Твердотельные накопители

Твердотéльный накопитель (англ. SSD, solid-state drive) компьютерное немеханическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти. Кроме них, SSD содержит управляющий контроллер. Различают два вида твердотельных накопителей: SSD на основе памяти, подобной оперативной памяти компьютеров SSD на основе флэш-памяти. В настоящее время твердотельные накопители используются в компактных устройствах: ноутбуках, нетбуках, коммуникаторах и смартфонах, но могут быть использованы и в стационарных компьютерах для повышения производительности.

Существуют и так называемые гибридные жесткие диски. Такие устройства сочетают в одном устройстве накопитель на жёстких магнитных дисках (HDD) и твердотельный накопитель относительно небольшого объёма, в качестве кэша (для увеличения производительности и срока службы устройства, снижения энергопотребления).

NAND SSD Накопители, построенные на использовании энергонезависимой памяти (NAND SSD), появились относительно недавно, но в связи с гораздо более низкой стоимостью (от 1 доллара США за гигабайт) начали уверенное завоевание рынка. До недавнего времени существенно уступали традиционным накопителям жестким дискам в скорости записи, но компенсировали это высокой скоростью поиска информации (начального позиционирования). Сейчас уже выпускаются твердотельные накопители со скоростью чтения и записи, во много раз превосходящие возможности жестких дисков. Характеризуются относительно небольшими размерами и низким энергопотреблением.

RAM SSD Эти накопители построены на использовании энергозависимой памяти (такой же, какая используется в ОЗУ персонального компьютера), и характеризуются сверхбыстрыми чтением, записью и поиском информации. Основным их недостатком является чрезвычайно высокая стоимость. Используются, в основном, для ускорения работы крупных систем управления базами данных и мощных графических станций. Такие накопители, как правило, оснащены аккумуляторами для сохранения данных при потере питания, а более дорогие модели системами резервного и/или оперативного копирования.

Недостатки Главный недостаток NAND SSD ограниченное количество циклов перезаписи. Обычная (MLC, Multi-level cell, многоуровневые ячейки памяти) флеш-память позволяет записывать данные примерно раз. Более дорогостоящие виды памяти (SLC, Single-level cell, одноуровневые ячейки памяти) более раз. Для борьбы с неравномерным износом применяются схемы балансирования нагрузки. Контроллер хранит информацию о том, сколько раз какие блоки перезаписывались и при необходимости «меняет их местами». Данный недостаток отсутствует у RAM SSD, а также у относительно новой технологии FRAM, где ресурс хоть и ограничен, но практически недостижим в реальной жизни числом циклов перезаписи (до 40 лет в режиме непрерывного чтения/записи).

Проблема совместимости SSD накопителей с устаревшими и даже многими актуальными версиями ОС семейства Microsoft Windows, которые не учитывают специфику SSD накопителей и дополнительно изнашивают их. Цена гигабайта SSD-накопителей существенно выше цены гигабайта HDD. К тому же, стоимость SSD прямо пропорциональна их ёмкости. Применение в SSD-накопителях команды TRIM (очищая неиспользуемые ячейки до того, как в них будет произведена запись) делает невозможным восстановление удалённой информации.

Невозможность восстановить информацию при перепаде напряжения. Так как контроллер и носитель информации в SSD находятся на одной плате, то при превышении или перепаде напряжения чаще всего сгорает весь SSD носитель, с безвозвратной гибелью информации. Напротив, в жёстких дисках чаще сгорает только плата контроллера, что делает возможным восстановление информации с приемлемой трудоёмкостью. Если произошёл аппаратный отказ SSD из-за выхода из строя чипа контроллера или флэш-памяти, это делает процесс восстановления информации практически неосуществимым.

Преимущества Отсутствие движущихся частей, отсюда: Полное отсутствие шума (уровень шума 0 дБ); Высокая механическая стойкость (порядка 1500 g); Стабильность времени считывания файлов Высокая скорость чтения/записи, нередко превосходящая пропускную способность интерфейса жесткого диска и ещё более высокая скорость чтения/записи относительно недорогих распространенных жестких дисков. Но, отметим, что некоторые жесткие диски по скорости случайной и последовательной записи намного быстрее SSD

IOPS (количество операций ввода/вывода в секунду ) выше в десятки тысяч раз, чем у жесткого диска. Низкое энергопотребление; Широкий диапазон рабочих температур; Большой модернизационный потенциал, как у самих накопителей, так и у технологий их производства; Отсутствие магнитных дисков, отсюда: Намного меньшая чувствительность к внешним электромагнитным полям; Малые габариты и вес.