Studià a storia di i dischi hè u principiu di u viaghju per capiscenu i principii di u funziunamentu di unità di stati solidi. A prima parte di a nostra serie di articuli, "Introduzione à i SSD", farà un tour di a storia è vi permetterà di capisce chjaramente a diffarenza trà un SSD è u so cuncurrente più vicinu, u HDD.
Malgradu l'abbundanza di diversi dispositi per almacenà l'infurmazioni, a popularità di HDD è SSD in u nostru tempu hè innegabile. A diffarenza trà sti dui tipi di unità hè ovvia à a persona media: SSD hè più caru è più veloce, mentri HDD hè più prezzu è più spaziosa.
Attenzioni particulari deve esse pagatu à l'unità di misurazione per a capacità di almacenamento: storicamente, i prefissi decimali cum'è kilo è mega sò intesu in u cuntestu di a tecnulugia di l'informatica cum'è u decimu è u vintesimu putenzi di dui. Per eliminà a cunfusione, i prefissi binari kibi-, mebi- è altri sò stati introdotti. A diffarenza trà questi set-top boxes diventa notevule cum'è u voluminu aumenta: quandu cumprà un discu di 240 gigabyte, pudete almacenà 223.5 gigabyte d'infurmazioni nantu à questu.
Погружение в историю
U sviluppu di u primu discu duru principia in u 1952 da IBM. U 14 settembre 1956, u risultatu finali di u sviluppu hè statu annunziatu - l'IBM 350 Model 1. L'unità cuntene 3.75 mebibytes di dati cù dimensioni assai immodest: 172 centimeters in altezza, 152 centimeters in longu è 74 centimeters in larghezza. Dentru c'eranu 50 dischetti sottili rivestiti di ferru puru cù un diametru di 610 mm (24 inches). U tempu mediu di ricerca di dati nantu à u discu hà pigliatu ~ 600 ms.
Время шло, и IBM уверенно улучшал технологию. В 1961 году представлен cù una capacità di 18.75 megabytes cù teste di lettura in ogni platter. IN появились съемные дисковые картриджи, а с 1970 года в IBM 3330 была внедрена система обнаружения и коррекции ошибок. Спустя три года появился известный под названием «Winchester».
Винчестер (от англ. Winchester rifle) - u nome generale per i fucili è i fucili fabbricati da a Winchester Repeating Arms Company in i Stati Uniti d'America in a seconda mità di u XNUMXu seculu. Questi eranu unu di i primi fucili ripetuti chì sò diventati assai populari trà i cumpratori. Devevanu u so nome à u fundatore di a cumpagnia, Oliver Fisher Winchester.
L'IBM 3340 era custituitu da dui fusi di 30 MiB ognunu, per quessa l'ingegneri chjamanu stu discu "30-30". U nomu era una reminiscenza di u fucile Winchester Model 1894 chambered in .30-30 Winchester, chì guida Kenneth Haughton, chì guidò u sviluppu di l'IBM 3340, per dì "Se hè un 30-30, deve esse un Winchester". -30, allora deve esse un Winchester. "). Da tandu, micca solu i fucili, ma ancu i discu duru sò stati chjamati "dischi duri".
Trè anni dopu, l'IBM 3350 "Madrid" hè stata liberata cù platti 14-inch è un tempu d'accessu di 25 ms.
U primu discu SSD hè statu creatu da Dataram in u 1976. L'unità Dataram BulkCore era custituita da un chassis cù ottu sticks di memoria RAM cù una capacità di 256 KiB ognunu. Comparatu à u primu discu duru, BulkCore era chjucu: 50,8 cm long, 48,26 cm wide è 40 cm high. À u listessu tempu, u tempu d'accessu di dati in stu mudellu era solu 750 ns, chì hè 30000 XNUMX volte più veloce di u discu HDD più mudernu in quellu tempu.
In u 1978, Shugart Technology hè stata fundata, chì un annu dopu hà cambiatu u so nome in Seagate Technology per evità cunflitti cù Shugart Associates. Dopu dui anni di travagliu, Seagate hà liberatu u ST-506 - u primu discu duru per l'urdinatori persunali in u fattore di forma 5.25-inch è cù una capacità di 5 MiB.
In più di l'emergenza di a Tecnulugia Shugart, 1978 hè stata ricurdata per a liberazione di u primu SSD Enterprise da StorageTek. U StorageTek STC 4305 cuntene 45 MiB di dati. Stu SSD hè statu sviluppatu cum'è un sustitutu per l'IBM 2305, avia dimensioni simili è custava un incredibile $ 400.
In u 1982, SSD intrutu in u mercatu di l'informatica persunale. A cumpagnia Axlon hà sviluppatu un discu SSD in chips RAM chjamatu RAMDISK 320 specificamente per l'Apple II. Siccomu l'unità hè stata creata nantu à a basa di memoria volatile, una bateria hè stata furnita in u kit per mantene a sicurità di l'infurmazioni. A capacità di a bateria era abbastanza per 3 ore di operazione autònuma in casu di perdita di energia.
Un annu dopu, Rodime liberarà u primu discu duru RO352 10 MiB in u fattore di forma 3.5-inch familiar à l'utilizatori muderni. Malgradu u fattu chì questu hè u primu impulsu cummerciale in questu fattore di forma, Rodime essenzialmente ùn hà fattu nunda di novu.
U primu pruduttu in questu fattore di forma hè cunsideratu cum'è un dischettu introduttu da Tandon è Shugart Associates. Inoltre, Seagate è MiniScribe accunsenu à aduttà u standard di l'industria di 3.5-inch, lascendu Rodime daretu, chì hà affruntatu u destinu di un "troll di patente" è una surtita cumpleta da l'industria di a produzzione di unità.
In u 1980, l'ingegnere Toshiba, u prufessore Fujio Masuoka, hà registratu una patente per un novu tipu di memoria chjamata NOR Flash memory. U sviluppu hà pigliatu 4 anni.
A memoria NOR hè una matrice classica 2D di cunduttori, in quale una cellula hè stallata à l'intersezzione di fila è colonne (analoga à a memoria nantu à i core magnetichi).
In u 1984, u prufessore Masuoka hà parlatu di a so invenzione in l'International Electronics Developers Meeting, induve Intel hà ricunnisciutu rapidamente a prumessa di stu sviluppu. Toshiba, induve u prufessore Masuoka hà travagliatu, ùn hà micca cunsideratu chì a memoria Flash era qualcosa di speciale, è per quessa cumpia cù a dumanda di Intel per fà parechji prototipi per u studiu.
L'interessu di Intel in u sviluppu di Fujio hà incitatu Toshiba à assignà cinque ingegneri per aiutà u prufessore à risolve u prublema di cummercializà l'invenzione. Intel, à u turnu, hà lanciatu trè centu impiegati à creà a so propria versione di memoria Flash.
Mentre Intel è Toshiba sviluppavanu sviluppi in u campu di l'almacenamiento Flash, dui avvenimenti impurtanti sò accaduti in u 1986. Prima, SCSI, un inseme di cunvenzioni per a cumunicazione trà l'urdinatori è i dispositi periferichi, hè statu standardizatu ufficialmente. Siconda, l'interfaccia AT Attachment (ATA), cunnisciuta sottu a marca Integrated Drive Electronics (IDE), hè stata sviluppata, grazia à quale u controller di l'unità hè stata spustata in u drive.
Per trè anni, Fujio Mausoka hà travagliatu per migliurà a tecnulugia di memoria Flash è da u 1987 hà sviluppatu a memoria NAND.
A memoria NAND hè a stessa memoria NOR, organizata in una matrice tridimensionale. A principal diferenza era chì l'algoritmu per accede à ogni cellula hè diventatu più cumplessu, l'area di a cellula hè diventata più chjuca, è a capacità tutale hà aumentatu significativamente.
Un annu dopu, Intel hà sviluppatu a so propria memoria Flash NOR, è Digipro hà fattu un discu chjamatu Flashdisk. A prima versione di Flashdisk in a so cunfigurazione massima cuntene 16 MiB di dati è costa menu di $ 500
À a fini di l'anni 80 è à l'iniziu di l'anni 90, i pruduttori di u discu duru cumpetenu per fà unità più chjuche. In u 1989, PrairieTek hà liberatu l'unità PrairieTek 220 20 MiB in un fattore di forma di 2.5-inch. Dui anni dopu, Integral Peripherals crea u discu "Mustang" Integral Peripherals 1820 cù u stessu voluminu, ma digià 1.8 inch. Un annu dopu, Hewlett-Packard hà riduciutu a dimensione di u discu à 1.3 inch.
Компания Seagate хранила верность дискам в форм-факторе 3.5 дюйма и делала ставку на увеличение скорости вращения, выпустив в 1992 свою знаменитую модель Barracuda, первый жесткий диск со скоростью вращения шпинделя 7200 оборотов в минуту. Но на этом Seagate не собиралась останавливаться. В 1996 диски линейки Seagate Cheetah достигли скорости вращения 10000 оборотов в минуту, а через четыре года модификация Х15 раскручивалась аж до 15000 оборотов в минуту.
In u 2000, l'interfaccia ATA divintò cunnisciuta cum'è PATA. U mutivu di questu era l'emergenza di l'interfaccia Serial ATA (SATA) cù fili più compacti, supportu hot-swap è velocità di trasferimentu di dati aumentata. Seagate hà pigliatu a guida ancu quì, liberendu u primu discu duru cù una tale interfaccia in u 2002.
A memoria flash era inizialmente assai caru per pruduce, ma i costi sò calati drasticamente à l'iniziu di l'anni 2000. Transcend hà apprufittatu di questu, liberendu unità SSD cù capacità chì varianu da 2003 à 16 MiB in 512. Trè anni dopu, Samsung è SanDisk si uniscenu à a produzzione di massa. In u stessu annu, IBM hà vindutu a so divisione di discu à Hitachi.
I Solid State Drives anu guadagnatu impulsu è ci era un prublema evidenti: l'interfaccia SATA era più lenta cà i SSD stessi. Per risolve stu prublema, u NVM Express Workgroup hà iniziatu à sviluppà NVMe - una specificazione per i protokolli d'accessu per SSD direttamente nantu à u bus PCIe, sguassendu l'"intermediariu" in forma di un controller SATA. Questu permetterà l'accessu di dati à a velocità di bus PCIe. Dui anni dopu, a prima versione di a specificazione era pronta, è un annu dopu hè apparsu u primu discu NVMe.
Differenze trà SSD è HDD muderni
À u livellu fisicu, a diffarenza trà un SSD è un HDD hè facilmente notevule: un SSD ùn hà micca elementi meccanichi, è l'infurmazioni sò guardati in cellula di memoria. L'absenza di elementi in muvimentu porta à l'accessu rapidu à e dati in ogni parte di a memoria, però, ci hè un limitu in u numeru di cicli di riscrittura. A causa di u numeru limitatu di cicli di riscrittura per ogni cellula di memoria, ci hè bisognu di un mecanismu di equilibriu - livellà l'usura di e cellule trasferendu dati trà e cellule. Stu travagliu hè realizatu da u controller di discu.
Для проведения балансировки контроллеру SSD необходимо знать, какие ячейки заняты, а какие свободны. Запись данных в ячейку контроллер способен отследить сам, чего нельзя сказать об удалении. Как известно, операционные системы (ОС) не стирают данные с диска, когда пользователь удаляет файл, а помечают соответствующие участки памяти как свободные. Такое решение избавляет от необходимости ожидания дисковой операции при использовании HDD, но совершенно не подходит для работы SSD. Контроллер SSD-диска работает с байтами, а не с файловыми системами, и поэтому требует отдельного сообщения об удалении файла.
Так появилась команда TRIM (англ. — подрезать), с помощью которой ОС уведомляет контроллер SSD-диска об освобождении определенной области памяти. Команда TRIM необратимо стирает данные с диска. Не все операционные системы знают о необходимости отправлять эту команду твердотельным накопителям, а аппаратные RAID-контроллеры в режиме дисковых массивов никогда не отправляют TRIM дискам.
Per esse continuatu ...
In i seguenti parti, parlemu di fatturi di forma, interfacce di cunnessione è l'urganizazione interna di unità di u solidu.
In u nostru laboratoriu Вы можете самостоятельно протестировать современные HDD и SSD диски и сделать собственные выводы.
Solu l'utilizatori registrati ponu participà à l'indagine. , per piacè.
Pensate chì SSD puderà rimpiazzà HDD?
-
71.2%Iè, i SSD sò u futuru396
-
7.5%Innò, l'era di HDD42 magneto-otticu hè avanti
-
21.2%A versione hibrida HDD + SSD118 vincerà
556 utilizatori anu vutatu. 72 utilizatori si sò astenuti.
Source: www.habr.com