SSD

мини|Модерни 2.5-инча SSD који се користи у лаптоповима и стоним рачунарима мини|DDR SDRAM базиран на SSD-у. Максимално 128 GB и 3072 MB/s.

мини|PCIe, DRAM и НИ-заснован SSD. Користи екстерни напон да би направио DRAM не-избрисивим. мини|mSATA SSD

Полупроводнички диск (такође познат као електрични диск, мада он не садржи прави "диск" било које врсте, нити моторе да "покрећу" дискове) је уређај за трајно складиштење података помоћу интегрисаних склопова кола као меморија у постојаним (persistent) (persistent се односи на карактеристику стања да живи дуже од процеса који га је створио) складишним подацима. SSD технологија користи електронске интерфејс компатибилне са традиционалним блоком улазно/излазног (У/И) тврдог диска, тако дозвољавајући једноставну замену у заједничким апликацијама. Такође, нови У/И интерфејс као SATA Express су створени да се одржи корак са напретком у брзини у SSD технологије.

SSD нема покретне механичке компоненте. То их разликује од традиционалних електромеханичких дискова као што су тврди дискови (HDD) или флопи дискови, који садрже диск који се окреће и покретну читајућу/уписну главу.STEC."SSD Power Savings Render Significant Reduction to TCO ." Retrieved October 25, 2010. У поређењу са електромеханичким дисковима, SSD-ови су обично отпорнији на физички удар, тише раде, имају мање време приступа и мање кашњење. Међутим, док цена SSD-а опада у 2012, SSD-ови су још око 7 до 8 пута скупљи него HDD-ови.

Од 2010, већина SSD-ова користи НИ базирану флеш меморију, која чува податке без напајања. За апликације које захтевају брз приступ, али не нужно трајност података након престанка напајања, SSD-ови могу бити направљени на меморији са случајним приступом (RAM). Такви уређаји могу користити различите изворе напајања, као што су батерије, да одрже податке након престанка напајања.

Хибридни дискови или полупроводнички хибридни дискови (SSHD) комбинују карактеристике SSD-а и HDD-а у једном уређају, који садржи велики тврди диск и SSD кеш ради побољшања перформанси при честом приступању подацима.

Развој и историја

Рани SSD користи RAM и сличну технологију SSD вуче корене из 1950—их година са две сличне технологије: меморија са магнетним језгром и складишна кондензатор картица само за читање (CCROS). Ове помоћне меморијске јединице (као што су их савременици звали) су се појавиле у доба рачунара са вакуумским цевима. Али са увођењем јефтиних бубањ складишних јединица њихова употреба је престала.

Касније, 1970-их и 1980—их година, SSD је реализован у полупроводничку меморију за рани IBM-ов суперрачунар, Amdahl and Cray; међутим, због недопустиво високе цене да се направи SSD се прилично ретко користио. У касним 1970—им годинама, General Instruments је произвео електрично изменљив ROM (EAROM) који је функционисао као каснија НИ флеш меморија. Нажалост, ни десетогодишњи живот се није остварио и многе компаније су напустиле ову технологију. У 1976. години Dataram је почео са продајом производа под називом Bulk Core, који обезбеђује 2 МВ полупроводничког складишта компатибилног са Digital Equipment Corporation (DEC) и Data General (DG) рачунарима. 1978, Texas Memory Systems је представио 16 килобајта RAM полупроводнички диск који користе нафтне компаније за прикупљање сеизмичких података. Следеће године, StorageTek је развио први RAM полупроводнички диск.

Sharp PC-5000, уведен 1983. године, користи 128 килобајта полупроводничке складишне касете које садрже мехурасту меморију. 1984. године Tallgrass Technologies Corporation имала је резервну јединицу траке од 40МВ са полупроводником од 20МВ уграђеном јединицом. Јединица од 20 МВ је могла да се користи уместо тврдог диска. У септембру 1986. године, Santa Clara Systems су увели BatRam, 4 мегабајта масени складишни систем, са могућим проширењем до 20 МВ коришћењем меморијских модула од 4 МВ. Пакет укључује пуњиву батерију да би сачувао меморијски садржај чипа када низ нема напон. 1987. године виђен је улаз EMC Corporation (EMC) на SSD тржиште, са дисковима који су представљени за тржиште малих рачунара. Међутим, до 1993. године EMC је изашао на SSD тржиште.

Софтвери засновани на RAM дисковима су били у употреби до 2009. године зато што су за ред величине бржи него друге технологије, иако они троше CPU ресурсе и коштају много више по гигабајту.

SSD који садржи Flesh меморију Године 1994, -{STEC Inc}- је купио -{Cirrus Logic}- флеш контролер, што омогућава компанији да уђе у посао са флеш меморијом за потрошачке електронске уређаје.

Године 1995, -{M-Sistems}- је представио SSD са флеш меморијом. Они су имали предност јер није била потребна батерија да би се очували подаци у меморији (у претходним меморијским системима је била потребна) , али нису били тако брзи као SSD са DRAM меморијом. Од тада SSD-ови се успешно користе као замена за тврди диск од стране војне и авио индустрије, као и за друге критичне апликације.

Године 1999, -{BiTMICRO}- је рекламирао и презентовао SSD-ове са флеш меморијом у више наврата, укључујући и 3,5-инчни SSD од 18 GB. У 2007, Fusion-io је најавио PCIe (PCI Express)SSD - са 100.000 улазно / излазних операција у секунди (IOPS) на једној картици, капацитета до 320 гигабајта. На CeBIT-у 2009 (највећи компјутерски сајам на свету), -{OCZ Technology}- је демонстрирао терабајт (TB) користећи SSD са PCI Express интерфејсом ×8. То постиже максималну брзину писања од 654 мегабајта по секунди (MB/s) и максимална брзина читања од 712 MB/s. У децембру 2009 , Micron Technology је најавио SSD од 6 гигабита у секунди (Gbit/s) са SATA Интерфејсом.

Флеш дискови за предузећа Флеш дискови за предузећа (EFDs) су дизајнирани за апликације које захтевају високе У/И перформансе (IOPS), поузданост, енергетску ефикасност, и, однедавно, конзистентне перформансе. У већини случајева, EFD је SSD са бољим спецификацијама, у поређењу са SSD-овима који се обично користе у notebook рачунарима. Термин је први пут коришћен од стране EMC у јануару 2008. године, да им помогне да се идентификују SSD произвођачи које ће обезбедити производе који захтевају ове високе стандарде. Не постоје стандардни органи који контролишу дефиницију EFD-ова, тако да било који произвођач SSD-ова може тврдити да производи EFD-ове иако можда не испуњава задовољавајуће захтеве. Исто тако, могу да постоје други произвођачи SSD-ова који испуњавају EFD услове а да се не зову EFD.

У четвртом кварталу 2012. године, Intel је представио свој SSD DC S3700 диск, који је био усредсређен на постизање конзистентне перформансе, области којој се раније није много придавало пажње али за коју је Intel тврдио је веома важна за предузећа на тржишту. Посебно, Intel тврди да у стабилном стању S3700 неће варирати са својим OPS за више од 10–15%, и да ће 99.9% свих 4kB случајних У/И бити сервисирано за мање од 500µs.

Архитектура и функција Кључна компонента SSD-а је контролер и меморија за складиштење података. Примарна компонента меморије у SSD-у била је DRAM нестабилна меморија јер су се оне прве развиле, али од 2009. године је чешћа НИ флеш непроменљива меморија. Остале компоненте имају мање важну улогу у раду SSD-а и варирају међу произвођачима.

Контролер Сваки SSD садржи контролер који обезбеђује електроници да премости НИ меморијске компоненте до главног рачунара. Контролер је уграђен процесор који извршава firmware-level код (у електронским системима и рачунарству, firmware је комбинација постојане меморије и програмског кода и података који се налазе у њој) и један је од најважнијих фактора за SSD перформансе. Неке од функција које обавља контролер укључују: Код за корекцију грешака (ECC) Wear leveling (wear leveling је техника за продужавање века трајања појединих врста избрисивих рачунарских складишних медија, као што су флеш меморије које се користе у полупроводничким дисковима (SSDs) и USB флеш дисковима) Лоше мапирање блока Управљање чишћењем и узнемиравајућег читања Писати и читати кеширање Прикупљање смећа Енкрипција

Перформансе SSD-а могу се одредити бројем паралелних НИ флеш чипова коришћеним у уређају. Један НИ чип је релативно спор, због уског (8/13 bit) асинхроног У/И интерфејса, и додатно високог кашњења основних У/И операција (типчно за SLC НИ, ~25 μs да донесе страницу од 4КВ из низа на У/И бафер за читање, ~250 μs да уради страницу од 4КВ са У/И бафера на низ за уписивање, ~2 ms да обрише блок од 256 КВ). Када више НИ уређаја раде паралелно унутар SSD-а, пропусни опсег, као и високо кашњење могу бити скривени, све док довољно преосталих операција чека и учитавање се расподели на више уређаја. Micron и Intel у почетку су правили брже SSD-ове тако што су имплементирали тракасте податке (слично као RAID 0) и преплитање у њиховој архитектури. Ово је омогућило стварање ултра брзих SSD-ова са 250 MB/s ефективне брзине читања/писања са SATA 3 Gbit/s интерфејсом у 2009. години. Две године касније, SandForce је наствио да искоришћава ову паралелну везу флеш компоненти, пушта потрошачки SATA 6 Gbit/s SSD контролер који подржава брзине читања/писања до 500 MB/s. SandForce контролери компресују податке пре слања флеш меморији. Овај процес може да доведе до мање уписне али веће логичне пропусности, у зависности од компресибилности података.

Меморија

Флеш базиране меморије Већина SSD произвођача користи непроменљиву НИ флеш меморију у производњи својих SSD-ова због ниже цене у односу на DRAM и могућношћу да се сачувају подаци без сталног напона, обезбеђујући трајност података приликом изненадног нестанка струје. Флеш SSD меморија је спорија него DRAM решења, а неки рани дизајни су били чак спорији од HDD-а после даље употребе. Овај проблем је решен помоћу контролера који је дошао 2009. године и касније.

+Поређење архитектураSLC and MLC SSD Festplatten. Приступљено 2013-04-10. SLC према MLC НИ према НИЛИ10× трајнија10× трајнија3x брже секвенцијално читање и исто секвенцијално писање4x брже секвенцијално писање5x брже секвенцијално писање30% скупљи30% јефтинији Следеће технологије треба да комбинују предности НИ и НИЛИ: OneNAND (Samsung), mDOC (Sandisk) и ORNAND (Spansion)..

Решења флеш базиране меморије су обично спакована у стандардне дискове из фабрика (1.8-, 2.5-, и 3.5-inch), или мање јединственог и компактног распореда због компактне меморије.

Јефтинији дискови обично користе multi-level cell (MLC) флеш меморију, која је спорија и мање поуздана него single-level cell (SLC) флеш меморија. Ово се може ублажити или чак преокренути помоћу дизајна унутрашње структуре SSD-а, као што су преплитање, измене алгоритама за писање, и већа над-привилегија (више вишка капацитета) са којима wear-leveling алгоритми могу да раде.

DRAM базиран SSD заснован на несталној меморији као што је DRAM одликује се ултра брзим приступом подацима, обично мање од 10 микросекунди, а првенствено се користи за убрзавање апликација које би иначе биле задржане кашњењем флеш SSD-а или традиционалног HDD-а. DRAM базиран SSD обично укључује или унутрашње батерије или спољни AC/DC адаптер и системе за складиштење резервне копије како би се осигурала постојаност док се напајање не испоручи на диск из спољњег извора. Ако нестане напајање, батерија обезбеђује напајање док се све информације не копирају из меморије са случајним приступом (RAM) у резервно складиште. Када се напајање врати, подаци се поново копирају на RAM из резервног складишта, а SSD наставља са нормалним радом (слично као функција хибернације у модерним оперативним системима). SSD-ви овог типа су обчно опремљени DRAM модулима истог типа који се користе у редовним рачунарима и серверима, који могу бити избачени и замењени већим модулима. Таквим као што су i-RAM, HyperOs HyperDrive, DDRdrive X1, итд. Неки произвођачи DRAM SSD-а залеме DRAM чип директно на диск, и не намеравају да се чипови мењају као у ZeusRAM, Aeon Drive, итд.Allyn Malventano. "CES 2012: OCZ shows DDR based SATA 6Gb/sec aeonDrive". 2012.