{"id":53836,"date":"2019-12-11T00:00:00","date_gmt":"2019-12-10T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/vvedenie-v-ssd-chast-1-istoricheskaya"},"modified":"2020-02-18T14:01:46","modified_gmt":"2020-02-18T11:01:46","slug":"vvedenie-v-ssd-chast-1-istoricheskaya","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/da\/blog\/administrirovanie\/vvedenie-v-ssd-chast-1-istoricheskaya","title":{"rendered":"Introduktion til SSD. Del 1. Historien","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"Introduktion
\n
\nAt unders\u00f8ge historien om lagringsdrev er begyndelsen p\u00e5 vejen til at forst\u00e5, hvordan solid-state-drev fungerer. Den f\u00f8rste del af vores artikelserie \"Introduktion til SSD\" giver et indblik i historien og viser tydeligt forskellen mellem SSD og dens n\u00e6rmeste konkurrent \u2014 HDD.<\/p>\n

P\u00e5 trods af det store udvalg af lagringsenheder er populariteten af HDD og SSD i dag ubestridelig. Forskellen mellem disse to typer lagringsenheder er tydelig for den almindelige bruger: SSD er dyrere og hurtigere, mens HDD er billigere og mere rummelige.<\/p>\n

Det er vigtigt at l\u00e6gge s\u00e6rlig v\u00e6gt p\u00e5 enheden for lagringskapacitet: det har historisk v\u00e6ret s\u00e5dan, at decimalpr\u00e6fikser som kibi- og mebi- i forbindelse med informationsteknologi henviser til henholdsvis tiende og tyvende potens af to. For at undg\u00e5 forvirring blev bin\u00e6re pr\u00e6fikser som kibi- og mebi- indf\u00f8rt. Forskellen mellem disse pr\u00e6fikser bliver mere m\u00e6rkbar, n\u00e5r kapaciteten stiger: ved k\u00f8b af en disk p\u00e5 240 gigabyte kan du gemme 223,5 gibibyte information.
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

At dykke ned i historien<\/h2>\n

\n\"Introduktion<\/a><\/noindex>
\nUdviklingen af den f\u00f8rste h\u00e5rddisk begyndte i 1952 ved IBM. Den 14. september 1956 blev det endelige resultat af deres arbejde \u2014 IBM 350 Model 1 \u2014 annonceret. Lagringsenheden kunne rumme 3,75 mebibyte data med bastante dimensioner: 172 centimeter h\u00f8j, 152 centimeter lang og 74 centimeter bred. Indeni var der 50 tynde plader belagt med ren jern med en diameter p\u00e5 610 mm (24 tommer). Den gennemsnitlige s\u00f8getid for data p\u00e5 disken var ca. 600 ms.<\/p>\n

Tiden gik, og IBM forbedrede teknologien effektivt. I 1961 blev IBM 1301<\/a><\/noindex> pr\u00e6senteret, med en kapacitet p\u00e5 18,75 megabyte og l\u00e6sehoveder p\u00e5 hver plade. I IBM 1311<\/a><\/noindex> blev der introduceret udskiftelige disk cartridges, og fra 1970 blev der implementeret et system til fejldetektering og -korrektion i IBM 3330. Tre \u00e5r senere kom IBM 3340<\/a><\/noindex> kendt som \"Winchester\".<\/p>\n

Winchester (fra engelsk. Winchester rifle)<\/b> er et generelt navn for de gev\u00e6rer og rifler, der blev produceret af Winchester Repeating Arms Company i USA i anden halvdel af det 19. \u00e5rhundrede. Det var nogle af de f\u00f8rste magasinfyldte v\u00e5ben, der opn\u00e5ede stor popularitet blandt k\u00f8bere. Navnet stammer fra virksomhedens grundl\u00e6gger \u2014 Oliver Fisher Winchester.<\/p>\n

IBM 3340 bestod af to spoler p\u00e5 30 MiB hver, hvilket fik ingeni\u00f8rerne til at kalde denne disk \"30-30\".<\/b>. Dette navn minder om Winchester Model 1894 med .30-30 Winchester patroner, hvilket fik Kenneth Haughton, der ledede udviklingen af IBM 3340, til at sige: \"Hvis det er en 30-30, s\u00e5 m\u00e5 det v\u00e6re en Winchester.\" Siden da kaldes \"Winchester\" ikke kun riffelene, men ogs\u00e5 harddiske.<\/p><\/blockquote>\n

\nTre \u00e5r senere blev IBM 3350 \"Madrid\" udgivet med 14-tommers plader og en adgangstid p\u00e5 25 ms.<\/p>\n

\"Introduktion<\/a><\/noindex>
\nDen f\u00f8rste SSD blev skabt af Dataram i 1976. Dataram BulkCore bestod af et chassis med otte RAM-moduler p\u00e5 256 KiB hver. Sammenlignet med den f\u00f8rste harddisk var BulkCore lille: 50,8 cm i l\u00e6ngden, 48,26 cm i bredden og 40 cm i h\u00f8jden. Desuden havde denne model en adgangstid p\u00e5 kun 750 ns, hvilket var 30.000 gange hurtigere end den mest moderne HDD p\u00e5 det tidspunkt.<\/p>\n

I 1978 blev Shugart Technology grundlagt, som et \u00e5r senere \u00e6ndrede navn til Seagate Technology for at undg\u00e5 konflikter med Shugart Associates. To \u00e5r efter begyndte Seagate at producere ST-506 \u2014 den f\u00f8rste harddisk til personlige computere i 5.25-tommers formfaktor med en kapacitet p\u00e5 5 MiB.<\/p>\n

Udover grundl\u00e6ggelsen af Shugart Technology huskes 1978 for lanceringen af den f\u00f8rste Enterprise SSD fra StorageTek. StorageTek STC 4305 havde en kapacitet p\u00e5 45 MiB. Denne SSD blev udviklet som en erstatning for IBM 2305, havde lignende dimensioner og kostede utrolige 400.000 $.<\/p>\n

\"Introduktion<\/a><\/noindex>
\nI 1982 tr\u00e5dte SSD ind p\u00e5 markedet for personlige computere. Axlon udviklede en SSD til Apple II baseret p\u00e5 RAM-chips kaldet RAMDISK 320. Da dette drev blev lavet p\u00e5 baggrund af flygtig hukommelse, medf\u00f8lger et batteri for at bevare dataene. Batteriets kapacitet var tilstr\u00e6kkelig til 3 timers drift uden str\u00f8m.<\/p>\n

Et \u00e5r senere skulle Rodime lancere den f\u00f8rste harddisk RO352 p\u00e5 10 MiB i den bekvemme 3.5-tommers formfaktor. Selvom det var den f\u00f8rste kommercielle disk i denne formfaktor, gjorde Rodime i praksis ikke noget innovativt.<\/p>\n

Det f\u00f8rste produkt i denne formfaktor anses for at v\u00e6re diskettedrev, pr\u00e6senteret af Tandon og Shugart Associates. Desuden indgik Seagate og MiniScribe en aftale om at vedtage den industristandard p\u00e5 3.5 tommer, hvilket \"ladde Rodime ude\" i skyggen af at blive en \"patent troll\" og fuldst\u00e6ndig tr\u00e6kke sig tilbage fra producenten af lagringsenheder.<\/p>\n

\"Introduktion<\/a><\/noindex>
\nI 1980 anmeldte Toshiba-ingeni\u00f8ren, professor Fujio Masuoka, et patent p\u00e5 en ny type hukommelse kaldet Flash-hukommelse af typen NOR. Udviklingen tog fire \u00e5r.<\/p>\n

NOR-hukommelse repr\u00e6senterer en klassisk 2D matrix af ledere<\/b>, hvor der er en celle installeret ved krydsene af r\u00e6kker og s\u00f8jler (analog hukommelse til magnetiske kerner).<\/p><\/blockquote>\n

\nI 1984 pr\u00e6senterede professor Masuoka sin opfindelse p\u00e5 konferencen International Electronics Developers Meeting, hvor Intel hurtigt vurderede udviklingens potentiale. Toshiba, hvor professor Masuoka arbejdede, betragtede ikke Flash-hukommelsen som noget s\u00e6rligt og im\u00f8dekom derfor Intels anmodning om at lave et par prototypeeksemplarer til unders\u00f8gelse.<\/p>\n

Den interesse, Intel viste for Fujios udvikling, f\u00f8rte til, at Toshiba stillede fem ingeni\u00f8rer til r\u00e5dighed for professoren for at l\u00f8se kommercialiseringsproblemet. Intel, p\u00e5 sin side, engagerede tre hundrede medarbejdere i at skabe sin egen version af Flash-hukommelse.<\/p>\n

Mens Intel og Toshiba arbejdede p\u00e5 Flash-lagringsl\u00f8sninger, skete der to vigtige begivenheder i 1986. For det f\u00f8rste blev SCSI officielt standardiseret - en r\u00e6kke aftaler for interaktion mellem computere og perifere enheder. For det andet blev AT Attachment (ATA)-gr\u00e6nsefladen udviklet, kendt under brandnavnet Integrated Drive Electronics (IDE), der gjorde, at diskcontrolleren blev flyttet inde i disken.<\/p>\n

I tre \u00e5r arbejdede Fujio Masuoka p\u00e5 at forbedre Flash-hukommelsesteknologien og i 1987 udviklede han NAND-hukommelse.<\/p>\n

NAND-hukommelse er den samme som NOR-hukommelse, organiseret i et 3D-array<\/b>. Den prim\u00e6re forskel er, at ad access-algoritmen til hver celle blev mere kompleks, cellearealet blev mindre, og den samlede kapacitet blev markant \u00f8get.<\/p><\/blockquote>\n

\nEt \u00e5r senere udviklede Intel sin egen Flash-hukommelse af typen NOR, og virksomheden Digipro lavede en lagringsenhed kaldet Flashdisk. Den f\u00f8rste version af Flashdisk i den maksimale konfiguration havde plads til 16 MiB data og kostede under 500 $.<\/p>\n

\"Introduktion<\/a><\/noindex>
\nI slutningen af 80'erne og begyndelsen af 90'erne konkurrerede harddiskproducenter om at reducere st\u00f8rrelsen p\u00e5 diske. I 1989 lancerede PrairieTek disken PrairieTek 220 p\u00e5 20 MiB i formfaktor 2,5 tomme. To \u00e5r senere skabte Integral Peripherals disken Integral Peripherals 1820 'Mustang' med samme kapacitet, men allerede 1,8 tomme. Et \u00e5r senere reducerede Hewlett-Packard diskst\u00f8rrelsen til 1,3 tomme.<\/p>\n

Seagate har holdt fast ved 3,5 tommers harddiske og har fokuseret p\u00e5 at \u00f8ge hastigheden ved at udgive den ber\u00f8mte Barracuda-model i 1992, den f\u00f8rste harddisk med en spindelhastighed p\u00e5 7200 omdrejninger pr. minut. Men Seagate havde ikke t\u00e6nkt sig at stoppe der. I 1996 n\u00e5ede diske fra Seagate Cheetah-serien en hastighed p\u00e5 10000 omdrejninger pr. minut, og fire \u00e5r senere kunne X15-modifikationen n\u00e5 op p\u00e5 15000 omdrejninger pr. minut.<\/p>\n

I \u00e5r 2000 blev ATA-interface n\u00e6vnt som PATA. Dette skyldtes fremkomsten af Serial ATA (SATA) med mere kompakte kabler, underst\u00f8ttelse af 'hot-swap' og en \u00f8get dataoverf\u00f8rselshastighed. Seagate tog f\u00f8ringen igen ved at udgive den f\u00f8rste harddisk med dette interface i 2002.<\/p>\n

Produktion af flashhukommelse var oprindeligt meget dyrt, men i begyndelsen af 2000'erne faldt priserne dramatisk. Dette udnyttede Transcend, der i 2003 udgav SSD'er med kapaciteter fra 16 til 512 MiB. Tre \u00e5r senere begyndte selskaberne Samsung og SanDisk ogs\u00e5 masseproduktion. Samme \u00e5r solgte IBM sin diskafdeling til Hitachi.<\/p>\n

Solid State-drev fik hurtigt vind i sejlene, og der opstod et oplagt problem: SATA-interfacet var langsommere end selve SSD'erne. For at l\u00f8se dette problem begyndte NVM Express Workgroup at udvikle NVMe - en specifikation for protokoller til direkte adgang til SSD'er via PCIe-bussen, hvilket omg\u00e5s 'mellemmanden' i form af SATA-controlleren. Dette ville g\u00f8re det muligt at f\u00e5 adgang til data i hastigheden af PCIe-bussen. To \u00e5r senere var den f\u00f8rste version af specifikationen klar, og et \u00e5r senere kom den f\u00f8rste NVMe-enhed.<\/p>\n

Forskelle mellem moderne SSD og HDD<\/h2>\n

\nP\u00e5 et fysisk niveau er forskellen mellem SSD og HDD let at se: SSD'er har ikke mekaniske elementer, og informationen gemmes i hukommelsesceller. Frav\u00e6ret af bev\u00e6gelige dele muligg\u00f8r hurtig adgang til data i enhver del af hukommelsen; dog er der en begr\u00e6nsning for antallet af skrivecykler. P\u00e5 grund af det begr\u00e6nsede antal skrivecykler pr. hukommelsescelle er der behov for en udligningsmekanisme \u2014 et system for at fordele slid ved at flytte data mellem cellerne. Dette arbejde udf\u00f8res af controlleren i drevet.<\/p>\n

For SSD balancing, the controller needs to know which cells are occupied and which are free. The controller can track data being written to a cell, but not the deletion of data. As is known, operating systems (OS) do not erase data from the disk when a user deletes a file; instead, they mark the corresponding memory areas as free. This solution eliminates the need to wait for disk operation when using HDDs, but it is completely unsuitable for SSDs. The SSD controller works with bytes, not file systems, and therefore requires a separate notification when a file is deleted.<\/p>\n

Thus, the TRIM command (English - to trim) was introduced, which notifies the SSD controller about the release of a certain memory area. The TRIM command irreversibly erases data from the disk. Not all operating systems are aware of the necessity to send this command to solid-state drives, and hardware RAID controllers in disk array mode never send TRIM to the drives.<\/p>\n

Forts\u00e6tter\u2026<\/h2>\n

\nIn the following sections, we will discuss form factors, connection interfaces, and the internal organization of solid-state drives.<\/p>\n

In our laboratory Selectel Lab<\/a><\/noindex> You can test modern HDDs and SSDs yourself and draw your own conclusions.<\/p><\/blockquote>\n

Kun registrerede brugere kan deltage i unders\u00f8gelsen. Log ind<\/a><\/noindex>, please.<\/p>\n

What do you think, will SSDs replace HDDs?<\/h2>\n