حافظه SSD چیست؟ و انواع آن

حافظه SSD چیست؟

SSD نوعی ابزار ذخیره سازی است که در رایانه ها استفاده می شود. این رسانه ذخیره سازی غیر فرار، داده های دائمی را روی حافظه فلش SSD ذخیره می کند. SSD ها جایگزین هارد دیسک های سنتی (HDD) در رایانه ها می شوند و همان عملکردهای اولیه هارد دیسک را انجام می دهند. اما SSD ها در مقایسه به طور قابل توجهی سریعتر هستند. با SSD، سیستم عامل دستگاه سریع‌تر بوت می‌شود، برنامه‌ها سریع‌تر بارگیری می‌شوند و فایل‌ها سریع‌تر ذخیره می‌شوند.

هارد دیسک سنتی شامل یک دیسک چرخان با هد خواندن/نوشتن بر روی یک بازوی مکانیکی به نام محرک است. یک HDD داده ها را به صورت مغناطیسی می خواند و می نویسد. با این حال، خواص مغناطیسی می تواند منجر به خرابی های مکانیکی شود.

در مقایسه، SSD هیچ قطعه متحرکی برای شکستن یا چرخش به سمت بالا یا پایین ندارد. دو جزء کلیدی در یک SSD کنترلر فلش و تراشه های حافظه فلش NAND هستند. این پیکربندی برای ارائه عملکرد خواندن/نوشتن بالا برای درخواست‌های داده متوالی و تصادفی بهینه شده است.

SSD ها در هر جایی که از هارد دیسک ها استفاده می شوند می توان استفاده کرد. به عنوان مثال، در محصولات مصرفی، آنها در رایانه های شخصی (PC)، لپ تاپ، بازی های رایانه ای، دوربین های دیجیتال، پخش کننده های موسیقی دیجیتال، تلفن های هوشمند و تبلت ها استفاده می شوند. با این حال، آنها گران تر از HDD های سنتی هستند.

کسب‌وکارهایی که نیاز به سرعت برای ورودی/خروجی بالاتر (I/O) دارند، باعث توسعه و پذیرش SSD‌ها شده‌اند. از آنجایی که SSD ها تاخیر کمتری نسبت به هارد دیسک ها ارائه می دهند، می توانند به طور کارآمدی هم حجم کاری سنگین و هم به صورت تصادفی را مدیریت کنند. این تأخیر کمتر از توانایی یک SSD فلش برای خواندن مستقیم و فوری داده ها از داده های ذخیره شده ناشی می شود.

سرورهای با کارایی بالا، لپ‌تاپ‌ها، رایانه‌های رومیزی یا هر برنامه‌ای که نیاز به ارائه اطلاعات در زمان واقعی دارد، می‌توانند از فناوری درایو SSD بهره ببرند. این ویژگی ها SSD های سازمانی را برای بارگیری خواندن از پایگاه داده های سنگین تراکنش مناسب می کند.

حافظه SSD چه کاری انجام می دهند؟

SSD ها یا HDD ها در کنار حافظه و پردازنده سیستم شما برای دسترسی و استفاده از داده ها کار می کنند. درایوهای SSD از فناوری‌های متفاوتی نسبت به هارد دیسک‌های سنتی استفاده می‌کنند که به SSD‌ها امکان دسترسی سریع‌تر به داده‌ها را می‌دهد و عملکرد رایانه شما را بهبود می‌بخشد. این داده ها شامل مواردی مانند سیستم عامل، بازی ها، تصاویر یا موسیقی شما می شود.

برای مثال، اگر می‌خواهید به داده‌های یک صفحه‌گسترده دسترسی داشته باشید و برخی از ویرایش‌های اولیه را انجام دهید، در پشت صحنه چه اتفاقی می‌افتد:

1. برنامه ها و فایل ها در درایو ذخیره سازی شما قرار دارند. در این مورد، صفحه گسترده ای که می خواهید به آن دسترسی داشته باشید.
   
2. هنگامی که درخواستی برای باز کردن صفحه گسترده ارائه می کنید، پردازنده رایانه شما داده های برنامه را از درایو ذخیره سازی شما برای دسترسی کوتاه مدت و استفاده به رم منتقل می کند. از آنجایی که SSD ها دارای سرعت انتقال اطلاعات تقریباً فوری هستند، فرآیند انتقال داده را سرعت می بخشند، یعنی مدت زمانی که برای بارگذاری برنامه ها و فایل ها نیاز است.
3. سپس پردازنده به داده ها از حافظه دسترسی پیدا می کند که به عنوان بانک فضای کاری موجود رایانه شما عمل می کند. سپس از حافظه برای “اجرای” برنامه استفاده می شود. درباره تفاوت حافظه و حافظه بیشتر بدانید.

حافظه مهمSSD ها علاوه بر سرعت بیشتر، دوام بیشتری دارند، زیرا قطعات متحرکی که می توانند شکسته یا فرسوده شوند، ندارند، به خصوص زمانی که در حال جابجایی هستند. به علاوه، انرژی کمتری مصرف می‌کنند و در مصرف باتری صرفه‌جویی می‌کنند. نصب یک SSD یکی از ساده‌ترین راه‌ها برای تغییر تقریباً تمام جنبه‌های عملکرد سیستم شما است و زمان بارگذاری کند را به پرسرعت تبدیل می‌کند.

انواع SSD ها

امروزه انواع مختلفی از SSD در بازار وجود دارد. احتمالاً عبارات SATA، NVMe، PCIe و M.2 را شنیده اید، اما آنها دقیقا چه هستند؟ برای شروع، انواع مختلف SSD عمدتاً به رابط اتصال بین واحد ذخیره سازی و رایانه یا سرور بستگی دارد . بیایید هر نوع را بررسی کنیم.

رابط SATA

اولین رابط یا نسلی که با SSD ها استفاده می شود، پیوست فناوری پیشرفته سریال (SATA) نام دارد. این رایج ترین رابط مورد استفاده در بین هارد دیسک ها و دستگاه های ذخیره سازی است.

SATA سرعتی تا ۶۰۰ مگابایت بر ثانیه ارائه می دهد و اندازه آن با اکثر نوت بوک ها و رایانه های شخصی متناسب است و از این رو محبوبیت آن را دارد. SATA همچنین در اندازه کوچکتری عرضه می شود که به آن mini-SATA (mSATA) گفته می شود. SATA کندترین در بین انواع SSD است، اما هنوز سرعت انتقال داده را تا ۵ برابر سریعتر از HDD دارد.

رابط NVMe

Non-Volatile Memory Express (NVMe) پروتکلی برای SSD ها است که به سرعت تبادل داده ها اجازه می دهد تا به ۲۶۰۰ مگابایت بر ثانیه برسد – که تقریباً ۵ برابر سریعتر از SATA SSD است. SSD های NVMe جدیدتر از SSD های SATA هستند و معمولاً از اتصال اکسپرس کامپوننت جانبی (PCIe) استفاده می کنند که در ادامه با جزئیات بیشتر مورد بحث قرار خواهد گرفت.

SSD های NVMe گران تر از SATA SSD هستند و معمولاً به انرژی بیشتری نیاز دارند. به همین دلیل است که آنها فقط برای نیازهای خاص استفاده می شوند، مانند مشاغلی که پردازش و سرعت انتقال داده بالا را در اولویت قرار می دهند.

پروتکل NVMe همچنین با فلش مموری کار می کند، به این معنی که حتی خارجی یا قابل حمل، SSD های NVMe به همان سرعت SSD های NVMe متصل داخلی عمل می کنند.

رابط PCIe

همچنین می توانید SSD ها را بر اساس کانکتورهای استفاده شده که سرعت انتقال داده را مشخص می کند، دسته بندی کنید. PCIe همان رابطی است که برای اتصال مستقیم کارت‌های گرافیکی با کارایی بالا به مادربرد استفاده می‌شود. وقتی SSD های NVMe از کانکتورهای PCIe استفاده می کنند، سریع ترین سرعت پردازش و انتقال داده را ارائه می دهند.

با این حال، تفاوت در سرعت یا پهنای باند، در هنگام کار با فایل‌های بزرگتر (۵۰ گیگابایت یا بیشتر) بیشتر مشهود است، اما هنگام راه‌اندازی ویندوز یا راه‌اندازی یک بازی، تفاوت چندانی با استفاده از SSD‌های معمولی نخواهد داشت.

رابط M.2

کانکتور M.2 که قبلاً به عنوان فاکتور فرم نسل بعدی (NGFF) شناخته می شد، تضمین می کند که یک SSD به سریع ترین سرعت ممکن (بیش از ۲۶۰۰ مگابایت بر ثانیه) می رسد. اگر مادربرد کامپیوتر کانکتور M.2 ندارد، در عوض، از یک کارت PCIe با کانکتور M.2 برای اتصال NVMe SSD به مادربرد استفاده می شود.

اگر مادربرد رایانه از قبل دارای کانکتور M.2 است، فضای ذخیره سازی با برچسب «SATA M.2» یا «NVMe M.2» را خواهید یافت. با این حال، اگر مادربرد آن را نداشته باشد و دارای یک کارت PCIe با کانکتور M.2 داخلی باشد، با عنوان “PCIe NVMe M.2 SSD” برچسب گذاری می شود. کانکتور M.2 اندازه نسبتا کوچکی دارد و جایگزین mSATA می شود. همچنین برای نوت بوک های کوچک و همچنین دستگاه های بزرگتر مناسب است. کانکتور M.2 با SATA، PCIe و حتی USB 3.0 سازگار است.

تاریخچه و تکامل SSD ها

اولین SSd عموماً برای دستگاه های مصرف کننده طراحی شده بودند. این در سال ۱۹۹۱ زمانی که SanDisk اولین SSD تجاری مبتنی بر فلش را منتشر کرد، تغییر کرد. SSDهای تجاری طراحی شده با فناوری فلش سلولی چند سطحی سازمانی ساخته شدند که چرخه نوشتن را افزایش داد.

سایر تاریخ های قابل توجه عبارتند از:

• اولین دستگاه Apple iPod در سال ۲۰۰۵ اولین دستگاه قابل توجه مبتنی بر فلش بود که به طور گسترده در بازار مصرف نفوذ کرد.
• توشیبا ۳D V-NAND را در سال ۲۰۰۷ معرفی کرد. دستگاه های فلش سه بعدی ظرفیت و عملکرد را افزایش می دهند.
• EMC — اکنون Dell EMC — به عنوان اولین فروشنده ای است که SSD ها را در سخت افزارهای ذخیره سازی سازمانی گنجانده است و در سال ۲۰۰۸ این فناوری را به آرایه های دیسک Symmetrix خود اضافه کرد .
• توشیبا سلول های سطح سه گانه را در سال ۲۰۰۹ معرفی کرد. فلش TLC نوعی حافظه فلش NAND است که سه بیت داده در هر سلول ذخیره می کند.
• IBM به عنوان اولین فروشنده بزرگ ذخیره سازی در نظر گرفته می شود که پلتفرم اختصاصی آرایه تمام فلش به نام FlashSystem را بر اساس فناوری خرید Texas Memory Systems در سال ۲۰۱۲ منتشر کرد. در آن زمان، Nimbus Data، Pure Storage، Texas Memory Systems و Violin Memory با تکیه بر فضای ذخیره سازی SSD برای جایگزینی هارد دیسک، شروع به پیشگامی در پذیرش آرایه های تمام فلش کرد.
• در سال ۲۰۱۲، EMC XtremIO را خریداری کرد و اکنون یک سیستم تمام فلاش مبتنی بر فناوری XtremIO را عرضه می کند.