Всичко за SSD устройствата и още нещо

Тъй като много хора ме питат какъв твърд диск да си купят и сега повече SSD, събрах от различни източници информация, която ще им от полза.

Всичко за SSD устройствата

SSD устройствата (дисковете) представляват енергонезависима компютърна памет, която е базирана на технологията на флаш паметта. При тях пластините и магнито-резистивни глави на HDD устройствата са заместени от чипове за памет. Използват се различни видове чипове, но основният вид, който се използва в повечето модели е  флаш паметта. Това именно е технологията, която се използва в камери, МP3 плейъри, карти за памет, и други. Тъй като тази технология е по-скъпа, това означава, че се предлагат варианти с по-малък капацитет на по-високи цени. Въпреки това, като компенсация можете да сме сигурни, че ще получим отлична производителност. На един стандартен хард диск ще са му необходими няколко секунди за достигането на пълна скорост, а SSD устройствата са готови веднага за употреба. Тъй като SSD устройството няма нужда от време, за да може главата да прочете данните от пластината, достъпът до данните при него е около 50 пъти по-бърз от HDD. Това означава, че ако един домашен компютър е оборудван с SSD, цялостното време за зареждане може да се намали няколко пъти.

Предимства на SSD устройства пред HDD устройствата sa:

            1.По-издръжливи са на вибрации и механични смущения (удари, изпускания);

            2.Напълно безшумни са;

            3.Липсват вибрации при работа;

            4.Използват доста по-малко енергия (поради липсата на механика);

            5.Не се нагряват;

            6.Значително по-бързи са - технологията им позволява да имат почти нулево време за търсене на „сектор“ с информация и много по-добри времена за запис и четене от конвенционалните твърди дискове с въртящи се пластини и магнито-резистивни глави;

            7.Имат много по-голяма плътност на единица площ (позволява създаването на малки по обем, но големи като капацитет дискове).

SSD устройства (Solid State Drives) използват NAND флаш чипове. Всеки един от тези чипове съдържа милиони клетки с ограничен брой цикли на запис/изтриване. Има различни видове на NAND флаш чипове в употреба днес с различни характеристики, както следва:

SLC (Single Layer Cell) – имат най-високата производителност, с много висока себестойност, бизнес клас NAND чипове.

- живот около 100 000 цикъла запис / изтриване на клетка (най-високата издръжливост)

- най-ниската плътност (1 бит на клетка), по-ниската плътност е по-добре за продължителността на живот на клетката.

- по-ниска консумация на енергия

- по-високи скорости на запис

- много по-висока стойност (3 пъти по-висока от MLC)

- подходящи за промишлен клас устройства, вградени системи, критични приложения.

MLC (Multi Layer Cell) – имат средна производителност, потребителски клас NAND чипове.

- живот около 10 000 цикъла запис / изтриване на клетка

- висока плътност (2 бита на клетка)

- по-ниска степен на издръжливост от SLC чиповете

- по-ниска цена (3 пъти по-ниска от SLC)

- подходящи за потребителски продукти. Не е удачно да се използва за критични приложения, които изискват чести актуализации на данни.

TLC (Three Layer Cell) – имат по-ниска производителност, най-ниската цена NAND чипове.

- живот около 5000 цикъла запис / изтриване на клетка

- Най-висока плътност (три бита в клетка)

- по-ниско ниво на издръжливост от MLC и SLC чиповете

- Най-добрият момент цена (30% по-ниска от MLC)

- по-ниска скорост на четене/запис в сравнение с конвенционалните MLC чипове

- подходящи за по-непретенциозни крайни потребители. Не се препоръчва за критични приложения, които изискват често актуализиране на данни.

3D V-NAND обикновено е от типа TLC или MLC и според производителя издържат над 6000 цикъла

Характеристики на NAND паметите в SSD

Тип NAND Флаш	SLC	eMLC	MLC	TLC	3D V-NAND
Read/Write цикли	90000-100000	20000-30000	8000-10000	3000-5000	>6000
Битове на клетка	1	2	2	3	2, 3
Скорост на запис	★★★★★	★★★★☆	★★★☆☆	★★☆☆☆	★★★★☆
Издръжливост	★★★★★	★★★★☆	★★★☆☆	★★☆☆☆	★★★★☆
Цена	★★★★★	★★★★☆	★★★☆☆	★★☆☆☆	★★★★☆
Насочени	Индустрия/ Предприятия	Индустрия/ Предприятия	Крайни потребители Геймъри	Крайни потребители	Крайни потребители Геймъри

В заключение можем да направим извода,че най-добре е да използваме устройства с МLC NAND чипове, които са сравнително евтини и въпреки това имат достатъчно дълъг ресурс на живот. В някои случаи по-големи обеми SSD дискове с TLC NAND чипове, може да дадат еквивалентен ресурс на живот като по-малки по обем SSD устройства с MLC NAND чипове, като това се постига вследствие на по-големия брой клетки на база по-големия обем.

SSD срещу HDD: Как да изберем?

Ще разгледам предимствата и недостатъците на SSD и HDD за да ви помогнем да изберете едно от двете.

Закупете си HDD, ако:

• Обичате да теглите филми и музика. Големия капацитет на HDD ще ви помогне да съберете цялата ви колекция.
• Имате малък бюджет.
• Сте обикновен потребител. Ако нямате нужда от висока скорост и използвате компютъра или лаптопа си основно за филми и сърфиране в интернет, то вие нямате нужда от SSD.

Имате нужда от SSD, ако:

• Пътувате често. Ако лаптопът ви стои в багажа, има голям шанс той да бъде подлаган често на тормоз. Точно заради това имате нужда от издържливостта на удари, която притежава едно SSD.
• Бързината е важна за вас. Ако искате операционната ви система да зарежда бързо и да отваряте приложения светкавично, то трябва да отделите допълнителните средства за SSD.

SSD за игри (gaming)

Много хора се обръщат към SSD-тата с идеята да играят игри, представяйки си как този диск ще доведе до повече кадри и по-плавна игра. Това обаче не е в пряка зависимост с диска.

SSD-тата със сигурност ще осигурят по-бързо зареждане, особено на по-големите игри, но те не оказват директен ефект върху геймплея и кадрите (FPS).

Реално предимствата на SSD при игрите са отражение на основните им положителни качества:  

– по-бързо зареждане, никакъв шум, по-малко греене, устойчивост към трептене (т.е. като се ядосате на играта и ритнете компютъра, SSD-то няма да се повреди). Заради бързата скорост на трансфер, играта ви ще зарежда за значително по-малко време, което ще ви спести неприятното чакане удоволствието да започне.

Aĸo oбaчe жeлaeтe дa cтe мaĸcимaлнo дoбpe зacтpaxoвaни cpeщy пoвpeдa нa вaшия твъpдoтeлeн диcĸ и тo зa мaĸcимaлнo дълъг пepиoд oт вpeмe, дoбpe e дa oбъpнeтe cпeциaлнo внимaниe нa типa NАND чипoвe, oт ĸoитo e изгpaдeн тoй.

SSD интерфейси

SSD имат няколко типа свързаност, като най-разпространения все още е SATA. Освен SATA SSD на пазара има mSATA, M.2 и SATA Express. По-долу ще се спрем на всеки интерфейс, защото те не се взаимнозаменяеми и е важно да се знае какъв точно тип свързаност търсим при купуването на нов SSD.

SATA интерфейс

Както споменахме по-горе, SATA е най-разпространения дисков интерфейс, още от времето на механичните HDD. През времето SATA се е развил през няколко поколения, които предлагат различна скорост, но са обратносъвместими.

Съответните данни на различните поколения SATA интерфейс са:

• SATA 1.0 – скорост за трансфер на данни до 1.5Gb/s
• SATA 2.0 – скорост за трансфер на данни до 3.0Gb/s
• SATA 3.0 – скорост за трансфер на данни до 6.0Gb/s
• SATA 3.1 – скорост за трансфер на данни до 6.0Gb/s
• SATA 3.2 – скорост за трансфер на данни до 8.0Gb/s или 16.0Gb/s

mSATA интерфейс

Както можем да се досетим, m в името идва от mini. Тоест mSATA е физически умален интерфейс с цел да бъде по-подходящ за лаптопи и други преносими устройства. Все още не всички мобилни компютри са обзаведени с mSATA интерфейс, затова трябва да внимаваме като купуваме ново SSD за лаптопа си. mSATA достига максимална скорост на трансфер като при SATA 3.0 интерфейса – до 6.0Gb/s.

M.2 интерфейс

М.2 интерфейс, наричан още NGFF (Next Generation Form Factor) отново намира основно приложение в лаптопите, защото е по-малък и в същото време е имаме модули с различна големина. Реално M.2 интерфейса е с малък форм фактор. М.2 отново покриват спецификациите на SATA 3.0 или спецификациите на PCI-Express, чиито скорости са до 1Gb/s.

SATA Express интерфейс

SATA Express е съвременен интерфейс, поддържащ SATA или PCIe устройства. SATA Express осигурява до 8Gb/s или 16Gb/s.

За по-напредналите ще цитирам една статия от Боян Брайков публикувана на ardes.bg

Как да удължим живота на SSD диска

Съществуват две главни бариери пред покупката на SSD диск. Първата допреди няколко години беше по-високата цена, в сравнение с традиционните твърди дискове (HDD). Това препятствие постепенно отпада от само себе си, тъй като цените намаляват и днес дори моделите с капацитет 256/512 GB са по-достъпни от всякога.

Втората бариера не може да се преодолее автоматично. Тя е свързана със схващането, че ограниченият брой цикли „запис-изтриване-презапис“ на тъй наречените клетки във флаш паметите, водят до ограничения им живот. За да превъзмогнат психологическото препятствие, потребителите трябва да се осведомят, че модерните SSD използват много по-качествени многослойни клетки, отколкото са тези при USB флашките. Пък и дори с естествените си недостатъци новите технологии ще служат много по-дълго, отколкото всъщност очакваме.

Какви са прогнозите за живота на един SSD диск

Всеки производител използва различни указания:

→ Някои дават почти безусловна гаранция,¹ че паметта ще работи даден брой години. Обикновено говорим за средно 60 месеца (5 години), докато гаранцията, която е стандартна за HDD, рядко надвишава 36 месеца (3 години).

→ Други посочват общото количество информация, която можете да „записвате-изтривате-презаписвате“ на 2.5-инчовите им SSD дискове за вграждане в настолни и преносими компютри, и дори по-бързите и по-компактни M.2 модули. При капацитет на паметта 250GB, например, Samsung дават около 100TB, при 512GB са 200TB, при 1TB са 400TB, и т.н.

Как да разбираме тези числа и защо колкото по-голям е капацитетът на SSD диска, толкова по-дълго се очаква да ни служи? Преди всичко — тези неща са условни. Ще забележите например, че един 250GB SSD всъщност ви дава възможност да използвате по-малко от обявеното място. Това е така, защото част от тези 250GB е заделена за системни нужди, а именно: за кеширане на временни файлове, които амортизират само клетките, заделени за тази цел, но не и останалите.

Този подход се нарича Over Provisioning (презапасяване или презастраховане), като най-често фабричните настройки използват 10% от дисковото пространство. Чрез софтуера, който идва с всеки SSD от реномиран производител, можете да направите ръчни настройки. А именно — ако, да речем, вашият 250-гигабайтов модел на Samsung е с гарантиран живот от 100TB при 10% за Over Provisioning, може да достигне 200TB живот, ако зададете 20% за Over Provisioning, 300TB — при 30%, и т.н.

Софтуерът Samsung Magician позволява да заделяте най-много 50% за Over Provisioning, за което също има разумни основания.

Има ли смисъл от прекомерно презапасяване?

Краткият отговор е: не! Ще открием причината в една проста сметка. Средностатистическият потребител записва ежедневно около 20GB информация върху SSD-то. Това включва и автоматичното кеширане на файлове от операционната система, както и кеша на браузърите и/или този на най-често използваните програми. Ако умножим тези 20GB по 365 дни, получаваме закръглено към 8TB (терабайта) на година. Те пък са едва 8% от гарантирания живот на устройството — и то при фабричния му Over Provisioning!

Казано с други думи, даже и да си спестите каквито и да било промени в приложения софтуер, имате над 10 или 20 години (в зависимост от капацитета на диска) за неговото безпроблемно средностатистическо използване. Теоретично, ако увеличите процентите за Over Provisioning на 20% или 30%, като в същото време ограничите кеширането, един съвременен SSD ще може да ви служи цял живот или поне през цялото време, докато тази технология е актуална и не бъде изместена от някоя по-нова и по-добра.

Как да ограничим кеширането

Да напомним — веднъж записаната информация не амортизира SSD-то, независимо колко пъти е четена. Това, което съкращава живота му, е прекалено честото записване и изтриване на данни. Ето защо, за да поддържаме живота на флаш паметите във възможно най-добро състояние, трябва да намалим (доколкото е възможно и разумно) това изтриване и записване, като имаме предвид, че кеширането на файлове, извършвано автоматично от програмите, обикновено е най-вредното.

То не може да се избегне винаги и понякога не е желателно да се прави. Например временните файлове на операционната система и някои програми е добре да останат на SSD, защото това води до по-бързата им работа и по-високата обща производителност на машината ви. За какво ни е SSD диск, ако в крайна сметка няма да се възползваме от скоростите, които ни предлага?

Но при браузърите и някои софтуерни приложения няма никакъв проблем да настроим кеширането така, че то да се извършва върху стандартен твърд диск (HDD), стига конфигурацията ни да разполага с такъв. Това няма да се отрази върху бързината на работата в браузърите и стрийминг услуги като Spotify. Изрично споменаваме тази музикална програма, тъй като неотдавна нейната версия за десктоп влезе в новините, след като се установи, че един дефект води до записването на 10GB/час или на 700GB/дневно. Това действително може да бъде убийствено за вашето SSD. Въпреки че проблемът беше отстранен, е добре да се предпазим от евентуален негов рецидив.

Накратко: такива програми могат да кешират файлове и на HDD — просто трябва да направим съответните ръчни настройки, — което не би забавило работата с тях. Същото, впрочем, важи и за гейминга. SSD-тата не ускоряват осезаемо стартирането на игрите, нито зареждането на картите и нивата. Причината е, че привидно бавното зареждане от обикновен твърд диск не се дължи на самия диск, а на това, че авторите на играта ви задължават да изгледате някое клипче, разказващо историята, или пък се извършват „неусетни“ синхронизации за онлайн състезанията.

Надяваме се, че с този материал сме вдигнали и втората бариера — психологическата задръжка да се възползвате от бързината и надеждността на SSD дисковете, които могат да направят всеки компютър значително по-бърз, отколкото би могъл да бъде с морално остарелите алтернативи на въртящите се HDD.

Публикувано в ardes.bg от Боян Брайков на 20.06.2018

Тъй като говорих за видовете чипове които използват ССД ще се спра на USB памет и SD картата,

Всичко, което трябва да знаете за флаш паметта

Флаш паметта се среща във вашата USB памет, SD картата, вашия твърдотелен диск (SSD), медицинската техника, в индустриалните машини и в безброй други устройства.

Но замисляли ли сте се някога какво представлява флаш паметта в действителност? Има ли различни видове флаш памет? За какво се използват?

В тази статия, ще разгледаме някои от най-често използваните видове флаш памет.

Има няколко различни вида флаш памет, но NAND е може би най-често срещания. Това е този вид памет, която е използвана в USB картите, MP3 плеърите, както и други устройства, които изискват голям капацитет за съхранение на данни.

Всички флаш памети имат две ключови характеристики:

Non-volatile (енергонезависима) – Енергонезависимата памет не се нуждае от захранване, за да запази своите данни. Като такава, тя най-често се използва за дългосрочно съхранение. Пример за негова противоположност (volatile memory) е RAM паметта на вашия компютър. Цялата информация от RAM паметта се изтрива, когато изключите компютъра си.

Finite Number of Write Cycles – Заради начина, по който тя работи, флаш паметта може да бъде използвана ограничен брой пъти, преди да започне да се износва. Отделните клетки бавно ще се износват и производителността ще се влоши.

Как работи флаш паметта?

Флаш паметта съхранява данни в масив от клетки и всяка клетка притежава най-малко един бит информация. Клетките са организирани в блокове, където този блок се определя като съседен набор от байтове, които формират идентифицируема единица от данни.

Блока е най-малката програмируема/изтриваема част на масива. Блоковете са записани с електрически заряд и всяка клетка изобразява числото 1 или 0.

Когато всички блокове се разглеждат заедно, те образуват чип. Този чип е монтиран на печатна платка, която включва основен контролер и USB интерфейс.

NAND само по себе си е сурова флаш памет и използва свой собствен протокол. Дизайнът, който осъществява NAND – като например SD карти и SSD дискове – често добавят микроконтролери за изпълнение на Flash Translation Layer (FTL).  FTL превежда употребата на вашия диск (например, чрез USB) в смислени NAND операции.

Обикновено тази технология се използва в случаи, при които се изисква скорост – например, сървъри, високопроизводителни медийни карти, хибридни дискове и твърдотелни дискове. Може да бъде открита и във висок клас професионални SD карти, като FX серията на Panasonic.

MLC (Multi Level Cell)

MLC NAND съхранява два бита за клетка. Тази технология е чудесна за приложения с висока плътност.

Въпреки това, MLC може да поддържа само около 10 000 цикъла на запис в клетка, преди да започне да се износва, като това се отразява отрицателно върху издържливостта.

MLC може да се счита за потребителски клас NAND. Тази технология е вложена в почти 80 процента от почти всички NAND флаш устройства и се използва най-често в потребителския клас дискове.

TLC (Three Level Cell)

TLC NAND е най-евтината от трите форми – струваща около 30 процента по-евтино от MLC (и дори по-евтина от SLC).

Тази технология предоставя най-висока плътност – съхранява три бита информация в клетка, но са с най-ниска издържливост. В действителност, един типичен TLC чип може да поддържа около 4 000 цикъла на запис за клетка.

TLC се използва най-често в икономически ефективни продукти, които не изисква високопроизводителна NAND. Примерите включват MP3 плеъри, USB памети и преносими медийни устройства.

Какво е еММС?

eMMC или Embedded Multimedia Card е надраснал своя предшественик MMC (Multimedia Card).

Multimedia cards се появиха за първи път през 1997г. Те са били използвани като средство за съхранение в преносимите устройства, включително най-ранните MP3 плеъри и цифрови камери. Портове за картите бяха монтирани в компютрите, но тъй като популярността на SD картите нараства, по-малко производители използват MMC.

Днес, ще ви е трудно да намерите компютър със слот за MMC.

eMMC паметта все още широко се използва в мобилния сектор, като най-често срещаната форма на интегрирано съхранение в мобилни устройства и можете да я намерите в някои нисък клас компютри, таблети и Chromebook.

Тази технология е по-бавна и по-тази причина по-евтина в сравнение с други форми на NAND.

Ако все още се чувствате объркани по отношение на тези технологии, не се притеснявайте. Объркването се усложнява и от скоростта, с която технологията се движи. Например, най-новата версия на еММС вече има скорости на запис съперничещи на SATA-базираните SSD на около 400 MB/s.

Някой ще ме Упрекне че много се повтарям, но няма как да говора за едно без да спомена друго.😄