درایو حالت جامد (SSD) چیست؟ تعریف SSD

هنگام خرید یک لپ‌تاپ جدید، ممکن است افرادی را دیده باشید که در مورد اینکه دستگاهی با HDD بهتر است یا با SSD(HDD is better or one with an SSD) بحث می‌کنند. HDD اینجا چیست ؟ همه ما از هارد دیسک آگاه هستیم. این یک دستگاه ذخیره سازی انبوه است که به طور کلی در رایانه های شخصی، لپ تاپ ها استفاده می شود. این سیستم عامل و سایر برنامه های کاربردی را ذخیره می کند. درایو SSD(SSD) یا Solid - State(Solid-State) جایگزین جدیدتری برای هارد دیسک(Hard Disk Drive) سنتی است. اخیراً به جای هارد دیسک که برای چندین سال اولین دستگاه ذخیره سازی انبوه بوده، وارد بازار شده است.

اگرچه عملکرد آنها شبیه به هارد دیسک است، اما مانند هارد دیسک(HDDs) ها ساخته نشده اند یا مانند آنها کار نمی کنند. این تفاوت ها SSD(SSDs) ها را منحصر به فرد می کند و به دستگاه مزایایی نسبت به هارد دیسک می دهد. در مورد درایوهای حالت جامد، معماری، عملکرد و بسیاری موارد دیگر اطلاعات بیشتری به ما بدهید.(Let us know more about Solid-State Drives, their architecture, functioning, and much more.)

درایو حالت جامد (SSD) چیست؟

درایو حالت جامد (SSD) چیست؟

می دانیم که حافظه می تواند دو نوع باشد - فرار و غیر فرار(volatile and non-volatile) . SSD یک دستگاه ذخیره سازی غیر فرار است. این بدان معنی است که داده های ذخیره شده در یک SSD حتی پس از قطع منبع تغذیه باقی می مانند. درایوهای حالت جامد به دلیل(Due) ساختارشان (از یک کنترلر فلش و تراشه های حافظه فلش NAND تشکیل شده اند )، درایوهای حالت جامد فلش درایو یا دیسک های حالت جامد نیز نامیده می شوند.

SSD ها - تاریخچه مختصری(SSDs – A brief history)

درایوهای هارد(Hard) دیسک برای سال‌ها عمدتاً به عنوان ابزار ذخیره‌سازی استفاده می‌شدند. مردم هنوز روی دستگاه هایی با هارد دیسک کار می کنند. بنابراین، چه چیزی مردم را به تحقیق در مورد یک دستگاه ذخیره‌سازی انبوه جایگزین سوق داد؟ SSD(SSDs) ها چگونه به وجود آمدند؟ اجازه دهید نگاهی کوتاه به تاریخ بیاندازیم تا انگیزه پشت SSD(SSDs) ها را بدانیم .

در دهه 1950، 2 فناوری مشابه با نحوه کار SSD(SSDs) ها استفاده می شد، یعنی حافظه هسته مغناطیسی و ذخیره کارت فقط خواندنی خازن. با این حال، به دلیل در دسترس بودن واحدهای ذخیره سازی درام ارزان تر، به زودی به فراموشی سپرده شدند.

شرکت هایی مانند IBM از SSD(SSDs) در ابررایانه های اولیه خود استفاده می کردند. با این حال، SSD(SSDs) ها اغلب استفاده نمی شدند زیرا گران بودند. بعداً در دهه 1970 دستگاهی به نام Electrically Alterable ROM توسط General Instruments ساخته شد . این نیز زیاد دوام نیاورد. به دلیل(Due) مشکلات دوام، این دستگاه نیز محبوبیتی کسب نکرد.

در سال 1978، اولین SSD در شرکت های نفتی برای به دست آوردن اطلاعات لرزه ای مورد استفاده قرار گرفت. در سال 1979، شرکت StorageTek اولین حافظه RAM SSD(RAM SSD) را توسعه داد .

(RAM)SSD(SSDs) های مبتنی بر RAM برای مدت طولانی مورد استفاده قرار می گرفتند. اگرچه آنها سریعتر بودند، اما منابع CPU بیشتری مصرف می کردند و بسیار گران بودند. در اوایل سال 1995، SSD(SSDs) های مبتنی بر فلش توسعه یافتند. از زمان معرفی SSD(SSDs) های مبتنی بر فلش ، برخی از برنامه های کاربردی صنعتی که به نرخ استثنایی MTBF (میانگین زمان بین خرابی ها) نیاز دارند، (MTBF (mean time between failures))هارد دیسک(HDDs) ها را با SSD(SSDs) جایگزین کردند. درایوهای حالت جامد قادر به مقاومت در برابر شوک شدید، لرزش و تغییر دما هستند. بنابراین آنها می توانند از نرخ های معقول MTBF پشتیبانی کنند.(MTBF rates.)

درایوهای حالت جامد چگونه کار می کنند؟(How do Solid State Drives work?)

SSD(SSDs) ها با کنار هم قرار دادن تراشه های حافظه متصل به هم در یک شبکه ساخته می شوند. تراشه ها از سیلیکون ساخته شده اند. تعداد تراشه ها در پشته برای دستیابی به تراکم های مختلف تغییر می کند. سپس، آنها با ترانزیستورهای دروازه شناور برای نگه داشتن شارژ نصب می شوند. بنابراین، داده های ذخیره شده در SSD(SSDs) ها حتی زمانی که از منبع تغذیه جدا می شوند، حفظ می شوند.

هر SSD می تواند یکی از سه نوع حافظه داشته باشد(three memory types) - سلول های تک سطحی، چند سطحی یا سه سطحی.

1. سلول های تک سطح(Single level cells) سریع ترین و بادوام ترین سلول ها هستند. بنابراین، آنها گران ترین نیز هستند. اینها برای نگهداری یک بیت داده در هر زمان ساخته شده اند.

2. سلول های چند سطحی(Multi-level cells) می توانند دو بیت داده را در خود نگه دارند. برای یک فضای معین، آنها می توانند داده های بیشتری را نسبت به سلول های تک سطحی نگهداری کنند. با این حال، آنها یک نقطه ضعف دارند - سرعت نوشتن آنها پایین است.

3. سلول‌های سطح سه‌گانه(Triple-level cells) ارزان‌ترین سلول‌ها هستند. دوام کمتری دارند. این سلول ها می توانند 3 بیت داده را در یک سلول نگه دارند. سرعت نوشتن آنها کندترین است.

چرا از SSD استفاده می شود؟(Why is an SSD used?)

درایوهای هارد دیسک(Hard Disk Drives) برای مدت طولانی، دستگاه ذخیره‌سازی پیش‌فرض برای سیستم‌ها بوده‌اند. بنابراین، اگر شرکت‌ها به سمت درایوهای SSD(SSDs) روی می‌آورند ، شاید دلیل خوبی وجود داشته باشد. حال بیایید ببینیم چرا برخی از شرکت ها SSD(SSDs) را برای محصولات خود ترجیح می دهند.

در یک هارد دیسک(HDD) سنتی ، شما موتورهایی برای چرخاندن بشقاب دارید و سر R/W حرکت می کند. در SSD ، ذخیره سازی توسط تراشه های حافظه فلش انجام می شود. بنابراین، هیچ قطعه متحرکی وجود ندارد. این باعث افزایش دوام دستگاه می شود.(enhances the durability of the device.)

در لپ‌تاپ‌های دارای دیسک سخت، دستگاه ذخیره‌سازی انرژی بیشتری برای چرخاندن صفحه مصرف می‌کند. از آنجایی که SSD(SSDs) ها فاقد قطعات متحرک هستند، لپ تاپ های دارای SSD(SSDs) انرژی نسبتاً کمتری مصرف می کنند. در حالی که شرکت ها در حال کار بر روی ساخت HDD(HDDs) های هیبریدی هستند که در حین چرخش انرژی کمتری مصرف می کنند، این دستگاه های هیبریدی احتمالاً نسبت به یک درایو حالت جامد انرژی بیشتری مصرف می کنند.(these hybrid devices will probably consume more power than a solid-state drive.)

خوب، به نظر می رسد که نداشتن قطعات متحرک مزایای زیادی دارد. باز هم(Again) ، نداشتن پلاترهای چرخان یا هدهای R/W متحرک نشان می‌دهد که داده‌ها را می‌توان تقریباً فوراً از درایو خواند. با SSD(SSDs) ها، تأخیر به طور قابل توجهی کاهش می یابد. بنابراین(Thus) ، سیستم‌های دارای SSD(SSDs) می‌توانند سریع‌تر عمل کنند.

توصیه می شود: (Recommended: )مایکروسافت ورد چیست؟(What is Microsoft Word?)

هارد دیسک(HDDs) ها باید با دقت کار شوند. از آنجایی که قطعات متحرک دارند، حساس و شکننده هستند. گاهی اوقات، حتی یک لرزش کوچک از یک قطره می تواند به HDD آسیب برساند . اما SSD(SSDs) ها در اینجا دست برتر را دارند. آنها می توانند ضربه را بهتر از HDD(HDDs) ها تحمل کنند . با این حال، از آنجایی که آنها دارای تعداد محدودی از چرخه های نوشتن هستند، طول عمر ثابتی دارند. پس از اتمام چرخه نوشتن، غیر قابل استفاده می شوند.

بررسی کنید که آیا درایو شما SSD یا HDD در ویندوز 10 است

انواع SSD(Types of SSDs)

برخی از ویژگی های SSD(SSDs) ها تحت تأثیر نوع آنها است. در این بخش، انواع SSD(SSDs) ها را مورد بحث قرار خواهیم داد .

1. 2.5 اینچ -(2.5” –) در مقایسه با تمام SSD(SSDs) های موجود در لیست، این کندترین است. اما هنوز سریعتر از HDD است. این نوع با بهترین قیمت در هر گیگابایت موجود است. این رایج ترین نوع SSD است که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد.

2. mSATA – m مخفف mini است. SSD(SSDs) های mSATA سریعتر از 2.5 اینچی هستند. آنها در دستگاه‌هایی (مانند لپ‌تاپ و نوت‌بوک) که فضا لوکس نیست، ترجیح داده می‌شوند. آنها یک فاکتور فرم کوچک دارند. در حالی که برد مدار 2.5 اینچی محصور شده است، آنهایی که در SSD(SSDs) های mSATA هستند خالی هستند. نوع اتصال آنها نیز متفاوت است.

3. SATA III - این یک اتصال دارد که هم با SSD و هم HDD سازگار است. (This has a connection that is both SSD and HDD compliant.)این زمانی محبوب شد که مردم برای اولین بار شروع به انتقال به SSD از HDD کردند. سرعت پایین 550 مگابایت(MBps) بر ثانیه است. درایو با استفاده از سیمی به نام کابل SATA به مادربرد متصل می شود تا کمی به هم ریخته شود.

4. PCIe - PCIe مخفف Peripheral Component Interconnect Express است. این نام به اسلاتی است که معمولاً کارت های گرافیک، کارت های صدا و موارد مشابه را در خود جای می دهد. SSD های PCIe(PCIe SSDs) از این اسلات استفاده می کنند. آنها سریعترین و طبیعتاً گرانترین آنها نیز هستند. آنها می توانند به سرعتی دست یابند که تقریباً چهار برابر بیشتر از یک درایو SATA است(SATA drive) .

5. M.2 - مانند درایوهای m SATA ، آنها یک برد مدار خالی دارند. درایوهای M.2 از نظر فیزیکی کوچکترین درایوهای SSD هستند. اینها به راحتی روی مادربرد قرار می گیرند. آنها یک پایه اتصال کوچک دارند و فضای بسیار کمی را اشغال می کنند. به دلیل(Due) اندازه کوچک آنها می توانند به سرعت داغ شوند، مخصوصاً زمانی که سرعت بالا باشد. بنابراین، آنها با یک هیت سینک داخلی / پخش کننده حرارت ارائه می شوند. SSD های M.2(M.2 SSDs) در هر دو نوع SATA و PCIe(PCIe types) موجود هستند . بنابراین، درایوهای M.2 می توانند اندازه ها و سرعت های متفاوتی داشته باشند. در حالی که درایوهای mSATA و 2.5 اینچی نمی توانند NVMe را پشتیبانی کنند (که در ادامه خواهیم دید)، درایوهای M.2 می توانند.

6. NVMe – NVMe مخفف Non-Volatile Memory Express است. این عبارت به رابط از طریق SSD(SSDs) هایی مانند PCI Express و M.2 اشاره دارد که داده ها را با میزبان تبادل می کنند. با رابط NVMe می توان به سرعت های بالایی دست یافت.

آیا SSD برای همه رایانه های شخصی قابل استفاده است؟(Can SSDs be used for all PCs?)

اگر SSD ها چیزهای زیادی برای ارائه دارند، چرا آنها به طور کامل HDD ها را به عنوان دستگاه ذخیره سازی اصلی جایگزین نکرده اند؟ ( why have they not fully replaced HDDs as the main storage device?)یک عامل بازدارنده مهم برای این هزینه است. اگرچه قیمت SSD در حال حاضر کمتر از آنچه بود، است، اما زمانی که وارد بازار شد، HDD ها همچنان گزینه ارزان‌تری( HDDs are still the cheaper option) هستند. در مقایسه با قیمت یک هارد دیسک، یک SSD تقریباً سه یا چهار برابر قیمت دارد. همچنین، با افزایش ظرفیت درایو، قیمت به سرعت بالا می رود. بنابراین، هنوز به یک گزینه مناسب مالی برای همه سیستم ها تبدیل نشده است.

همچنین بخوانید: (Also Read:) بررسی کنید که آیا درایو شما SSD یا HDD در ویندوز 10 است(Check If Your Drive is SSD or HDD in Windows 10)

یکی دیگر از دلایلی که SSD(SSDs) ها به طور کامل جایگزین هارد دیسک(HDDs) نشده اند ظرفیت آن است. یک سیستم معمولی با SSD می تواند قدرتی بین 512 گیگابایت تا 1 ترابایت داشته باشد. با این حال، ما در حال حاضر سیستم های HDD با چندین ترابایت فضای ذخیره سازی داریم. بنابراین(Therefore) ، برای افرادی که به دنبال ظرفیت‌های بزرگ هستند، هارد دیسک‌ها(HDDs) همچنان گزینه مناسبی برای آنهاست.

هارد دیسک چیست؟

محدودیت ها(Limitations)

ما تاریخچه توسعه SSD ، نحوه ساخت SSD ، مزایایی که ارائه می دهد و اینکه چرا هنوز در همه PCs/laptops استفاده نشده است را دیده ایم. با این حال، هر نوآوری در فناوری مجموعه ای از معایب خود را دارد. مضرات درایو حالت جامد چیست؟

1. سرعت نوشتن -(Write speed –) به دلیل عدم وجود قطعات متحرک، یک SSD می تواند فورا به داده ها دسترسی داشته باشد. با این حال، تنها تأخیر کم است. زمانی که داده ها باید روی دیسک نوشته شوند، ابتدا باید داده های قبلی پاک شوند. بنابراین، عملیات نوشتن در SSD کند است. تفاوت سرعت ممکن است برای کاربر معمولی قابل مشاهده نباشد. اما وقتی می خواهید حجم عظیمی از داده ها را انتقال دهید، کاملاً یک نقطه ضعف است.

2. از دست دادن و بازیابی داده ها - (Data loss and recovery –)داده های(Data) حذف شده در درایوهای حالت جامد برای همیشه از بین می روند. از آنجایی که هیچ نسخه پشتیبان گیری از داده ها وجود ندارد، این یک نقطه ضعف بزرگ است. از دست دادن دائمی داده های حساس می تواند یک چیز خطرناک باشد. بنابراین، این واقعیت که نمی توان اطلاعات از دست رفته از SSD را بازیابی کرد ، محدودیت دیگری در اینجاست.

3. هزینه -(Cost –) این می تواند یک محدودیت موقت باشد. از آنجایی که SSD(SSDs) ها فناوری نسبتاً جدیدتری هستند، طبیعی است که نسبت به هارد دیسک(HDDs) های سنتی گران قیمت باشند . شاهد بودیم که قیمت ها در حال کاهش بوده است. شاید در چند سال آینده، هزینه ها برای مردم بازدارنده نباشند تا به سمت SSD بروند(SSDs) .

4. طول عمر -(Lifespan –) اکنون می دانیم که داده ها با پاک کردن داده های قبلی روی دیسک نوشته می شوند. هر SSD(Every SSD) دارای تعدادی چرخه نوشتن/پاک کردن است. بنابراین، با نزدیک شدن به محدودیت چرخه نوشتن/پاک کردن، عملکرد SSD ممکن است تحت تأثیر قرار گیرد. یک SSD(SSD) متوسط ​​دارای حدود 100000 چرخه نوشتن/پاک کردن است. این عدد محدود طول عمر یک SSD را کوتاه می کند .

5. ذخیره سازی -(Storage –) مانند هزینه، این دوباره می تواند یک محدودیت موقت باشد. در حال حاضر، SSD(SSDs) ها فقط در ظرفیت کمی در دسترس هستند. برای درایوهای SSD(SSDs) با ظرفیت بالاتر، باید پول زیادی خرج کرد. فقط زمان نشان می دهد که آیا می توانیم SSD(SSDs) های مقرون به صرفه با ظرفیت خوب داشته باشیم یا خیر.



About the author

من یک بازبین نرم افزار و مهندس بی سیم با بیش از 10 سال تجربه در این زمینه هستم. من در بررسی برنامه ها و نرم افزارهای تلفن همراه و همچنین کمک به مشتریان برای بهینه سازی شبکه های خود تخصص دارم. از طریق بررسی‌هایم، می‌توانم به شما در تصمیم‌گیری آگاهانه درباره محصولاتی که باید استفاده کنید، نحوه بهبود گردش کار و موارد دیگر کمک کنید. مهارت های من عبارتند از: ارتباط کتبی و شفاهی عالی، حل مسئله، دانش فنی قوی و توجه به جزئیات. من همچنین در کار مستقل و همکاری در پروژه ها مهارت دارم.



Related posts