Hvordan fungerer SSD -er?
Den gode gamle harddisken tjente oss godt i flere tiår. Det er fortsatt i bruk i dag med mange forbedringer når det gjelder holdbarhet, hastighet og størrelse. Dessverre kan det fortsatt ikke følge med den økende etterspørselen etter den raskere hastigheten til denne fartsfylte generasjonen. I tillegg, til tross for forbedringene, er det fortsatt utsatt for å mislykkes på grunn av den mekaniske spinningsskiven. På grunn av dette er det utviklet mange alternativer til spinningstasjonen; En av dem er solid-state-stasjonen, eller ganske enkelt SSD.
Hva er SSD?
SSD er en minnebasert lagringsenhet som bruker integrerte kretsenheter, i stedet for et bevegelig lese-/skrivehode, for datatilgang og oppbevaring. De fleste SSD -er bruker flashminner, noen varianter bruker dram, og noen bruker en kombinasjon av begge deler. SSD -er har ingen mekaniske deler og er derfor mer motstandsdyktige mot sjokk, produserer mye mindre støy og mer holdbar enn tradisjonelle HDD -er. Du kan forestille deg SSD -er som den større og raskere versjonen av USB -stasjonene.
SSD -er har eksistert siden 1950 -tallet, men deres ublu pris, kort levetid og begrenset kapasitet gjorde dem til et upraktisk valg for datasystemer. Deres raskere tilgangstid og lavere latens enn HDD -er ble imidlertid ikke oversett av produsenter. Etter mange innovasjoner og betydelige prisfall, fikk SSD -er massiv anerkjennelse på slutten av 2000 -tallet og overtok gradvis HDD -er som datamaskinens sekundære lagringsenhet. Selv om vi stort sett hører om SSD -er som brukes i datamaskiner og bærbare datamaskiner, brukes SSD -er også i andre elektroniske enheter for datalagring, for eksempel mobiltelefoner, SD -kort, flash -stasjoner og nettbrett.
Hvordan fungerer SSD -er?
SSD -er er halvlederenheter som inneholder en rekke NAND -blitzminner som er sammensatt av transistorer. Den mest grunnleggende enheten i en SSD er cellen. Cellene er organisert i et rutenett, og rutenettet består av individuelle rader og søyler med celler som kalles en side. Hele nettoppsettet som inneholder sidene kalles en blokk. Det motsatte av stevnet, når det er data i en celle, leses det som 0 og leses som 1 når det er tomt. Data er skrevet til og leses fra cellene som gjør datatilgang i SSD -er nesten øyeblikkelig, i motsetning til spinnemekanismen til HDD.
SSD -kontroller
Det er en komponent i SSD -er som er mest kritisk bortsett fra flash -minnene. SSD -kontrolleren er en innebygd prosessor som er ansvarlig for å administrere dataoperasjoner innen SSD -er og organiserer dataene i celleblokkene, og tar vare på prosesser som slitasje, søppelinnsamling og trim i SSD -ene. Det fungerer også som broen mellom SSDs inngangs-/utgangsgrensesnitt og flashminnene. Mye av en SSDs ytelse avhenger av effektiviteten til kontrolleren, grunnen til at produsenter holder kontrollerteknikkene og arkitekturen de bruker under innpakning for å opprettholde sin fordel i forhold til andre konkurrenter.
SSD -teknikker
Som nevnt før, arrangerer SSD -er data i celler, sider og blokker. Mens det er ganske enkelt å skrive data til tomme celler, krever overskriverdata i cellene mer arbeid. Mens data blir lest og skrevet på sider, kan de bare slettes i blokker. Nye data kan bare bemerkes når de eksisterende dataene først blir slettet når cellen er okkupert. Når spesifikke celler i en blokk må oppdateres, må hele blokken først kopieres til en tom blokk før du sletter. Dataene og de oppdaterte dataene kan deretter skrives tilbake til cellene etter at hele blokken er slettet.
Skriveprosessen i SSD omtales som program/slette sykluser (PE -sykluser). P/E -syklusen av blitsceller er begrenset, og når grensen er nådd, blir SSD upålitelig og ustabil. I noen tilfeller vil SSD produsere feil, men det vil bli ubrukelig i dårligere tilfeller. Hyppig overskriving av celler vil til slutt forkorte SSDs levetid. For å dempe dette problemet, brukes noen teknikker for å sikre at flashceller brukes jevnt gjennom hele skrive-/slettingsprosessen.
Søppelsamling
Garbage Collection fjerner i utgangspunktet filer som er merket av operativsystemet som slettet eller endret. Kontrolleren sorterer sider som fremdeles er nyttige og flytter dem til en ny blokk, og etterlater de som allerede kan slettes, og deretter sletter hele blokken med unødvendige data slik at data kan skrives på dem igjen.
Bruk utjevning
En annen SSD -teknikk anvendt for å distribuere data til flash -cellene jevnt er slitasje på utjevning. La oss si at vi har blokker A og B. Blokk A inneholder filer som kontinuerlig redigeres eller oppdateres, noe som resulterer i hyppige P/E -sykluser i blokk A. Block B, derimot, inneholder data som ikke trenger redigering eller oppdatering ofte, som filmer eller bilder. Dette etterlater Block B med flere P/E -sykluser igjen enn blokk A og vil til slutt føre til at blokk A slites ut raskere enn blokk B. Slitasje er å sjekke slettingstallene for blokkene for å se hvilke blokker som er mindre brukt og vil frigjøre disse blokkene for fremtidig bruk. I blokk A og B i vårt eksempel, vil slitasjeutjevning flytte data fra blokk B til Block A, forutsatt at det er nok plass siden blokk B sjelden overskrives. Ved å gjøre det, vil blokk B brukes under neste lagringsoperasjon. Slitasje forlenger levetiden til SSD ved å benytte seg av alle blokkene likt.
LISTVERK
Nå kan du allerede fortelle at SSD går gjennom en kjedelig og ineffektiv prosess med å midlertidig kopiere en blokk med data til en annen blokk for å slette sider med celler og deretter omskrive de brukbare dataene tilbake i blokken. Denne konstante skrive-/slettelsessyklusen forårsaker langsom ytelse av SSD -er på lang sikt. En operativsystemkommando hjelper til med å redusere antall P/E -sykluser og forlenge SSDs liv.
TRIM -kommandoen forteller SSD hvilke data som er merket som foreldet og kan slettes. Trim fungerer med søppelinnsamling for å sortere gode data fra foreldede data. En stor fordel med trim er at det kan fungere på et sidivå i stedet for et blokknivå, noe som betyr at data kan slettes på sider i stedet for å slette hele blokken.
Trim er aktuelt for SSD -er som bruker ATA -grensesnittet, selv om andre grensesnitt også har lignende kommandoer, om enn med et annet navn. Trim hjelper med å forbedre en SSDs effektivitet og lang levetid, men til tross for fordelene, er ikke alle SSD -erstøttetrim siden ikke alle operativsystemer er bygget med TRIM -kommandoen. Uten Trim vil ikke SSD vite at et spesifikt område inneholder data som ikke lenger er nødvendig før data må skrives til det området igjen. SSD må først slette de ubrukelige dataene og gå gjennom slettelsessyklusen, som bremser hele prosessen.
Konklusjon
SSD -er har for øyeblikket forskjellige formfaktorer avhengig av grensesnittet de bruker. Fordi de vanligvis er mindre enn HDD -er, gir de produsentene fleksibilitet i å designe datamaskinene. Ssd.