Что такое SSD

Накопители Solid State Disk (твердотельные диски) содержат в своем названии слово «диск» просто по традиции. Механики там нет. SSD уже продаются и в теории способны превзойти HDD по всем параметрам и избавиться от таких недостатков, как вес, прожорливость и чувствительность к перегрузкам. SSD лишены подвижных частей, и потому более экономичны. Также у них отсутствует задержка по времени доступа, которая у обычных винчестеров возникала из того, что для чтения данных нужно было ждать, когда провернется диск и головка доберется до нужного участка поверхности. Также очень большой плюс SSD в том, что их форма и размеры могут быть очень разными, экономя внутренний объем устройств и облегчая их компоновку.

Что касается недостатков, то первый из них очевиден — это цена. Но флеш-память быстро дешевеет, так что этот недостаток временный. Но есть еще недостатки. Во-первых, скорость флеш-памяти не такая уж и высокая. Особенно на запись. Дешевые чипы памяти и слабые контроллеры, из которых сегодня делают накопители для нетбуков, делают их более медленными, чем самые бюджетные 2,5" винчестеры. Во-вторых — ячейки флешпамяти имеют ограниченное время жизни. Для флеш-памяти NAND, которая обычно используется в ПК и ноутбуках, существует два основных типа микросхем, которые различаются конструкцией ячеек памяти. Это MLC и SLC — соответственно многоуровневые и одноуровневые ячейки.
Первые могут хранить в себе сразу несколько бит информации, поэтому они дешевле. Но работают они медленнее и ресурс их намного меньше. Долговечность памяти составляет около 100 тысяч циклов записи для SLC и около 10 тысяч циклов для MLC. Скорость записи у MLC в 2 раза меньше, чем у SLC.
У нас всегда на винчестере есть области, которые постоянно переписываются — например, файл подкачки или таблица размещения файлов. А к некоторым участкам обращений может не быть никогда.
Получается, что при обычном использовании MLC ячейки в системных областях «умрут» менее чем за два года. Поэтому, например, некоторые производители устанавливают в своих нетбуках по два «SSD» — один маленький системный на SLC памяти, и второй побольше — на MLC, на котором уже можно хранить данные и программы. Но по настоящему о накопителе как об SSD мы можем говорить только в том случае, если в нем применяются какие либо механизмы контроля времени жизни ячеек памяти и защиты их от неравномерного износа.
Стоимость контроллера в накопите лях SSD значительно выше, чем в обычных дисках. И это не удивительно. Он не только обеспечивает операции чтения и записи, он еще контролирует, в какие ячейки уже проводилась запись, а в какие еще нет. При записи контроллер старается все время использовать новые ячейки, что бы все они изнашивались по возможности равномерно. Именно стратегия этого управления ячейками и является главной проблемой производителей и их секретами. Ситуация сильно осложнена тем, что мы не можем работать с каждой ячейкой отдельно. Во флеш-памяти ячейки сгруппированы в «страницы», как правило, по 4 Кбайт, и запись можно вести только на уровне страниц. А стирать информацию на диске можно только еще большими порциями — по блокам, это, как правило, 512 Кбайт (это уже наследие обычных винчестеров).
Поэтому при работе с мелкими файлами плохой контроллер на одну измененную страницу может потратить целый блок. А это значит, что по всему объему диска контроллер будет «пробегать» в 20–40 раз быстрее, чем это возможно в идеале. Хотя есть уже и примеры «правильных» контроллеров, например, как в накопителе Intel X25-M, который был протестирован в нашей редакции. Для этого накопителя компания Intel сделала контроллер, который при самых неблагоприятных условиях расходует всего на 10% страниц больше, чем реально записанных. Благодаря этому компания утверждает, что вы сможете записывать по 100 Гбайт данных каждый день, и в последующие 5 лет ваша информация останется доступной. И это при том, что в Intel X25-M используется MLC память!

По материалам журнала Chip