انواع حافظه های SSD و بررسی ویژگی های هر کدام از آن ها

انواع حافظه SSD

انواع حافظه های SSD و بررسی ویژگی های هر کدام از آن ها

اکنون دیگر اکثر مردم از مزایا و معایب حافظه های SSD آگاه اند. با نرخ خرابی پایین و طول عمر بالقوه طولانی تر، بسیاری از مردم این روزها درایوهای حالت جامد (SSD) را به جای انواع هارد دیسک ها و حافظه های سخت انتخاب می کنند.

حافظه SSD (درایو حالت جامد) از انواع جدیدتر و پیشرفته دیسک سخت است که به عنوان یک وسیله ذخیره سازی در رایانه ها کار می کند. بدون قطعات متحرک، حافظه های SSD سریعتر از درایوهای سنتی به داده ها دسترسی پیدا می کنند و آن ها را تحویل می دهند. در اینجا، ما خواهیم فهمید که حافظه حالت جامد چیست، SSD ها چگونه کار می کنند و کدام SSD برای شما مناسب است.

SSD مخفف چیست؟

SSD مخفف solid state drive به معنی درایو حالت جامد است. اما درایو حالت جامد چیست؟ به طور کلی بگوییم یک دستگاه ذخیره سازی با حافظه غیر فرار است که بسیار سریعتر از یک حافظه HDD کار می کند. برخلاف انواع قدیمی حافظه ها همچون هارد دیسک (HDD)، SSD ها هیچ قسمت متحرکی مانند دیسک چرخان یا بازو های دستی که در اطراف دیسک حرکت می کنند ندارند.

سالها ساختار فیزیکی درایو های دیسک سخت چیزی بود که مانع سرعت بیشتر در خواندن و نوشتن می شد. اما با نحوه ذخیره سازی جدید و نوع دسترسی به داده ها در SSD این مشکل حل شده است. اکنون پرونده های بزرگ با حافظه SSD خیلی سریعتر از HDD بارگیری می شوند.

درایو های حالت جامد چگونه کار می کنند؟

احتمالاً می دانید که تمام داده هایی که ذخیره کرده اید را می توان به صورت یک و صفر نوشت. اما چگونه می توان تریلیون، صفر و یک را در یک گوشی کوچک که در کف دست ما قرار دارد فشرده کنیم؟ فناوری جامد چگونه کار می کند؟ بیایید بررسی کنیم که SSD ها چگونه کار را انجام می دهند.

SSD چه کاری انجام می دهد؟

یک حافظه SSD با استفاده از الکترون انواع صفر و یک ها را می شمارد، ذراتی که حتی از اتم ها نیز کوچکتر هستند. شما می توانید یک حافظه SSD را مانند یک چرتکه بسیار متراکم تصور کنید. قسمت داخلی SSD ها شامل سیستمی از شبکه های ترانزیستوری میکروسکوپی است که روی هم چیده شده اند. ترانزیستور ها روی بار های الکتریکی خاصی تنظیم شده اند که به نوبه خود با گیت های ورودی و خروجی تغییر حالت می دهند.

گیت های کنترل و گیت های شناور، جریان شارش یافته از طریق ترانزیستور ها را تغییر داده و الکترون ها را در مکان های خاص به دام می اندازند. سپس گیت ها می توانند تعداد الکترون هایی که در آنجا به دام افتاده اند را بخوانند و یک “1” یا “0” را به عنوان خروجی ارائه دهند. اینگونه است که ما داده ها را از SSD می خوانیم و می نویسیم.

با استفاده از هر چیزی که به صورت شبکه ای مرتب شده باشد می توان اطلاعات را خیلی سریعتر خواند. در این حافظه ها نیازی به چرخش دیسک یا بازوی متحرک نیست. فقط کافی است به ردیف X، ستون Y رفته تا به اطلاعات مورد نظر خود دسترسی پیدا کنید. این تنظیمات اجازه می دهد تا یک سیستم عامل مانند ویندوز یا macOS با سرعت بیشتری بارگیری شود.

تنها نقطه ضعف واقعی این حافظه نسبت به انواع دیگر حافظه ها این است که تولید SSD به طور قابل توجهی هزینه بر است، بنابراین خرید آن نیز گران تر است.

اجزای سازنده حافظه SSD چیست؟

در ظاهر، SSD دقیقاً مانند HDD به نظر می رسد زیرا طوری ساخته شده اند تا به راحتی برای پیش فرض بیشتر رایانه هایی که قبلاً ساخته شده اند، قابل تعویض باشد. اما اندازه فیزیکی SSD ها می تواند متفاوت باشد. در حقیقت، بسیاری از SSD ها اندازه کوچک تری نسبت به HDD ها دارند.

اندازه حافظه SSD در برابر انواع HHD

از داخل، SSD مانند یک صفحه مدار با تراشه های رایانه ای به نظر می رسد. این تراشه ها، تراشه های اصلی کنترل کننده فلش و تراشه حافظه هستند. کنترل کننده فلش ولتاژ سیم را به گروهی از سلول های تراشه حافظه می فرستد و الکترون ها را به گیت های صحیح منتقل می کند.

تراشه حافظه، کتابخانه عظیمی از سلول هاست که میلیون ها الکترون را به ترتیب خاصی در خود ذخیره می کند. کنترل کننده فلش با بررسی شارژ هر سلول ترتیب آن را می خواند. سپس اطلاعات را برای خواندن رایانه میزبان پردازش می کند.

برای درک اینکه چه چیز های دیگری زیر نمای ظاهری حافظه های SSD می گذرد. بیایید تاریخچه درایو های حالت جامد را در نظر بگیریم.

تاریخچه مختصری از انواع حافظه های SSD

SSD های مبتنی بر RAM پویا قبلاً در اوایل دهه 1990 مورد استفاده قرار می گرفتند. آن ها عمدتا برای مراکز سرور در مقیاس بزرگ کاربرد داشتند. اما استفاده از حافظه فرار در این درایو ها برای کامپیوتر های خانگی اصلا ایده آل نبود. حافظه فرار به این معنی بود که اگر درایو ها خاموش شوند داده ها پاک می شوند.

در سال 1995، شرکت اسرائیلی M Systems اولین SSD مدرن را توسعه داد، اگرچه در آن زمان چنین فناوری پیشرفته فقط برای کاربرد های نظامی مناسب بود. با گذشت قرن استفاده از فناوری فلش در دوربین های دیجیتال این اولویت را در مصرف کننده ایجاد کرد که بخواهد عکس هایی با حجم چند ده مگابایت را نگهداردی کند.

حافظه SSD سامسونگ

در سال 2006 بود که سامسونگ یک فلش SSD با فناوری سلول های تک بیتی دارای یک لایه با ظرفیت ۳۲ گیگابایت را منتشر کرد، سیستم ذخیره سازی جدید برای استفاده در رایانه های خانگی قابل استفاده بود. قبل از آن زمان، دستگاه ها خیلی زود فرسوده می شدند. فقط یکبار می توانستیم برای یک سلول حافظه بنویسیم اما فناوری جدید، ترازبندی حافظه و سلول های حافظه استفاده نشده را در اولویت قرار داده بود.

تراز کردن اطلاعات لایه ها با سیستم جمع آوری زباله برای بهینه سازی عملکرد SSD ها ترکیب می شود. ذخیره یک فایل اصلاح شده بر روی SSD با استفاده از این طرح انجام می شود. این حالت می تواند یک فایل جدید را در جای دیگر درایو ایجاد کند، در حالی که نسخه قدیمی در محل اصلی خود وجود دارد. سیستم جمع آوری زباله به طور منظم اطلاعات را از طریق درایو مرتب می کند و داده های منسوخ را از بین می برد. این مهم است زیرا هنگام نوشتن داده ها باید کل بلوک ها را دوباره بنویسند، و داده های قدیمی روند را کند می کنند.

این روز ها SSD ها قویتر شده اند و قیمت آن ها نیز در حال کاهش است واین امر آن ها را به گزینه های مناسبی نسبت حافظه های HDD ها تبدیل کرده است.

انتخاب SSD مناسب

SSD ها به طور کلی بسیار سریعتر از HDD ها هستند. اما این حافظه های جدید چگونه با یکدیگر مقایسه می شوند؟ کدام SSD سریع ترین است؟ و با هر مدل چقدر به برق کامپیوتر خود احتیاج دارید؟

مهمتر اینکه، کدام SSD ها با رایانه من کار می کنند؟ بیایید نگاهی بررسی های قبل از خرید بیندازیم.

رابط های ذخیره سازی

اگر شما می خواهید به فاکتور های ظاهری SSD ها، سازگاری شان و عملکرد ذخیره سازی آن ها توجه کنید. بیایید نگاهی به برخی از SSD های استفاده شده در سیستم های شخصی بیندازیم و به دنبال آن SSD های پیشرفته تری که در کاربرد های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرندرا نیز مقایسه کنیم.

اکنون نگاهی دقیق تر به انواع مختلفی که در بازار فعلی ارائه می شود، می اندازیم: mSATA و PCI-E شناخته شده ترین شکل این حافظه ها اند و در حال حاضر مقرون به صرفه ترین مدل، SATA SSD های 2.5 اینچی است.

انواع حافظه های SSD

برای انتخاب بهتر باید یک آشنایی کلی با انواع حافظه های SSD داشته باشید، برای این امر با ما همراه شوید.

SSD های سنتی، از جمله mSATA ،SATA و SATA III

SATA:

حافظه های SATA SSD با اندازه 2.5 اینچ سال ها رابط استاندارد ذخیره سازی بودند. این SSD های اولیه برای مطابق با آنچه که بیشتر مردم قبلاً داشتند، ساخته می شدند. این درایو ها غالباً مانند HDD ساخته شده اند تا بتوانید به راحتی آن ها را در اکثر رایانه های شخصی بدون هیچ مشکلی نصب کرد. پهنای باند آن ها حدود 500 مگابایت در ثانیه است که برای اکثر کاربران بسیار سریع احساس می شود. معمولا شما می توانید SSD های 2.5 اینچی را با ظرفیت های 120، 240 و 480 گیگابایت، به راحتی در بازار پیدا کنید.

انواع حافظه های SSD

SATA III:

این مدل پیشرانه نسل سوم حافظه های SSD SATA است، که در بین همه انواع آن اکنون رایج ترین نوع است، زیرا نسل اول و دوم مدت هاست که دیگر از کار افتاده است.

SSD SATA III

mSATA:

این نوع SSD حجم بسیار کمتری از درایو 2.5 اینچی دارد و دارای یک مدار کاملا نمایان است. دستگاه هایی که از این درایو ها استفاده می کنند، معمولا نوت بوک، لپ تاپ و کامپیوتر های با فاکتور کوچک است. این درایو ها عملکرد مشابهی را در فاکتور های ظاهری ارائه می دهند، اما با هر دستگاهی سازگار نیستند.

انواع حافظه های SSD mSATA

SSD های PCIe و NVMe

در حالی که SATA ها از فناوری HDD گرفت شده اند، PCIe و NVMe از ابتدا به طور خاص برای استفاده در سری SSD ساخته شده اند. در گذشته محدودیت های SATA هرگز مشکلی ایجاد نمی کردند، زیرا هارد دیسک ها توانایی محدودی داشتند. اما اکنون که دستگاه های ذخیره سازی می توانند داده ها را با سرعت بسیار بیشتری ارسال کنند، درایو های SATA برای ادامه روند باید تلاش بیشتری کنند.

رابط های PCIe:

:رابط های جانبی Component Interconnect Express” ،(PCle)” معمولاً کارت های گرافیک را کنترل می کنند به عبارت دیگر، آن ها از اجزای قدرتمند و با سرعت بالا استفاده می کنند. آن ها با سرعتی اطلاعات را منتقل می کنند که SATA در گرد و غبار آن باقی می ماند. سرعت SATA حداکثر 500 مگابایت در ثانیه است. در حالی که PCIe 4.0 می تواند تا 32 گیگابایت در ثانیه سریع باشد. این مشخصات بسیار بیشتر با قابلیت های SSD مطابقت دارد.

انواع حافظه های SSD

NVMe:

NVMe همان “Nonvaliable Memory Express” نوع جدیدی از پروتکل انتقال است که از قابلیت های منحصر به فرد SSD بهره می برد. تصور کنید جدیدترین فناوری ذخیره سازی در بازار وجود دارد. اما رایانه شما باعث می شود تا اطلاعات را از مسیر برخی از HDD های قدیمی غبارآلود که پدربزرگ و مادربزرگ شما استفاده می کنند، انتقال دهد. آیا نمی خواهید SSD این داده ها را با سرعت هر چه تمام تر انتقال دهد؟ به همین دلیل NVMe جایگزین پروتکل قدیمی AHCI شده است.

انواع حافظه های SSD

با کاهش قیمت ها هر ساله، NVMe به سرعت دارد به استاندارد جدید تبدیل می شود. تا زمانی که بودجه محدودی ندارید، هیچ دلیلی برای انتخاب SATA SSD به جای درایو NVMe وجود ندارد.

انتخاب مناسب ترین نوع حافظه

ممکن است به توضیحات محصول SSD نگاه کرده و اصطلاحاتی مانند NAND یا سلول تک سطح (SLC) را مشاهده کنید. این موارد از آن جهت مهم هستند که مستقیماً بر استفاده روزمره و طول عمر SSD شما تأثیر می گذارند. بیایید نگاهی مفهوم آن ها بیاندازیم.

انواع حافظه SSD

سه نوع حافظه فلش در SSD ها وجود دارد: سلول های تک سطح (SLC) با یک بیت در هر سلول، سلول های چند سطح (MLC) با دو بیت در هر سلول و سلول های سه سطح (TLC) با سه بیت در هر سلول.

سلول تک سطح (SLC)

در حافظه SLC، برای هر سلول یک بیت واحد نوشته می شود. این ها از گرانترین انواع حافظه SSD هستند. زیرا سریعترین، با دوام ترین و قابل اطمینان ترین آن ها هستند. اما هزینه هر گیگابایت از این نوع حافظه بسیار بیشتر است. زیرا هر سلول فقط یک بیت را در خود جای می دهد.

سابقه SSD های تک سلولی چندین سال بیشتر از بقیه است. سابقه آن ها در خواندن و نوشتن داده ها بدون خطا است. آن ها SSD را به انتخابی برای کار های مقیاس بزرگ و چند سروره تبدیل کرده اند..

سلول چند سطح (MLC)

SSD های چند سطحی دارای دو بیت در هر سلول هستند، به این معنی که داده های دوبرابر برای پردازش در همان مقدار فضا وجود دارد. یعنی زمان خواندن و نوشتن نسبت به قبل کمی کندتر خواهد شد.

سلول سه سطح (TLC)

سلول های سطح سه گانه در هر سلول دارای سه بیت اطلاعات هستند که باعث کندی و اطمینان آن ها می شود. اما این به طور کلی استاندارد برای SSD های درجه مصرفی است، زیرا آن ها سال ها دوام می آورند و بهبود عملکرد نسبت به HDD بسیار زیاد است.

NAND یا 3D V-NAND؟

طرح اصلی SSD های NAND شامل سلول های حافظه ای است که روی یک سطح صاف مرتب شده اند. با پیشرفت فناوری، تولیدکنندگان می توانند سلول های بیشتری را روی SSD های خود قرار دهند اما فقط تا یک مرحله. آن ها به مرحله ای رسیدند که سلول ها آنقدر محکم در کنار هم قرار گرفته بودند که شروع به تداخل با یکدیگر کردند. این امر باعث خطا و از دست رفتن داده ها شد. به نظر می رسید که فضای ذخیره سازی به حد مجاز خود رسیده است.

3D V-NAND (یا فقط V-NAND) سلول ها را به صورت عمودی مرتب می کند، بنابراین فضای ذخیره سازی آن بسیار بزرگتر است. بخش های عمودی مانند ساختمان های آپارتمانی افزایش می یابند، بنابراین تعداد بیشتری سلول می توانند در همان سطح قرار بگیرند. علاوه بر این، تولیدکنندگان دیگر مجبور نیستند با زحمت زیاد فضای سطح سلول را برای متناسب کردن همه طراحی کنند. که این امر هزینه های تولید را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. اگر در انتخاب این گزینه ها خیلی مشکل دارید: باید بگوییم 3D V-NAND ارزان تر است، عملکرد بهتری دارد و از ماندگاری بیشتری بر خوردار است.

مطالعه بیشتر…

منبع: avg.com