اخبار, اس اس دی

حافظه های اس اس دی و انواع آن

در این مقاله به شناخت و توضیح حافظه های جامد و انواع آن خواهیم پرداخت، کاربرد های حافطه های جامد را بررسی خواهیم کرد و روش های انتخاب بهترین نوع آن را معرفی خواهیم نمود.

تعریف حافظه اس اس دیSSD

SSDمخفف عبارت Solid state disk ، منبع ذخیره سازی است که از نیمه رساناهای حالت جامد تشکیل شده است.این نوع فناوری همچنین در ساخت حافظه های فلش هم کاربرد دارد و به همین دلیل برخی از افراد SSD ها را حافظه های فلش یا   EPP Romمی نامند.

حافظه SSD رقیبی برای هاردها یا حافظه های HDD محسوب می شود زیرا بدلیل مقاومت زیاد و همچنین مصرف برق کمتر و نیز سرعت عملکرد بالا می تواند جایگزین خوبی برای این نوع از حافظه ها باشد به شرط اینکه قیمت این نوع حافظه هم کمی به صرفه تر شود .

اگر هم اکنون شاهد ترجیح کاربران به خرید هارد های سخت هستیم به همین دلیل است . SSD  برخلاف HDD به طور کامل الکترونیکی می باشد و هیچ قسمت متحرک یا مکانیکی در آن وجود ندارد. این نوع از حافظه ها به علت مزایای قابل توجه ای که نسبت به هاردها دارند از نظر قیمت نیز نسبت به هاردها متفاوت هستند و قیمت نسبتا بالایی دارند. با همه این تفاسیر این نوع از حافظه ها از نظر میزان فضای ذخیره سازی داده ها نسبت به هاردها ظرفیت کمتری دارند.

حافظه های SSD نسبت به قطع ناگهانی برق آسیب پذیر هستند و ممکن است اطلاعات درایو از بین برود یا منجر به شناسایی نشدن یا عدم شناسایی اس اس دی منجر شود که در این مواقع دسترسی به اطلاعات امکان پذیر نیست که در این صورت باید به مرکز تخصصی بازیابی اطلاعات و تعمیر SSD مراجعه شود.

آشنایی با تکنولوژی ذخیره سازی SSD ها

انواع حافظه های کامپیوتر :
  • حافظه های مغناطیسیMagnet drive  ها : از جمله انواع هارد دیسک های داخلی و خارجی که سرعت پایین تری نسبت به SSD ها دارند ولی دارای حجم های بالایی می باشند.
  • حافظه های نوری یا Optical Disk ها : سی دی ها و دی وی دی ها که جابجایی شان آسان است ولی سرعت و حجم شان بسیار کم است.
حافظه هایی که از IC یا چیپ برای ذخیره سازی بهره میبرند و انواع آن کدامند:

رم ها  DRAMحافظه های سریع و فراری هستند که با قطع جریان الکتریسیته و خاموش شدن کامپیوتر اطلاعاتشان را از دست می دهند . DRAM ها برای بافر کردن اطلاعات در صف انتظار برای پردازش در CPU استفاده می شوند.

حافظه های حالت جامد Solid State Storage یا SSS  که اطلاعات را در چیپ های سیلیکونی ذخیره می کنند. این نوع از حافظه ها اغلب از فلش مموری ها برای ذخیره سازی استفاده می کنند. فرار نیستند و با قطع جریان اطلاعاتشان از دست نمی رود و به دلیل سرعت بالایشان در حال جانشینی هارد دیسک ها هستند.

فضاهای ذخیره سازی حالت جامد که اطلاعات را توسط IC سیلیکونی (از جمله فلش مموری ها) به جای قطعات متحرک مغناطیسی ذخیره می کنند. SSS ها غیر فرار هستند و با قطع جریان اطلاعاتشان را از دست نمی دهند .

انواع SSS:

ماژول  Solid State Module – SSMکه بیشتر در تلفن های هوشمند کاربرد دارد.

کارت  Solid State Card – SSCکه استفاده در رایانش ابری  Cloud Computing دارد.

درایو  Solid State Drive – SSD جهت استفاده کاربر نهایی و استفاده های صنعتی است که از فلش مموری هایNAND برای ذخیره اطلاعات استفاده می کنند و هدف این متن آشنایی بیشتر شما با این نوع حافظه های تولیدی می باشد.

فلش مموری چیپ های حافظه غیر فراری هستند که می توانند به صورت الکترونیکی نوشته و پاک شوند و به الکتریسیته برای نگه داشتن اطلاعات درونشان نیاز ندارند و دو نوع اصلی  NANDو  NOR دارند.

مفاهیمی که باید بدانید

USB Flash Drive : مانند یک هارد دیسک قابل حمل عمل می کند، به شما اجازه ذخیره و حمل بیشتر داده های کامپیوتری با ارزش را می دهدد.آن ها مقدار زیادی اطلاعات را به طور باورنکردنی نگه می دارند و به اندازه ای کوچکن _ به اندازه ته تفنگ _که به راحتی در جیب شما سر می خورد.

NAND  : یکGate  منطقی است که توسط ترانزیستورfloating-gate  ساخته می شود و تعداد زیاد آن در کنار هم یک چیپ فلش یا همان سلول حافظه SSD  را تشکیل می دهد.

فلش های NAND و NOR

SSDها از سال ۲۰۱۰ از NAND ها استفاده می کنند چون دوام بیشتر ، قیمت کمتر ، تراکم بیشتر و سرعت بالاتر نسبت به NOR ها دارند و استفاده از NOR ها دیگر منسوخ شده به همین دلیل هر جای متنی که در ادامه می آید با کلمه فلش مواجه شدید منظور همان فلش NAND  می باشد.

NAND Flash  : فلش NAND از ترانزیستورهایی با گیت شناور استفاده می‌کند اما آن‌ها به صورتی به هم متصل اند که گیت NAND را شبیه‌سازی می‌کنند. تعداد زیادی از ترانزیستورها به صورت سری متصل اند و خط بیت تنها در صورتی Low می‌شود که تمامی خطوط کلمه‌ها High شده باشند. سپس این گروه‌ها به وسیلهٔ تعداد اضافی ترانزیستور به یک آرایه با استایل NOR متصل شده‌اند مشابه حالتی که ترانزیستورهای تنها در یک فلش NOR به هم ارتباط پیدا کرده‌اند.

تفاوت SSD و USB فلش : هر دو از NAND Flash استفاده می کنند اما کیفیت NAND استفاده شده ، کنترلر و رابط آنها متفاوت است.

تفاوت SSD و DRAM

دو تفاوت اصلی بین این دو نوع حافظه وجود دارد :

DRAM حافظه فرار است و با قطع جریان اطلاعاتش را از دست می دهد اما SSD از حافظه فلش NAND استفاده می کند که غیر فرار است و با قطع جریان اطلاعاتش را از دست نمی دهند.

سرعت نوشتن و خواندن اطلاعات روی DRAM یکسان است و لی SSD برخلاف DRAM لازم است ابتدا پاک کند و سپس بنویسند نتیجتا سرعت نوشتن آن از سر عت خواندنش پایین تر است.

قسمت دوم به ساختار درونی حافظه حالت جامد(SSD) اشاره خواهیم نمود و اجزای ان را شرح خواهیم داد:

به طور خلاصه SSD یعنی ذخیره سازی اطلاعات روی تراشه سیلیکونی یا همان فلش مموری ها. تمایز اصلیSSD ها با هارد دیسک ها در عدم استفاده از قطعه متحرک مکانیکی در ساختارشان است. 

SSDها دارای اجزای مختلفی هستند:

PCB – Printed circuit board تخته مدار چاپی می باشد که انواع IC ها و اجزای دیگر SSD  روی آن قرار می گیرد .

FLASH حافظه های فلش که اغلب از نوع NAND  هستند و ظرفیت های ۸،۱۶ و۳۲ دارند.

Controller پردازنده اصلی و تصمیم گیر فعالیت های SSD  می باشد (در بخش های بعدی توضیح داده می شود)

SATA & Power  رابط های SSD  می باشند که با رابط الکتریسیته و SATA ی هارد دیسک ها تناسب دارند.

انواع و دوام NAND  فلش ها

دروازه منطقی یا لاجیک گیت نَند (NAND) که دقیقاً برعکس دروازه اند (AND) است و به همین دلیل به آن نقیض اند (negative-AND) نیز گفته می‌شود. نند یکی از پرکاربرد ترین گیت‌های مورد استفاده در مدارات محاسباتی و مدارات دیجیتالی است. بگذارید با یک مثال عملکرد NAND را توضیح دهیم:

فرض کنید دو نفر می‌خواهند به یک مکان خاص بروند که در جلوی آن یک مامور ایستاده است. یک شرط برای ورودشان می‌گذارد: “اگر هردوی شما ماشین داشته باشید، حق ورود ندارید.” یعنی اگر هیچ کدام ماشین نداشته باشند یا فقط یکی از آن‌ها صاحب ماشین باشد، می‌توانند به آن جمع وارد شوند.

عملکرد دروازه نند نیز دقیقاً به این صورت است. دروازه نند دو ورودی داشته و یک خروجی دارد. خروجی تنها در صورتی صفر خواهد شد که هر دوی ورودی‌ها یک باشند در غیر این صورت خروجی یک خواهد بود. 

عمر مفید فلش NAND  چه میزان میباشد ؟ آیا هارد دیسک باید خریداری کنیم یا حافظه SSD:

عمر فلش به دفعاتی که می تواند بنویسد بستگی دارد و مسلما برایتان این سوال پیش آمده که این درایو گران قیمت چقدر برایتان کار می کند؟ هیج نگرانی درباره اینکه این درایوها جه میزان کارمیکند به خود وارد نکنید چرا که عمر این درایوها از هارد های مکانیکی بالاتر است و از امنیت بالاتری استفاده میشود. لازم به ذکر است که بیان نماییم که اقلت دیتا سنترها رو به سمت تکنولوژی حافظه حالت جامد گرویده چرا که امنیت ، سرعت و عملکرد بالاتری نسبت به هارد دیسک های فدیمی دارد.

عمر SSD به میزان گیگابایتی که روزانه روی آن می نویسید بستگی دارد. فرض کنید روزانه ۵۰GB بنویسید(که بسیار بعید است!) یک درایو با حجم ۶۴GB برایتان تا ۳۵ سال کار می کند و با توجه به روند تغییر تکنولوژی بسیار احتمال کمی دارد که قطعات الکترونیکیتان را بیشتر از ۵ یا نهایتا ۱۰ سال نگهداری کنید.

۶۴GB x 10’۰۰۰ / ۵۰GB / 365 days = 35 year

۶۴حجم درایو ، ۱۰ هزار عمر فلش MLC ، ۵۰ گیگ کارکرد روزانه شما و ۳۶۵ تعداد روزهای سال است.

SSD Controller  پردازنده یا مغز SSD

یک چیپ پردازنده است که بین رابط SSD و فلش های حافظه قرار می گیرد و تصمیمات چگونگی ذخیره، بازیابی، کش(Cash) ، پاکسازی و نهایتا سرعت نهایی SSD را بر عهده دارد.

امکانات اکثریت کنترلرها اصلاح خطا (ECC) ، رمزنگاری و garbage collection می باشد.

کنترلر در اصل پل ارتباطی بین فلش مموری ها و ورودی/خروجی های SSD می باشد.

کنترلر اجرای سطح نرم افزاری Firmware را نیز بر عهده دارد که این نرم افزار به نوع SSD بستگی دارد و بروز رسانی نیز می شود.

کنترلر SSD چند تولید کننده اصلی در جهان دارد :

شرکت LSI که کنترلر هایش را با نام تجاری SandForce به بازار عرضه می کند بهترین تولید کننده کنترلر در جهان می باشد. شرکت Micron یکی از قدرت های اصلی تولید IC و فلش در جهان است و تولید کننده کنترلرهای JMicron می باشد که کنترلر JMicron JMF661 آن روی مدل مختلف SSD به کار گرفته شده است.

اندازه استاندارد یا Form Factor  در SSDها

 اندازه استاندارد SSD با اندازه های هارد دیسک ها کاملا متناسب است .تمام SSD های با تولیدات برند های مختلف عموما در سایزهای ۲٫۵ اینچ و ۱٫۸ اینچ تولید میشود. سایز ۲٫۵ اینچ همان سایز استاندارد هارد دیسک های نوت بوک است و اگر یک SSD با سایز ۲٫۵ اینچ با پک مخصوص نوت بوک خریداری نمودید می توانید آن را در نوت بوک تان قرار دهید و هارد دیسک تان را درون Casing مخصوصی که همراه درایوتان است قرار دهید. اگر مادر بورد نوت بوک شما ازmSATA پشتیبانی می کند می توانید همراه هارد دیسک تان از یک SSD با سایز ۱٫۸ اینچ استفاده کنید. توجه کنید که در بعضی از نت بوک ها (NetBook) یا لپ تاپ های کوچک فقط از mSATA استفاده می شود و سایز ۲٫۵ اینچ مناسب آنها نیست.

هارد دیسک های داخلی کامپیوتر های شخصی یا Desktop ها، ۳٫۵ اینچ اند (یعنی فضای داخلی آنها مخصوص ۳٫۵ بزرگ طراحی شده) و همانطور که می دانید SSD ها ۲٫۵ هستند به همین علت براکت همراه هر SSD به مشتریان یک براکت (سینی) ۳٫۵  اینچ مجانی نیز ارائه می کند تا بتوانند به راحتی از درایو SSD شان درون کیس استفاده کنند و در صورت نبود براکت در پک های برندهای گوناگون امکان خرید ان از طریق شرکت ایمانتک مقدور میباشد.

لازم به ذکر است همانطور که در بالاتر اشاره شد به دلیل تغییر تکنولوژی روز تمامی تولید کنندگان کیس ، سیستمهای AiO و لپتابها و یا سورفیسها این فضا پیش بینی شده است و به دلیل منسوخ شدن هارد دیسک های مغناطیسی قدیمی و باریک و کوچکتر شدن فضای متناسب مکان ۳٫۵ اینچ درحال حذف شدن میباشد. دو نوع پک مخصوص نوت بوک و کامپیوترهای رومیزی را در زیر می توانید مشاهده کنید :

رابط های انتقال داده SSD ها

SSD ها مانند هارد دیسک ها SATA II و SATA III دارد و اکثر درایوهای SSD ها این روزها SATAIII می باشند.

SATA 2.0 با سرعت ۳ Gbit/s یا ۳۰۰ MB/s استفاده شده است.

SATA 3.0 با سرعت ۶ Gbit/s یا ۶۰۰ MB/s استفاده شده است.

لازم به ذکر است که یک درایو SATA 3 با رابط SATA 2 نیز کار می کند ولی سرعت آن در این حالت از ۳۰۰ MB/sبالاتر نخواهد رفت.

تفاوت حافظه اس اس دی (SSD)  و هارد دیسک (HDD) :

دسترسی سریع به اطلاعات

اولین نکته ای که باید به آن توجه کنیم این است که در hdd  ها قطعه ای به نام هد وجود دارد که متحرک است و بر روی پلتر که اطلاعات بر روی آن ذخیره شده است با سرعت بالا آن را read/write  میکند و در hdd  ها برای دسترسی به اطلاعات نیازمند این است که منتظر این بماند که سرعت چرخش پلتر به مقدار کافی برسد اما در هارد های SSD بر خلاف HDD ها میباشد SSD ها برای خواندن اطلاعات به هیچ کدام از عملیات های بالا نیاز ندارند و میتوانند بصورت مستقیم به اطلاعات دسترسی داشته باشند. و این میتواند سرعت بارگذاری یا بوت شدن سیستم را تا چندین برابر کاهش دهد و سیستم عامل با سرعت بالاتری اجرا شود.

مقاومت در برابر لرزش و ضربه

در هارد های HDD بدلیل داشته قطعه متحرک و حساس به نام هد و پلتر ، به کوچکترین ضربه و لغزش و تکان ، مخصوصا در حال کار بسیار آسیب پذیر هستند اما در هارهای SSD این مشکل برطرف شده و به طور کلی از یک تکنولوژی دیگری استفاده شده که نزدیک به تکنولوژی فلش یا به اصطلاح nand استفاده شده که قطعه متحرکی درون آن نیست و تقریبا ضد ضربه هستند و اطلاعات درون IC ها ذخیره میشوند .

مصرف انرژی کمتر و تولید گرمای کمتر

مصرف انرژی در تفاوت هارد HDD و SSD بالا میباشد به طوری که HDD ها حدودا ۶وات مصرف میکنند و SSD ها حدودا ۴ وات مصرف میکنند و در حالتی که از آن استفاده نمیشود به ۲وات کاهش پیدا میکند

اطمینان بالا در ذخیره سازی اطلاعات

ذخیره سازی اطلاعات به صورت میانگین و تقریبی و در بهترین حالت نگهداری SSD ها ۲برابر HDD ها بر اساس مقیاس اندازه گیری مقاوت ابزارهای ذخیره سازی اطلاعات میباشد . طول عمر SSD ها حدود ۱میلیون و ۲۰۰ هزار ساعت تخمین زده شده و هارد های HDD حدود ۶۰۰ هزار ساعت تخمین زده شده است .

تولید صدای هارددیسک

تولید صدای هاردهایی که از تکنولوژی HDD استفاده میکنند دارای سرو صدا هستند اما هاردهایی که از تکنولوژی ssd استفاده میکنند مانند فلش میمانند و صدای خاصی ندارند .

وزن هارد

وزن هاردهای HDD حدودا ۷۵۰ گرم و هارد های ssd حدودا ۸۰گرم است که این این اختلاف وزن در وزن لپتاپ ها نکته حائز اهمیتی است و همپنین حجم کمتری میگیرند.

 سرما و گرما

دمایی که هارددیسک پس از شروع به کار تولید میکند در HDD ها حدودا بین ۰ تا ۷۰ درجه سیلسیوس و در هارد های ssd بین ۰ تا ۵۵ درجه سیلسیوس میباشد.

مزایا و ویژگی های درایو حالت جامد

در حافظه‌های SSD بر خلاف RAM حتی زمانی که هیچ منبع تغذیه‌ای به آن وصل نیست، داده‌ها را حفظ می‌کند. این نوع حافظه هیچگونه قطعه متحرکی ندارد و بنابراین تقریبا بدون صدا عمل می‌کند. این ویژگی یکی از دلایلی است که لپتاپ‌های امروزی، بجای HDD از SDD  استفاده می‌کنند. سرعت خواندن و نوشتن در مقایسه با HDD بسیار زیاد تر است و مقدار مصرف انرژی آن به مراتب کمتر. به طور خلاصه درایوهای حالت جامد، ویژگی ها و خصوصیات برتری نسبت به هارد دیسک ها دارند از جمله:

  • مقاوم بودن در برابر ضربات
  • سرعت بالای خواندن و نوشتن
  • مصرف کمتر انرژی
  • تقریبا بدون سر و صدا هستند
  • حافظه‌های SSD نیازی به دیفراگنمت (Defragment) ندارند .
  • برخلاف هارد دیسک‌ها، در مقابل شوک و لرزش مقاوم هستند.
  • این نوع حافظه‌ها معمولاً گرمای زیادی تولید نمی‌کنند.

همین ویژگی‌ها، درایوهای حالت جامد را برتر و بهینه‌ تر از هارد دیسک‌ها می‌کند. بنابراین معمولاً در کامپیوترهای جدیدتر، بجای حافظه‌های HDD از SDD استفاده می‌کنند.

خطاهای که عموما مصرف کنندگان آن را تکرار مینمایند:

SSD  کوتاه شده عبارت  Solid state Drive که ترجمه فارسی آن درایو حالت جامد می باشد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *