bu görevler bir sabit sürücüye çok zarar verir. Bir SSD'yi birleştirmek anlamlı değildir, ancak alanın bir kısmını sanal belleğe yapılandırmanız önerilmez. Bu işlem daha da fazla aşınmasına neden olur.

Mekanik sabit sürücülerle ilgili tüm ayrıntıları öğrenmek istiyorsanız makalemizi öneririz:

Bununla SSD'nin ne olduğu ve nasıl çalıştığı ile ilgili açıklamamızı bitiriyoruz. Sizin için yararlı oldu mu? Sorunuz mu var? ?