هارد SSD چیست؟ هارد SSD ( اس اس دی) یا درایو حالت جامد نوعی رسانه ذخیره سازی است که اطلاعات و داده‌ها را به صورت ماندگار در حافظه فلش ذخیره می‌کند. هارد اس اس دی از دو بخش تشکیل شده است:

  • کنترلر فلش
  • تراشه‌های حافظه فلش NAND

پیکربندی معماری کنترلر SSD برای بهینه سازی عملکرد خواندن و نوشتن بالا در هر دو فرم درخواست داده‌های ترتیبی و تصادفی انجام می‌شود. SSD‌ها برخی اوقات به عنوان درایو فلش یا دیسک‌های حالت جامد شناخته می‌شوند.

برخلاف هاردهای سنتی HDD هاردهای SSD هیچ قسمت متحرکی ندارند. هاردهای HDD دارای هد خواندن / نوشتن هستند که با استفاده از بازوی مکانیکی (که به عنوان محرک شناخته می‌شود) روی پلاترهای در حال چرخش قرار داده می‌شوند و اطلاعات را می‌خوانند.

با توجه به هزینه پایین تر هاردهای HDD از این نوع هارد برای ذخیره سازی انبوه استفاده می‌شود گرچه در حال حاضر هاردهای SSD را می‌توان در کامپیوترهای دسکتاپ و لپ تاپ‌ها پیدا کرد.

هارد اس اس دی ای دیتا مدل Ultimate SU650 با ظرفیت 240 گیگابایت

حافظه SSD وسترن دیجیتال مدل GREEN WDS240G1G0A ظرفیت 240 گیگابایت

اس اس دی سامسونگ مدل 860 Evo ظرفیت 250 گیگابایت

هاردهای HDD با چرخیدن پلاترها و حرکت بازو و هد، داده‌ها را می‌خوانند و می‌نویسند و یکی از قدیمی ترین رسانه‌های ذخیره سازی است. با این حال به دلیل خاصیت مغناطیسی که این هارد دارد ممکن است خرابی‌های مکانیکی بوجود بیاید.

این در حالی است که هاردهای SSD داده‌ها را روی تراشه‌های حافظه فلش که از سیلیکون ساخته شده‌اند ذخیره می‌کند و اطلاعات را از آن می‌خواند و در آن می‌نویسد. سازندگان هاردهای SSD با استفاده از پشته ای از تراشه‌ها سعی دارند به تراکم‌های مختلف دست پیدا کنند.

هارد SSD قسمت اول – هارد اس ای دی چیست؟ نحوه کار و کاربرد آن

برای جلوگیری از نوسانات، تولیدکنندگان هارد اس اس دی دستگاه‌ها را با استفاده از ترانزیستورهای FGR طراحی می‌کنند تا شارژ الکتریکی را نگه دارند.

این قابلیت به هاردهای درایو حالت جامد اجازه می‌دهد تا داده‌های ذخیره شده را حتی در هنگام اتصال به منبع تغذیه ذخیره کنند. هر FGR حاوی یک بیت داده است، اگر سلول بدون بار اکتیریکی باشد از 1 برای آن استفاده می‌شود و در غیر این صورت از عدد 0 استفاده می‌شود.

حافظه SSD وسترن دیجیتال مدل GREEN WDS120G1G0A ظرفیت 120 گیگابایت

هارد SSD گیل مدل Zenith R3 با ظرفیت 120 گیگابایت

هارد اس اس دی اینترنال ای دیتا مدل Ultimate SU630 با ظرفیت 240 گیگابایت

نحوه کار هارد اس اس دی

هر بلوک از داده با سرعت ثابتی قابل دسترسی هستند با این حال SSD‌ها می‌توانند فقط در بلوک‌های خالی بنویسند. برای این کار هاردهای اس اس دی از روش‌های overprovisioning, wear leveling یا garbage collection استفاده می‌کنند:

  • زباله روب یا جمع آوری کننده زباله (Garbage Collector) – این عامل تلاش می‌کند فضایی از حافظه که حین ایجاد و استفاده از یک شئ به آن اختصاص داده (Allocate) شده است و دیگر برنامه به آن نیازی ندارد را برای استفاده مجدد آزاد کند (Deallocate). اشیاء مذکور اصطلاحا با نام زباله (Garbage) یا اشیاء مرده (Dead Objects) شناخته می‌شوند.
  • Over-Provisioning یا به اختصار OP – یک فضای خالی در اس اس دی می‌باشد که توسط شرکت سازنده برای کنترلر رزور شده است.این فضا در اختیار کاربر قرار نمی‌گیرد و تنها برای بهینه سازی و افزایش سرعت حافظه هارد اس اس دی قرار گرفته است.به طور معمول 7 تا 28 درصد ظرفیت اس اس دی‌ها برای Over-Provisioning رزرو شده است.
  • Wear Leveling – فرآیندی است که به کمک آن فرسایش زودرس فلش‌های NAND به تعویق می‌افتد.

اما هنوز هم عملکرد هارد اس اس دی می‌تواند در طول زمان کند شود. میزان بارکذاری سطح سلولی، سلول‌های فلش را متعادل می‌کند در حالی که اطلاعات پاک شده فایل‌های قدیمی در پس زمینه حذف می‌شوند. SSD‌ها از سه نوع حافظه اصلی سلول‌های تک سطحی، چند سطحی و سه سطحی استفاده می‌کنند.

  • سلول‌های تک سطحی تنها یک بین از اطلاعات را در هر بار نگهداری می‌کنند ( 0 یا 1). سلول‌های تک سطحی یا SLC گرانترین ، سریعترین و بادوام ترین نوع SSD هستند.
  • سلول‌های چند سطحی یا MLC می‌توانند در هر سلول دو بیت از اطلاعات را ذخیره کنند که در مقایسه با SLC فضای بیشتری برای ذخیره سازی دارند. با این حال MLC‌ها سرعت نوشتن کندتری دارند.
  • سلول‌های سه سطحی یا TLC می‌توانند سه بیت داده را در یک سلول ذخیره کتتد TLC‌ها قیمت کمتری دارند اما سرعت نوشتن کندتر و ماندگاری کمتری دارند. SSD‌های مبتنی بر TLC طرفیت فلش بیشتری را ارائه می‌دهد و ارزانتر از MLC یا SLC است.

تولیدکنندگان در حال حاضر به ساخت هاردهای SSD کوچکتر تمایل دارند. اینتل، میکرون، سامسونگ، وسترن دیجیتال هاردهای اس اس دی را براساس حافطه فلش NAND – 64 لایه ای ارائه می‌دهند.

در حال حاضر تولید کننده کره ای SK Hynix متراکم ترین هاردهای SSD را ارائه می‌دهد ( NAND‌های 72 لایه ای). در سال 2018 اینتل و میکرون NAND هایی یا سلول چهار سطحی را معرفی کردند.

کاربرد هاردهای درایو حالت جامد

SSD‌ها نسبت به هاردهای مغناطیسی سنتی مزایایی را ارائه می‌دهند. کسب و کارها نیاز به سرعت انتقال بالاتری دارند. از آنجا که هارد اس اس دی نسبت به هاردهای HDD تاخیر کمتری را ارائه می‌دهد می‌توانند برای کاربردهای خواندن یا نوشتن محور استفاده شوند.

این تاخیر پایین به علت توانایی حافظه فلش اس اس دی برای خواندن داده‌ها به طور مستقیم و بلافاصله از یک مکان خاص از حافظه فلش است. سرورها، لپ تاپ ها، کامپیوترهای دسکتاپ و هر کاربردی که نیاز به ارائه اطلاعات در زمان واقعی و یا نزدیک به زمان واقعی دارند می‌توانند از فناوری درایو حالت جامد بهره مند شوند.

  هارد اس اس دی شرکت‌ها و سازمان‌ها را قادر به لود سریعتر پایگاه داده‌های سنگین، بوت سریعتر و انتقال و ذخیره سریعتر اطلاعات می‌کند. SSD‌ها در طیف گسترده ای از دستگاه‌ها از جمله کنسول‌های بازی، دوربین‌های دیجیتال، دستگاه‌های پلیر موسیقی دیجیتال؛ لپ تاپ ها، کامپیوترهای شخصی، گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها و غیره استفاده می‌شوند.