درایوهای حالت جامد ( SSD^(SSDs) ) به سرعت تبدیل به فضای ذخیره‌سازی رایانه‌ای ترجیحی برای سیستم‌های عامل و برنامه‌ها می‌شوند. آنها را در جدیدترین لپ تاپ ها، تلفن ها، تبلت ها و حتی کنسول ها خواهید یافت.

با عملکرد و دوام عالی، این درایوها واقعا سر و صدا ایجاد می کنند، اما SSD دقیقا چیست؟ 

نحوه کار درایوهای هارد دیسک^{(Hard Disk Drives)} سنتی ( HDD^(HDDs) )

برای درک تفاوت های SSD^(SSDs) ها، باید به طور خلاصه زمان را به عقب برگردانیم و به هارد دیسک^{(Hard Disk Drives)} های سنتی ( HDD^(HDDs) ) نگاه کنیم. هارد دیسک^(HDD) نوع استانداردی از درایو بود که تقریباً تا همین اواخر در همه رایانه ها یافت می شد.

در داخل هارد دیسک^(HDD) ، یک یا چند دیسک در حال چرخش به نام «پلاتر» را خواهید یافت. هر بشقاب به آهنگ ها و بخش ها تقسیم می شود. بشقاب ها معمولا از آلومینیوم یا شیشه ساخته می شوند و با مواد مغناطیسی پوشانده می شوند.

سطح بشقاب حاوی میلیاردها ناحیه مجزا است که هر کدام یک بیت داده را نشان می دهند. منطقه را می توان مغناطیسی یا مغناطیسی زدایی کرد که نشان دهنده یک یا صفر است.

همانطور که صفحات چرخان با هزاران دور در دقیقه حرکت می کنند، سرهای خواندن و نوشتن کوچک متصل به بازوهای چرخان به اندازه یک مو در بالای صفحه شناور می شوند و از درایو می خوانند یا می نویسند.

هارد^(Hard) دیسک دستگاه‌های بسیار پیچیده‌ای هستند که دارای قطعات متحرک ریز، دقیق و شکننده هستند. این یک شگفتی مدرن است که آنها به همان خوبی کار می کنند. 

چگونه یک درایو حالت جامد (SSD) کار می کند

SSD ها بیشتر از هارد دیسک ها با دستگاه های نیمه هادی مانند CPU^(CPUs) و RAM مشترک هستند. ^(RAM)SSD^(SSDs) و HDD^(HDDs) هر دو به عنوان ابزار ذخیره سازی عمل می کنند، اما SSD^(SSDs) ها به روشی بسیار متفاوت عمل می کنند.

در داخل یک SSD^(SSD) معمولی ، فقط تراشه های کامپیوتری را خواهید یافت. تراشه کنترلر SSD^(SSD) وجود دارد که نحوه و مکان ذخیره داده ها را مدیریت می کند، اما بخش عمده ای از SSD از تراشه های حافظه فلش تشکیل شده است.

حافظه فلش^(Flash) یک حافظه "غیر فرار" است. حافظه فرار^(Volatile) ، مانند RAM ، با قطع برق باقی نمی ماند - داده های ذخیره شده در آنجا ناپدید می شوند. در مقابل، با حافظه غیر فرار (مانند SSD^(SSDs) یا درایوهای USB )، اطلاعات شما حتی زمانی که برق خاموش است، باقی می ماند. به همین دلیل است که درایوهای USB انگشت شست به عنوان "درایوهای فلش" نیز شناخته می شوند!

SSD^(SSDs) های مدرن (و اکثر درایوهای فلش USB و کارت های حافظه) از نوعی حافظه فلش به نام حافظه فلش NAND استفاده می کنند. نام آن برگرفته از یکی از انواع گیت های منطقی است که می توانید در ریزتراشه بسازید. در حافظه NAND ، «سلول‌هایی» وجود دارد که می‌توانند سطوح مختلف بار الکتریکی را نگه دارند. با اندازه گیری سطح شارژ در یک سلول حافظه، می توانید تشخیص دهید که آیا یک یا صفر است. برای تغییر محتویات یک سلول، به سادگی سطح شارژ داخل آن را تغییر می دهید.

در دنیای حافظه NAND^(NAND) تغییرات زیادی در فناوری وجود دارد . به عنوان مثال، ممکن است برخی از SSD های سامسونگ^{(Samsung SSDs)} را با برچسب " V-NAND " یا "عمودی " NAND دیده باشید . در اینجا سلول‌های حافظه به صورت عمودی روی هم چیده شده‌اند که امکان ذخیره‌سازی بیشتر در همان ردپای سیلیکونی را فراهم می‌کند. 3D NAND اینتل نیز کمابیش همان فناوری است. 

انواع SSD و رابط

SSD^(SSDs) ها در فرم فاکتورهای مختلف و انواع حافظه فلش NAND وجود دارند. ^(NAND)این حداکثر عملکرد یک SSD و همچنین قیمت آن را تعیین می کند.

انواع حافظه فلش

همه فلش‌های NAND^(NAND) برای چگالی داده و عملکرد یکسان نیستند. از بحث ما در بالا به یاد خواهید آورد که SSD^(SSDs) ها داده ها را به عنوان بارهای الکتریکی در سلول های حافظه ذخیره می کنند. 

اگر یک سلول فقط یک بیت داده را ذخیره کند، SLC یا حافظه سلولی تک^{(single-level cell memory)} سطحی نامیده می شود . حافظه MLC^(MLC) (سلول چند سطحی) و TLC (سلول سه سطحی) به ترتیب دو و سه بیت داده در هر سلول ذخیره می کنند. حافظه QLC^(QLC) (سلول چهار سطح) آن را به چهار بیت در هر سلول می رساند.

هرچه بتوانید بیت های بیشتری از داده را در یک سلول ذخیره کنید، SSD شما می تواند ارزان تر باشد یا داده های بیشتری را می توانید در همان فضا قرار دهید. این ایده عالی به نظر می رسد، اما به لطف نحوه عملکرد SSD^(SSDs) ها، هنگام استفاده از روش ذخیره سازی چند بیتی، درایوها سریعتر از بین می روند. حافظه SLC^(SLC) بهترین و بادوام ترین نوع NAND با طول عمر بالا است. با این حال، تا حد زیادی گران ترین است و فقط در درایوهای پیشرفته یافت می شود.

به این ترتیب، اکثر SSD^(SSDs) های مصرفی از MLC یا TLC استفاده می کنند و از روش های خاصی برای افزایش طول عمر مفید خود تا حد امکان استفاده می کنند. ما کمی بعد در این مقاله به موضوع سایش SSD و معایب این فناوری خواهیم پرداخت.

فاکتورهای فرم SSD

درایوهای SSD^(SSDs) در اشکال مختلف وجود دارند. "فاکتور فرم" به سادگی شکل فیزیکی دستگاه و استاندارد اتصال آن است. از آنجایی که SSD^(SSDs) ها در ابتدا برای جایگزینی هارد دیسک^(HDDs) ها طراحی شده بودند ، اولین دستگاه هایی که برای دسکتاپ های مصرف کننده در نظر گرفته شده بودند، در جایی قرار می گرفتند که هارد دیسک ها قبلاً قرار داشتند.

اینجاست که طراحی 2.5 اینچی SATA SSD^{( 2.5-inch SATA SSD)} به چشم می خورد. شما به سادگی می توانید هارد دیسک 2.5 اینچی لپ تاپ فعلی خود را بردارید و یکی از این SSD^(SSDs) ها را به آن وصل کنید.

SSD داخل این بدنه به آن همه فضا نیاز ندارد، اما از آنجایی که لپ‌تاپ‌ها و اکثر رایانه‌های رومیزی مدرن از قبل دارای درایو 2.5 اینچی و کانکتورهای SATA بر روی مادربرد خود هستند، کاملاً منطقی است. همچنین می‌توانید آداپتورهایی بخرید که به شما امکان می‌دهند یک درایو 2.5 اینچی را در محفظه 3.5 اینچی دسکتاپ قرار دهید.

جدای از اشغال فضای غیر ضروری، این درایوهای 2.5 اینچی به 600 MB/s محدود بودند زیرا این محدودیت رابط SATA 3^{(SATA 3)} است.

استاندارد mSATA (mini-SATA) مشکل فضا را حل می کند. mSATA از نظر فیزیکی همان شکل، اندازه و رابط استاندارد کارت PCI Express Mini بود، اما این دو نوع کارت از نظر الکتریکی ناسازگار هستند.

استاندارد m SATA اکنون با استاندارد M.2 جایگزین شده است. SSD های M.2^{(M.2 SSDs)} بسته به ترکیب کارت و مادربرد می توانند SATA یا PCIe باشند.^(PCIe)

کارت های M.2 همچنین می توانند دو طرفه با اجزای هر دو طرف باشند و طول آنها متفاوت است. همیشه مهم است که مطمئن شوید مادربرد رایانه شما با SSD M.2^{(M.2 SSD)} که می خواهید با آن استفاده کنید سازگار است!

SSD های NVMe^{(NVMe SSDs)} از استاندارد Non-Volatile Memory Express استفاده می کنند، به این ترتیب رایانه می تواند با استفاده از PCIe که بیشتر برای کارت های گرافیک استفاده می شود، به حافظه SSD دسترسی پیدا کند. ^(SSD)PCIe پهنای باند بسیار بیشتری نسبت به SATA دارد و به حافظه ^(SATA)SSD سریع اجازه می دهد تا به پتانسیل کامل خود برسد.

مزایای SSD ها

دلایل زیادی وجود دارد که چرا SSD^(SSDs) ها به سرعت در حال تبدیل شدن به استاندارد در فناوری ذخیره سازی هستند. در حالی که برخی از مشکلات اولیه دندان درآوردن آنها را برای مدتی از دنیای رایج رایانه دور نگه داشت، اکنون در نقطه ای هستند که می توانیم آنها را به هر کسی توصیه کنیم. حتی جدیدترین کنسول های بازی ویدیویی^{(latest video game consoles)} اکنون از SSD استفاده می کنند . در اینجا نقاط قوت کلیدی وجود دارد که SSD^(SSDs) ها را به سمت محبوبیت فعلی خود سوق داده است.

SSD ها سریع هستند

سریعترین هارد مکانیکی در سطح جهان، Seagate Mach.2 Exos 2X14 ، می تواند به سرعت انتقال پایدار 524 MB/s برسد . سرعت آن تقریباً به اندازه یک SSD SATA 3 است، اما درایو مکانیکی معمولی که این روزها در رایانه‌ها پیدا می‌کنید می‌تواند چیزی بین 100 MB/s و 250 MB/s داشته باشد، اگر به سطح بالای بازار نگاه کنید. .

SSD های معمولی M.2 PCIe^{(M.2 PCIe SSDs)} ، مانند آنهایی که در لپ تاپ های میان رده یافت می شوند، 2.5 تا 3.5 GB/s را ارائه می دهند . آخرین حافظه‌های SSD M.2 PCIe^{(M.2 PCIe SSDs)} نزدیک به 8 GB/s می‌شوند ، که حجم داده‌ای مبهوت کننده است. سرعت نوشتن متوالی^(Sequential) معمولاً کمی کمتر از سرعت خواندن است، اما داده ها با سرعت فوق العاده ای در هر دو جهت پرواز می کنند.

این فقط در مورد سرعت انتقال نیست. هارد درایوهای مکانیکی برای چرخاندن صفحات و جابجایی سر درایوها به زمان نیاز دارند. یافتن نقطه مناسب در بشقاب برای درخواست داده به عنوان "زمان جستجو" شناخته می شود. برای SSD^(SSDs) ها، این عدد تأخیر عملاً صفر است. 

SSD می تواند فوراً داده ها را از هر مکانی در سلول های حافظه خود بخواند و حتی این کار را به صورت موازی انجام دهد. مهم نیست که از کدام طرف آن را برش می دهید، SSD^(SSDs) ها در عملکرد متفاوتی نسبت به بهترین هارد درایوهای مکانیکی قرار دارند، مهم نیست از کدام طرف آن را برش دهید.

هنگام ارتقاء هارد دیسک کامپیوتر به^(HDD) SSD ،^(SSD) زمان راه‌اندازی بسیار سریع‌تر و پاسخگویی سیستم بسیار سریع‌تر را تجربه می‌کنید. صرفاً^(Simply) به این دلیل که CPU شما هرگز نباید منتظر اطلاعات درایوهای ذخیره سازی شما باشد. این یک راه فوق العاده برای دادن جان تازه به یک سیستم قدیمی ویندوز^(Windows) است.

SSD ها بادوام هستند

درایوهای SSD^(SSDs) تقریباً به اندازه سایر اجزای حالت جامد مانند CPU یا RAM بدون قطعات متحرک بادوام هستند. مگر اینکه افزایش برق آنها را از بین ببرد، آنها باید به طور نامحدود یا حداقل تا زمانی که رایانه برای شما مفید باشد کار کنند. فلش^(Flash) مموری بر خلاف هارد دیسک هایی که در صورت افتادن به راحتی از بین می روند، در برابر ضربه نیز بسیار مقاوم است، مخصوصاً زمانی که صفحات در حال چرخش هستند.

این دوام آنها را برای لپ‌تاپ‌ها عالی می‌کند و به همین دلیل است که اولترابوک‌هایی مانند Apple MacBook Air ، i Mac و سایر اعضای خانواده رایانه‌های Mac دارای ^(Mac)SSD‌^(SSDs) های یکپارچه با کارایی بالا هستند.

" دوام " در این مورد به پدیده سایش ^(Durability)SSD اشاره نمی کند ، که در زیر لیست معایب را پوشش می دهیم.

SSD ها از تکه تکه شدن رنج^{(Suffer From Fragmentation)} نمی برند

تکه تکه شدن داده^(Data) ها یک مشکل واقعی در هارد دیسک^(HDDs) است. زمانی اتفاق می افتد که داده های جدید در اولین فضای موجود در درایو نوشته شود. بنابراین ممکن است یک فایل مشخص یا مجموعه‌ای از فایل‌های مرتبط، داده‌های آن‌ها در سراسر ناحیه فیزیکی درایو پراکنده شوند.

این سرعت خواندن متوالی را از بین می‌برد و زمان زیادی را برای جستجو اضافه می‌کند، زیرا هدهای درایو برای یافتن تمام قسمت‌های یک فایل در سراسر مکان پرواز می‌کنند. درایوهای SSD^(SSDs) به دلیل ماهیت خود از تکه تکه شدن رنج نمی برند. اینطور نیست که فایل ها تکه تکه نشده باشند. فقط این مهم نیست زیرا هیچ قسمت متحرکی وجود ندارد و زمان لازم برای صحبت کردن وجود ندارد. 

یکپارچه سازی فقط باعث سایش غیر ضروری درایو می شود. اگر می خواهید کمی بیشتر در مورد تکه تکه شدن SSD بدانید، ^(SSD)آیا باید یک SSD را Defrag کنید؟^{(Should You Defrag an SSD?)}

SSD ها بی صدا هستند

هارد دیسک ها نویز دارند! صدای زمزمه موتور، صدای صدای دیسک، صدای کلیک سر درایوها که به جلو و عقب حرکت می‌کنند - این صدای پس‌زمینه برای کاربران کامپیوتر در طول دهه‌ها بوده است.

SSD^(SSDs) ها، در مقابل، هیچ سر و صدایی ایجاد نمی کنند. این ممکن است یک مزیت بی اهمیت به نظر برسد، اما قطعات کامپیوتری پر سر و صدا آزار دهنده هستند. در برخی موارد استفاده، مانند رایانه هایی که برای ضبط صدا استفاده می شود، سطح صدا بسیار مهم است. هارد دیسک‌های گران‌قیمتی با پایه‌ها و طراحی‌های خاص وجود داشته که سعی کرده‌اند نویز HDD را کاهش دهند ، اما با SSD‌^(SSDs) ها، مشکل به طور کامل حل می‌شود.

به همین دلیل است که اکنون می‌توانیم رایانه‌ای مانند Apple M1 MacBook Air داشته باشیم که فاقد فن و هارد مکانیکی است. کل کامپیوتر حالت جامد است و بنابراین هیچ صدایی ایجاد نمی کند!

SSD ها کوچک و کم مصرف هستند

SSD ها فضای کمتری نسبت به هارد دیسک^(HDDs) اشغال می کنند و برای کار به انرژی بسیار کمتری نیاز دارند. این بدان معناست که ما می‌توانیم رایانه‌ها، تبلت‌ها، گوشی‌های هوشمند و سایر دستگاه‌های الکترونیکی کوچک‌تر و نازک‌تر داشته باشیم که به درایوهای ذخیره‌سازی سریع غیرفرار نیاز دارند.

SSD ها در صورت عدم استفاده تقریباً به طور کامل به حالت خواب می روند و بر خلاف هارد دیسک^(HDDs) ها، تقریباً فوراً می توانند به حالت عملکرد بالا تغییر کنند. در مجموع^(Taken) ، مصرف انرژی SSD برای به دست آوردن عمر باتری بهتر از رایانه های همراه و سایر ابزارهایی که از آنها استفاده می کنند بسیار مهم است. ^(SSD)دستگاه های الکترومکانیکی صرفاً برای کارکردن به انرژی بیشتری نسبت به دستگاه های حالت جامد نیاز دارند.

SSD ها می توانند اندازه نصب را کاهش دهند

SSD^(SSDs) ها می توانند اندازه نصب برخی برنامه ها، به ویژه بازی های ویدیویی را^{(video games)} کاهش دهند . هنگامی که برنامه‌ها به سرعت به جریان داده‌ها در حافظه متکی هستند، توسعه‌دهندگان ممکن است اطلاعات را در چندین مکان روی صفحه HDD کپی کنند . این امر زمان جستجو را کاهش می دهد زیرا هدهای درایو همیشه به یک کپی از داده های مورد نیاز آن نزدیک است. این یک ترفند هوشمندانه است، اما به قیمت فضای ذخیره سازی تمام می شود.

برنامه های طراحی شده برای SSD^(SSDs) اصلاً نیازی به انجام این کار ندارند. از آنجایی که SSD عملاً هیچ تاخیری ندارد و می‌تواند بلافاصله داده‌ها را از هر نقطه درایو بخواند، فقط یک کپی از داده‌ها باید وجود داشته باشد.

کنسول‌هایی مانند پلی‌استیشن 5 قبلاً نشان داده‌اند که ^{(PlayStation 5)}SSD‌^(SSDs) ها چقدر می‌توانند اندازه نصب را کاهش دهند، مخصوصاً همراه با فشرده‌سازی، که ما را به مزیت بعدی می‌رساند.

SSD ها را می توان شتاب داد

اگر فکر می‌کردید که حافظه‌های SSD^(SSDs) از قبل بسیار سریع هستند، می‌توانید سرعت این درایوها را برای برخی از اعداد عملکرد واقعاً با سرعت بالا افزایش دهید. همه اینها به لطف فناوری فشرده سازی است. داده ها به صورت فشرده بر روی SSD ذخیره می شوند. ^(SSD)هنگامی که اطلاعات درخواست می شود، در زمان واقعی از حالت فشرده خارج می شود و به طور موثر سرعت انتقال داده های خام SSD را تقویت می کند .

تنها نکته این است که شما به یک پردازنده قدرتمند برای فشرده سازی نیاز دارید، اما SSD^(SSDs) ها در حال حاضر چنین پردازنده ای را ندارند. به نظر می رسد که GPU^(GPUs) ها در انجام این نوع کارها عالی هستند، بنابراین با استفاده از API های^(APIs) نرم افزاری ( Application Programmer Interface ) مانند DirectStorage مایکروسافت و RTX IO انویدیا^{(Nvidia’s RTX IO)} ، نسل های اخیر GPU می توانند نه تنها گرافیک سه بعدی بلکه عملکرد SSD را نیز تسریع کنند.

معایب SSD ها

SSD^(SSDs) ها ویژگی های مطلوب زیادی دارند، اما فناوری آن بی نقص نیست. برخی از جنبه های مالکیت SSD آنقدرها که ما می خواهیم دلپذیر نیستند.

SSD ها گران تر هستند

قیمت هارد دیسک^(HDD) ها بسیار کاهش یافته است و مقدار داده ای را که می توانند ذخیره کنند تا سطوح دیوانه کننده ای از چگالی افزایش داده اند. نتیجه این است که یک گیگابایت اطلاعات HDD بسیار کمتر از ارزان ترین فلش NAND است.

قیمت SSD^(SSD) طی چند سال گذشته به شدت کاهش یافته است، اما عموماً مردم هنوز از SSD^(SSDs) های نسبتاً کوچک در محدوده 256 تا 512 گیگابایت استفاده می کنند. SSD^(SSDs) ها برای برنامه ها و سیستم عامل ها محفوظ هستند، در حالی که هارد دیسک^(HDDs) ها هنوز دارای ذخیره سازی انبوه برای فایل های رسانه ای یا برنامه هایی هستند که از سرعت SSD بهره نمی برند .

خبر خوب این است که مانند تمام فناوری‌های نیمه‌رسانا، چگالی ترانزیستور و فرآیندهای ساخت احتمالاً روندی تصاعدی را نشان می‌دهند که منجر به هزینه کمتر و مقدار قابل توجهی فضا می‌شود. در حال حاضر، بیشتر بودجه ها به ترکیبی از حافظه SSD^(SSD) و HDD نیاز دارند.

SSD ها ممکن است فرسوده شوند

در حالی که SSD ها بسیار بادوام هستند و نسبت به ^(SSDs)HDD^(HDDs) ها می توانند مجازات بیشتری را تحمل کنند ، در حالی که عمر عملیاتی طولانی تری دارند، از فرسودگی رنج می برند. سایش SSD به این دلیل اتفاق می افتد که نوشتن ^(SSD)SSD^(SSDs) در سلول های حافظه مخرب است. هر بار که بیتی روی سلول حافظه SSD نوشته می شود، توانایی خود را برای نگه داشتن شارژ کمی از دست می دهد.

با گذشت زمان، نوشتن مکرر یک سلول آن را غیرقابل اجرا می کند. SLC^{(SLC SSDs)} های SLC می توانند بیشترین نوشتن را قبل از سرخ کردن یک سلول مشخص انجام دهند، اما سلول های MLC ، TLC و QLC به این ترتیب آسیب پذیرتر هستند. SSD^(SSDs) های اولیه مصرف کننده ممکن است به زودی به طرز نگران کننده ای از بین بروند، اما درایوهای امروزی استراتژی هایی مانند تراز سایش و تامین بیش از حد برای افزایش ماندگاری نوشتن SSD دارند.

فرسودگی SSD^(SSD) موضوع پیچیده ای است، بنابراین برای یک بحث عمیق ، نگاهی به هر آنچه که باید در مورد سایش و پارگی SSD بدانید ، بیندازید.^{(Everything You Need To Know About SSD Wear & Tear)}

درایوهای SSD می توانند به سرعت پوسیدگی بیت داشته باشند

همه اشکال ذخیره سازی داده ها در نهایت در معرض پوسیدگی کمی قرار می گیرند. ^{(bit rot.)}این زمانی اتفاق می‌افتد که محیط ذخیره‌سازی آنقدر تحلیل می‌رود که دیگر نمی‌تواند داده‌ها را به شکل قابل خواندن نگه دارد.

رسانه‌های مختلف به دلایل مختلفی دچار پوسیدگی بیت می‌شوند، اما هارد دیسک‌ها را می‌توان برای چندین دهه بدون پوسیدگی بیت ذخیره کرد. از سوی دیگر، SSD ها به طور بالقوه می توانند داده های خود را تنها پس از چند سال ذخیره سازی از دست بدهند. ^(SSDs)این به دلیل تخریب لایه عایق است که شارژ را در هر سلول حافظه نگه می دارد. اگر مقدار به بیرون نشت کند، سلول خالی است و داده ای ندارد!

به نظر می رسد که اگر SSD^(SSDs) ها در محیطی بسیار گرم نگهداری شوند، پوسیدگی بیت سریعتر اتفاق می افتد ، اما در هر صورت، احتمالاً بهترین انتخاب برای ذخیره داده ها در یک کشو نیستند.

بازیابی اطلاعات SSD سخت^{(SSD Data Recovery Is Hard)} تا غیرممکن است

صنعت پیچیده ای وجود دارد که حول هنر بازیابی اطلاعات از هارد دیسک های مکانیکی ساخته شده است. اگر پول کافی برای خرج کردن دارید، حتی می توانید داده ها را از درایوهایی که خراب شده اند بازیابی کنید، زیرا یک متخصص به معنای واقعی کلمه درایو را از قطعات بازسازی می کند.

در سطح ساده‌تر، می‌توانید داده‌هایی را که به‌طور تصادفی حذف شده‌اند بازیابی کنید، زیرا هارد دیسک‌ها زمانی که آنها را در ^(HDDs)ویندوز^(Windows) یا سیستم عامل دیگری حذف می‌کنید، داده‌های فیزیکی را حذف نمی‌کنند . در عوض، آن ناحیه از درایو به سادگی علامت گذاری شده است تا رونویسی شود. تا زمانی که رونویسی هنوز اتفاق نیفتاده است، می توانید با استفاده از نرم افزار مخصوص آن را بازیابی کنید.

درایوهای SSD^(SSDs) در صورت آسیب دیدن درایو یا حذف فایل‌ها، بازیابی چیزی تقریبا غیرممکن است. اگر هارد دیسک در اثر افزایش برق آسیب ببیند ، همچنان می توانید آن را با وسایل الکترونیکی درایو جدید بازسازی کنید، اما از آنجایی که یک ^{(HDD is damaged)}SSD کاملاً الکتریکی است، تمام حافظه ممکن است سرخ شود.

همچنین این که SSD^(SSDs) ها دارای کنترلرهای پیچیده ای هستند که کارهای زیادی را با سیستم عامل های داده های فیزیکی انجام می دهند که از آنها اطلاعی ندارند کمکی نمی کند. به عنوان مثال، دستور TRIM که توسط SSD های SATA^{(SATA SSDs)} استفاده می شود ، سلول های حافظه ای را که برای حذف علامت گذاری شده اند، به طور پیشگیرانه حذف می کند تا روند نوشتن داده های جدید را سرعت بخشد. بنابراین ترفند حذف حذف روی آنها کار نخواهد کرد!

آینده حالت جامد است

اگرچه SSD^(SSDs) ها بی نقص نیستند، اما نشان دهنده چنان جهشی در عملکرد درایو ذخیره سازی هستند که تسلط نهایی آنها بر بازار ذخیره سازی اجتناب ناپذیر به نظر می رسد. با گذشت زمان ما انتظار داریم که حتی SLC های SLC نیز قیمت خود را کاهش دهند، در حالی که انواع ^{(SLC SSDs)}SSD با دوام کمتر حتی در مورد محدود کردن سایش هوشمندتر خواهند شد. 

فن آوری هارد^(Hard) دیسک نیز در روزهای اولیه مشکلات خود را داشت، اما ما احساس می کنیم که هر مشکلی که SSD^(SSDs) ها هنوز دارند در زمان بی سابقه ای حل می شود. 

What Is a Solid State Drive (SSD)? Plus, the Pros and Cons

Solid Statе Drives (SSDs) are quickly becoming the preferred computer storage for operating systems and apps. You’ll find them in the latest laptops, phones, tablets, and even consoles.

With excellent performance and durability, these drives are making a real splash, but what exactly is an SSD? 

How Traditional Hard Disk Drives (HDDs) Work

To grasp what makes SSDs different, we need to briefly turn back the clock and look at traditional Hard Disk Drives (HDDs). An HDD was the standard type of drive you’d find in virtually all computers until recently.

Inside the HDD, you’ll find one or more spinning disks called “platters.” Each platter is divided into tracks and sectors. The platters are usually made from either aluminum or glass and are coated with magnetic material.

The platter’s surface contains billions of individual areas that each represent a single bit of data. The area can be magnetized or demagnetized, representing a one or a zero.

As the spinning platters move at thousands of revolutions per minute, tiny read-write heads attached to swinging arms float a hair’s breadth above the platter reading from or writing to the drive.

Hard disk drives are incredibly complicated devices with many tiny, precise, and fragile moving parts. It’s a modern marvel that they work as well as they do. 

How a Solid State Drive (SSD) Works

SSDs have more in common with semiconductor devices like CPUs and RAM than hard disk drives. SSDs and HDDs both act as storage devices, but SSDs work in a very different way.

Inside a typical SSD, you’ll find only computer chips. There’s the SSD’s controller chip, which manages how and where data is stored, but the bulk of an SSD consists of flash memory chips.

Flash memory is “non-volatile” memory. Volatile memory, like RAM, does not persist when power is turned off—the data stored there disappears. By contrast, with non-volatile memory (like SSDs or USB drives), your data persists even when the power is turned off. This is why USB thumb drives are also referred to as “flash drives”!

Modern SSDs (and most USB flash drives and memory cards) use a type of flash memory called NAND flash memory. It’s named after one of the types of logic gates you can make in a microchip. Within NAND memory, there are “cells” that can hold different electrical charge levels. By measuring the charge level in a memory cell, you can tell whether it represents a one or a zero. To change the contents of a cell, you simply alter the level of charge inside it.

There are many different variations in the technology within the world of NAND memory. For example, you may have seen some Samsung SSDs labeled “V-NAND” or “vertical” NAND. Here the memory cells are stacked vertically, allowing for more storage capacity in the same silicon footprint. Intel’s 3D NAND is also more or less the same technology. 

Types of SSDs and Interfaces

SSDs come in a variety of form factors and NAND flash memory types. This determines the maximum performance of an SSD as well as its price.

Flash Memory Types

All NAND flash isn’t the same for data density and performance. You’ll recall from our discussion above that SSDs store data as electrical charges inside memory cells. 

If a cell only stores a single bit of data, it’s called SLC or single-level cell memory. MLC (multi-level cell) and TLC (triple-level cell) memory store two and three bits of data per cell, respectively. QLC (quad-level cell) memory takes it to four bits per cell.

The more bits of data you can store in a single cell, the cheaper your SSD can be, or the more data you can stuff into the same space. This sounds like a great idea, but thanks to how SSDs operate, drives die more quickly when using a multi-bit storage method. SLC memory is the best-performing and most durable type of NAND with a long lifespan. However, it’s also the most expensive by far and only found in high-end drives.

As such, most consumer SSDs use MLC or TLC and employ special methods to extend their useful lifespans as much as possible. We’ll cover the issue of SSD wear a little later in this article under the disadvantages of the technology.

SSD Form Factors

SSDs come in various form factors. A “form factor” is simply the physical shape of the device and what connection standard it conforms to. Because SSDs were initially designed to replace HDDs, the first devices meant for consumer desktops were intended to slot in where hard drives were before.

This is where the 2.5-inch SATA SSD design comes into the picture. You can simply take out your current 2.5-inch laptop hard drive and plug one of these SSDs in.

The SSD inside this casing doesn’t need all that room, but it made perfect sense since laptops and most modern desktops already have 2.5-inch drive bays and SATA connectors on their motherboards. You can also purchase adapters that let you place a 2.5-inch drive into a desktop’s 3.5-inch bay.

Apart from taking up unnecessary space, these 2.5-inch drives were limited to 600 MB/s since that’s the limit of the SATA 3 interface.

The mSATA (mini-SATA) standard solves the space issue. mSATA was physically the same shape, size, and connector as the PCI Express Mini card standard, but the two types of cards are electrically incompatible.

The mSATA standard has now been replaced by the M.2 standard. M.2 SSDs can be SATA or PCIe, depending on the card and the motherboard combination.

M.2 cards can also be double-sided with components on both sides, and they vary in length. It’s always important to make sure that your computer’s motherboard is compatible with the M.2 SSD you want to use with it!

NVMe SSDs use the Non-Volatile Memory Express standard, which is how the computer can access SSD memory using the PCIe that’s more commonly used for graphics cards. PCIe has much more bandwidth than SATA, allowing fast SSD memory to reach its full potential.

The Advantages of SSDs

There are many reasons why SSDs are rapidly becoming the standard in storage technology. While some early teething troubles kept them out of the mainstream computer world for a while, they are now at the point where we can recommend them to anyone. Even the latest video game consoles now use SSD. Here are the key strengths that have led SSDs towards their current popularity.

SSDs Are Fast

The fastest mechanical hard drive globally, the Seagate Mach.2 Exos 2X14, can reach sustained transfer rates of 524 MB/s. That’s very nearly as fast as a SATA 3 SSD, but the typical mechanical drive you’ll find in computers these days can achieve somewhere between 100 MB/s and 250 MB/s if you’re looking at the high-end of the market.

Typical M.2 PCIe SSDs, such as those found in mid-range laptops, offer 2.5 to 3.5 GB/s. The latest M.2 PCIe SSDs are getting close to 8 GB/s, which is a mind-boggling amount of data. Sequential write speeds are usually a little slower than read speeds, but data is flying at a tremendous pace in both directions.

It’s not just about transfer speeds, either. Mechanical hard drives need time spinning up platters and moving drive heads into place. Finding the right spot on the platter for a data request is known as “seek time”. For SSDs, that latency number is effectively zero. 

SSD can instantly read data from any location within its memory cells and even do it in parallel. No matter which way you slice it, SSDs are in a different performance universe than even the best mechanical hard drives, no matter which way you slice it.

When upgrading a computer’s HDD to an SSD, you experience much faster boot times and very snappy system responsiveness. Simply because your CPU never has to wait for data from your storage drives. It’s a fantastic way to give an old Windows system new life.

SSDs Are Durable

SSDs are about as durable as any other solid-state component such as a CPU or RAM with no moving parts. Unless a power surge destroys them, they should run indefinitely or at least as long as the computer remains useful to you. Flash memory is also very resistant to impact damage, unlike hard drives that are easily destroyed if they fall, especially while the platters are spinning.

This durability makes them perfect for laptops, and it’s why ultrabooks such as the Apple MacBook Air, iMac, and other members of the Mac computer family have high-performance integrated SSDs.

“Durability” in this case doesn’t refer to the phenomenon of SSD wear, which we’re covering under the list of disadvantages below.

SSDs Don’t Suffer From Fragmentation

Data fragmentations are a real problem on HDDs. It happens when new data is written to the first available space on the drive. So a given file or set of related files might have their data scattered all over the physical platter area of the drive.

This destroys sequential read speeds and adds a ton of seek time because the drive heads are flying all over the place to find all the parts of a file. SSDs, due to their very nature, don’t suffer from fragmentation. It’s not that files aren’t fragmented. It’s just that it doesn’t matter because there are no moving parts and no seek time to speak of. 

Defragmenting just puts unnecessary wear on the drive. If you want to know a little more about SSD fragmentation, read Should You Defrag an SSD?

SSDs are Quiet

Hard drives are noisy! The hum of the motor, the whoosh of the disk, the clicking sounds of the drive heads moving back and forth — that’s been the background noise for computer users over the decades.

SSDs, in contrast, make no noise at all. This might seem like a trivial advantage, but noisy computer components are annoying. In some use cases, such as computers used for sound recording, sound levels are critical. There have been expensive hard drives with special mountings and designs that have tried to curb HDD noise, but with SSDs, the problem is completely solved.

This is why we can now have a computer like the Apple M1 MacBook Air, which has no fans and no mechanical hard drive. The entire computer is solid-state and therefore makes no noise whatsoever!

SSD are Small and Power Efficient

SSDs take up way less room than HDDs, and they need much less power to work. That means we can have smaller and thinner computers, tablets, smartphones, and other electronic devices that require fast non-volatile storage drives.

SSDs can go almost entirely to sleep when not in use, and, unlike HDDs, they can switch to high-performance mode almost instantly. Taken as a whole, SSD power consumption is especially important to get better battery life from mobile computers and other gadgets that use them. Electromechanical devices simply need more energy than solid-state devices to operate.

SSDs Can Shrink Installation Sizes

SSDs can reduce the installation sizes of some applications, especially video games. When applications rely on data streaming into memory rapidly, the developers may duplicate information in multiple locations on the HDD platter. This cuts down on seek times because the drive heads are always close to a copy of the data it needs. It’s a clever trick, but it comes at the expense of storage space.

Applications designed for SSDs don’t need to do this at all. Since the SSD has virtually no latency and can read data from anywhere on the drive immediately, only one copy of the data must be present.

Consoles like the PlayStation 5 have already shown how much SSDs can shrink install sizes, especially combined with compression, which brings us to the next advantage.

SSDs Can Be Accelerated

If you thought that SSDs were already plenty fast, you could speed up these drives for some truly high-speed performance numbers. It’s all thanks to compression technology. The data is stored on the SSD in a heavily-compressed form. When the information is requested, it’s decompressed in real-time, effectively amplifying the raw data transfer speeds of the SSD.

The only catch is that you need a powerful processor to decompress, but SSDs currently don’t include such a processor. It turns out that GPUs are excellent at doing this type of work, so using software APIs (Application Programmer Interface) such as Microsoft’s DirectStorage and Nvidia’s RTX IO, recent generations of GPU can accelerate not just 3D graphics but SSD performance as well.

The Disadvantages of SSDs

SSDs have many desirable attributes, but the technology isn’t perfect. Some aspects of SSD ownership aren’t quite as pleasant as we’d like.

SSDs are More Expensive

HDDs have come down in price so much and have increased the amount of data they can store to insane levels of density. The result is that a gigabyte of HDD data costs much less than even the cheapest NAND flash.

SSD prices have fallen precipitously over the last few years, but folks are generally still using relatively small SSDs in the 256GB to 512GB range. SSDs are reserved for applications and operating systems, while HDDs still have mass storage for media files or applications that don’t benefit from SSD speeds.

The good news is that, like all semiconductor technology, transistor density and manufacturing processes are likely to show an exponential trend leading to lower cost and more significant amounts of space. For now, most budgets call for a mix of SSD and HDD storage.

SSDs Can Wear Out

While SSDs are very durable and can stand up to more punishment than HDDs, while also having longer operational lives, they suffer from wear. SSD wear happens because SSDs write to memory cells is destructive. Every time a bit is written to an SSD memory cell, it loses its ability to hold a charge just a little.

Over time, repeated writes to a cell make it inoperable. SLC SSDs can handle the most repeated writes before frying a given cell, but MLC, TLC, and QLC cells are more vulnerable, in that order. Early consumer SSDs could die alarmingly soon, but today drives have strategies such as wear leveling and overprovisioning to extend the write endurance of the SSD.

SSD wear is a complex topic, so have a look at Everything You Need To Know About SSD Wear & Tear for an in-depth discussion.

SSDs Can Have Rapid Bit Rot

All forms of data storage eventually succumb to bit rot. This happens when the storage medium degrades so much that it can no longer hold the data in a readable form.

Different media get bit rot for various reasons, but hard drives can be stored for decades without bit rot being a problem. SSDs, on the other hand, can potentially lose their data after only a few years of storage. This happens due to the degradation of the insulating layer that keeps the charge in each memory cell. If the amount leaks out, the cell is empty and contains no data!

It seems that bit rot happens more quickly if SSDs are kept in an environment that’s too hot, but either way, they probably aren’t the best choice for storing data in a drawer somewhere.

SSD Data Recovery Is Hard to Impossible

There’s a sophisticated industry built around the art of recovering data from mechanical hard drives. If you have enough money to spend, you can even recover data from drives that have been smashed up, as a specialist literally rebuilds the drive from pieces.

On a more mundane level, you can recover data that’s been accidentally deleted because HDDs don’t delete the physical data when you delete them in Windows or another operating system. Instead, that area of the drive is simply marked to be overwritten. As long as the overwriting hasn’t happened yet, you can recover it using special software.

SSDs make it almost impossible to recover anything if the drive is damaged or files are deleted. If an HDD is damaged by an electrical surge, you can still rebuild it with new drive electronics, but since an SSD is entirely electrical, all of the memory could be fried.

It also doesn’t help that SSDs have sophisticated controllers that do a lot of things with physical data operating systems they don’t know about. For example, the TRIM command used by SATA SSDs pre-emptively deletes memory cells that have been marked for deletion to speed up the process of writing new data. So the undelete trick won’t work on them!

The Future Is Solid-State

While SSDs aren’t perfect, they represent such a leap in storage drive performance that their eventual dominance of the storage market seems inevitable. Over time we expect even SLC SSDs to come down in price, while less durable SSD types will become even smarter when it comes to limiting wear. 

Hard drive technology also had its fair share of problems in the early days, but we have a feeling whatever issues SSDs still have will be solved in record time. 

Related posts

• MBR در مقابل GPT: کدام فرمت برای درایو SSD بهتر است؟

• بهترین فرمت برای هارد اکسترنال چیست؟ مزایا و معایب هر کدام

• آیا باید یک SSD را Defrag کنید؟

• وقتی درایو USB شما نمایش داده نمی شود چه کاری باید انجام دهید

• درایو CD/DVD در ویندوز وجود ندارد؟

• نحوه رفع کد خطای GeForce Experience 0x0003

• 10 ایده عیب یابی برای زمانی که آمازون Fire Stick شما کار نمی کند

• Google Drive در Chromebook کار نمی کند؟ 11 راه برای رفع

• دی وی دی درایو کار نمی کند؟ 5 نکته عیب یابی

• دکمه چاپ صفحه در ویندوز 10 کار نمی کند؟ چطوری میشه اینو تعمیر کرد

• راهنمای عیب یابی نهایی برای مشکلات اتصال گروه خانگی ویندوز 7/8/10

• در هر راه‌اندازی مجدد، «راه‌اندازی رایانه شما را برای اولین استفاده آماده می‌کند» را برطرف کنید

• GPT or MBR: کدام فرمت باید برای جامع State Drive (SSD) استفاده کنید؟

• Google Drive می‌گوید فضای ذخیره‌سازی پر است اما اینطور نیست: چگونه آن را برطرف کنیم

• درایور گرافیک آداپتور صفحه نمایش پایه مایکروسافت را نشان می دهد؟ چطوری میشه اینو تعمیر کرد

• 6 رفع مشکل زمانی که برنامه Spotify پاسخ نمی دهد یا باز نمی شود

• نحوه رفع شارژ نشدن تبلت فایر آمازون

• کدام اندازه واحد تخصیص برای قالب‌بندی درایو بهترین است

• رفع مشکل: Adblock در Crunchyroll کار نمی کند

• DirectX چیست و چرا مهم است؟