Solid state drive

Solid state drive (mechanika s nepohyblivým médiom) alebo SSD alebo SSD disk je zariadenie pre ukladanie dát, ktoré pre záznam využíva zvyčajne statické pamäte typu SRAM, ale existujú aj SSD s pamäťami DRAM.

SSD disk
mSATA SSD

SSD emuluje rozhranie klasického pevného disku (HDD), čím ho môže nahradiť. Disk SSD neobsahuje pohyblivé časti, je preto mechanicky odolnejší voči nárazom, nehlučný, s rádovo kratšou prístupovou dobou[1], vyššou rýchlosť prenosu a čítania dát[1], bez mechanických latencií, s menšími rozmermi a váhou avšak doteraz (2020) aj s nižšou úložnou kapacitou a vyššou cenou ako má klasický pevný disk, založený na princípe magnetického zápisu.

SSD disky sa začali využívať hlavne v netbookoch a notebookoch, hoci boli (2009) podstatne drahšie na jednotku kapacity než pevné disky. S trvalým poklesom cien polovodičových pamätí, ale hlavne pre svoje mechanické a rozmerové vlastnosti nahrádzajú (hlavne 2.5" a menšie) pevné disky.

SSD sa zvyčajne vyrábajú v štandardných diskových formátoch 1.8", 2,5" a zriedkavejšie 3.5" šírky disku.

Väčšina výrobcov SSD používa (od 2014) statické NAND flash pamäte. Tieto pamäte, nevyžadujú pre uchovanie informácie napájanie a teda dátový obsah zachovávajú aj pri odpojení napätia. Flash pamäte sú pomalšie ako pamäte DRAM, tie však potrebujú na uchovanie informácie napájanie, ktoré môže byť realizované vo forme batérie v SSD disku. Od roku 2004 sú však pamäte Flash lacnejšie ako DRAM a preto sú SSD s pamäťami DRAM využívané tam, kde sú potrebné veľmi krátke doby prístupu a cena nerozhoduje. Súčasné SSD disky s flash pamäťami využívajú pamäte DRAM ako cache pamäť s podobnou funkciou ako je buffer pevných diskov.

Existujú aj hybridné disky (solid-state hybrid drives - SSHDs), ktoré kombinujú výhody SSDs a HDD v jednej súčiastke: veľký pevný disk a SSD cache, ktorá zvyšuje výkon pre často volané údaje.

Komponenty SSD
Porovnanie 2.5" HDD a SSD
  • Cache: SSD disky využívajú malé DRAM ako cache, podobne ako je tomu u pevných diskov. V cache je obvykle uložená FAT tabuľka.
  • Akumulátor energie: pre SSD s vyšším výkonom sa používa kondenzátor alebo iná forma akumulátora. Ten je nevyhnutný pre zachovanie integrity dát, aby pri náhlom výpadku napájania bolo možné dáta z cache stiahnuť na disk, niektoré disky dokážu udržať obsah i tak dlho, aby bolo možné v práci pokračovať po nábehu napájania.

Výkon SSD

Výkon SSD závisí na počte paralelne pripojených NAND flash čipov používaných v zariadení. Jediný NAND čip je pomerne pomalý, a to kvôli úzkemu (8 / 16 bit) asynchrónnemu IO rozhraniu a vysokej latencii základných IO operácií (typicky pre SLC NAND ~ 25 mikrosekúnd pre čítanie jednej 4K stránky z poľa, ~ 250 mikrosekúnd pre zápis 4K stránky, a ~ 2 ms pre vymazanie). Keď vo vnútri SSD je paralelne zapojených viacero NAND čipov, zväčší sa šírka pásma, latencia sa stratí, nevyrovnanosť a záťaž je rovnomerne rozdelená medzi čipmi. Dnes sú v ponuke aj rýchlejšie flash disky, ktoré umožňujú tzv. data striping (podobne ako RAID0) a prekladanie. To umožnilo vznik ultra-rýchlych SSD s efektívnou rýchlosťou čítania/zápisu 250 MB/s, čo je viac, ako dokáže spracovať SATA rozhranie (2009). Variantom SSD je tzv. ioDrive, používa PCI Express slot pre prekonanie obmedzenia SAS a SATA rozhraní a 80GB jednotka má rýchlosť čítania viac ako 800 MB/s a rýchlosť zápisu 694 MB/s.

SLC verzus MLC. Lacnejšie disky zvyčajne používajú Multi-level cell (MLC) flash pamäte, ktoré sú pomalšie a menej spoľahlivé ako Single-level (SLC) flash pamäte. Napriek tomu sa MLC čipy aj naďalej používajú v mnohých komerčne dostupných SSD.

SSD s pamäťami DRAM

SSDs založené na dynamických pamätiach ako DRAM sa vyznačujú ultra rýchlym prístupom k dátam, spravidla menším ako 0,01 milisekundy, a používajú sa predovšetkým na zrýchlenie aplikácií, ktoré by inak boli zdržiavané latenciou Flash SDDS alebo tradičnými HDD. DRAM-založené SSD zvyčajne zahŕňajú vnútornú záložnú batériu a pamäťové systémy na zabezpečenie dátové konzistencie keď dôjde k výpadku napájania z externého zdroja. Pri výpadku napájania batéria súčasne zabezpečuje napájanie všetkých údajov v DRAM a dáta sú zároveň skopírované z pamäte s priamym prístupom (RAM) do flash pamäte alebo pevného disku. Keď je napájanie obnovené, dáta sú skopírovaná späť do RAM a SSD obnoví normálnu prevádzku. (Podobne ako v režime spánku používaného v moderných operačných systémoch.) Tieto typy SSD sú zvyčajne vybavené modulom rovnakého typu DRAM, ako sa používajú v bežných osobných počítačoch, ktoré takto umožňujú jednoduchú vymeniteľnosť a zvýšenie kapacity. Takéto SSD disky sa dajú z výhodou využiť v moderných operačných systémoch na uloženie stránkovacieho súboru, čím sa výrazne zvýši výkonnosť systému.

Referencie
  1. Vše o SSD discích [online]. Alza, [cit. 2019-09-30]. Dostupné online.
  • Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Solid-state drive na anglickej Wikipédii (číslo revízie nebolo určené).
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.