{"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\/et\/blog\/administrirovanie\/vvedenie-v-ssd-chast-1-istoricheskaya","title":{"rendered":"Sissejuhatus SSD-desse. Osa 1. Ajalugu","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"Sissejuhatus
\n
\nKettaseadmete ajalugu on esimene samm teede m\u00f5istmiseks, kuidas tahkis- ja andmekandjad toimivad. Meie artiklisarja \"Sissejuhatus SSD-desse\" esimene osa viib ekskursile ajalukku ja aitab selgelt m\u00f5ista SSD ja selle l\u00e4hima konkurendi \u2014 HDD vahelisi erinevusi.<\/p>\n

Hoolimata erinevatest andmesalvestusseadmetest on HDD ja SSD populaarsus t\u00e4nap\u00e4eval vaieldamatu. Erinevus nende kahe salvestusseadme vahel on tavainimesele ilmne: SSD on kallim ja kiirem, samas kui HDD on odavam ja mahukam.<\/p>\n

Eraldi t\u00e4helepanu tuleks p\u00f6\u00f6rata salvestusseadmete mahtuvuse m\u00f5\u00f5tmis\u00fcksusele: ajalooliselt on nii, et k\u00fcmnendilised eess\u00f5nad, nagu kilo- ja Mega-, infotehnoloogias viitavad nii k\u00fcmnendikele kui ka kahek\u00fcmnendikele astmetele. Segaduse v\u00e4ltimiseks on kasutusele v\u00f5etud binaarsed eess\u00f5nad kibi-, mebi- ja muud. Nende eess\u00f5nade vahe muutub m\u00e4rgatavaks mahutavuse suurenedes: kui ostate 240 gigabaidi suure ketta, saate salvestada sellele 223.5 gibibaiti teavet.
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

Ajalukku sukeldumine<\/h2>\n

\n\"Sissejuhatus<\/a><\/noindex>
\nEsimese k\u00f5vaketta v\u00e4ljat\u00f6\u00f6tamine algas 1952. aastal IBM-i poolt. 14. septembril 1956 kuulutati v\u00e4lja arenduste l\u00f5pptulemus \u2014 IBM 350 Model 1. Seade mahutas 3.75 mebibaiti andmeid, m\u00f5\u00f5tmete poolest oli see \u00e4\u00e4rmiselt suursugune: 172 sentimeetrit k\u00f5rge, 152 sentimeetrit pikk ja 74 sentimeetrit lai. Sees oli 50 \u00f5hukest ketast, kaetud puhta rauaga, mille diameeter oli 610 mm (24 tolli). Andmete otsimise keskmine aega kettal oli umbes 600 ms.<\/p>\n

Aeg kulges ning IBM parandas tehnoloogiat kindlalt. 1961. aastal esitati IBM 1301<\/a><\/noindex> mahutavusega 18.75 megabaidi, kus igal plaadil olid lugemisp\u00e4id. Aastal IBM 1311<\/a><\/noindex> ilmusid eemaldatavad kettakartrid, ja alates 1970. aastast v\u00f5eti IBM 3330-s kasutusele veakontrolli ja -paranduse s\u00fcsteem. Kolme aasta m\u00f6\u00f6dudes ilmus IBM 3340<\/a><\/noindex> tuntud nimega \"Winchester\".<\/p>\n

Winchester (inglise keeles Winchester rifle)<\/b> on \u00fcldine nimetus Winchester Repeating Arms Company USA-s XIX sajandi teisel poolel toodetud vintp\u00fcsside ja relvade jaoks. Need olid m\u00f5ned esimesed mitme laadi ja relvad, mis saavutasid ostjate seas tohutu populaaruse. Nime said nad ettev\u00f5tte rajaja \u2014 Oliver Fisher Winchesteri \u2014 j\u00e4rgi.<\/p>\n

IBM 3340 koosnes kahest 30 MiB p\u00f6\u00f6rlemisseadmest, mist\u00f5ttu insenerid nimetasid seda ketast \"30-30\"<\/b>. See nime tuletas meelde Winchester Model 1894 p\u00fcssi, millel olid .30-30 Winchester padrunid, mist\u00f5ttu \u00fctles Kenneth Haughton, IBM 3340 arenduse juht: \"Kui see on 30-30, siis peab see olema Winchester\". Alates sellest ajast nimetatakse \"winchesteriks\" mitte ainult seemsse, vaid ka k\u00f5vakettaid.<\/p><\/blockquote>\n

\nThree years later, the IBM 3350 \"Madrid\" was released, featuring 14-inch platters and an access time of 25 ms.<\/p>\n

\"Sissejuhatus<\/a><\/noindex>
\nThe first SSD was created by Dataram in 1976. The Dataram BulkCore consisted of a chassis with eight RAM memory sticks, each of 256 KiB. Compared to the first hard drive, the BulkCore was tiny: 50.8 cm long, 48.26 cm wide, and 40 cm high. Notably, the access time for data in this model was only 750 ns, which was 30,000 times faster than the most advanced HDD at the time.<\/p>\n

In 1978, Shugart Technology was founded, which, a year later, changed its name to Seagate Technology to avoid conflicts with Shugart Associates. After two years of work, Seagate introduced the ST-506, the first hard drive for personal computers in a 5.25-inch form factor with a capacity of 5 MiB.<\/p>\n

In addition to the establishment of Shugart Technology, 1978 was marked by the release of the first Enterprise SSD by StorageTek. The StorageTek STC 4305 could hold 45 MiB of data. This SSD was designed as a replacement for the IBM 2305, had similar dimensions, and was priced at an incredible $400,000.<\/p>\n

\"Sissejuhatus<\/a><\/noindex>
\nIn 1982, SSDs entered the personal computer market. The company Axlon developed an SSD disk on RAM chips specifically for the Apple II, named RAMDISK 320. Since the drive was based on volatile memory, it came with a battery to maintain data integrity. The battery allowed for 3 hours of operation in case of a power loss.<\/p>\n

A year later, Rodime released the first 10 MiB hard disk RO352 in the familiar 3.5-inch form factor for modern users. Despite being the first commercially available disk in this form factor, Rodime did not innovate in any significant way.<\/p>\n

The first product in this form factor is considered to be the floppy disk drive introduced by Tandon and Shugart Associates. Furthermore, Seagate and MiniScribe agreed on adopting the 3.5-inch industrial standard, effectively sidelining Rodime, which faced the fate of becoming a 'patent troll' and exiting the storage industry entirely.<\/p>\n

\"Sissejuhatus<\/a><\/noindex>
\n1980. aastal registreeris Toshiba insener, professor Fuji\u014d Masuoka patenteeritud uue t\u00fc\u00fcpi m\u00e4lutehnoloogia, mida nimetati NOR-t\u00fc\u00fcpi Flash-m\u00e4luks. Arendus kestis 4 aastat.<\/p>\n

NOR-m\u00e4lu on klassikaline 2D juhtide maatriks<\/b>, kus ridade ja veergude ristumiskohas on \u00fcks m\u00e4lurakk (sarnane magnetk\u00f5vaketaste m\u00e4lule).<\/p><\/blockquote>\n

\n1984. aastal r\u00e4\u00e4kis professor Masuoka oma leiutisest rahvusvahelisel elektroonikaarendajate ko meetingul, kus ettev\u00f5te Intel hinnatas kiiresti selle arenduse perspektiive. Toshiba, ettev\u00f5te, kus professor Masuoka t\u00f6\u00f6das, ei pidanud Flash-m\u00e4lu millegiks eriliseks ja seet\u00f5ttu rahuldas Intel'i palve valmistada mitmeid prototipoole uurimiseks.<\/p>\n

Ettev\u00f5tte Intel'i huvi Fuji\u014d arengute vastu sundis Toshiba eraldama viis inseneri, et aidata professorit leiutise kommertsialiseerimise probleemide lahendamisel. Intel, omakorda, suunas kolm saja t\u00f6\u00f6tajat, et luua oma versioon Flash-m\u00e4lust.<\/p>\n

Vahepeal, kui Intel ja Toshiba t\u00f6\u00f6tasid Flash-m\u00e4lu arendamise kallal, toimusid 1986. aastal kaks olulist s\u00fcndmust. Esiteks, SCSI standardiseeriti ametlikult \u2013 kokkulepete kogum arvutite ja perifeersete seadmete vahelise suhtlemise jaoks. Teiseks, arendati v\u00e4lja AT Attachment (ATA) liides, tuntud kaubam\u00e4rginimega Integrated Drive Electronics (IDE), mille t\u00f5ttu diskikontroller viidi sisse plaati.<\/p>\n

Kolme aasta jooksul t\u00f6\u00f6tas Fuji\u014d Masuoka Flash-m\u00e4lu tehnoloogia t\u00e4iustamise kallal ja 1987. aastaks arendas ta v\u00e4lja NAND-m\u00e4lu.<\/p>\n

NAND-m\u00e4lu on sama, mis NOR-m\u00e4lu, kuid korraldatud kolmem\u00f5\u00f5tmelisse maatriksisse<\/b>. Peamine erinevus on see, et juurdep\u00e4\u00e4su algoritm igale m\u00e4lurakule muutus keerulisemaks, rakkude pindala v\u00e4henes ja kogumaht suurenes oluliselt.<\/p><\/blockquote>\n

\nAasta hiljem arendas ettev\u00f5te Intel v\u00e4lja oma NOR-t\u00fc\u00fcpi Flash-m\u00e4lu, samal ajal kui Digipro valmistas selle p\u00f5hjal m\u00e4luseadmest Flashdisk. Esimene versioon Flashdisk'i maksimaalses konfiguratsioonis mahutas 16 MiB andmeid ja maksis alla 500$.<\/p>\n

\"Sissejuhatus<\/a><\/noindex>
\n1980. aastate l\u00f5pus ja 1990. aastate alguses konkureerisid k\u00f5vakettatootjad ketaste suuruse v\u00e4hendamise nimel. 1989. aastal tutvustas ettev\u00f5te PrairieTek 20 MiB suurust PrairieTek 220 ketast 2,5-tollises vormitegija. Kaks aastat hiljem valmistas Integral Peripherals 1,8-tollise diski Integral Peripherals 1820 \"Mustang\" sama mahuga. Aasta hiljem v\u00e4hendas Hewlett-Packard ketta suurust 1,3 tollini.<\/p>\n

Seagate on j\u00e4\u00e4nud truuks 3,5-tollistele k\u00f5vaketastele ja panustanud p\u00f6\u00f6rlemiskiiruse suurendamisele, laskes 1992. aastal turule oma kuulsat mudelit Barracuda, mis oli esimene k\u00f5vaketas, mille p\u00f6\u00f6rlemiskiirus oli 7200 p\/min. Kuid sellega Seagate ei kavatsenud piirduda. 1996. aastal saavutas Seagate Cheetah seeria ketaste p\u00f6\u00f6rlemiskiirus 10000 p\/min ning neli aastat hiljem j\u00f5udis mudel X15 lausa 15000 p\/min-ni.<\/p>\n

Aastal 2000 hakati ATA liidest nimetama PATA-ks. Selle p\u00f5hjuseks oli Serial ATA (SATA) liidese tulek, mis pakkus kompaktsemaid kaableid, \u201ekuumplugimise\u201c tuge ning suurenenud andmeedastuse kiirust. Seagate oli ka siin esirinnas, tuues 2002. aastal turule esimese k\u00f5vaketta selle liidese toetuseks.<\/p>\n

Flash-m\u00e4lu tootmine oli algselt v\u00e4ga kulukas, kuid 2000. aastate alguses langes hind j\u00e4rsult. Seda kasutas \u00e4ra ettev\u00f5te Transcend, kes 2003. aastal turule t\u00f5i SSD-kettad mahuga 16\u2013512 MiB. Kolme aasta p\u00e4rast liitusid massilise tootmisega ettev\u00f5tted Samsung ja SanDisk. Samal aastal m\u00fc\u00fcs IBM oma ketta\u00fchendust\u00f6\u00f6stuse ettev\u00f5ttele Hitachi.<\/p>\n

Tahkekettad said tuuletuks ja ilmsiks tuli probleem: SATA liides oli aeglasem kui SSD-kettad ise. Selle probleemi lahendamiseks algatas NVM Express Workgroup NVMe arendamise \u2014 spetsifikatsioonid SSD-dele otsese juurdep\u00e4\u00e4su tagamiseks PCIe busside kaudu, m\u00f6\u00f6da minnes SATA kontrollijast. See v\u00f5imaldaks andmetele juurde p\u00e4\u00e4seda PCIe bussi kiirusel. Kaks aastat hiljem oli esimese spetsifikatsiooni versioon valmis ja veel aasta hiljem ilmus esimene NVMe-SSD.<\/p>\n

Erinevused kaasaegsete SSD ja HDD vahel<\/h2>\n

\nF\u00fc\u00fcsilisel tasemel on SSD ja HDD vahe kergesti m\u00e4rgatav: SSD-del puuduvad mehhaanilised elemendid ja teave salvestatakse m\u00e4lurakkudesse. Liikuvate elementide puudumine v\u00f5imaldab andmetele kiiresti juurde p\u00e4\u00e4seda igasugustes m\u00e4lukohtades, kuid on olemas piirangud kirjutamists\u00fcklite arvule. Ajavahemiku piiratud kirjutamists\u00fcklite t\u00f5ttu iga m\u00e4luraku puhul on vajalik tasakaalustamismehhanism \u2014 rakkude kulumise \u00fchtlustamine andmete \u00fclekandmise teel rakkude vahel. Selle \u00fclesande t\u00e4idab ketta kontrolls\u00fcsteem.<\/p>\n

SSD-kontroller vajab tasakaalu saavutamiseks teadma, millised rakud on h\u00f5ivatud ja millised vabade. Andmete salvestamine rakku on kontrolleris j\u00e4lgitav, kuid kustutamise kohta seda \u00f6elda ei saa. Nagu teada, ei kustuta operatsioonis\u00fcsteemid (OS) andmeid kettalt, kui kasutaja faili kustutab, vaid m\u00e4rgivad vastavad m\u00e4lupiirkonnad vabaks. See lahendus vabastab HDD kasutamisel diskreetse operatsiooni ootamisest, kuid ei sobi SSD-de t\u00f6\u00f6ks. SSD-kettaga t\u00f6\u00f6tav kontroller toimib baitidena, mitte failis\u00fcsteemidena, ja seet\u00f5ttu vajab see eraldi teavitust faili kustutamisest.<\/p>\n

Nii tekkis k\u00e4sk TRIM (inglise keeles \u2014 l\u00f5igata), mis teavitab OS SSD-kontrollerit teatava m\u00e4lupiirkonna vabastamisest. TRIM-k\u00e4sk kustutab andmed kettalt p\u00f6\u00f6rdumatult. Mitte k\u00f5ik operatsioonis\u00fcsteemid ei tea, et nad peavad selle k\u00e4su SSD-dele saatma, ja riistvaralised RAID-kontrollerid kettaparkides kunagi TRIM k\u00e4sku kettale ei saada.<\/p>\n

J\u00e4tkub\u2026<\/h2>\n

\nJ\u00e4rgmistes osades r\u00e4\u00e4gime vormifaktoritest, \u00fchendusliidestest ja tahkiste sisemisest korraldusest.<\/p>\n

Meie laboris Selectel Lab<\/a><\/noindex> Saate ise testida kaasaegseid HDD ja SSD kettaid ja teha oma j\u00e4reldused.<\/p><\/blockquote>\n

Ainult registreeritud kasutajad saavad k\u00fcsitluses osaleda. Logige sisse<\/a><\/noindex>, palun.<\/p>\n

Kuidas arvad, kas SSD suudab HDD v\u00e4lja t\u00f5rjuda?<\/h2>\n