Uživatel:Rohridav

Z HPM wiki
Přejít na: navigace, hledání

Obsah

SSD

Solid-state drive (zkratka SSD) je v informačních technologiích typ datového média, které na rozdíl od klasických pevných disků neobsahuje pohyblivé mechanické části a má mnohem nižší spotřebu elektrické energie.

Blokové schéma

Součásti SSD disku

Pro uložení dat je nejčastěji použita nevolatilní flash paměť, tedy taková, která udrží datovou informaci i bez napětí. SSD disk uvnitř vypadá velmi podobně jako moduly operační paměti, jen je navíc ještě opatřen pouzdrem z různého materiálu (plast, hliník). Na základní desce SSD se SATA rozhraní stará o napájení a datový tok. Dále jsou zde NAND paměti, řadič SSD a někdy také vyrovnávací paměťový cache čip. Paměťové čipy bývají nejčastěji z obou stran a jsou osazeny po osmi. Aktuálně nejpoužívanějšími typy jsou MLC NAND flash vyráběné 25nm technologií. Dále stojí za zmínku, že pro práci s pamětí NAND používá většina výrobců rozhraní ONFI , které výrazně ovlivňuje rychlost daného SSD.

Ssd.jpg

ONFI

ONFI (Open NAND Flash Interface)je rozhraní v elektronických zařízeních používajících NAND flash paměti, které je standardizováno tak, aby podporovalo většinu NAND flash pamětí od různých výrobců s různým výrobní procesem či specifikací. ONFI se postupem času stále mění, a tak přibývají jeho revize. Ty se ovšem výrazně liší v rychlosti práce s NAND pamětí. (ONFI 1.0 je limitováno 50 MB/s, ONFI 2.0 jede na 133 MB/s a ONFI 3.0 dokonce umí až 400 MB/s).

Onfi.jpg

NAND paměti

NAND paměti se používají buď asynchronní nebo synchronní. Pro použití synchronních je zapotřebí vyšší verze rozhraní ONFI a proto jsou SSD se synchronní NAND dražší (ale také rychlejší). Ovšem typy flash čipů se rozlišují hlavně na SLC, MLC a TLC.

SLC

Single-Level Cell je buňka s paměťovou velikostí jeden bit. SLC NAND flash mají až desetkrát větší výdrž v počtu zápisů než v SSD běžně používané MLC a mají také výrazně nižší chybovost. Jejich výkon je ze tří vyjmenovaných druhů nejvyšší. Na druhé straně je však několikrát vyšší výrobní cena, která je spojena s tím, že se do jedné buňky „vejde“ jen jeden bit. Paměťové čipy tak mají při stejné velikosti menší datový objem než MLC. Vzhledem k témto vlastnostem se používají do SSD disků ve firemní sféře, kde je důležitá kvalita a rychlost, na ceně už záleží méně.

MLC

Multi-Level Cell je buňka, která do sebe pojme hned dva bity dat. Ač není MLC jako MLC (například eMLC (Enterprise MLC) mají mnohem větší výdrž), běžně používané MLC NAND flash jsou cenově nejdostupnější, a proto je najdeme ve všech aktuálních běžně prodávaných uživatelských SSD.

TLC

Triple-Level Cell je buňka, která do sebe pojme hned tři bity dat. Jedná se o nejnovější typ ze všech tří, který ještě nebyl použit v žádném komerčním SSD. Výhoda TLC je dle popisu předchozích jasná. Při stejné velikosti paměťového čipu máme větší datovou velikost, což umožní vyrábět i 1TB SSD o velikosti 2,5". Navíc je výroba těchto čipů až o 30 procent levnější než v případě MLC, což výrazně sníží cenu SSD. Otázkou je výdrž buňky. Ta se má prý snížit pouze na tisíc zápisů při 25nm výrobě, což už je poměrně nízká hodnota.

Typy připojení

Jak už jsem uvedl, SSD disky nejčastěji pracují na sběrnici Serial ATA (SATA) ale vyrábí se samozřejmě také jiné varianty. (USB, SCSI, PCI Express..)

Práce s daty

Jak už bylo řečno, SSD pro uložení dat používají nevolatilní elektricky programovatelné paměti typu flash. Tyto paměti jsou vnitřně organizované po blocích a každý blok lze programovat zvlášť. SSD disky používají algoritmus, který zajišťuje (z důvodu omezené životnosti jednotlivých paměťových míst), aby na nich byla ukládaná data rozložena rovnoměrné. Každé místo by se tak mělo používat přibližně stejně často jako ostatní. Vlivem tohoto optimalizačního algoritmu nejsou jednotlivé informace nahrávány do paměti v souvislých blocích za sebe jako v případě pevných disků ale systém využívá k zápisu aktuální informace různé dostupné bloky. Data jsou tedy náhodně rozhozené napříč různými bloky.

Bloky jsou výrazně větší než v případě sektorů na klasických discích. Mají jednu nevýhodu – data se na ně dají ukládat jen v případě, když jsou prázdné. Pokud leží v bloku, do kterého se má uložit nějaká nová informace předchozí informace, musí se tato informace z bloku přečíst, blok se musí modifikovat v mezipaměti disku, poté smazat a následně lze novou informaci do bloku uložit.

V případě prázdného (nového disku) není problém najít pro aktuální ukládanou informaci nové místo. S přibývajícím časem se ale jednotlivé bloky disku zaplňují a už nelze data umisťovat jednodušším způsobem jen do volných bloků. Z důvodů optimalizace a urychlení práce SSD disky používají příkaz TRIM. Ten disku slouží k pravidelnému podávání informací o tom, kde je volné místo. SSD disk si pak daná místa ve volných chvílích dopředu smaže a připraví k dalšímu použití. Vzhledem k vlastnostem SSD a flash technologie ale dojde opravdu k fyzickému smazání dat v blocích. U klasických disků zůstala informace na plotně až do okamžiku reálné potřeby přepisu, v případě SSD disků se bloky „čistí“ dopředu, aby byl disk rychlejší a práce s ním jednodušší.

Výhody a nevýhody

Výhody

Nevýhody

Zdroje

http://pctuning.tyden.cz/hardware/disky-cd-dvd-br/22588-technologie-a-zajimavosti-z-oblasti-ssd-disku

http://www.zachrana-dat-ssd.cz/ssd-disky

http://en.wikipedia.org/wiki/Solid-state_drive

http://www.qdpma.com/Storage/SSD.html

http://www.ti.com/solution/solid_state_drive_internal_external

Zajmave odkazy

http://noel.feld.cvut.cz/vyu/a2b31hpm/index.php/U%C5%BEivatel:Zdvihsta

http://noel.feld.cvut.cz/vyu/scs/prezentace2003/Flash-Intel/

Osobní nástroje
Jmenné prostory
Varianty
Akce
Navigace
Nástroje