Не ssd что это такое

Обновлено: 21.11.2024

Жесткие диски – это устаревшая технология хранения данных, в которой для чтения и записи данных используются вращающиеся диски.

Твердотельные накопители быстрее и энергоэффективнее жестких дисков.

Жесткие диски стоят дешевле, но и твердотельные накопители падают.

Узнайте о различиях между жесткими и твердотельными дисками, доступных форм-факторах, их сравнении по емкости, скорости, мощности и т. д.

Выбор подходящего хранилища – это не только сравнение емкости и стоимости. Тип хранилища, который использует ваш компьютер, влияет на производительность, включая энергопотребление и надежность. Твердотельные накопители (SSD) и жесткие диски (HDD) — два основных варианта хранения, которые следует учитывать. Вот краткое руководство по оптимальному использованию каждого из них и их сравнению.

Что такое жесткий диск?

Жесткий диск — это устройство хранения данных, которое находится внутри компьютера. У него есть вращающиеся диски внутри, где данные хранятся магнитно. Жесткий диск имеет руку с несколькими «головками» (преобразователями), которые считывают и записывают данные на диск. Это похоже на то, как работает проигрыватель грампластинок с пластинкой (жесткий диск) и иглой на руке (преобразователи). Рука перемещает головки по поверхности диска для доступа к различным данным.

Жесткие диски считаются устаревшей технологией, то есть они существуют дольше, чем твердотельные накопители. Как правило, они дешевле и практичны для данных, к которым не требуется частый доступ, таких как резервные копии фотографий, видео или бизнес-файлов. Они доступны в двух распространенных форм-факторах: 2,5 дюйма (обычно используются в ноутбуках) и 3,5 дюйма (настольные компьютеры).

Что такое SSD?

Твердотельные накопители получили свое название — твердотельные — потому что внутри они используют твердотельные устройства. В SSD все данные хранятся в интегральных схемах. Это отличие от жестких дисков имеет множество последствий, особенно в отношении размера и производительности. Без вращающегося диска твердотельные накопители можно уменьшить до размера и формы жевательной резинки (так называемый форм-фактор M.2) или даже до размера почтовой марки. Их емкость или объем данных, которые они могут хранить, различаются, что делает их гибкими для небольших устройств, таких как тонкие ноутбуки, трансформеры или устройства 2 в 1. А твердотельные накопители значительно сокращают время доступа, поскольку пользователям не нужно ждать, пока начнется вращение диска.

Твердотельные накопители стоят дороже, чем жесткие диски, в расчете на объем хранилища (в гигабайтах (ГБ) и терабайтах (ТБ)), но разрыв сокращается, поскольку цены на твердотельные накопители снижаются более быстрыми темпами, чем цены на жесткие диски из года в год.

SSD и HDD: скорость

Что делает твердотельные накопители все более популярными, так это их скорость. По всем направлениям твердотельные накопители опережают жесткие диски, потому что они используют электрические схемы и не имеют физических движущихся частей. Это приводит к сокращению времени ожидания при запуске и меньшему количеству задержек при открытии приложений или выполнении тяжелых вычислительных задач. Например, твердотельный накопитель Intel D5-P5316 — это твердотельный накопитель корпоративного уровня емкостью 15,36 ТБ с пропускной способностью более 7000 МБ/с. Совместимый жесткий диск Seagate Exos 2x14 емкостью 14 ТБ обеспечивает пропускную способность всего до 500 МБ/с. Это разница в 14 раз! 1

Эти более высокие скорости приводят к повышению производительности в нескольких областях, например при входе в систему и ожидании запуска приложений и служб или при выполнении задач с интенсивным использованием памяти, таких как копирование большого файла. С жестким диском производительность значительно снижается, а с твердотельным накопителем можно продолжать выполнять другие задачи.

На скорость также влияет интерфейс, используемый в SSD и HDD, который подключается к остальной части компьютерной системы при передаче данных туда и обратно. Возможно, вы слышали об этих интерфейсах — SATA и PCI Express (PCIe). SATA — более старая, медленная, устаревшая технология, а PCIe — более новая и быстрая. Твердотельные накопители с интерфейсами PCIe, как правило, будут намного быстрее, чем жесткие диски с SATA, поскольку PCIe содержит больше каналов для передачи данных. Думайте об этом как о количестве автомобилей, которые могут проехать по однополосной проселочной дороге по сравнению с четырехполосным шоссе.

Хотя никто никогда не жалуется на то, что его компьютер работает слишком быстро, бывают случаи, когда использование жесткого диска может иметь смысл. Если у вас есть терабайты файлов, которые вы хотите хранить, жесткие диски по-прежнему являются менее дорогим вариантом, хотя это меняется с постоянно снижающимися ценами на твердотельные накопители и новыми технологиями NAND, повышающими плотность битов на кристалл NAND. Решения о хранении данных на компьютере можно упростить, рассматривая данные как холодные или горячие. «Холодные» данные могут включать годы фотографий, которые вы хотите хранить на своем ноутбуке, но не просматриваете их каждый день и к которым не нужен быстрый доступ. Жесткие диски могут быть отличным и экономичным выбором для холодных данных. С другой стороны, если вы занимаетесь транзакциями в реальном времени, редактируете видео и фотографии и нуждаетесь в быстром доступе к базе данных файлов, видеоклипов или моделей или даже просто используете операционную систему, это называется в качестве «горячих» данных. Высокая производительность твердотельных накопителей делает их идеальным выбором, когда важнее всего быстрый доступ к вашим данным.

SSD и HDD: выносливость

Степень износа при записи на твердотельный накопитель NAND частично зависит от состояния данных, уже находящихся на диске, поскольку данные записываются страницами, а стираются блоками. При последовательной записи данных на относительно новый SSD данные можно эффективно записывать на последовательные свободные страницы диска. Однако, когда необходимо обновить небольшие блоки данных (например, при пересмотре документов или числовых значений), старые данные считываются в память, исправляются, а затем перезаписываются на новую страницу на диске. Старая страница, содержащая устаревшие данные, помечается как недействительная. Когда бесплатные страницы больше не доступны, эти «недействительные» страницы освобождаются для использования в фоновом процессе, называемом «дефрагментация» или «выравнивание износа». Все существующие действительные страницы в данном блоке должны быть сначала скопированы в другие свободные места на диске, чтобы исходный блок содержал только недопустимые, устаревшие страницы. Затем исходный блок можно стереть, чтобы освободить место для записи новых данных.

Внутренние вспомогательные процессы NAND, такие как выравнивание износа, приводят к увеличению количества операций записи, когда общее количество внутренних операций записи на SSD превышает количество операций записи, необходимых для простого размещения новых данных на диске. Поскольку каждая запись немного ухудшает работу отдельных ячеек NAND, усиление записи является основной причиной износа. Встроенные процессы помогают твердотельным накопителям NAND равномерно распределять износ по диску. Но суть в том, что рабочие нагрузки с большим количеством операций записи (в частности, случайные операции записи) приводят к тому, что твердотельные накопители NAND изнашиваются быстрее, чем другие модели ввода-вывода (I/O), поскольку они приводят к большему усилению записи.

Хорошей новостью является то, что надежность на уровне твердотельных накопителей всегда указывается с учетом наихудших сценариев случайной записи. Например, если вы слышите, что накопитель может выполнять одну запись на диск в день, это означает, что вы можете записывать по крайней мере один полный объем данных на диск, используя эту случайную запись каждый день в течение гарантийного периода (обычно 5 лет).

Личное сравнение: SSD и HDD

Что касается емкости, твердотельные накопители для компьютеров доступны емкостью от 120 ГБ до 30,72 ТБ, тогда как емкость жестких дисков может варьироваться от 250 ГБ до 20 ТБ. При измерении стоимости на емкость жесткие диски выходят на первое место, но по мере снижения цен на твердотельные накопители это станет менее важным отличием для жестких дисков. Однако с твердотельными накопителями вы выполняете гораздо больше работы на один сервер, что приводит к развертыванию меньшего количества устройств для получения того же результата, что и жесткий диск. Результат? SSD имеют более низкую совокупную стоимость владения (TCO).

Надежность определяется тем, хранятся ли данные должным образом, в неповрежденном состоянии. SSD в целом более надежны, чем HDD, что опять-таки связано с отсутствием движущихся частей. Это связано с тем, что без движения на твердотельные накопители не влияет вибрация или связанные с этим проблемы с температурой.

Твердотельные накопители обычно потребляют меньше энергии и обеспечивают более длительное время работы от батареи, поскольку доступ к данным происходит намного быстрее, а устройство чаще простаивает. Жесткие диски с вращающимися дисками потребляют больше энергии при запуске, чем твердотельные накопители.

Экономия затрат на твердотельные накопители по сравнению с жесткими дисками

Хорошо известно, что твердотельные накопители работают значительно лучше, чем жесткие диски. Почти так же понятно преимущество твердотельных накопителей в надежности. Учитывая эти неотъемлемые преимущества, твердотельные накопители не нуждаются в репликации для повышения производительности и, как правило, требуют гораздо меньше репликации для обеспечения надежности. Более высокая производительность SSD также позволяет использовать гораздо более эффективные методы сокращения данных, чем жесткие диски. Сокращение данных — это отношение хранимых данных хоста к требуемому физическому хранилищу; 50-процентное соотношение будет эквивалентно коэффициенту сокращения данных 2:1. Поскольку сокращение данных позволяет пользователю хранить больше данных, чем на физическом оборудовании, результирующая эффективная емкость увеличивается. Технологии сжатия и дедупликации могут значительно уменьшить необработанную емкость хранилища, необходимую для удовлетворения требований к «полезной емкости».

Современные алгоритмы оптимизированы для твердотельных накопителей, используя их производительность для обеспечения высокого коэффициента сжатия данных (DRR) при высокой производительности приложений. Например, алгоритм сжатия Zstandard от Facebook обеспечивает скорость сжатия и распаковки намного выше, чем скорость чтения/записи жестких дисков, что позволяет использовать алгоритмы на твердотельных накопителях в режиме реального времени. 2 Другим примером является VMware vSAN, в котором сжатие и дедупликация предлагаются только в конфигурациях с флеш-накопителями.

В чем разница между твердотельными и жесткими дисками? Твердотельные накопители и жесткие диски похожи по своим физическим характеристикам, но они очень по-разному хранят данные. У каждого типа дисков есть свои преимущества и недостатки, и решение о том, какой тип подходит именно вам, зависит от того, как вы используете свой компьютер. В нашем руководстве по сравнению жестких дисков и твердотельных накопителей показано, как работает каждый тип накопителя и что это значит для вас.

Что такое жесткий диск?

Технология жестких дисков хорошо известна и хорошо протестирована.Жесткие диски существуют уже более 50 лет, их емкость постоянно увеличивается, а физический размер уменьшается. Жесткие диски используют вращающиеся диски или пластины для чтения и записи данных.

Как работают жесткие диски (HDD)

Жесткие диски состоят из одной или нескольких магниточувствительных пластин, исполнительного рычага с головкой чтения/записи для каждой пластины и двигателя, который вращает пластины и перемещает рычаги. Также имеется контроллер ввода-вывода и микропрограмма, которая сообщает аппаратному обеспечению, что делать, и взаимодействует с остальной частью системы.

Каждая пластина организована в виде концентрических кругов, называемых дорожками. Дорожки разделены на логические единицы, называемые секторами. Каждый номер дорожки и сектора дает уникальный адрес, который можно использовать для организации и поиска данных. Данные записываются в ближайшую доступную область. Существует алгоритм, который обрабатывает данные до их записи, что позволяет микропрограмме обнаруживать и исправлять ошибки.

Опорные диски вращаются с заданной скоростью (от 4200 до 7200 об/мин для потребительских компьютеров). Эти скорости коррелируют со скоростью чтения/записи. Чем выше предварительно установленная скорость, тем быстрее жесткий диск сможет считывать и записывать данные.

Чтение и письмо

Каждый раз, когда вы запрашиваете у компьютера получение или обновление данных, контроллер ввода-вывода сообщает манипулятору, где находятся эти данные, а головка чтения/записи собирает данные, считывая наличие или отсутствие заряда в каждом из них. адрес. Если запрос был на обновление данных, головка чтения/записи меняет заряд на затронутой дорожке и секторе.

Время, необходимое для вращения диска и поиска правильной дорожки и сектора исполнительным рычагом, называется задержкой.

Недостатки

Недостаток жестких дисков связан с тем, что для чтения и записи данных используются механические части, поскольку физический поиск и извлечение данных занимает больше времени, чем электронный поиск и извлечение данных. Механические части могут пропустить или даже выйти из строя, если с ними грубо обращаться или их уронят. Это проблема для ноутбуков, но не для настольных компьютеров. Кроме того, жесткие диски тяжелее и потребляют больше энергии, чем аналогичные твердотельные накопители.

Преимущества жесткого диска

Преимущество жестких дисков заключается в том, что они представляют собой проверенную технологию и часто дешевле, чем твердотельные накопители при том же объеме хранилища. В настоящее время также доступны жесткие диски с большим объемом памяти, чем твердотельные накопители.

Что такое SSD?

Твердотельные накопители используют флэш-память для обеспечения превосходной производительности и долговечности. Поскольку внутри вашего жесткого диска есть множество мелких движущихся частей — магнитные головки, шпиндели и вращающиеся пластины — все может пойти не так, и вы можете потерять важные данные. Без движущихся частей твердотельные накопители более долговечны, меньше нагреваются и потребляют меньше энергии.

Как работают твердотельные накопители (SDD)

Твердотельные накопители можно рассматривать как большие USB-накопители. они используют одну и ту же базовую технологию. NAND, технология твердотельных накопителей, представляет собой тип флэш-памяти. На самом низком уровне транзисторы с плавающим затвором записывают заряд (или отсутствие заряда) для хранения данных. Ворота организованы в виде сетки, которая далее организована в блок. Размер блока может быть разным, но каждая строка, образующая сетку, называется страницей.

Контроллер SSD выполняет несколько функций, в том числе отслеживает, где находятся данные.

Чтение и письмо

Обновление данных для твердотельных накопителей является более сложным. Все данные в блоке должны обновляться при обновлении любой его части. Данные из старого блока копируются в другой блок, блок стирается, а данные перезаписываются с изменениями в новый блок.

Каждый раз, когда вы запрашиваете у компьютера получение или обновление данных, контроллер SSD просматривает адрес запрошенных данных и считывает статус заряда.

Когда диск простаивает, выполняется процесс, называемый сборкой мусора, который гарантирует, что информация в старом блоке стерта и что блок свободен для повторной записи.

Существует еще один процесс, называемый TRIM, который информирует SSD о том, что он может пропустить перезапись определенных данных при стирании блоков. Поскольку любой блок можно перезаписать ограниченное число раз, это важный процесс, предотвращающий преждевременный износ накопителя.

Для дальнейшего предотвращения износа диска существует алгоритм, который гарантирует, что каждый блок на диске получает одинаковое количество процессов чтения/записи. Этот процесс называется выравниванием износа и происходит автоматически во время работы привода.

Поскольку процесс чтения/записи требует перемещения данных, твердотельные накопители обычно имеют избыточное пространство для хранения; всегда есть определенный объем диска, который не сообщается операционной системе и недоступен пользователю. Это позволяет накопителю перемещать и удалять элементы, не затрагивая общую емкость хранилища.

Недостатки

Твердотельные накопители — это более новая технология, поэтому они дороже жестких дисков.Хотя они наверстывают упущенное, найти твердотельные накопители большой емкости может быть сложнее. Жесткие диски могут быть в 2,5 раза больше.

Преимущества SSD

Почему стоит выбрать твердотельный накопитель? Твердотельные накопители обеспечивают более быструю загрузку игр, приложений и фильмов. Благодаря технологии, которую они используют, твердотельные накопители легче и лучше противостоят движениям и падениям. Кроме того, твердотельные накопители потребляют меньше энергии, что позволяет компьютерам меньше нагреваться.

Одним из самых больших преимуществ твердотельных накопителей является то, насколько они быстрее жестких дисков. Например, Crucial P5 — наш самый быстрый твердотельный накопитель NVMe, обеспечивающий впечатляющую скорость чтения/записи до 3400/3000 МБ/с. Даже портативные SSD работают быстрее, чем HDD. Благодаря скорости чтения до 1050 МБ/с 1 и емкости до 2 ТБ X8 работает до 100 раз быстрее, чем USB-накопители 2 , и до 7,5 раз быстрее, чем традиционные жесткие диски 2 .

Является ли SSD жестким диском?

Проще говоря, SSD — это не то же самое, что жесткий диск. В жестких дисках используются магниточувствительные пластины, которые перемещаются с помощью двигателя, а в твердотельных накопителях используется флэш-память без каких-либо движущихся частей, что означает, что они быстрее.

Извините за каламбур, но не удержался. Есть ли легко произносимая и объяснимая аббревиатура или слово для обозначения нетвердотельных накопителей? Или что является антонимом твердотельному устройству?

Дополнение: после прочтения статьи в Википедии о жестких дисках, на которую ссылается @FumbleFingers, я думаю, что это правильный механический аналог твердотельного накопителя. Суть моего вопроса: есть ли одно слово-антоним для твердотельного?

Извините, я неправильно понял ваше использование. Комментарий удален. Вы меня совсем запутали с электронными лампами — они когда-нибудь использовались для хранилища данных? Я помню бумажную ленту и перфокарты, на которых хранились данные, и я знаю, что лампы с электронными лампами использовались задолго до кремниевых транзисторов для обработки. Но хранили ли они когда-нибудь данные осмысленно? Сегодня общий термин для всех них — просто запоминающее устройство.

Совершенно понятно, я тоже удалил свой чересчур язвительный комментарий. Насколько мне известно, клапаны никогда не использовались для хранения данных как таковые, однако, по моему опыту, термин «твердотельные» возник как противоречащий технологии электронных ламп. Транзистор является твердотельной заменой вакуумной лампы. Итак, я думаю, что я спрашиваю, есть ли в просторечии электроники термин, который является антонимом твердотельному.

5 ответов 5

Движущиеся части представляют собой механические приводы или, чаще, жесткие диски (жесткие диски).

Из комментария ОП я заметил, что он считает твердотельные накопители подтипом жестких дисков. Я не согласен с этим, но, опять же, я не очень люблю твердотельный накопитель. Насколько я понимаю, они вовсе не являются «дисками» — это просто чипы памяти большой емкости с традиционными протоколами интерфейса данных дисководов.

Интересно, что компания Seagate перечисляет «твердотельные накопители» в разделе «Внутренние жесткие диски» наряду с «жесткими дисками ноутбуков» и «жесткими дисками настольных компьютеров» и, похоже, вообще не использует слово «диск».

Однажды у меня был босс, который раньше работал на производителя дисков, и он обычно называл любое оборудование, над которым мы могли работать, приводом.

Если вы хотите быть уничижительным по сравнению с современным SSD, термин "вращающаяся ржавчина" является общепринятым (магнитный материал представляет собой оксид железа)

Механический привод распространен, если вы хотите подчеркнуть подвижный характер - т.е. "Твердотельные накопители могут выдерживать более высокий уровень вибрации, чем механические приводы"

Я использую HDD (жесткий диск), когда речь идет о нетвердотельных накопителях.

Это неплохо, но я рассматриваю термин "жесткий диск" скорее как относящийся ко всей категории внутренних запоминающих устройств для ПК, а не к конкретной технологии.

@d34dh0r53 - Что ж, поскольку это означает "Жесткий диск", который на самом деле представляет собой определенную технологию, я бы сказал, что ваше представление об этом термине в этом случае может быть немного ошибочным.

Я бы сказал, что магнитный диск является хорошим аналогом твердотельного диска в отношении накопителей.

Жесткий диск – общепринятое обозначение для дисков, отличных от SSD.

Говоря как технарь, единственный правильный антоним из одного слова, который я встречал для SSD, – это "пластины", относящийся к вращающимся пластинам в жестких дисках

Другие термины, с которыми я столкнулся:

Механический жесткий диск
Вращающийся привод
Традиционное хранилище

Сисадмины обычно используют термин HDD для обозначения дисков с вращающимися дисками, а не для твердотельных накопителей.Этот поиск в ServerFault не является ни исчерпывающим, ни окончательным, но вы можете видеть в вопросах и фрагментах ответов, что SSD не рассматривается как определенный тип жесткого диска.

Что касается вашего дополнения, я не думаю, что имеет смысл говорить о «противоположности» твердотельным накопителям. В настоящее время существует всего несколько типов «накопителей»:

жесткие диски (с вращающимися пластинами)
оптические приводы
флеш-накопители (в основном карты памяти и карты памяти)
RAM-диски (доступ к памяти компьютера, как если бы это был жесткий диск)
твердотельные накопители, похожие по концепции на флэш-накопители, т. е. флэш-память, упакованная таким образом, чтобы компьютер выглядел как вращающийся жесткий диск.

3, 4 и 5 являются "твердотельными" в смысле использования чипов в качестве носителя данных, но это очень разные технологии, а затем 1 и 2 сильно отличаются от них и сильно отличаются друг от друга. .

Эта запись в блоге была первоначально опубликована в марте 2016 года и обновлена в сентябре 2018 года. С тех пор технология жестких и твердотельных накопителей продолжает совершенствоваться, поэтому мы публикуем в этой публикации наше последнее обновление.

Среди всех доступных компьютерных дисков легко запутаться в различиях между ними. Два основных накопителя, между которыми вы должны знать разницу, — это жесткие диски (HDD) и твердотельные накопители (SSD). Вам может быть интересно, в чем разница между жестким диском и твердотельным накопителем? Какой привод лучше использовать? Какой диск чаще выходит из строя?

Мы тратим много времени на размышления о жестких и твердотельных дисках, поэтому знаем, что использование обоих дисков имеет свои преимущества и недостатки. Если вы хотите обновить свой компьютер с помощью нового диска или вам интересно, как лучше всего использовать любой тип диска, полезно провести параллельное сравнение каждого варианта. Итак, мы разработали этот пост «В чем разница», чтобы помочь разобраться в различиях между этими двумя типами дисков. Читайте дальше, чтобы узнать, как далеко продвинулись технологии накопителей за эти годы и как выбрать лучшее решение для ваших потребностей в хранении данных.

В этом углу: жесткий диск

Традиционный вращающийся жесткий диск был стандартом для многих поколений персональных компьютеров. Постоянно совершенствующиеся технологии позволили производителям жестких дисков увеличить объем хранения, чем когда-либо, при цене за гигабайт, которая по-прежнему делает жесткие диски лучшим соотношением цены и качества.

Какими бы сложными они ни были, жесткие диски существуют с 1956 года. Тогдашние диски были двух футов в диаметре и могли хранить всего несколько мегабайт информации, но технологии улучшились до такой степени, что вы можете втиснуть 10 терабайт. во что-то размером с кухонную губку.

Внутри жесткого диска есть нечто, более чем похожее на старый проигрыватель: пластина или несколько пластин, которые вращаются вокруг центральной оси — шпинделя — обычно со скоростью от 5400 до 7200 оборотов в минуту. Некоторые жесткие диски, созданные для повышения производительности, работают быстрее.

Информация записывается на накопитель и считывается с него путем изменения магнитных полей на этих вращающихся пластинах с помощью якоря, называемого головкой чтения-записи. Визуально он немного похож на дужку проигрывателя, но вместо иглы, которая проходит в физической канавке на пластинке, головка чтения-записи немного парит над физической поверхностью диска.

Двумя наиболее распространенными форм-факторами для жестких дисков являются 2,5 дюйма, характерные для ноутбуков, и 3,5 дюйма, характерные для настольных компьютеров. Вы также найдете внешние диски с 2,5-дюймовыми и 3,5-дюймовыми дисками. Размер стандартизирован, что упрощает ремонт и замену в случае поломки.

Подавляющее большинство используемых сегодня дисков подключаются через стандартный интерфейс Serial ATA (или SATA). Специализированные системы хранения иногда используют Serial Attached SCSI (SAS), Fibre Channel или другие экзотические интерфейсы, разработанные для специальных целей.

Экономическое преимущество жестких дисков

Проверенная технология, используемая десятилетиями, делает жесткие диски дешевыми — намного дешевле в пересчете на гигабайт, чем твердотельные накопители. Хранилище на жестком диске может стоить всего три цента за гигабайт. Вы не тратите много, но получаете много места. Производители жестких дисков продолжают повышать емкость хранения, сохраняя при этом низкие затраты, поэтому жесткие диски остаются выбором тех, кто ищет много места для хранения, не тратя при этом много денег.

Недостаток заключается в том, что жесткие диски могут потреблять много энергии, генерировать шум, выделять тепло и работать не так быстро, как твердотельные накопители. Возможно, самое большое отличие состоит в том, что жесткие диски, при всем их сходстве с проигрывателями, в конечном счете являются механическими устройствами. Со временем механические устройства изнашиваются. Вопрос не в том, если, а в том, когда.

Технология жестких дисков не стоит на месте, и цена за единицу хранения резко снизилась. Как мы писали в нашей публикации «Жесткие диски и твердотельные накопители: что ждет будущее для систем хранения данных? — часть 2», стоимость гигабайта для жестких дисков снизилась примерно в два миллиарда раз примерно за 60 лет.

Производители жестких дисков добились значительного прогресса в технологиях, позволяющих хранить все больше и больше информации на HD-пластинах, что называется плотностью записи. По мере того, как производители жестких дисков пытаются превзойти друг друга, потребители получают все большие и большие размеры дисков. Один из методов заключается в замене воздуха в приводах гелием, который уменьшает трение и поддерживает большую плотность поверхности. Другие новейшие технологии включают микроволновую и магнитную запись с нагреванием, или MAMR и HAMR соответственно. HAMR записывает магнитно с использованием лазерно-тепловой поддержки, а MAMR использует устройство, генерирующее микроволны, называемое осциллятором вращающего момента или лазером, чтобы хранить больше данных на диске привода. Эти накопители находятся на ранних стадиях производства и отправки корпоративным партнерам.

Продолжающаяся конкуренция и гонка за размещением все большего и большего объема хранилища в одном и том же привычном форм-факторе 3,5-дюймового жесткого диска означает, что это будет относительно небольшой выбор очень большой емкости для хранения данных на многие годы вперед.

В противоположном углу: твердотельный накопитель

Твердотельные накопители стали гораздо более распространенными в последние годы. Они являются стандартной проблемой для всей линейки ноутбуков Apple, например, MacBook, MacBook Pro и MacBook Air стандартно поставляются с твердотельными накопителями. Как и Mac Pro.

Твердотельный накопитель – это отраслевое сокращение для обозначения интегральной схемы, и в этом ключевое различие между твердотельным накопителем и жестким диском: внутри твердотельного накопителя нет движущихся частей. Вместо дисков, двигателей и головок чтения-записи в твердотельных накопителях используется флэш-память, то есть компьютерные микросхемы, которые сохраняют свою информацию даже при отключении питания.

Твердотельные накопители в принципе работают так же, как и хранилища на вашем смартфоне или планшете. Но твердотельные накопители, которые вы найдете в современных компьютерах Mac и ПК, работают быстрее, чем хранилище вашего мобильного устройства.

Механическая природа жестких дисков ограничивает их общую производительность. Производители жестких дисков неустанно работают над повышением скорости передачи данных и сокращением задержек и времени простоя, но их возможности ограничены. Твердотельные накопители обеспечивают огромное преимущество в производительности по сравнению с жесткими дисками: они быстрее запускаются, быстрее выключаются и быстрее передают данные.

Если вы все еще используете компьютер с жестким диском SATA, вы можете увидеть значительный прирост производительности при переходе на твердотельный накопитель. Более того, за последние пару лет стоимость твердотельных накопителей резко снизилась, поэтому такая модернизация обходится дешевле, чем когда-либо.

Различные форм-факторы SSD

Твердотельные накопители можно сделать меньше и потреблять меньше энергии, чем жесткие диски. Они также не издают шума и могут быть более надежными, поскольку не являются механическими. В результате компьютеры, предназначенные для использования твердотельных накопителей, могут быть меньше, тоньше, легче и работать намного дольше без подзарядки аккумулятора, чем компьютеры с жесткими дисками.

Многие производители твердотельных накопителей производят механизмы твердотельных накопителей, предназначенные для замены 2,5-дюймовых и 3,5-дюймовых жестких дисков по принципу plug-and-play, поскольку существуют миллионы компьютеров (и многие новые компьютеры все еще производятся с жесткими дисками). которые могут извлечь выгоду из изменений. Они оснащены тем же интерфейсом SATA и разъемом питания, что и жесткие диски.

Теперь доступен широкий выбор форм-факторов SSD. Карты памяти Memory Stick, которые когда-то были ограничены максимальным объемом 128 МБ, теперь выпускаются в версиях размером до 2 ТБ. Они используются в основном в мобильных устройствах, где размер и плотность являются основными факторами, таких как камеры, телефоны, дроны и т. д. Другие форм-факторы с высокой плотностью предназначены для приложений центров обработки данных, например Intel P4500 емкостью 32 ТБ. Похожий на стандартную 12-дюймовую линейку, Intel SSD DC P4500 имеет емкость 32 ТБ. Благодаря 64 чрезвычайно тонким слоям 3D NAND, P4500 в настоящее время является самым плотным твердотельным накопителем в мире.Цена пока неизвестна, но, учитывая, что SSD DC P4500 требует только одну десятую мощности и всего одну двадцатую места традиционного жесткого диска, как только цена выйдет из стратосферы, вы можете быть уверены, что будет рынок для него.

В 2018 году компания Nimbus Data анонсировала твердотельный накопитель ExaDrive D100 емкостью 100 ТБ. Этот SSD сам по себе содержит в два раза больше данных, чем первые Storage Pods Backblaze. Когда Exadrive был впервые выпущен, он был доступен только по запросу, но в 2020 году компания объявила о своих первых онлайн-ценах на накопитель. Версия Exadrive емкостью 100 ТБ сейчас продается по цене 40 000 долларов США, а версия на 50 ТБ — 12 500 долларов США.

Производители твердотельных накопителей также ищут способы хранения большего объема данных в меньшем форм-факторе и на более высоких скоростях. Знакомый SSD-накопитель, который выглядит как 2,5-дюймовый HDD, начинает становиться все менее распространенным. Учитывая очень высокие скорости, с которыми данные могут быть прочитаны и скопированы на микросхемы памяти внутри твердотельных накопителей, естественно, что разработчики компьютеров и хранилищ хотят в полной мере использовать эту возможность. Все чаще системы хранения данных подключаются непосредственно к системной плате компьютера и в процессе этого приобретают новые формы.

Сравнение размеров твердотельного накопителя mSATA (слева) и твердотельного накопителя M.2 2242 (справа).

Производители ноутбуков приняли стандарт mSATA, а затем и стандарт M.2, который может быть размером с несколько плиток шоколада, но иметь такую же емкость, как и любой 2,5-дюймовый твердотельный накопитель SATA.

Другая технология интерфейса, называемая NvM Express или NVMe, теперь перенесена с серверов в центрах обработки данных на потребительские ноутбуки. При подключении к слоту PCI Express (PCIe) вместо использования полосы пропускания SATA твердотельные накопители NVMe могут достигать более высоких скоростей чтения-записи, чем твердотельные накопители SATA, но их розничная цена почти вдвое превышает цену твердотельного накопителя SATA. Дополнительную информацию о разнице между дисками M.2 и дисками NVMe см. в этом посте.

Твердотельные накопители тоже выходят из строя

Как и жесткие диски, твердотельные накопители могут изнашиваться, но по разным причинам. В случае с жесткими дисками это часто просто механическая реальность вращающегося двигателя, который со временем изнашивается. Хотя внутри SSD нет движущихся частей, каждый банк памяти имеет конечный срок службы — ограничение на количество операций записи и чтения, прежде чем он перестанет работать. Логика, встроенная в диски, пытается динамически управлять этими операциями, чтобы свести к минимуму проблемы и продлить срок их службы.

На практике большинству из нас не нужно беспокоиться о долговечности SSD. SSD, который вы вставили в свой компьютер сегодня, вероятно, переживет компьютер. Но важно помнить, что, хотя твердотельные накопители по своей природе более надежны, чем жесткие диски, они все же подвержены тем же законам энтропии, что и все остальное во Вселенной.

Плюсы и минусы жестких дисков по сравнению с твердотельными накопителями

Плюсы	Против
Жесткие диски	Бюджетный вариант . Много места для хранения. Стандартные размеры облегчают ремонт и замену.	Используйте большую мощность. Шумно. Движущиеся части со временем изнашиваются. Медленнее, чем SSD.
SSD	Быстрее, чем HDD. Не создавайте шума. Используйте меньше энергии, чем жесткие диски. Широкий диапазон форм-факторов. Отсутствие движущихся частей делает их более долговечными, чем жесткие диски.	Меньший объем памяти, чем у жестких дисков. Может быть дорого. Трудно восстановить данные в случае сбоя.

Планирование будущего хранилища

Независимо от того, используете ли вы жесткий диск или твердотельный накопитель, важно иметь хороший план резервного копирования, поскольку рано или поздно любой диск выйдет из строя. У вас должна быть локальная резервная копия в сочетании с безопасной удаленной резервной копией, которая удовлетворяет стратегии резервного копирования 3-2-1. Чтобы начать работу, обязательно ознакомьтесь с нашим руководством по резервному копированию.

Надеюсь, мы дали вам некоторое представление о жестких дисках и твердотельных накопителях. И, как всегда, мы приветствуем ваши вопросы и комментарии, так что стреляйте!

Возможно, вам будет интересно прочитать другие статьи из нашей серии SSD 101 и узнать больше о надежности SSD.

Об Энди Кляйне

Энди Кляйн — главный пропагандист облачных хранилищ в Backblaze. Он имеет более чем 25-летний опыт работы в технологическом маркетинге, и за это время он поделился своим опытом в области облачных хранилищ и компьютерной безопасности на мероприятиях, симпозиумах и панелях в RSA, SNIA SDC, MIT, Федеральной торговой комиссии и сотнях других.В настоящее время он пишет и разглагольствует о статистике дисков, модулях хранения, облачном хранилище и многом другом.

Читайте также: