Die bestudering van die geskiedenis van skywe is die begin van die reis na die begrip van die beginsels van werking van vaste-toestand-aandrywers. Die eerste deel van ons reeks artikels, "Inleiding tot SSD's," sal 'n toer deur die geskiedenis neem en jou toelaat om die verskil tussen 'n SSD en sy naaste mededinger, die HDD, duidelik te verstaan.
Ten spyte van die oorvloed van verskillende toestelle vir die stoor van inligting, is die gewildheid van HDD's en SSD's in ons tyd onbetwisbaar. Die verskil tussen hierdie twee soorte aandrywers is duidelik vir die gemiddelde persoon: SSD is duurder en vinniger, terwyl HDD goedkoper en ruimer is.
Spesiale aandag moet gegee word aan die eenheid van meting vir bergingskapasiteit: histories word desimale voorvoegsels soos kilo en mega in die konteks van inligtingstegnologie verstaan as die tiende en twintigste magte van twee. Om verwarring uit te skakel, is die binêre voorvoegsels kibi-, mebi- en ander bekendgestel. Die verskil tussen hierdie set-top bokse word merkbaar soos die volume toeneem: wanneer jy 'n 240 gigagreep skyf koop, kan jy 223.5 gigagrepe se inligting daarop stoor.
Duik in die geskiedenis
Die ontwikkeling van die eerste hardeskyf het in 1952 deur IBM begin. Op 14 September 1956 is die finale resultaat van die ontwikkeling aangekondig – die IBM 350 Model 1. Die aandrywer het 3.75 mebigrepe data met baie onbeskeie afmetings bevat: 172 sentimeter in hoogte, 152 sentimeter in lengte en 74 sentimeter in breedte. Binne was 50 dun skywe bedek met suiwer yster met 'n deursnee van 610 mm (24 duim). Die gemiddelde tyd om na data op skyf te soek, het ~600 ms.
Soos die tyd aangegaan het, het IBM die tegnologie geleidelik verbeter. In 1961 bekendgestel met 'n kapasiteit van 18.75 megagrepe met leeskoppe op elke bord. IN verwyderbare skyfpatrone het verskyn, en sedert 1970 is 'n foutopsporing- en regstellingstelsel in die IBM 3330 ingestel. Drie jaar later het hy verskyn bekend as "Winchester".
Winchester (van die Engelse Winchester-geweer) - die algemene naam vir gewere en haelgewere wat in die tweede helfte van die XNUMXde eeu deur die Winchester Repeating Arms Company in die VSA vervaardig is. Dit was een van die eerste herhalende haelgewere wat uiters gewild geword het onder kopers. Hulle het hul naam te danke aan die maatskappy se stigter, Oliver Fisher Winchester.
Die IBM 3340 het bestaan uit twee asse van 30 MiB elk, en dit is hoekom ingenieurs het hierdie skyf "30-30" genoem. Die naam het herinner aan die Winchester Model 1894-geweer in .30-30 Winchester, wat Kenneth Haughton, wat die ontwikkeling van die IBM 3340 gelei het, gelei het om te sê "As dit 'n 30-30 is, moet dit 'n Winchester wees." 'n 30 -30, dan moet dit 'n Winchester wees."). Sedertdien word nie net gewere nie, maar ook hardeskywe "hardeskywe" genoem.
Nog drie jaar later is die IBM 3350 "Madrid" vrygestel met 14-duim-plate en 'n toegangstyd van 25 ms.
Die eerste SSD-stasie is in 1976 deur Dataram geskep. Die Dataram BulkCore-aandrywer het bestaan uit 'n onderstel met agt RAM-geheuestokkies met 'n kapasiteit van 256 KiB elk. In vergelyking met die eerste hardeskyf was BulkCore klein: 50,8 cm lank, 48,26 cm breed en 40 cm hoog. Terselfdertyd was die datatoegangstyd in hierdie model slegs 750 ns, wat 30000 XNUMX keer vinniger is as die modernste HDD-skyf op daardie tydstip.
In 1978 is Shugart Technology gestig, wat 'n jaar later sy naam na Seagate Technology verander het om konflikte met Shugart Associates te vermy. Ná twee jaar se werk het Seagate die ST-506 vrygestel – die eerste hardeskyf vir persoonlike rekenaars in die 5.25-duim-vormfaktor en met ’n kapasiteit van 5 MiB.
Benewens die opkoms van Shugart Technology, is 1978 onthou vir die vrystelling van die eerste Enterprise SSD van StorageTek. Die StorageTek STC 4305 het 45 MiB data gehou. Hierdie SSD is ontwikkel as 'n plaasvervanger vir die IBM 2305, het soortgelyke afmetings gehad en het 'n ongelooflike $400 000 gekos.
In 1982 het SSD die persoonlike rekenaarmark betree. Die Axlon-maatskappy ontwikkel 'n SSD-skyf op RAM-skyfies genaamd RAMDISK 320 spesifiek vir die Apple II. Aangesien die aandrywer op die basis van vlugtige geheue geskep is, is 'n battery in die stel voorsien om die veiligheid van inligting te handhaaf. Die batterykapasiteit was genoeg vir 3 uur se outonome werking in geval van kragverlies.
’n Jaar later sal Rodime die eerste RO352 10 MiB-hardeskyf vrystel in die 3.5-duim-vormfaktor wat aan moderne gebruikers bekend is. Ten spyte van die feit dat dit die eerste kommersiële aandrang in hierdie vormfaktor is, het Rodime in wese niks vernuwends gedoen nie.
Die eerste produk in hierdie vormfaktor word beskou as 'n floppy drive wat deur Tandon en Shugart Associates bekendgestel is. Boonop het Seagate en MiniScribe ingestem om die 3.5-duim-industriestandaard aan te neem, en Rodime agtergelaat, wat die lot van 'n "patent-troll" in die gesig gestaar het en 'n volledige uitgang uit die aandrywingproduksiebedryf.
In 1980 het Toshiba-ingenieur, professor Fujio Masuoka, 'n patent vir 'n nuwe tipe geheue genaamd NOR Flash-geheue geregistreer. Ontwikkeling het 4 jaar geneem.
NOR-geheue is 'n klassieke 2D-matriks van geleiers, waarin een sel geïnstalleer is by die kruising van rye en kolomme (analoog aan geheue op magnetiese kerns).
In 1984 het professor Masuoka gepraat oor sy uitvinding by die International Electronics Developers Meeting, waar Intel vinnig die belofte van hierdie ontwikkeling erken het. Toshiba, waar professor Masuoka gewerk het, het Flash-geheue nie as iets besonders beskou nie, en het dus voldoen aan Intel se versoek om verskeie prototipes vir studie te maak.
Intel se belangstelling in Fujio se ontwikkeling het Toshiba aangespoor om vyf ingenieurs toe te wys om die professor te help om die probleem van die kommersialisering van die uitvinding op te los. Intel het op sy beurt driehonderd werknemers gegooi om sy eie weergawe van Flash-geheue te skep.
Terwyl Intel en Toshiba ontwikkelings op die gebied van Flash-berging ontwikkel het, het twee belangrike gebeurtenisse in 1986 plaasgevind. Eerstens is SCSI, 'n stel konvensies vir kommunikasie tussen rekenaars en randtoestelle, amptelik gestandaardiseer. Tweedens is die AT Attachment (ATA)-koppelvlak, bekend onder die handelsnaam Integrated Drive Electronics (IDE), ontwikkel, waardeur die aandryfbeheerder binne die aandrywer geskuif is.
Vir drie jaar het Fujio Mausoka gewerk om Flash-geheue-tegnologie te verbeter en teen 1987 NAND-geheue ontwikkel.
NAND-geheue is dieselfde NOR-geheue, georganiseer in 'n driedimensionele skikking. Die belangrikste verskil was dat die algoritme vir toegang tot elke sel meer kompleks geword het, die seloppervlakte kleiner geword het en die totale kapasiteit aansienlik toegeneem het.
'n Jaar later het Intel sy eie NOR Flash-geheue ontwikkel, en Digipro het 'n aandrywer daarop gemaak genaamd Flashdisk. Die eerste weergawe van Flashdisk in sy maksimum konfigurasie het 16 MiB data bevat en het minder as $500 gekos
In die laat 80's en vroeë 90's het hardeskyfvervaardigers meegeding om aandrywers kleiner te maak. In 1989 het PrairieTek die PrairieTek 220 20 MiB-aandrywing in 'n 2.5-duim-vormfaktor vrygestel. Twee jaar later skep Integral Peripherals die Integral Peripherals 1820 "Mustang"-skyf met dieselfde volume, maar reeds 1.8 duim. ’n Jaar later het Hewlett-Packard die skyfgrootte tot 1.3 duim verminder.
Seagate het getrou gebly aan aandrywers in die 3.5-duim-vormfaktor en het staatgemaak op toenemende rotasiespoed, wat sy beroemde Barracuda-model in 1992 vrygestel het, die eerste hardeskyf met 'n spilspoed van 7200 rpm. Maar Seagate gaan nie daar stop nie. In 1996 het aandrywings vanaf die Seagate Cheetah-lyn 'n rotasiespoed van 10000 15 rpm bereik, en vier jaar later het die X15000-modifikasie tot XNUMX XNUMX rpm gedraai.
In 2000 het die ATA-koppelvlak bekend geword as PATA. Die rede hiervoor was die opkoms van die Serial ATA (SATA)-koppelvlak met meer kompakte drade, hot-swap-ondersteuning en verhoogde data-oordragspoed. Seagate het ook hier die voortou geneem en die eerste hardeskyf met so 'n koppelvlak in 2002 vrygestel.
Flitsgeheue was aanvanklik baie duur om te vervaardig, maar koste het in die vroeë 2000's skerp gedaal. Transcend het hiervan gebruik gemaak en SSD-aandrywers vrygestel met kapasiteite wat wissel van 2003 tot 16 MiB in 512. Drie jaar later het Samsung en SanDisk by massaproduksie aangesluit. In dieselfde jaar het IBM sy skyfafdeling aan Hitachi verkoop.
Solid State Drives het momentum gekry en daar was 'n ooglopende probleem: die SATA-koppelvlak was stadiger as die SSD's self. Om hierdie probleem op te los, het die NVM Express Workgroup begin met die ontwikkeling van NVMe - 'n spesifikasie vir toegangsprotokolle vir SSD's direk oor die PCIe-bus, wat die "tussenganger" in die vorm van 'n SATA-beheerder omseil. Dit sal datatoegang teen PCIe-busspoed toelaat. Twee jaar later was die eerste weergawe van die spesifikasie gereed, en 'n jaar later het die eerste NVMe-aandrywing verskyn.
Verskille tussen moderne SSD's en HDD's
Op die fisiese vlak is die verskil tussen 'n SSD en 'n HDD maklik waarneembaar: 'n SSD het geen meganiese elemente nie, en inligting word in geheueselle gestoor. Die afwesigheid van bewegende elemente lei tot vinnige toegang tot data in enige deel van die geheue, maar daar is 'n beperking op die aantal herskryfsiklusse. As gevolg van die beperkte aantal herskryfsiklusse vir elke geheuesel, is daar 'n behoefte aan 'n balanseringsmeganisme - die slytasie van die selle gelykmaak deur data tussen selle oor te dra. Hierdie werk word deur die skyfbeheerder uitgevoer.
Om balansering uit te voer, moet die SSD-beheerder weet watter selle beset is en watter vry is. Die kontroleerder is in staat om die opname van data in 'n sel self op te spoor, wat nie oor uitvee gesê kan word nie. Soos u weet, vee bedryfstelsels (OS) nie data van die skyf uit wanneer die gebruiker 'n lêer uitvee nie, maar merk die ooreenstemmende geheue-areas as vry. Hierdie oplossing elimineer die behoefte om te wag vir 'n skyfbewerking wanneer 'n HDD gebruik word, maar is heeltemal ongeskik vir die bedryf van 'n SSD. Die SSD-aandrywerbeheerder werk met grepe, nie lêerstelsels nie, en vereis dus 'n aparte boodskap wanneer 'n lêer uitgevee word.
Dit is hoe die TRIM (Engels - trim) opdrag verskyn het, waarmee die bedryfstelsel die SSD-skyfbeheerder in kennis stel om 'n sekere geheue-area vry te maak. Die TRIM-opdrag vee data permanent van 'n skyf uit. Nie alle bedryfstelsels weet om hierdie opdrag na vaste-toestand-aandrywers te stuur nie, en hardeware RAID-beheerders in skyfskikkingsmodus stuur nooit TRIM na skywe nie.
Vervolg…
In die volgende dele sal ons praat oor vormfaktore, verbindingskoppelvlakke en die interne organisasie van vaste-toestand-aandrywers.
In ons laboratorium U kan moderne HDD- en SSD-aandrywers onafhanklik toets en u eie gevolgtrekkings maak.
Slegs geregistreerde gebruikers kan aan die opname deelneem. , asseblief.
Dink jy SSD sal HDD kan verplaas?
-
71.2%Ja, SSD's is die toekoms396
-
7.5%Nee, die era van magneto-optiese HDD42 lê voor
-
21.2%Die hibriede weergawe HDD + SSD118 sal wen
556 gebruikers het gestem. 72 gebruikers het buite stemming gebly.
Bron: will.com