Disklərin tarixini öyrənmək, bərk vəziyyətdə olan sürücülərin iş prinsiplərini başa düşmək üçün səyahətin başlanğıcıdır. “SSD-lərə giriş” adlı məqalələrimizin birinci hissəsi tarixə ekskursiya edəcək və SSD ilə onun ən yaxın rəqibi olan HDD arasındakı fərqi aydın anlamağa imkan verəcək.
Məlumat saxlamaq üçün müxtəlif cihazların bolluğuna baxmayaraq, dövrümüzdə HDD və SSD-lərin populyarlığı danılmazdır. Bu iki növ sürücü arasındakı fərq adi insan üçün aydındır: SSD daha bahalı və daha sürətli, HDD isə daha ucuz və daha genişdir.
Saxlama tutumu üçün ölçü vahidinə xüsusi diqqət yetirilməlidir: tarixən kilo və meqa kimi onluq prefikslər informasiya texnologiyaları kontekstində ikinin onuncu və iyirminci gücü kimi başa düşülür. Qarışıqlığı aradan qaldırmaq üçün kibi-, mebi- və başqaları ikili prefikslər təqdim edildi. Bu pristavkalar arasındakı fərq səs həcmi artdıqca nəzərə çarpır: 240 giqabaytlıq disk alarkən onun üzərində 223.5 giqabaytlıq məlumat saxlaya bilərsiniz.
Tarixə dalın
İlk sərt diskin inkişafı 1952-ci ildə IBM tərəfindən başladı. 14 sentyabr 1956-cı ildə inkişafın yekun nəticəsi elan edildi - IBM 350 Model 1. Sürücüdə çox qeyri-təvazökar ölçülərə malik 3.75 mebibayt məlumat var idi: hündürlüyü 172 santimetr, uzunluğu 152 santimetr və eni 74 santimetr. İçərisində diametri 50 mm (610 düym) olan təmiz dəmirlə örtülmüş 24 nazik disk var idi. Diskdə məlumat axtarmaq üçün orta vaxt ~600 ms çəkdi.
Zaman keçdikcə IBM texnologiyanı davamlı olaraq təkmilləşdirdi. 1961-ci ildə təqdim edilmişdir 18.75 meqabayt tutumlu, hər lövhədə oxuma başlıqları ilə. IN çıxarıla bilən disk kartricləri meydana çıxdı və 1970-ci ildən IBM 3330-da səhvlərin aşkarlanması və düzəldilməsi sistemi tətbiq edildi. Üç il sonra o ortaya çıxdı "Vinçester" kimi tanınır.
Winchester (İngilis Winchester tüfəngindən) - XNUMX-cu əsrin ikinci yarısında ABŞ-da Winchester Repeating Arms Company tərəfindən istehsal edilmiş tüfəng və ov tüfənglərinin ümumi adı. Bunlar alıcılar arasında son dərəcə populyarlaşan ilk təkrarlanan ov tüfənglərindən biri idi. Onlar öz adlarını şirkətin qurucusu Oliver Fisher Winchesterə borclu idilər.
IBM 3340 hər biri 30 MiB olan iki mildən ibarət idi, buna görə də mühəndislər bu diski “30-30” adlandırdılar.. Bu ad, IBM 1894-ın inkişafına rəhbərlik edən Kenneth Haughton-a rəhbərlik edən .30-30 Winchester-də yerləşdirilmiş Winchester Model 3340 tüfəngini xatırladırdı, "əgər bu, 30-30-dursa, o, Winchester olmalıdır" deməsinə səbəb oldu. a 30. -30, onda Vinçester olmalıdır."). O vaxtdan bəri təkcə tüfənglər deyil, həm də sərt disklər "sərt disklər" adlanır.
Daha üç il sonra, IBM 3350 “Madrid” 14 düymlük lövhələr və 25 ms giriş vaxtı ilə buraxıldı.
İlk SSD sürücüsü 1976-cı ildə Dataram tərəfindən yaradılmışdır. Dataram BulkCore sürücüsü hər birinin tutumu 256 KiB olan səkkiz RAM yaddaş çubuğu olan şassidən ibarət idi. İlk sərt disklə müqayisədə BulkCore kiçik idi: uzunluğu 50,8 sm, eni 48,26 sm və hündürlüyü 40 sm. Eyni zamanda, bu modeldə məlumat əldə etmək müddəti cəmi 750 ns idi ki, bu da o zamankı ən müasir HDD sürücüsündən 30000 XNUMX dəfə sürətlidir.
1978-ci ildə Shugart Technology əsası qoyuldu və bir il sonra Şugart Associates ilə münaqişələrin qarşısını almaq üçün adını Seagate Technology olaraq dəyişdirdi. İki illik işdən sonra Seagate ST-506-nı buraxdı - 5.25 düymlük forma faktorlu və 5 MiB tutumlu fərdi kompüterlər üçün ilk sərt disk.
Shugart Technology-nin yaranması ilə yanaşı, 1978-ci il StorageTek-dən ilk Enterprise SSD-nin buraxılması ilə yadda qaldı. StorageTek STC 4305 45 MiB məlumat tutdu. Bu SSD IBM 2305-in əvəzi kimi hazırlanmışdır, oxşar ölçülərə malikdir və inanılmaz 400 dollara başa gəlir.
1982-ci ildə SSD fərdi kompüter bazarına çıxdı. Axlon şirkəti xüsusi olaraq Apple II üçün RAMDISK 320 adlı RAM çipləri üzərində SSD disk hazırlayır.Sürücü qeyri-sabit yaddaş əsasında yaradıldığından məlumatın təhlükəsizliyini qorumaq üçün dəstdə batareya verilirdi. Batareyanın tutumu enerji itkisi zamanı 3 saat avtonom işləməyə kifayət edirdi.
Bir il sonra Rodime müasir istifadəçilərə tanış olan 352 düymlük forma faktorunda ilk RO10 3.5 MiB sərt diskini buraxacaq. Bu, bu forma faktorunda ilk kommersiya sürücüsü olmasına baxmayaraq, Rodime mahiyyətcə yenilikçi heç nə etmədi.
Bu forma faktorunda ilk məhsul Tandon və Shugart Associates tərəfindən təqdim edilən disket diski hesab olunur. Üstəlik, Seagate və MiniScribe 3.5 düymlük sənaye standartını qəbul etməyə razılaşaraq, Rodime-ni geridə qoyub, “patent trol”un taleyi və sürücü istehsal sənayesindən tamamilə çıxmaqla üzləşdi.
1980-ci ildə Toshiba mühəndisi, professor Fujio Masuoka NOR Flash yaddaş adlı yeni yaddaş növü üçün patent qeydiyyata aldı. İnkişaf 4 il çəkdi.
NOR yaddaş keçiricilərin klassik 2D matrisidir, cərgə və sütunların kəsişməsində bir hüceyrənin quraşdırıldığı (maqnit nüvələrində yaddaşın analoqu).
1984-cü ildə professor Masuoka Beynəlxalq Elektronika Tərtibatçıları Yığıncağında öz ixtirası haqqında danışdı, burada Intel bu inkişafın vədini tez bir zamanda tanıdı. Professor Masuokanın işlədiyi Toshiba şirkəti Flash yaddaşını xüsusi bir şey hesab etmirdi və buna görə də Intel-in tədqiqat üçün bir neçə prototip hazırlamaq tələbini yerinə yetirdi.
Intel-in Fujionun inkişafı ilə maraqlanması Toshiba-nı professora ixtiranın kommersiyalaşdırılması problemini həll etməkdə kömək etmək üçün beş mühəndis ayırmağa vadar etdi. Intel, öz növbəsində, üç yüz əməkdaşını Flash yaddaşının öz versiyasını yaratmağa atdı.
Intel və Toshiba Flash yaddaş sahəsində inkişaflar hazırlayarkən 1986-cı ildə iki mühüm hadisə baş verdi. Birincisi, SCSI, kompüterlər və periferik qurğular arasında əlaqə qurmaq üçün konvensiyalar toplusu rəsmi olaraq standartlaşdırılmışdır. İkincisi, Integrated Drive Electronics (IDE) markası ilə tanınan AT Attachment (ATA) interfeysi hazırlanmışdır, bunun sayəsində sürücü nəzarətçisi sürücünün içərisinə köçürülmüşdür.
Üç il ərzində Fujio Mausoka Flash yaddaş texnologiyasını təkmilləşdirməyə çalışdı və 1987-ci ilə qədər NAND yaddaşını inkişaf etdirdi.
NAND yaddaşı üçölçülü massivdə təşkil edilən eyni NOR yaddaşdır. Əsas fərq ondan ibarət idi ki, hər bir xanaya daxil olmaq üçün alqoritm mürəkkəbləşdi, hüceyrə sahəsi kiçildi və ümumi tutum xeyli artdı.
Bir il sonra Intel özünün NOR Flash yaddaşını inkişaf etdirdi və Digipro onun üzərində Flashdisk adlı sürücü hazırladı. Maksimum konfiqurasiyada Flashdisk-in ilk versiyası 16 MiB məlumat ehtiva edirdi və qiyməti 500 dollardan az idi.
80-ci illərin sonu və 90-cı illərin əvvəllərində sərt disk istehsalçıları sürücüləri daha kiçik etmək üçün yarışırdılar. 1989-cu ildə PrairieTek PrairieTek 220 20 MiB diskini 2.5 düymlük forma faktorunda buraxdı. İki il sonra Integral Peripherals eyni həcmli, lakin artıq 1820 düym olan Integral Peripherals 1.8 “Mustang” diskini yaradır. Bir il sonra Hewlett-Packard diskin ölçüsünü 1.3 düymədək azaldıb.
Seagate 3.5 düymlük forma faktorunda disklərə sadiq qaldı və artan fırlanma sürətinə arxalanaraq 1992-ci ildə özünün məşhur Barracuda modelini, mil sürəti 7200 rpm olan ilk sərt diskini buraxdı. Lakin Seagate bununla dayanmaq fikrində deyildi. 1996-cı ildə Seagate Cheetah xəttindən olan sürücülər 10000 rpm fırlanma sürətinə çatdı və dörd il sonra X15 modifikasiyası 15000 rpm-ə qədər fırlandı.
2000-ci ildə ATA interfeysi PATA kimi tanındı. Bunun səbəbi daha yığcam naqillər, isti dəyişdirmə dəstəyi və artan məlumat ötürmə sürəti ilə Serial ATA (SATA) interfeysinin ortaya çıxması idi. Seagate 2002-ci ildə belə interfeysə malik ilk sərt diski buraxaraq burada da liderlik etdi.
Fləş yaddaşın istehsalı əvvəlcə çox baha idi, lakin 2000-ci illərin əvvəllərində xərclər kəskin şəkildə aşağı düşdü. Transcend bundan yararlanaraq 2003-cü ildə tutumu 16 ilə 512 MiB arasında dəyişən SSD disklərini buraxdı. Üç il sonra Samsung və SanDisk kütləvi istehsala qoşuldular. Elə həmin il IBM disk bölməsini Hitachi-yə satdı.
Solid State Drives təcil qazanırdı və açıq bir problem var idi: SATA interfeysi SSD-lərin özündən daha yavaş idi. Bu problemi həll etmək üçün NVM Express İş Qrupu NVMe-ni inkişaf etdirməyə başladı - SATA nəzarətçisi şəklində "vasitəçi" ni keçərək birbaşa PCIe avtobusu üzərindən SSD-lər üçün giriş protokolları üçün spesifikasiya. Bu, PCIe avtobus sürətində məlumat əldə etməyə imkan verəcəkdir. İki il sonra spesifikasiyanın ilk versiyası hazır oldu və bir ildən sonra ilk NVMe sürücüsü peyda oldu.
Müasir SSD-lər və HDD-lər arasındakı fərqlər
Fiziki səviyyədə SSD və HDD arasındakı fərq asanlıqla nəzərə çarpır: SSD-də mexaniki elementlər yoxdur və məlumat yaddaş hüceyrələrində saxlanılır. Hərəkətli elementlərin olmaması yaddaşın hər hansı bir hissəsindəki məlumatlara sürətli çıxışa səbəb olur, lakin yenidən yazma dövrlərinin sayına məhdudiyyət qoyulur. Hər bir yaddaş hüceyrəsi üçün təkrar yazma dövrlərinin məhdud sayda olması səbəbindən balanslaşdırma mexanizminə ehtiyac var - hüceyrələr arasında məlumatların ötürülməsi yolu ilə hüceyrə aşınmasını bərabərləşdirin. Bu işi disk nəzarətçisi yerinə yetirir.
Balanslaşdırmanı həyata keçirmək üçün SSD nəzarətçisi hansı hüceyrələrin işğal edildiyini və hansının boş olduğunu bilməlidir. Nəzarətçi məlumatların bir hüceyrəyə yazılmasını izləyə bilir, silinməsi haqqında danışmaq mümkün deyil. Bildiyiniz kimi, əməliyyat sistemləri (ƏS) istifadəçi faylı silən zaman diskdən məlumatları silmir, müvafiq yaddaş sahələrini boş kimi qeyd edir. Bu həll HDD istifadə edərkən disk əməliyyatını gözləmək ehtiyacını aradan qaldırır, lakin SSD ilə işləmək üçün tamamilə yararsızdır. SSD sürücü nəzarətçisi fayl sistemləri ilə deyil, baytlarla işləyir və buna görə də fayl silindikdə ayrıca mesaj tələb olunur.
TRIM (ingiliscə - trim) əmri belə ortaya çıxdı, onun köməyi ilə OS SSD disk nəzarətçisinə müəyyən bir yaddaş sahəsini boşaltmaq üçün xəbər verir. TRIM əmri diskdən məlumatları həmişəlik silir. Bütün əməliyyat sistemləri bu əmri bərk vəziyyətdə olan sürücülərə göndərməyi bilmir və disk massivi rejimində aparat RAID nəzarətçiləri heç vaxt disklərə TRIM göndərmir.
Davam etmək üçün ...
Sonrakı hissələrdə forma faktorları, əlaqə interfeysləri və bərk vəziyyət sürücülərinin daxili təşkili haqqında danışacağıq.
Laboratoriyamızda Müasir HDD və SSD sürücülərini müstəqil olaraq sınaqdan keçirə və öz nəticənizi çıxara bilərsiniz.
Sorğuda yalnız qeydiyyatdan keçmiş istifadəçilər iştirak edə bilər. xahiş edirəm.
Sizcə SSD HDD-ni əvəz edə biləcəkmi?
-
71.2%Bəli, SSD-lər gələcəkdir396
-
7.5%Xeyr, maqnito-optik HDD42 erası qarşıdadır
-
21.2%HDD + SSD118 hibrid versiyası qalib gələcək
556 istifadəçi səs verib. 72 istifadəçi bitərəf qalıb.
Mənbə: www.habr.com