▷ Apa ssd, bagaimana cara kerjanya dan untuk apa?

Hard drive, atau lebih baik dikatakan, drive penyimpanan solid state atau SSD ada di sini untuk tetap. Hampir semua pengguna yang membeli peralatan baru dapat menemukan unit penyimpanan jenis ini di dalamnya. Tapi apa sebenarnya SSD itu dan bagaimana cara kerjanya ? Pada artikel ini kita akan berbicara secara rinci tentang elemen elektronik ini dan apa yang membedakannya dari hard drive HDD yang terkenal.

Indeks isi

Sejak beberapa tahun kemudian, kami beruntung dapat mengalami perubahan besar di komputer kami. Pertama adalah prosesor multi-core dan arsitekturnya. Hal ini menyebabkan peralatan menjadi lebih cepat dan lebih cepat, kartu grafis yang ditingkatkan, RAM. Tapi masih ada hambatan besar di tim kami dan itu tidak lain adalah hard drive. Dengan seluruh komputer yang penuh dengan sirkuit terintegrasi, kami masih memiliki elemen mekanis di dalamnya.

Jadi tidak ada gunanya memiliki prosesor yang sangat cepat jika akses ke konten data sangat lambat. Untuk alasan ini dan lainnya, industri penyimpanan digital mulai berfungsi dan akibatnya menurunkan biaya pembuatan unit tipe baru ini. Ketika biaya berkurang, begitu pula kapasitas untuk menyimpan data, dan juga keandalannya.

Hari-hari ini, kita sudah memiliki elemen ini standar praktis dan umum di semua peralatan baru. Dan dengan harga yang relatif terjangkau. Jika Anda menginginkan komputer yang cepat, maka Anda harus memilikinya untuk sistem operasi Anda. Jadi mari kita lihat apa semua drive SSD ini.

Apa itu SSD

Solid state drive atau SSD (solid state drive) adalah perangkat penyimpanan untuk data yang didasarkan pada penggunaan memori yang tidak mudah menguap atau yang biasa disebut memori flash. Dengan demikian mengganti disk magnetik dari hard drive tradisional.

Memori flash ini, penerus EEPROM lama, memungkinkan operasi baca dan tulis dari beberapa lokasi memori dalam operasi yang sama, sehingga meningkatkan kecepatan dibandingkan dengan memori EEPROM, yang hanya bisa membaca satu sel memori di setiap operasi.

Penggunaan memori flash melibatkan penggunaan chip untuk menyimpan memori. Dengan menghilangkan bagian yang bergerak dari hard disk normal, kami akan sangat meningkatkan akses dan kecepatan tulisnya.

Pada tahun 2010, laporan-laporan ini mengambil lompatan lain, yang merupakan salah satu yang benar-benar menyebabkan penurunan biaya produksi dan karenanya aksesibilitas ini oleh pengguna. Dan itu adalah penggunaan pintu NAND untuk memproduksi memori flash ini.

Salah satu fitur yang paling mencolok dari gerbang logika NAND (DAN atau Y terbalik), adalah dapat menyimpan data di dalamnya bahkan ketika daya telah terputus.

Gerbang NAND ini dibuat menggunakan transistor gerbang mengambang, yang merupakan item tempat bit disimpan. Dalam hal memori RAM, transistor ini membutuhkan catu daya terus menerus untuk mempertahankan statusnya, dan bukan dalam memori flash. Ketika sebuah gerbang mengambang transistor dimuat itu memiliki 0 di dalam, dan ketika itu diturunkan memiliki 1.

Ingatan ini disusun dalam bentuk matriks, yang pada gilirannya dibentuk oleh serangkaian gerbang NAND berturut-turut. Kami menyebutnya blok matriks lengkap dan baris yang membentuk matriks disebut halaman. Masing-masing baris ini memiliki kapasitas penyimpanan antara 2 KB dan 16 KB. Jika setiap blok memiliki 256 halaman, kami akan memiliki ukuran antara 256 KB dan 4 MB.

Perbedaan antara SSD dan RAM

Dengan ini, hal pertama yang terlintas dalam pikiran adalah memori RAM. Seperti yang kita ketahui, memori jenis ini digunakan untuk memasok data dan program ke prosesor. Ketika kami mematikan komputer, memori RAM benar-benar kosong tidak seperti drive SSD.

Perbedaannya terletak pada penggunaan gerbang NAND. Elemen logis ini menyimpan keadaan listrik terakhir di dalam, dan juga tetap bahkan tanpa catu daya.

Teknologi Pabrikan

Pada dasarnya ada dua teknologi penyimpanan untuk pembuatan perangkat ini. Itu mulai bereksperimen dengan drive berbasis RAM. Ini membutuhkan elemen yang terus-menerus memberi mereka energi agar tidak kehilangan data.

Karena keterbatasan ini, teknologi DRAM di unit ini dihapus dengan tampilan gerbang NAND dengan penyimpanan yang tidak mudah menguap. Ini adalah yang saat ini digunakan dan ada tiga teknologi manufaktur yang berbeda:

SLC atau sel level individu

Menggunakan metode ini dimungkinkan untuk menyimpan satu bit data untuk setiap sel memori. Konstruksinya terbuat dari wafer silikon individu yang dengannya Anda mendapatkan chip memori tipis dan satu tingkat penyimpanan. Chip ini memiliki keuntungan dari kecepatan akses data yang lebih tinggi, umur panjang yang lebih besar dan konsumsi energi yang lebih sedikit. Di sisi lain, mereka memiliki kapasitas memori yang lebih rendah, sehingga akan perlu untuk membangun jumlah induk yang lebih besar, sehingga meningkatkan biaya konstruksi mereka.

Pembuatannya untuk saat ini terbatas pada lingkungan klaster industri dan server di mana kualitas penyimpanan harus lebih unggul.

Sel MLC atau multi-level

Metode pembuatan ini hanya kebalikan dari yang sebelumnya. Setiap chip memori diproduksi dengan menumpuk silikon wafer untuk membentuk chip multi-level tunggal. Adapun keuntungannya adalah kapasitas penyimpanan yang lebih besar per chip, dimungkinkan untuk menyimpan dua bit untuk setiap sel, yang membuat total 4 status berbeda. Dan juga biaya pembuatan yang lebih murah.

Sebagai kerugian, kami mengutip kebalikan dari kasus sebelumnya: akses lebih lambat dan chip dengan daya tahan lebih rendah.

TLC atau sel level tiga

Dalam hal ini, proses pembuatan berhasil menerapkan 3 bit untuk setiap sel, yang memungkinkan hingga 8 status disimpan. Harga pembuatan lebih murah dan akses ke konten kurang efisien. Oleh karena itu, mereka adalah unit termurah untuk diperoleh, tetapi dengan kehidupan sel terbatas pada sekitar 1000 penulisan.

Teknologi TRIM

Subjek yang tertunda dalam unit penyimpanan SSD justru ketahanannya. Sel-sel memori menurun untuk setiap penulisan dan penghapusan yang dilakukan pada mereka, ini menyebabkan drive yang sering digunakan menurun dengan cepat yang menyebabkan kegagalan integritas file dan hilangnya file.

Proses menghapus file dari SSD cukup rumit. Kami dapat menulis konten di tingkat baris, tetapi kami hanya dapat menghapus di tingkat blok. Ini menyiratkan bahwa jika ada file yang berguna di blok ini selain yang harus dihapus, ini juga akan dihapus.

Untuk mencegah file yang valid dihapus, file-file ini harus diambil dan disimpan di baris baru, lalu hapus blok dan kemudian tulis ulang data yang valid di tempat sebelumnya. Konsekuensi dari semua proses ini adalah degradasi lebih lanjut dari sel-sel memori dengan harus melakukan penulisan dan penghapusan ekstra.

Menanggapi hal ini, teknologi seperti TRIM muncul. TRIM memungkinkan komunikasi antara sistem operasi dan unit penyimpanan sehingga sistem itu sendiri yang memberi tahu SSD data yang harus dihapus. Saat kami menghapus data di Windows, data tersebut tidak terhapus secara fisik, tetapi malah memperoleh kepemilikan karena tidak digunakan. Hal ini memungkinkan untuk mengurangi proses penulisan dan penghapusan fisik sel memori. Dari Microsoft, teknologi ini telah diterapkan sejak Windows 7.

Komponen fisik drive SSD

Mengenai komponen drive SSD, kami dapat menyebutkan tiga elemen penting:

Controller: adalah prosesor yang bertugas mengatur dan mengelola operasi yang dilakukan pada modul memori NAND.

Cache: Juga dalam unit jenis ini ada perangkat memori DRAM untuk mempercepat proses pengiriman data dari unit ke RAM dan prosesor.

Kapasitor: Kapasitor memiliki fungsi menjaga integritas data ketika ada pemadaman listrik mendadak. Jika ada data yang bergerak karena pemotongan, berkat kapasitor akan mungkin untuk menyimpan data ini untuk menghindari kerugian.

Teknologi Koneksi

SATA

SSD umum memiliki teknologi koneksi yang sama dengan hard drive normal, yaitu, mereka menggunakan port SATA 3 untuk menghubungkan ini ke motherboard. Dengan cara ini kita akan memiliki transfer 600 MB / s.

PCI-Express

Tetapi ada koneksi lain yang lebih cepat dan teknologi komunikasi yang disebut NVMe. Dengan menggunakan metode ini, unit-unit akan terhubung langsung ke slot ekspansi PCI-Express pada motherboard kami. Dengan cara ini dimungkinkan untuk mencapai kecepatan transfer hingga 2 GB / s dalam membaca dan 1, 5 GB / s secara tertulis.

Seperti biasa, hard drive ini tidak memiliki format enkapsulasi persegi panjang 2, 5 inci yang khas, tetapi terlihat seperti kartu ekspansi seperti penangkap atau kartu grafis heatsinkless.

M.2

Ini adalah standar komunikasi baru yang dimaksudkan untuk menggantikan tipe SATA dalam jangka menengah dan pendek. Ia menggunakan protokol komunikasi SATA dan NVMe. Unit-unit ini terhubung langsung ke port tertentu yang terletak di motherboard. Dengan cara ini kami menghindari menempati slot PCI-E dan kami akan memiliki port spesifik. Standar ini tidak memiliki kecepatan PCI-E tetapi jauh lebih tinggi dari SATA dan sudah ada drive dari semua produsen dengan harga moderat.

Aspek yang perlu dipertimbangkan dari SSD

Saat membeli SSD, kita harus mengetahui kelebihan dan kekurangannya, dan apakah sistem kita sesuai.

Sistem file

Seperti yang telah kita lihat, pengelolaan drive SSD sangat berbeda dari yang kita lihat untuk hard drive normal. Inilah sebabnya mengapa sistem file tradisional memiliki kebutuhan untuk memperbarui struktur operasi internal mereka agar sesuai dengan kebutuhan drive ini. Jika tidak, itu akan menyebabkan degradasi yang cepat dari unit secara drastis memperpendek umur mereka.

NTFS

Contoh yang jelas adalah sistem file Windows. Salah satu optimasi pertama yang diterapkan, karena Windows Vista adalah untuk menyelaraskan partisi dengan sistem. Ini memungkinkan harus melakukan operasi baca dan tulis tambahan, karena pengorganisasian sektor berbeda dalam unit mekanis dan SSD.

Dalam versi selanjutnya dari Windows 7, sistem menerapkan peningkatan untuk SSD seperti menonaktifkan defragmenter file, layanan Superfetch, ReadyBoost dan pengenalan perintah TRIM untuk memperpanjang umur SSD.

Keuntungan SSD dibandingkan disk mekanis

• Baca / Tulis: Peningkatan signifikan dalam operasi dasar dengan menghilangkan komponen mekanis. Karakteristiknya yang paling dihargai dan signifikan. Pembukaan aplikasi dan file: langsung dari atas berikut bahwa aplikasi dan file membuka lebih cepat dan waktu startup komputer akan turun secara dramatis. Kegagalan dan keamanan: Waktu antara kegagalan meningkat pesat dan keamanan transaksi meningkat dengan meningkatkan pembersihan data dan tidak ada variasi dalam kinerja ketika unit penuh atau kosong. Menghapus file juga lebih aman, karena setelah dihapus secara fisik, file sepenuhnya tidak dapat dipulihkan. Energi: akan membutuhkan lebih sedikit konsumsi energi dan produksi panas. Kebisingan: karena tidak ada elemen mekanis, produksi kebisingan akan menjadi nol. Berat dan resistensi: dengan mengurangi komponen dan ukuran mekanis, bobotnya lebih sedikit dan ketahanan terhadap guncangan jauh lebih baik.

Kekurangan dari SSD

• Umur yang berguna: unit-unit ini umumnya memiliki masa pakai yang kurang bermanfaat dibandingkan cakram tradisional. Ini relatif terhadap intensitas penggunaan yang diberikan untuk ini dan teknologi manufaktur. Harga: Biaya per GB jauh lebih tinggi daripada disk tradisional. Jadi kami menemukan cakram kapasitas yang jauh lebih kecil dengan harga lebih tinggi. Kapasitas Penyimpanan: Hard drive masih ada di pasaran dengan kapasitas penyimpanan lebih sedikit daripada drive mekanis. Bukan karena keterbatasan perangkat keras (sejak beberapa waktu lalu dipublikasikan bahwa Nimbus Data berencana untuk membangun SSD 100 TB) tetapi karena biaya ini. Pemulihan data: Sebagaimana dibahas dalam kelebihannya, SSD menghapus file secara permanen, dan ini juga merupakan kerugian jika yang kita inginkan adalah memulihkan file yang dihapus. Meskipun demikian, teknologi TRIM memberi kita peluang dalam hal ini. Kegagalan katastropik: sementara disk mekanis secara bertahap mengalami degradasi dan kita dapat melihatnya, SSD gagal tanpa peringatan dan kesalahan ini bersifat total dan final. Jadi kita akan kehilangan file hampir sepenuhnya dengan aman. Tugas perawatan: Dalam hal ini, tugas ini sangat merusak hard drive. Mendefragmentasi SSD tidak masuk akal, tetapi tidak disarankan untuk mengonfigurasi sebagian ruang ke memori virtual. Proses ini menyebabkannya lebih banyak dipakai.

Jika Anda ingin mengetahui semua detail tentang hard drive mekanis, kami sarankan artikel kami:

Dengan ini, kami menyelesaikan penjelasan kami tentang apa itu SSD dan cara kerjanya. Apakah ini bermanfaat bagi Anda? Anda punya pertanyaan? ?