SSD چیست و چگونه کار می‌کند؟

فضای ذخیره‌سازی اس اس دی که در بین عموم کاربران به‌اشتباه هارد SSD شناخته می‌شود، در کامپیوتر‌ها و لپ‌تاپ‌های پرسرعت امروزی یکی از قطعات بسیار حیاتی برای افزایش سرعت سیستم محسوب می‌شود.

همان‌طور‌که می‌دانید، قیمت SSD از قیمت هارد معمولی گران‌تر است؛ از‌این‌رو، قیمت لپ تاپ یا کیس‌هایی که به این نوع فضای ذخیره‌سازی مجهزند، نیز افزایش می‌یابد. حال برای اینکه بدانید SSD چیست و چه عملکردی در سیستم‌های مختلف دارد، تا پایان این مقاله با زومیت همراه باشید.

SSD یا Solid-State Drive (درایو حالت جامد) نوعی ابزار ذخیره‌سازی است که در کامپیوترها استفاده می‌شود و در ۱۰ سال اخیر کم‌کم جایگزین‌ هارد درایو‌های سنتی شده است و همان عملکرد‌های اولیه هارد‌ها را با سرعت بسیار بیشتری انجام می‌دهد. با SSD سیستم‌عامل دستگاه با سرعت بیشتری بوت می‌شود و فایل‌ها سریع‌تر ذخیره و برنامه‌ها سریع‌تر بارگیری می‌شوند.

برای اطلاعات بیشتر، همان‌طور‌که در عکس زیر مشخص است، هاردهای سنتی یا HDD دیسک چرخان و بازوی مکانیکی دارند که از همین طریق کار خواندن و نوشتن اطلاعات را در سیستم‌ها انجام می‌دهند؛ پس در‌مقابل ضربه حساسیت بسیار بیشتری از SSD‌ها دارند.

SSD نیز اجزای مختلفی دارد که البته حجم بسیار کمتری اشغال می‌کنند و در‌مقابل ضربه و جریان‌های الکتریکی مقاوم‌تر هستند.

• فلش مموری NAND: حافظه‌ی فلش NAND جایی است که اطلاعات در میان میلیون‌ها سلول ذخیره می‌شود و سرعت خواندن آن بسیار زیاد است؛ اما سرعت نوشتن یا پاک‌کردن در آن کمی کمتر است. انواع مختلف حافظه‌های NAND عبارت‌اند از: SLC ،MLC ،TLC و QLC. این‌ها از‌نظر عملکرد و دوام و هزینه تفاوت‌هایی دارند.

• کنترلر یا کنترل‌کننده: کنترلر مغز SSD است که ارتباط بین دستگاه میزبان و فلش مموری را مدیریت می‌کند. کنترلر عملکردهایی مانند تصحیح خطا، تراز سایش، رمزگذاری و جمع‌آوری زباله را نیز انجام می‌دهد.

• DRAM :DRAM به‌عنوان کش یا بافر SSD عمل می‌کند و به عملیات‌های خواندن و نوشتن سرعت می‌بخشد. در SSD‌هایی که DRAM ندارند، بخشی از فضای ذخیره‌سازی به‌عنوان کش استفاده می‌شود.

• رابط: رابط‌ها ارتباط فیزیکی و منطقی بین SSD و دستگاه میزبان را تعیین می‌کنند که برخی از انواع رایج آن عبارت‌اند از: SATA ،PCIe ،NVMe ،M.2 و USB125.

• Firmware: فرم‌ویر نرم‌افزاری است که روی کنترلر اجرا می‌شود و عملکرد SSD را کنترل می‌کند و می‌توان آن را آپدیت کرد.

همان‌طورکه گفتیم، فضای ذخیره‌سازی SSD از چندین تراشه فلش مموری تشکیل شده است که هر تراشه حاوی چندین سلول برای ذخیره‌کردن اطلاعات است. برای نوشتن اطلاعات در SSD، کنترلر ولتاژی را روی یک سلول اعمال می‌کند که باعث باقی‌ماندن الکترون در گیت شناور سلول و در‌نهایت شارژ‌شدن سلول می‌شود.

برای خواندن اطلاعات از SSD، کنترلر مجدداً ولتاژی را روی یک سلول اعمال می‌کند و اگر الکترونی در گیت شناور سلول وجود داشته باشد، ولتاژ گیت شناور درمقایسه‌با حالت قبلی تغییر می‌کند. این تغییر ولتاژ به‌واسطه‌ی کنترلر SSD تشخیص داده و به‌عنوان یک بیت اطلاعات تفسیر می‌شود.

به‌طور‌کلی مزایا و معایب ۲ نوع رایج فضا‌های ذخیره‌سازی عبارت‌اند از:

• سرعت خواندن و نوشتن بیشتر
• سرعت بوت بیشتر و عملکرد بهتر سیستم
• مقاومت بیشتر
• مصرف برق کمتر
• بدون تولید صدای اضافه
• اندازه کوچک‌تر

• قیمت گران‌تر
• عمر کمتر برخی از SSD‌های مجهز به تراشه فلش مموری NAND
• حجم ذخیره‌سازی کمتر SSD از HDD در بازه‌ی قیمتی یکسان
• بازیابی (ریکاوری) سخت‌تر اطلاعات پس از قطع برق
• محدودیت در تعداد چرخه‌های نوشتن در طولانی‌مدت

درایوهای حالت جامد (SSD) صنعت ذخیره‌سازی را متحول کرده‌اند و در‌مقایسه‌با هارد دیسک‌های سنتی (HDD)، پیشرفت‌های چشمگیری در عملکرد و مصرف انرژی و سطح نویز ارائه می‌دهند. پیشرفت در فناوری SSD به توسعه‌ی انواع مختلفی از SSD‌ها منجر شده است که هرکدام ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد خود را دارند.

• SSD‌های ۲٫۵ اینچی SATA: رایج‌ترین نوع اس‌اس‌دی، SSD‌های ۲٫۵ اینچی SATA هستند که ازلحاظ ظاهری، نسخه‌ی کوچک‌تر هارد دیسک‌های معمولی محسوب می‌شوند. این نوع SSD از رابط ساتا استفاده می‌کند که به‌طور گسترده برای اتصال دستگاه‌های ذخیره‌سازی به کامپیوترها استفاده می‌شود و با لپ‌تاپ‌ها و سیستم‌های رومیزی سازگار است.

• SSD‌های M.2: این مدل از SSD‌ها اندازه فشرده و کوچک‌تری دارند و بسته به سازگاری مادربرد، در لپ‌تاپ‌ها و دسکتاپ‌ها استفاده می‌شوند و از رابط‌های SATA یا NVMe استفاده می‌کنند.

• SSD‌های NVMe: اس‌اس‌دی‌های NVMe نشان‌دهنده‌ی اوج عملکرد ذخیره‌ساز‌های SSD هستند و سرعت خواندن و نوشتن بسیار بیشتری از SSD‌های ساتا ارائه می‌دهند. چنین عملکردی به‌دلیل پذیرش پروتکل NVMe است که به‌طور خاص برای SSD طراحی شده و از رابط PCIe با سرعت بیشتر استفاده می‌کند. SSD‌های NVMe برای برنامه‌های کاربردی مانند ویرایش ویدئو و بازی و حجم کاری فشرده بسیار ایدئال هستند.

• SSD‌های PCIe: این نوع SSD که با نام PCIe NVMe SSD نیز شناخته می‌شود، پیشرفته‌ترین و سریع‌ترین نوع SSD موجود است. آن‌ها مستقیماً به گذرگاه PCIe متصل می‌شوند که بیشترین پهنای باند و توان عملیاتی را برای انتقال داده‌ها فراهم می‌کند. درایوهای SSD PCIe معمولاً در ایستگاه‌های کاری پیشرفته و سرورها و محیط‌های حرفه‌ای استفاده می‌شوند که مقوله سرعت بسیار مهم است.

• SSD‌های SAS: این اس‌اس‌دی‌ها برای برنامه‌های در سطح سازمانی طراحی شده‌اند که عملکرد و مقیاس‌پذیری و قابلیت اطمینان فراوان را می‌طلبند. رابط SAS (Serial Attached SCSI) پهنای باند بیشتر و یکپارچگی داده بهتر را در‌مقایسه‌با SATA ارائه می‌دهد. SSD‌های SAS معمولاً در مراکز داده و آرایه‌های ذخیره‌سازی و برنامه‌های کاربردی حیاتی استفاده می‌شوند.

SSD‌ها در دستگاه‌ها و سیستم‌عامل‌های مختلفی کاربرد دارند؛ ازجمله:

• کامپیوتر‌های شخصی و لپ‌تاپ‌ها: SSDها در کامپیوترهای رومیزی و لپ‌تاپ‌ها می‌توانند سرعت بوت سیستم‌عامل و انتقال داده‌ها و اجرای برنامه‌ها را افزایش دهند. همچنین، یکی از مهم‌ترین کاربردهای SSD در صنعت گیمینگ است که زمان لود‌شدن و انتظار در بازی‌ها را به حداقل‌ترین حالت ممکن می‌رساند.

• سرور‌ها: SSD‌ها در سرورها نیز برای بهبود عملکرد و کارایی استفاده می‌شوند. آن‌ها می‌توانند به کاهش تأخیر در پایگاه داده‌ها و برنامه‌های کاربردی وب و سایر برنامه‌های حساس به زمان کمک کنند.

• تجهیزات ذخیره‌سازی شبکه: SSD‌ها در تجهیزات ذخیره‌سازی شبکه مانند NAS و SAN‌ها برای افزایش سرعت و کارایی استفاده می‌شوند. آن‌ها می‌توانند به بهبود عملکرد اشتراک‌گذاری فایل‌ها و پشتیبان‌گیری و بازیابی اطلاعات کمک کنند.

• دستگاه‌های الکترونیکی مصرفی: بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی مانند دوربین‌های دیجیتال و پخش‌کننده‌های رسانه‌ای و به‌خصوص کنسول‌های بازی برای بهبود عملکرد و کارایی خود از فضاهای ذخیره‌سازی SSD استفاده می‌کنند که تأثیرات آن در بازی‌های جدید کاملاً مشهود است.

SSDها به‌دلیل سرعت زیادشان حتی در سیستم‌های قدیمی نیز سرعت و عملکرد سیستم‌عامل را چند برابر می‌کنند. در این مقاله، تفاوت‌های SSD با هاردهای معمولی و سنتی را بیان کردیم و از کاربردهای SSD در وظایف مختلف سخن گفتیم. شما کاربران زومیت از کدام نوع فضای ذخیره‌سازی استفاده می‌کنید؟