SSD یا درایو حالت جامد، نوعی دستگاه ذخیره‌سازی است که در رایانه‌ها استفاده می‌شود. این نوع هارد، داده‌های دائمی را روی هارد فلش ذخیره می‌کند. درایوهای هارد SSD جایگزین درایوهای دیسک سخت سنتی (HDD) در رایانه‌ها شده‌اند و همان عملکردهای اساسی یک هارد دیسک سخت را انجام می‌دهند.
اما هارد SSD در مقایسه با آنها بسیار سریع‌تر هستند. با SSD، سیستم‌عامل دستگاه سریع‌تر بوت می‌شود، برنامه‌ها سریع‌تر بارگذاری می‌شوند و فایل‌ها سریع‌تر ذخیره می‌شوند.
هارد دیسک سنتی شامل یک دیسک چرخان با سر خواندن/نوشتن روی بازوی مکانیکی است. هارد دیسک به صورت مغناطیسی داده‌ها را می‌خواند و می‌نویسد. با این حال، خواص مغناطیسی می‌تواند منجر به خرابی‌های مکانیکی شود.
اما در مقابل، هارد SSD هیچ قطعه متحرکی برای شکستن یا چرخش به سمت بالا یا پایین ندارد. دو جزء اصلی در یک SSD کنترلر فلش و تراشه‌های حافظه فلش NAND هستند.
این نوع پیکربندی در هارد SSD برای ارائه عملکرد خواندن/نوشتن بالا، برای درخواست‌های داده‌های متوالی و تصادفی بهینه‌شده است.
SSD ها در هر جایی که هارد دیسک قابل نصب باشد استفاده می‌شود. به‌عنوان مثال، در محصولات مصرفی، آنها در رایانه‌های شخصی (PC)، لپ تاپ، بازی‌های رایانه‌ای، دوربین‌های دیجیتال، پخش کننده‌های موسیقی دیجیتال، تلفن‌های هوشمند و حتی در برخی تبلت ها استفاده می‌شوند. اما با این حال، آنها گران‌تر از هارد دیسک‌های سنتی هستند.
نیاز به سرعت فزاینده مصرف‌کنندگان به ورودی/خروجی بالاتر باعث توسعه SSD شده است. از آنجایی که هارد SSD تأخیر کمتری نسبت به هارد دیسک معمولی ارائه می‌دهند، می‌توانند به‌طور مؤثر هم بارهای کاری سنگین و هم خواندن تصادفی را مدیریت کنند.
این تأخیر کم ناشی از توانایی درایو فلش SSD برای خواندن مستقیم و فوری داده‌ها از داده‌های ذخیره‌شده است.
سرورهای با کارایی بالا، لپ‌تاپ‌ها، کامپیوتر شخصی یا هر برنامه‌ای که نیاز به ارائه اطلاعات در زمان واقعی دارد، می‌توانند از فناوری درایو حالت جامد بهره ببرند. این ویژگی‌ها در SSD باعث شده تا برای بارگذاری خواندن از پایگاه‌های داده سنگین بسیار مناسب‌تر عمل می‌کند.
هارد SSD چگونه کار می‌کنند؟
SSD داده‌ها را روی تراشه‌های حافظه فلش هسته سیلیکونی متصل به هم می‌خواند و می‌نویسد. سازندگان SSD ها را با قرار دادن تراشه‌ها در یک شبکه، برای دستیابی به انواع اطلاعات بزرگ و کوچک مختلف می‌سازند.
اگر بخواهیم شفاف‌تر بیان کنیم باید بگوییم که هارد SSD داده‌ها را در هسته تراشه‌های حافظه فلش متصل به هم می‌خوانند و می‌نویسند.
این تراشه‌ها از ترانزیستورهای FGT برای حمل بار الکتریکی استفاده می‌کنند، که هارد SSD را قادر می‌سازد تا داده‌ها را حتی زمانی که به منبع تغذیه متصل نیست، ذخیره کند.
FGT چیست؟
هر FGT حاوی یک بیت داده است که برای یک سلول شارژ شده 1 و یا اگر سلول فاقد بار الکتریکی است، 0 تنظیم می‌شود.
هر بلوک داده با سرعت ثابت قابل دسترسی است. با این حال، SSD ها فقط می‌توانند در بلوک‌های خالی بنویسند. در حالی که SSD ها ابزارهایی برای دور زدن این موضوع دارند، اما همچنان این عملکرد برای آن یک ضعف حساب می‌شود.
انواع SSD از نظر نوع حافظه
SSD ها از سه نوع حافظه اصلی استفاده می‌کنند: تک‌سلولی، چند سطحی و سه سلولی.
سلول‌های تک سطحی می‌توانند حاوی یک بیت داده در یک زمان باشند، به صورت یک یا صفر. سلول‌های تک سطحی (SLC) گران‌ترین شکل هارد SSD هستند، اما سریع‌ترین و بادوام‌ترین آنها هستند.
سلول‌های چند سطحی (MLC) می‌توانند دو بیت داده در هر سلول را در خود نگه دارند و فضای ذخیره‌سازی بیشتری در همان مقدار فضای فیزیکی SLC دارند. با این حال، MLC ها سرعت نوشتن پایین‌تری دارند.
سلول‌های سه سطحی (TLC) می‌توانند سه بیت داده را در هر سلول نگه دارند. اگرچه TLC ها ارزان‌تر هستند، اما سرعت نوشتن پایین‌تری نیز دارند و نسبت به انواع دیگر حافظه‌ها دوام کمتری دارند.
نکته جالب در مورد SSD های مبتنی بر TLC این است که ظرفیت فلاش بیشتری را ارائه می‌دهند و قیمت کمتری نسبت به MLC یا SLC دارند.
ویژگی‌های اصلی هارد SSD چیست؟
چندین ویژگی وجود دارد که طراحی یک هارد SSD را متمایز می‌کند. از آنجایی که SSD هیچ قطعه متحرکی ندارد، در معرض همان خرابی‌های مکانیکی که در درایوهای هارد دیسک می‌توانند رخ دهند، قرار ندارد.
SSD ها کم صداتر هستند و انرژی کمتری مصرف می‌کنند. و از آنجایی که SSD ها وزن کمتری نسبت به هارد دیسک دارند، برای لپتاپ مناسب هستند.
علاوه بر این، نرم‌افزار کنترلر SSD شامل تجزیه‌وتحلیل پیش‌بینی کننده است که می‌تواند از قبل در مورد خرابی احتمالی درایو به کاربر هشدار دهد.
مزایای SSD چیست؟
مزایای SSD نسبت به هارد دیسک (HDD) عبارتند از:
- سرعت خواندن/نوشتن سریع‌تر: هارد SSD می‌توانند به سرعت به فایل‌های حجیم دسترسی پیدا کنند.
- زمان بوت سریع‌تر و عملکرد بهتر: از آنجایی که درایو نیازی به چرخش مانند یک هارد دیسک ندارد، پاسخگوتر است و عملکرد بارگذاری بهتری را ارائه می‌دهد.
- کیفیت و مادگاری: دوام SSD ها در برابر ضربه مقاوم‌تر هستند و می‌توانند گرما را بهتر از هارد دیسک تحمل کنند. زیرا قطعات متحرک ندارند.
- مصرف انرژی: درایوهای SSD نسبت به درایوهای دیسک سخت برای کار به انرژی کمتری نیاز دارند. زیرا قطعات متحرک ندارند.
- سروصدای کم: SSD ها سروصدای کمتری تولید می‌کنند. زیرا هیچ قطعه متحرک یا چرخشی وجود ندارد.
- ابعاد: درایوهای SSD به شکل فاکتورهای مختلفی عرضه می‌شوند در حالی که اندازه هارد دیسک محدود است.
مضرات هارد دیسک‌های SSD چیست؟
معایب SSD ها عبارت‌اند از:
- هزینه: SSD ها گران‌تر از هارد دیسک‌های سنتی هستند.
- کارایی: محدودیت در تعداد چرخه‌های نوشتن باعث کاهش عملکرد هارد SSD در طول زمان می‌شود.
- گزینه‌های ذخیره‌سازی متنوع به دلیل هزینه زیاد: SSD ها معمولاً در اندازه‌های کوچک‌تر فروخته می‌شوند. زیرا قیمت SSD 1 تربایتی خیلی بیشتر از هارد دیسک سنتی 1 ترابایتی است.
- بازیابی اطلاعات: این فرآیند زمان‌بر می‌تواند برای کاربران گران تمام باشد، زیرا داده‌های مربوط به تراشه‌های آسیب‌دیده ممکن است قابل بازیابی نباشند.
انواع حافظه‌های SSD
مدارهای NAND و NOR در نوع گیت منطقی که استفاده می‌کنند متفاوت هستند. دستگاه‌های NAND از دسترسی سریال هشت پین به داده‌ها استفاده می‌کنند. در همین حال، حافظه فلش NOR معمولاً در تلفن‌های همراه استفاده می‌شود که از رم 1 بایت پشتیبانی می‌کند.
در مقایسه با NAND، فلش NOR زمان خواندن سریعی را ارائه می‌دهد، اما به‌طور کلی یک فناوری حافظه گران‌تر است. فناوری NOR داده‌ها را در تکه‌های بزرگ می‌نویسد، به این معنی که پاک کردن و نوشتن داده‌های جدید در آن بیشتر طول می‌کشد.
از قابلیت‌های دسترسی تصادفی NOR برای اجرای کد استفاده می‌شود، در حالی که فلش NAND برای ذخیره‌سازی استفاده می‌شود.
اکثر گوشی‌های هوشمند از هر دو نوع حافظه فلش پشتیبانی می‌کنند، از NOR برای تأمین انرژی سیستم‌عامل و کارت‌های NAND قابل جابجایی برای افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی دستگاه استفاده می‌کنند.
تولیدکنندگان هارد SSD
چه برندهایی تولیدکننده این نوع هارد هستند؟ در بخش زیر ما به شما خواهیم گفت که چه برندهایی عرضه‌کننده SSD در جهان هستند. به شما هم توصیه می‌کنیم که فقط از همین شرکت‌ها برای خرید و انتخاب یک SSD اقدام کنید.
- Crucial
- اینتل
- کینگستون
- میکرون
- سامسونگ
- ساندیسک
- تکنولوژی سیگیت
- SK Hynix
- شرکت وسترن دیجیتال
رابط کاربری آنها حداکثر توان و حداقل زمان پاسخ و همچنین قابلیت‌های توسعه درایو حالت جامد را تعیین می‌کند. سازندگان SSD های خود را برای NVMe، SAS و SATA واجد شرایط می‌کنند.
از لحاظ قدرت، هارد SSD گران‌تر از هارد دیسک‌های سنتی هستند. اما به دلیل پیشرفت در فناوری ساخت و افزایش ظرفیت تراشه، قیمت SSD کاهش‌یافته است و به مصرف‌کنندگان این امکان را می‌دهد که SSD ها را جایگزین مناسبی برای ذخیره‌سازی سنتی ببینند.
SSD در مقابل HDD
SSD ها بسیار سریع‌تر از هارد دیسک‌های با کارایی بالا هستند. زمان پاسخگویی نیز به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد و کاربران معمولاً زمان بوت بسیار سریع‌تری را تجربه می‌کنند.
عوامل متعددی بر طول عمر درایوهای SSD و HDD تأثیر می‌گذارند، از جمله گرما، رطوبت و اثر اکسیداسیون فلزات داخل درایو. متخصصان کامپیوتر توصیه می‌کنند که SSD ها را در دماهای پایین‌تر نگه‌داری کنید تا طول عمر آنها افزایش یابد.
جابجایی قطعات هارد دیسک احتمال خرابی را افزایش می‌دهد. برای جلوگیری از خرابی، سازندگان هارد دیسک به راکت را برای جلوگیری از خرابی و صدمه دیدن و همچنین کم کردن دمای هارد (به دلیل فلزی بودن بدنه به راکت) تولید کرده‌اند.
وقتی داده‌ها به بخش‌های مختلف روی دیسک تقسیم می‌شوند، عملکرد خواندن هارد دیسک می‌تواند تحت تأثیر قرار گیرد. هارد SSD داده‌ها را به‌صورت مغناطیسی ذخیره نمی‌کنند، بنابراین عملکرد خواندن بدون توجه به‌جایی که داده‌ها در درایو ذخیره می‌شود، ثابت می‌ماند.
