هارد SSD

معرفی هارد SSD

هارد SSD یک نوع  جدیدی از تکنولوژی ذخیره سازی است. این نام به این دلیل است که بر خلاف هارد دیسک (HDD)، SSD هیچ قطعه متحرکی ندارد. هارد دیسک‌ها دارای صفحات چرخان هستند که برای مکان یابی و بازیابی اطلاعات از حافظه حرکت می‌کنند، در حالی که یک SSD داده‌ها را با استفاده از مدارهای مجتمع – تراشه‌های سیلیکونی روی برد مدار ذخیره می‌کند و به آنها دسترسی پیدا می‌کند. از آنجایی که SSD ها قطعات متحرک فیزیکی ندارند، داده ها را سریعتر ارائه می دهند، بنابراین می توانید سیستم خود را بوت کنید، بین کارها جابجا شوید و برنامه ها را سریعتر از HDD اجرا کنید.

SSD مخفف Solid State Drive است. این یک نسل جدید از دستگاه های ذخیره سازی است که در  کامپیوترها استفاده می شود. SSD ها از حافظه مبتنی بر فلش استفاده می کنند که بسیار سریعتر از هارد دیسک های مکانیکی سنتی (HDD) است.

به عبارتی،  هارد  SSD  یا  درایو وضعیت جامد یا SSD یکی از جدیدترین نوع هارد درایو است که قطعه متحرک ندارد بنابراین کمتر در معرض خرابی قرار میگیرد. این درایوها به جای ذخیره داده ها از چیپ های حافظه فلش استفاده میکنند و سرعت پردازش داده هم در آن ها بالاتر است.

این نوع هارد امروزه در خط مقدم توسعه فناوری ذخیره سازی قرار دارد. این یک درایو ذخیره سازی است که به جای چرخش دیسک های مغناطیسی در دیسک های سخت سنتی ، کاملاً از تراشه های حافظه تشکیل شده است .

SSD دیسک چرخنده یا سایر قطعات متحرک ندارد. در عوض ، داده های موجود در SSD در تراشه نیمه هادی ذخیره می شوند. SSD ها با استفاده از مفهوم حافظه فلش کار می کنند ، که همان مفهومی است که در حافظه دسترسی تصادفی (RAM) مادربرد استفاده می شود.

SSD فاقد قطعات متحرک است ، بنابراین ، مصرف برق عامل SSD تا حد زیادی کاهش می یابد. این یکی از مزایای SSD است. مزیت دیگر SSD این است که مستعد خرابی نیست. هم چنین دسترسی به داده ها سریع تر بوده و دوام و طول عمر بیش تری دارند . معرفی کامل تکنولوژی های ذخیره سازی در دوره های آموزشی نتورک پلاس، ویندوز سرور ۲۰۱۹ و مجازی سازی انجام میگیرد.

اصطلاحاتی که باید بدانید:
SATA: SATA که با نام Serial ATA نیز شناخته می شود، مخفف “Serial Advanced Technology Attachment” است. این فقط رابطی است که از طریق آن SSD یا HDD شما به مادربرد متصل می شود. این برای یک HDD سنتی طراحی شده است، بنابراین بسیار کند است. آخرین نسخه SATA III در سال ۲۰۲۲ است.

PCI Express Bus: PCIe یا PCI Express یک رابط پرسرعت در مقایسه با SATA است. PCIe چیزی به نام خطوط دارد. و ۱ خط به عنوان x1 نامیده می شود. بنابراین اساساً، هرچه این خطوط بیشتر باشد، سرعت آن بیشتر است. آخرین نسخه PCIe، PCIe 5.0 با تنها یک خط (x1)، سرعت ۳۲ گیگا انتقال در ثانیه (GT/s) دارد که واقعاً سریع است.

NVMe: NVMe مخفف Non-Volatile Memory Express است. این پروتکل ارتباطی است که برای SSD ها ایجاد شده است. برای درک ساده، این نرم افزار برای درایوهای SSD است و بدون آنها، SSD شما آنطور که باید سریع کار نمی کند.

ردیف	فرم فاکتورهای هاردهای SSD
1	هاردهایی با سایز ۲٫۵ اینچی رایج ترین نوع SSD هستند و در اکثر لپ تاپ به کارمی روند.
۲	فرم فاکتور دیگر، M.2، به نوع استاندارد ذخیره سازی برای لپ تاپ ها و نوت بوک های باریک تبدیل شده است. شکل کوچک آن اغلب با یک آدامس مقایسه می شود و در اکثر موارد به راحتی روی مادربرد نصب می شود. هرچه درایو طولانی تر باشد، تراشه های فلش NAND بیشتری را می توان روی آن نصب کرد که منجر به درایوهای با ظرفیت بالاتر می شود.
۳	فرم فاکتور سوم با عنوان mSATA یا mini-SATA شناخته می شود که در اصل نسخه کوچکتری از SATA SSD با اندازه کامل است. از یک فاکتور فرم فشرده، مانند M.2 استفاده می کند اما قابل تعویض نیست. درایوهای M.2 می توانند هر دو گزینه رابط SATA و PCIe را پشتیبانی کنند، در حالی که mSATA فقط از SATA پشتیبانی می کند. این فرم فاکتور برای سیستم های فرم فاکتور کوچکتر که در آن فضا محدود است طراحی شده است.
۴	فرم فاکتور چهارم، با عنوان U.2 وجود دارد که شبیه درایو ۲٫۵ اینچی به نظر می رسد اما کمی ضخیم تر است. از یک کانکتور متفاوت استفاده می کند و داده ها را از طریق رابط PCIe ارسال می کند. فناوری U.2 SSD معمولاً برای سرورها در نظر گرفته شده است. این اجازه می دهد تا دمای عملیاتی بالاتری داشته باشد و نسبت به ضریب فرم M.2 برای انتقال گرما مطلوب تر است.

تکنولوژی ساخت SSD  ها   مبتنی بر  معماری  Flash NAND  است که  در انواع مختلفی  به شرح زیر عرضه می شوند.

• SLC (Single-Level Cell)
• eMLC (Enterprise Multi-Level Cell)
• MLC (Multi-Level Cell)
• TLC (Triple Level Cell)
• QLC (Quad Level Cell)

SLCچیست؟

همانطور که از نام آن پیداست، هر یک بیت داده در یک سلول قرار می گیرد. عموماً ظرفیت این حافظه ها کم و قیمت آنها بالاست ولی قابلیت اطمینان و طول عمر بسیار نیز بالایی دارند. عمر خواندن و نوشتن در این نوع فلش ها مابین ۹۰،۰۰۰ تا ۱۰۰،۰۰۰ می باشد.

MLCچیست؟

هر دو بیت داده در یک سلول قرار می گیرند، مزیت بزرگ آن هزینه پایین تولید در مقایسه با SLC است. در مقابل قابلیت اطمینان و طول عمر آنها از SLC کمتر است. عمر خواندن و نوشتن داده ها در مابین ۱۰،۰۰۰ تا ۳۵،۰۰۰ برای هر سلول می باشد.

eMLCچیست؟

eMLC همان MLC Flash است، اما برای بخش های تجاری که نیاز به عملکرد بهتر و پایداری در چرخه عمر خواندن و نوشتن داده ها بین ۲۰.۰۰۰ تا ۳۰.۰۰۰ مورد انتظار است استفاده می شود. به نسبت فلش های SLC ارزان‌تر و همچنین حفظ موارد و جنبه های مثبت فلش SLC.

TLCچیست؟

ذخیره سه بیت داده در هر سلول. فلش های TLC ارزان‌ترین نوع فلش برای تولید است. عمر چرخه خواندن و نوشتن برای هر سلول کمتر از ۳،۰۰۰ تا ۵،۰۰۰ است.

QLCچیست؟

ذخیره چهار بیت داده در هر سلول. در این فناوری حجم حافظه بیشتر شده و قیمت تمام‌شده به ازای هر گیگابایت نیز پایین تر آمده است. انتظار می رود که عمر چرخه خواندن و نوشتن برای هر سلول در این فناوری ۱۰۰ باشد، اما سازندگان توانسته اند آن را تا ۱،۰۰۰ بالا ببرند.

چرخه عمر یا P/E Cycle در هارد های SSD :

P/Eمخفف کلمه PROGRAM / ERASE است. این اصطلاح از زمان تولید فلش مموری به وجود آمد و معیاری برای اندازه گیری استقامت و تحمل حافظه های ذخیره سازی است. منظور از چرخه‌ی P/E یک رشته از فرآیندهایی است که در آنها دیتا در یک حافظه SSD نوشته شده، سپس پاک شده و بازنویسی می شود. چرخه های Program-Erase می توانند به عنوان یک معیار برای تعیین کردن طول عمر دستگاه ذخیره سازی فلش به کارگرفته شوند.

با تمام این صحبت ها لازم است تا نکته دیگری را هم برای درک بهتر تفاوت قیمت بین SSD های سرور و دسکتاپ بدانیم و آن هم اصطلاحی با نام Write-Cycle می باشد.

تمامی این NAND ها با مشکلی مواجه هستند که Write-Cycle نامیده می شود بدین معنی که تمامی این دیسک های SSD مقدار دفعات نوشتن محدودی دارند و بعد از آن تعدا دفعات باید SSD را دور انداخت و SSD جدیدی خریداری کرد، اصطلاحا زمانی که تعداد دفعات Write یک دیسک SSD تمام می شود به آن دیسک Wear Out می گویند.

در SSD های سروری یا به اصطلاح Enterprise مواد به کار رفته در ساخت این دیسک بسیار خوب می باشند تا بتوانند Write-Cycle بالاتری به سرور ها و دیتا سنتر ها ارائه کنند و این دلیل گرانی این دیسک ها می باشد.

وقتی صحبت از درایوهای حالت جامد یا همان SSD ها می شود، سه مفهوم مختلف Read Intensive (RI) ، Mixed Use (MU)  و نوشتن  Write Intensive (WI)   معنا پیدا می کنند.

حافظه Read Intensive

حافظه SSD های Read Intensive یک ابزار ذخیره سازی یا حافظه پنهان بوده که برای استفاده برنامه هایی که به ندرت نیاز به نوشتن داده ها دارند در نظر گرفته شده است.

حافظه Mixed Use (MU)

حافظه‌ های با عملکرد دوگانه یا Mixed Use ها همان میزان خواندن تصادفی یا IOPS درایو های Read Intensive را دارند. اما از نظر قابلیت نوشتن با هم متفاوت هستند. از درایوهای MU می توانید برای حجم فعالیت هایی در محدوده توان درایو های RI استفاده کرده و حتی از ماندگاری بیشتری نیز بهره مند شوید.

حافظه Write Intensive

درایو های Writ Intensive نیز مانند درایوهای Read Intensive و Mixed Use دارای میزان خواندن تصادفی یکسانی هستند. درایوهای WI کار هر دو درایو RI و MU را با تحمل پذیری بالاتر و حجم بیشتری انجام می دهند. شما از لحاظ فنی می توانید از یک درایو WI برای کارهای فشرده استفاده کنید، زیرا عملکردی بسیار ایده آلی خواهد داشت.