Избыток производства флеш памяти привел к ощутимому снижению цен на твердотельные накопители в этом году. В результате SSD диски, что ещё лет 5 считались роскошью, стали доступными для массового потребителя. Для тех, кто не успел познакомиться с возможностями SSD, в данном материале мы подробно описали, что собой представляет твердотельный накопитель. А сравнение возможностей SSD и HDD позволит определиться с покупкой, а ещё подобрать оптимальный тип носителя для определенной задачи.
Разновидности дисков, что такое SSD, HDD и SSHD
Для хранения информации в компьютерах, ноутбуках и серверах используется один или несколько типов запоминающих устройств:
- Твердотельный диск – SSD.
- Жесткий диск – HDD.
- Гибридный диск – SSHD.
Твердотельный накопитель в переводе с английского solid-state drive, представляет собой не механический диск, построенный на микросхемах памяти. Чипы для хранения информации распаиваются на печатной плате, вместе с контроллером и дополнительным буфером для кэширования данных.
Обычно готовое устройство помещается в стандартный 2.5-дюймовый корпус. Благодаря этому SSD диски совместимы с большинством ноутбуков и ПК. Так же широко распространены более компактные версии формата: mSATA и m2. Последний формат благодаря компактным габаритам 80х22х3,8 мм и весе в 6.3 грамма, например модель AP120GAST280, прижился в ультратонких ноутбуках. Для сравнения размеры 2.5-дюймового HDD/SSD – 100х70х7 мм. Максимальная емкость современных SSD дисков – 4 ТБ.
Жесткий диск – hard disk drive, представляет собой механическое устройство для хранения данных. В разговорной речи иногда именуется винчестером. Диск работает по принципу магнитной записи. Данные хранятся на пластинах, что вращаются обычно со скоростью 5900 или 7200 оборотов в минуту. Запись и чтение производит считывающая головка, что перемещается поверх диска, но не соприкасается с поверхностью. В накопителях большой емкости обычно используются несколько тонких пластин и считывающих головок.
Выпускаются жесткие диски в двух исполнениях 2.5 и 3.5 дюйма. Диски размером 2.5 дюйма обычно используются в портативных системах и ноутбуках. Диски 3.5-дюйма чаще устанавливаются в корпуса ПК и сервера. Максимальная емкость дисков 5 и 14 ТБ, для 2.5 и 3.5 дюймов соответственно.
Гибридный диск в переводе с английского solid-state hybrid drive, представляет собой совмещенный SSD и HDD накопитель. Обычно это два отдельных устройства в одном корпусе либо обычный жесткий диск с дополнительно распаянной на плате управления памятью. Для хранения основной информации используется часть с HDD, а для ускорения передачи данных задействуется часть SSD. Главная цель появления таких накопителей – ускорить работу обычных жестких дисков.
Диски так же выпускаются в форм-факторе 2.5 и 3.5 дюйма. Максимальный размер диска – 2 и 16 ТБ, для младшей и старшей версии соответственно. Дополнительно устанавливается определенный объем флеш памяти, например, в дисках производства Seagete используется 8 ГБ памяти типа MLS.
Отличительные особенности SSD, HDD и SSHD
Накопители SSD, HDD и SSHD отличаются конструктивно, а так же характеризуются разной скоростью передачи данных. Благодаря отсутствию механических элементов вес SSD объемом 4 ТБ составляет 62 грамма, тогда как HDD аналоги того же формата весят 190 грамм, а 3.5-дюймовые модели HDD/SSHD – 490 грамм. В форм-факторе m.2 вес и размеры ещё меньше, что позволяет создавать компактные сборки или встраивать накопители в ультратонкие ноутбуки.
Скорость записи и чтения информации в SSD до 6 раз выше в сравнении с HDD, а у m2 показатель ещё выше. К примеру, скорость передачи данных среднестатистического SSD составляет 400-550 МБ в секунду, в m2 накопителях 2000-4000 МБ, а в HDD в среднем 100 МБ.
Высокая скорость работы SSD достигается за счет отсутствия механических частей в конструкции, а работа подвижных элементов возложена на контроллер. В процессе записи информация помещается в соответствующие блоки флеш памяти. Контроллер помечает занятые блоки в таблице, благодаря чему быстро вычисляет местонахождение той или иной информации при чтении. А наличие дополнительной DRAM памяти для кэширования данных, позволяет хранить в буфере часто используемую информацию, что способствует повышению быстродействия.
2.5-дюймовые SSD диски в среднем обеспечивают передачу информации на скорости до 550 МБ, что объясняется ограничением интерфейса SATA 3 в 600 МБ. Диски SSD формата m.2 подключаются через разъем PCI Express, где больше линий шины и соответственно выше скорость передачи данных. Например, 4 линии PCI-E 2.0 обеспечивают скорость чтения/записи в 2000 МБ, а 4 линии PCI-E 3.0 – 3940 МБ.
Скорость работы винчестера привязана к скорости шпинделя, что вращает магнитный диск. В обычных дисках – 5900-7200 оборотов в минуту, что обеспечивает скорость чтения/записи в 90-120 МБ. В серверных дисках скорость шпинделя – 10000-15000 оборотов, что позволяет достичь 300 МБ, но цена таких накопителей 8-10 раз выше. При этом реальная скорость в 2-3 раза меньше, что объясняется особенностью работы диска.
Область магнитного диска состоит из кольцевых дорожек, поделенных на равные сектора. Для записи или чтения информации используется считывающая головка, что перемещается по кольцевым дорожкам вращающегося диска. Если поступил запрос на чтение определенной информации, диск вычисляет местонахождение данных, после чего перемещает магнитный блок на нужную дорожку. Далее магнитный блок ожидает перемещение дорожки и считывает информацию. Если же данные хранятся на нескольких дорожках, процедура повторяется, что сказывается на времени доступа.
Гибридные диски работают быстрее обычных винчестеров, за счет наличия быстрой флеш памяти. Важная и часто используемая информация помещается на твердотельный раздел, тогда как основные данные хранится на магнитных дисках HDD. Например, если диск используется в качестве системного, на флеш память записываются критически важные для ОС файлы, что ускоряет запуск системы. Прирост обычной записи и чтения примерно 15%.
При этом использование SSHD оправдано только в некоторых специфических сценариях. Для домашнего использования выгоднее использовать связку обычного SSD и HDD.
Преимущества и недостатки SSD в сравнении с HDD
Сильные стороны твердотельного диска:
- Высокая скорость передачи данных. При подключении через SATA преимущество чтения/записи до 6 раз, при использовании PCI-E до 40 раз. Благодаря этому запуск системы, игр и программ осуществляется в несколько раз быстрее.
- Высокое значение IOPS – операций ввода/вывода. Преимущество при работе с данными от 86 раз, что заметно сказывается при использовании файла подкачки.
- Отсутствие механических частей. Без подвижных элементов диск не издает шум или треск. Отсутствует нагрев, что исключает необходимость использования системы охлаждения. Исключение m.2 накопители, что нагреваются при интенсивной нагрузке.
- Устойчивость к перегрузкам. Падение, удар или тряска обычно не сказываются на работоспособности диска.
- Компактные габариты и вес. Позволяет собирать компактные сборки или устанавливать в тонкие ноутбуки.
Слабые стороны твердотельного диска:
- Высокая цена. 1 ТБ в среднем дороже в 2.5-14 раз.
- Низкий ресурс работы. На количество перезаписи влияет тип памяти. Например, Kingston SA400S37/960G объемом 960 ГБ с обычной TLS памятью позволяет перезаписать суммарно 300 ТБ. Для сравнения HDD Seagate серии Skyhawk выдерживают ежегодную перезапись 180 ТБ и способны стабильно проработать до 10 лет или более.
- Необходимость охлаждения m.2 накопителей. Передача даны на скорости 800-1000 МБ и частое обращение к накопителю способствуют нагреву до 70 градусов. Поэтому для отвода избыточного тепла требуется озаботиться дополнительным охлаждением.
- Вероятность потери данных при длительном бездействии накопителя – 6-12 месяцев.
- Перепады напряжения способны полностью вывести накопитель из строя без возможности восстановления. Если электронная часть сгорит из-за короткого замыкания, восстановить данные не получится. В винчестерах обычно сгорает только плата управления, а магнитные диски остаются нетронутыми, что упрощает процесс восстановления информации.
Что выбрать
Современные твердотельные накопители демонстрируют высокий уровень наработки на отказ, но пока не способны сравнится по этому показателю с винчестерами, что стабильно работают годами и десятилетиями под высокой нагрузкой. Поэтому бояться покупать SSD накопитель не стоит. Другое дело, что стоимость при одинаковом объеме твердотельных носителей минимум в 2 раза выше. Поэтому для закачки торрентов или хранения различной информации такие накопители не годятся. А вот для установки операционной системы, игр и специализированных программ, покупка SSD вполне оправдана, так как в 3-5 раз снизит время ожидания.
Винчестеры в виду относительной дешевизны и надежности лучше подойдут для хранения объемной информации, закачки торрентов и регулярной перезаписи, например в видеорегистраторах. Поэтому при сборке персонального компьютера лучше устанавливать пару SSD и HDD. В ноутбуках так же разумно использовать твердотельный накопитель, а прочую информацию лучше хранить на внешнем диске.
Покупка гибридных дисков лишена смысла в виду дороговизны – 2 ТБ SSHD равны 4 ТБ HDD. Исключение – использование накопителя в рабочих станциях, работа в специализированных приложениях.
Видео: Что такое SDD диск? Отличие SDD от HDD
Вывод
Если вы намерены ускорить работу компьютера или ноутбука, тогда стоит добавить SSD. Использование твердотельного накопителя ускорит запуск операционной системы, повысит загрузку игр и программ. При этом полный переход на такие носители информации невозможен, ввиду сохранения высокой стоимости и быстрого износа при постоянной перезаписи. Поэтому для ускорения работы системы и приложений лучше использовать SSD, а хранить информацию на HDD.
А какие типы накопителей используете вы? Поделитесь личными предпочтениями в комментариях под статьей.