Kompendium wiedzy o SSD

Dyski SSD są na liście zakupowej większości użytkowników pecetów. Nic w tym dziwnego, bo zapewniają znacznie większą szybkość zapisu i odczytu niż konwencjonalne nośniki HDD i wyraźnie przyspieszają działanie komputera. Co istotne są coraz tańsze a liczba dostępnych modeli stale rośnie.

Standardowe dyski HDD towarzyszą nam już kilkadziesiąt lat, a ich najnowsza odmiana SSD jest jednak dużo młodsza i jak to zwykle bywa z nowymi produktami dużo droższa. Dyski SSD jednak wyraźnie tanieją i chociaż za najwydajniejsze modele w dalszym ciągu przyjdzie nam słono zapłacić , to dobre modele kupimy już za dużo mniejsze pieniądze. Warto na nie zwrócić uwagę bo ich największą zaleta jest duża wydajność, która jest w stanie spożytkować możliwości najnowszej magistrali SATA 3, która oferuje teoretyczny transfer na poziomie 600 MB/s. To istotna cecha, bo zwykłe dyski HDD pracują z dużo niższymi prędkościami rzadko kiedy przekraczającymi 200 MB/s.

Budowa dysku SSD

Jak szybko zauważycie dyski SSD są dużo mniejsze niż ich standardowe odpowiedniki HDD. Wynika to z różnic budowy obu nośników. Standardowy dysk HDD gromadzi dane na talerzach ferromagnetycznych, które obracają się najczęściej ze stałą prędkością. Głowica zespolona umożliwiająca zapis i odczyt porusza się w obie strony nad wirującymi talerzami, przechwytując określone dane.

Dysk HDD

Dysk HDD

Przy zapisie lub odczycie obszarów talerzy znajdujących się bliżej zewnętrznej krawędzi przez głowicę w tym samym czasie przechodzi więcej danych niż w wypadku obszarów położonych bliżej środka.

Prędkość odczytu dysku HDD

Prędkość odczytu dysku HDD

Twarde dyski nie zapewniają więc stałej prędkości transmisji danych, bo zależna jest on od tego w którym miejscu umieszczona jest głowica.Dlatego często wykresy przedstawiające wydajność dysków twardych maja postać krzywej, który spada a ich wydajność oscyluje w granicach jakiegoś przedziału. Co istotne różnice pomiędzy minimalną a maksymalna prędkością mogą być bardzo duże i wynosić nawet kilkadziesiąt MB/s. Dodatkowo dyski te są podatne na uszkodzenia mechaniczne, nawet lekkie uderzenie może doprowadzić do ich błędnego działania, bo w obudowie dyski znajduje się sporo ruchomych elementów.

Dysk SSd

Dysk SSd

Dyski SSD są całkowicie pozbawione ruchomych części! Jako nośnik wykorzystują układy pamięci flash, podobne do stosowanych w pendrive’ach i kartach pamięci, których używasz m.in. w aparacie fotograficznym. Dyski te pozbawione są ruchomych części, takich jak obrotowe talerze a przez to są odporne na uszkodzenia mechaniczne. . Z tego względu działa bezszelestnie i jest w bardzo dużym stopniu odporny na uszkodzenia mechaniczne. Co istotne oferują krótki czas dostępu, rzędu kilku ms a nie kilkunastu jak to ma miejsce w konwencjonalnych dyskach.

Dlaczego dyski SSD są takie szybkie

W napędzie HDD głowica zapisu/odczytu musi najpierw dotrzeć w wymagane miejsce. Pliki większych rozmiarów są przeważnie porozdzielane na fragmenty porozmieszczane w różnych miejscach powierzchni dysku (zjawisko to nosi miano fragmentacji), ich zapisywanie a także odczytywanie trwa stosunkowo długo. Tymczasem pamięć flash umożliwia bezpośrednie odwoływanie się do każdej komórki pamięci, co znacznie skraca czas dostępu. Co istotne oferują one stałą prędkość.

Prędkość odczytu dysku HDD

Prędkość odczytu dysku HDD

Nowe kontrolery i możliwości

To jak szybko dany dysk może pracować zależne jest w dużej mierze od dwóch czynników: zastosowanego kontrolera i rodzajów pamięci. Dyski SSD do domowych zastosowań najczęściej korzystają z pamięci flash wielokrotnego poziomu MLC (mlc - ang. multi-level cell).

W dużym uproszczeniu pamięci te umożliwiają za posianie w każdej komórce więcej niż jednego bita w przeciwieństwie do pamięci typu SLC NAND flash (slc - ang. single-level cell), której komórka może znajdować się tylko dwóch stanach przechowując jeden bit. W praktyce pamięci MLC są tańsze ale i wolniejsze od SLC. Na początku pamięci MLC potrafiły zapamiętać dwa bity danych w jednej komórce potem trzy, cztery ( MLC x4).

Intel i Micron jako jedni z pierwszych zaczęli produkcje pamięci  NAND flash w technologii 20nm (IM Flash Technology).

Intel i Micron jako jedni z pierwszych zaczęli produkcje pamięci NAND flash w technologii 20nm (IM Flash Technology).

Zwiększa się też skala miniaturyzacji i przepustowości pamięci i obecnie w dyskach półprzewodnikowych (SSD) stosuje się najczęściej pamięci MLC NAND Flash wykonane w 25 nm procesie technologicznym. Aktualnie spółka IM FLash Technologies wytwarza na szeroką skalę układy 20 nm o pojemności 8GB, zgodnie z interfejsem ONFI 2.x. Zwykle mniejsze oznaczało szybsze, ale tutaj chodzi przede wszystkim o możliwość wykrojenia z wafla o tej samej średnicy większej liczny układów- czyli obniżenia kosztów.

Coraz więcej dysków wyposażonych jest w nowoczesne kontrolery o dwukrotnie wyższej przepustowości, czyli kompatybilne z SATA 3 (6 Gb/s). To istotna cecha, bo szybkie układy pamięci nie mogą być ograniczane wolnym interfejsem. Pamiętajcie, że transferu 500 MB na sekundę, obiecanego w instrukcjach wielu nowych modeli, nie da się już osiągnąć za pomocą SATA II.

Niektóre typy kontrolerów jak np. popularny SandForce SF-2281 nauczyły się transferować spakowane dane. W efekcie te dane które są podatne na zmniejszenie objętości poprzez kompresje są szybciej przesyłane. Gorzej z plikami, które niejako z urzędu są kompresowane.

Dyski SSD

Pierwsze urządzenie w znanej nam dziś formie wyprodukował Seagate w roku 1980. Dysk ten miał pojemność 5 MB. W roku 1986 opracowano kontroler IDE, który (z późniejszymi modyfikacjami) używamy w zasadzie do dziś, choć już raczej nie do dysków twardych. Jego następca, czyli Serial ATA, pojawił się na rynku w roku 2003. Oprócz zmiany przewodu sygnałowego, zwiększył się maksymalny transfer: ze 133 MB/s na 150 MB/s. Dwa lata później zaprezentowano standard Serial ATA Gen2, lub jak kto woli SATA 3 Gb/s. Ewolucja kończy się na najnowszym interfejsie oznaczonym jako Serial ATA 6 Gb/s (nie można stosować określenia "SATA III"). Oczywiście główną zmianą względem wersji drugiej jest podwojenie maksymalnej przepustowości - wynosi ona teraz aż 600 MB/s!

Do czego SSD

Głównym ograniczeniem tych nośników jest ich niska pojemność przy relatywnie dużym koszcie gigabajta. Te dwie cechy powodują, że rzadko kiedy wykorzystywane są w roli np. dysków zewnętrznych do archiwizowania danych. Spotkać możemy za to pamięci zewnętrzne wykorzystuje nośnik SSD. Najczęściej wyposażone są one w szybki interfejs USB 3.0 (650 MB/s). Najlepiej jednak dyski SSD sprawdzą się w roli głównego nośnika na którym będziemy trzymali system i kilka najważniejszych aplikacji. Wówczas możemy zdecydować się na model bardzo szybki, ale o niewielkiej pojemności. Optymalnym wyborem będą modele o pojemności 128 GB , minimum to według nas 64 GB. Wiele osób wybierając dysk SSD dobiera modele posiadanej płyty głównej i jeżeli nie jest ona wy6posazona w kontroler z SATA to kupuje wolniejsze dyski z kontrolerem starszej generacji. Według nas nie jest to do końca przemyślane, bo dysk z SATA III zawsze nam się przyda, i bez problemów będzie działał (tyle, że wolniej) w starszej płycie głównej a gdy ją wymienimy to pokaże swoje możliwości.

Jak płyta do SSD

Płyty główne z chipsetem Intela piątej generacji obsługiwały SATA III tylko przez dodatkowy układ Marvella i niezbyt dobrze współpracowały z kontrolerem SSD tej samej firmy. Dopiero szósta generacja płyt do procesorów Sandy Bridge obsługuje SATA III standardowo, przez mostek południowy. Właśnie taką płytę wybierzmy gdy mamy zamiar korzystać z dysków SSD.

Największą różnicę w prędkości pracy zauważymy przy zmianie standardowego dysku HDD na SSD w laptopie. Dzieje się tak bo dyski HDD montowane w laptopach są bardzo wolne. Najczęściej pracują one z prędkością 5400 obr./min i osiągają rzeczywista prędkość na poziomie 60-80 MB/s. Podczas gdy przeciętny dysk SSD oferuje prędkość dwukrotnie wyższą, a szybkie modele montowane w szybkich utrabookach nawet powyżej 300 MB/s! Jeżeli chodzi o praktyczne korzyści to bardziej się opłaca wymiana dysku na SSD niż wymiana procesora w laptopie. Od razu zauważycie, że system uruchamia się szybciej , nawet przeglądarki działają z większą werwą.

W desktopach dysk SSD daje odpowiedniego kopa, ale tylko gdy ma do dyspozycji szybką i nowoczesną płytę główną najlepiej z chipsetem Intela szóstej generacji.

Dyski SSD

Dyski SSD


Zobacz również