Твердотельное хранилище ( SSS ) — это энергонезависимое компьютерное хранилище , в котором нет движущихся частей; оно использует только электронные схемы . Эта твердотельная конструкция кардинально отличается от широко используемой конкурирующей технологии электромеханического магнитного хранилища , в которой используются движущиеся носители, покрытые магнитным материалом . [1] [2] Как правило, SSS намного быстрее, но дороже для того же объема хранилища. [3] [4] [5]
Устройства SSS обычно используют флэш-память , но некоторые используют резервную память с произвольным доступом (RAM). Устройства бывают разных типов, форм-факторов, размеров памяти и интерфейсных опций, чтобы удовлетворить требования приложений для многих компьютерных систем и устройств. [4]
Исторически вторичное хранилище компьютерных систем было реализовано для использования магнитных свойств поверхностных покрытий, нанесенных на вращающиеся пластины (в жестких дисках и дискетах ) или линейно движущихся полос пластиковой пленки (в ленточных накопителях ). Сопряжение таких магнитных носителей с головками чтения/записи позволяет записывать данные путем отдельного намагничивания небольших участков ферромагнитного покрытия и считывать их позже путем обнаружения переходов в намагниченности. Для того чтобы данные были прочитаны или записаны, точные участки магнитного носителя должны пройти под головками чтения/записи, которые находятся близко к поверхности носителя; в результате чтение или запись данных налагают задержки, необходимые для позиционирования магнитных носителей и головок, причем задержки различаются в зависимости от фактической технологии. [6]
Со временем, прогресс в скорости центрального процессора (ЦП) привел к инновациям в технологии вторичного хранения данных. [7] Одним из таких инноваций является флэш-память , которая представляет собой энергонезависимый носитель информации, который можно электрически стирать и перепрограммировать.
Твердотельные накопители обычно используют флэш-память типа NAND , доступ к которой можно осуществлять по частям, меньшим, чем вся емкость устройства. Минимальный размер фрагмента (страницы) для операции чтения намного меньше минимального размера фрагмента (блока) для операции записи/стирания, что приводит к нежелательному явлению, называемому усилением записи , которое ограничивает производительность случайной записи и выносливость записи флэш-накопителя.
Некоторые твердотельные устройства хранения используют ( энергозависимую ) RAM и батарею, которая сохраняет содержимое RAM без питания системы, пока батарея продолжает обеспечивать питание. Флэш-память не страдает от ограничений батареи, но память с поддержкой RAM быстрее и не испытывает усиления записи. [3] [8] [9]
В результате отсутствия подвижных механических частей твердотельное хранилище не имеет задержки доступа к данным , необходимой для перемещения носителя, как в электромеханическом устройстве хранения. Это позволяет значительно повысить скорость операций ввода-вывода ( IOPS ). Кроме того, твердотельное хранилище потребляет меньше энергии, имеет лучшую устойчивость к физическим ударам, выделяет меньше тепла и не вибрирует.
По сравнению с электромеханическими, твердотельные устройства, как правило, стоят дороже за ту же емкость и, как правило, не обладают большей емкостью, чем электромеханические.
Кроме того, флэш-устройства испытывают износ памяти , что сокращает срок службы из-за ограничений флэш-памяти, которые накладывают конечное число циклов стирания программ, используемых для записи данных. В связи с этим твердотельные накопители часто используются для гибридных дисков , в которых твердотельные накопители служат кэшем для часто используемых данных вместо того, чтобы быть полной заменой традиционного вторичного хранилища. [4] [5] [10]
Твердотельный накопитель ( SSD) обеспечивает вторичное хранилище для относительно сложных систем, включая персональные компьютеры , встроенные системы , портативные устройства , большие серверы и сетевые хранилища (NAS). Чтобы удовлетворить столь широкий спектр применений, SSD производятся с различными функциями, емкостями, интерфейсами , физическими размерами и компоновками. [4]
Твердотельные накопители также доступны в качестве сменных носителей . Карта памяти , такая как MMC и SD , имеет форму, подходящую для специального порта для карты. USB-флеш-накопитель подключается через USB и не ограничен формой и размером, как карта. [2] [11]
В общем, SSD использует относительно быстрый интерфейс, такой как Serial ATA (SATA) или PCI Express (PCIe) в паре с логическим интерфейсом устройства, таким как AHCI или NVM Express (NVMe). Съемные устройства используют более простые и медленные интерфейсы, такие как однобитный интерфейс SD или SPI . [12] [13]
