It studearjen fan 'e skiednis fan skiven is it begjin fan' e reis nei it begripen fan 'e prinsipes fan wurking fan solid-state-driven. It earste diel fan ús searje artikels, "Yntroduksje ta SSD's," sil in rûnlieding nimme troch de skiednis en lit jo it ferskil dúdlik begripe tusken in SSD en syn neiste konkurrint, de HDD.
Nettsjinsteande de oerfloed fan ferskate apparaten foar it bewarjen fan ynformaasje, is de populariteit fan HDD's en SSD's yn ús tiid ûnbestriden. It ferskil tusken dizze twa soarten skiven is fanselssprekkend foar de gemiddelde persoan: SSD is djoerder en flugger, wylst HDD goedkeaper en rommer is.
Spesjaal omtinken moat jûn wurde oan de mjitienheid foar opslachkapasiteit: histoarysk wurde desimale foarheaksels lykas kilo en mega yn it ramt fan ynformaasjetechnology begrepen as de tsiende en tweintichste macht fan twa. Om betizing te foarkommen, waarden de binêre foarheaksels kibi-, mebi- en oaren ynfierd. It ferskil tusken dizze set-top doazen wurdt merkber as it folume nimt ta: by it keapjen fan in 240 gigabyte skiif, kinne jo opslaan 223.5 gigabyte oan ynformaasje.
Dûk yn skiednis
De ûntwikkeling fan de earste hurde skiif begûn yn 1952 troch IBM. Op 14 septimber 1956 waard it einresultaat fan de ûntwikkeling bekend makke - de IBM 350 Model 1. It stasjon befette 3.75 mebibytes oan gegevens mei tige ûnbeskieden ôfmjittings: 172 sintimeter yn 'e hichte, 152 sintimeter lang en 74 sintimeter yn breedte. Binnen wiene 50 tinne skiven bedekt mei suver izer mei in diameter fan 610 mm (24 inch). De gemiddelde tiid om te sykjen nei gegevens op skiif naam ~600 ms.
As de tiid trochgie, ferbettere IBM de technology stadichoan. Yntrodusearre yn 1961 mei in kapasiteit fan 18.75 megabytes mei lêskoppen op elke plaat. YN útnimbere skiif cartridges ferskynden, en sûnt 1970, de IBM 3330 is ynfierd in flater detection en korreksje systeem. Trije jier letter ferskynde er bekend as "Winchester".
Winchester (fan it Ingelske Winchester rifle) - de algemiene namme foar gewearen en jachtgewearen produsearre troch de Winchester Repeating Arms Company yn 'e FS yn' e twadde helte fan 'e 19e ieu. Dit wiene ien fan 'e earste werhellende jachtgewearen dy't ekstreem populêr waarden ûnder keapers. Se hiene har namme te tankjen oan de oprjochter fan it bedriuw, Oliver Fisher Winchester.
De IBM 3340 bestie út twa spindels fan elk 30 MiB, dat is wêrom yngenieurs neamden dizze skiif "30-30". De namme die tinken oan it Winchester Model 1894 gewear chambered yn .30-30 Winchester, liedt Kenneth Haughton, dy't late de ûntwikkeling fan de IBM 3340, te sizzen "As it is in 30-30, it moat wêze in Winchester." -30, dan moat it in Winchester wêze."). Sûnt dy tiid wurde net allinich gewearen, mar ek hurde skiven "hurde skiven" neamd.
Noch trije jier letter waard de IBM 3350 "Madrid" frijlitten mei 14-inch platters en in tagongstiid fan 25 ms.
It earste SSD-stasjon waard makke troch Dataram yn 1976. De Dataram BulkCore drive bestie út in chassis mei acht RAM ûnthâld sticks mei in kapasiteit fan 256 KiB elk. Yn ferliking mei de earste hurde skiif wie BulkCore lyts: 50,8 sm lang, 48,26 sm breed en 40 sm heech. Tagelyk wie de gegevens tagong tiid yn dit model mar 750 ns, dat is 30000 kear flugger as de meast moderne HDD drive op dat stuit.
Yn 1978 waard Shugart Technology oprjochte, dy't in jier letter syn namme feroare yn Seagate Technology om konflikten mei Shugart Associates te foarkommen. Nei twa jier wurk hat Seagate de ST-506 frijlitten - de earste hurde skiif foar persoanlike kompjûters yn 'e 5.25-inch foarmfaktor en mei in kapasiteit fan 5 MiB.
Neist it ûntstean fan Shugart Technology waard 1978 ûnthâlden foar de frijlitting fan 'e earste Enterprise SSD fan StorageTek. De StorageTek STC 4305 hold 45 MiB oan gegevens. Dizze SSD waard ûntwikkele as ferfanging foar de IBM 2305, hie ferlykbere dimensjes en koste in ûnbidige $400.
Yn 1982 kaam SSD de persoanlike kompjûtermerk yn. It bedriuw Axlon ûntwikkelet in SSD-skiif op RAM-chips neamd RAMDISK 320, spesifyk foar de Apple II. De batterij kapasiteit wie genôch foar 3 oeren fan autonome operaasje yn gefal fan macht ferlies.
In jier letter sil Rodime de earste RO352 10 MiB hurde skiif frijlitte yn 'e 3.5-inch foarmfaktor bekend foar moderne brûkers. Nettsjinsteande it feit dat dit de earste kommersjele driuwfear is yn dizze foarmfaktor, die Rodime yn wêzen neat ynnovatyf.
It earste produkt yn dizze foarm faktor wurdt beskôge as in floppy drive yntrodusearre troch Tandon en Shugart Associates. Boppedat, Seagate en MiniScribe ôfpraat te nimmen de 3.5-inch yndustry standert, leaving Rodime efter, dy't konfrontearre it lot fan in "patent troll" en in folsleine útgong fan de drive produksje yndustry.
Yn 1980 registrearre Toshiba-yngenieur, professor Fujio Masuoka, in oktroai foar in nij soarte ûnthâld neamd NOR Flash-ûnthâld. De ûntwikkeling duorre 4 jier.
NOR ûnthâld is in klassike 2D matrix fan diriginten, wêryn ien sel is ynstalleare op 'e krusing fan rigen en kolommen (analooch oan ûnthâld op magnetyske kearnen).
Yn 1984 spruts professor Masuoka oer syn útfining op 'e International Electronics Developers Meeting, wêr't Intel gau de belofte fan dizze ûntwikkeling erkende. Toshiba, dêr't professor Masuoka wurke, achte Flash-ûnthâld net wat spesjaals, en foldie dêrom oan it fersyk fan Intel om ferskate prototypen te meitsjen foar stúdzje.
Intel's belangstelling foar Fujio's ûntwikkeling brocht Toshiba om fiif yngenieurs te jaan om de professor te helpen it probleem fan it kommersjalisearjen fan de útfining op te lossen. Intel, op syn beurt, smiet trijehûndert meiwurkers yn it meitsjen fan har eigen ferzje fan Flash-ûnthâld.
Wylst Intel en Toshiba ûntwikkelingen ûntwikkelen op it mêd fan Flash-opslach, barden twa wichtige barrens yn 1986. Earst is SCSI, in set fan konvinsjes foar kommunikaasje tusken kompjûters en perifeare apparaten, offisjeel standerdisearre. Twads, de AT Attachment (ATA) ynterface, bekend ûnder de merknamme Integrated Drive Electronics (IDE), waard ûntwikkele, mei tank oan dêr't de drive controller waard ferpleatst binnen it stasjon.
Foar trije jier wurke Fujio Mausoka om Flash-ûnthâldtechnology te ferbetterjen en troch 1987 ûntwikkele NAND-ûnthâld.
NAND-ûnthâld is itselde NOR-ûnthâld, organisearre yn in trijediminsjonale array. It wichtichste ferskil wie dat it algoritme foar tagong ta elke sel komplekser waard, it selgebiet waard lytser, en de totale kapasiteit fergrutte signifikant.
In jier letter ûntwikkele Intel syn eigen NOR Flash-ûnthâld, en Digipro makke der in stasjon op mei de namme Flashdisk. De earste ferzje fan Flashdisk yn syn maksimale konfiguraasje befette 16 MiB oan gegevens en koste minder dan $500
Yn 'e lette jierren '80 en begjin jierren '90 konkurrearren hurde skiiffabrikanten om skiven lytser te meitsjen. Yn 1989 liet PrairieTek de PrairieTek 220 20 MiB-drive frij yn in 2.5-inch formfaktor. Twa jier letter makket Integral Peripherals de Integral Peripherals 1820 "Mustang" skiif mei itselde folume, mar al 1.8 inches. In jier letter ferlege Hewlett-Packard de skiifgrutte nei 1.3 inch.
Seagate bleau trou oan driuwfearren yn 'e 3.5-inch foarmfaktor en fertroude op tanimmende rotaasjesnelheden, en liet syn ferneamde Barracuda-model yn 1992 frij, de earste hurde skiif mei in spilsnelheid fan 7200 rpm. Mar Seagate soe dêr net ophâlde. Yn 1996 berikten de driuwfearren fan 'e Seagate Cheetah line in rotaasjesnelheid fan 10000 rpm, en fjouwer jier letter draaide de X15-modifikaasje oant 15000 rpm.
Yn 2000 waard de ATA-ynterface bekend as PATA. De reden hjirfoar wie it ûntstean fan 'e Serial ATA (SATA) ynterface mei mear kompakte triedden, hot-swap-stipe en ferhege gegevensferfiersnelheid. Seagate naam hjir ek de lieding, mei it útbringen fan de earste hurde skiif mei sa'n ynterface yn 2002.
Flash-ûnthâld wie yn 't earstoan tige djoer om te produsearjen, mar de kosten sakken yn 'e iere 2000's flink. Transcend profitearre hjirfan, en frijlitte SSD-skiven mei kapasiteiten fariearjend fan 2003 oant 16 MiB yn 512. Trije jier letter die Samsung en SanDisk mei oan massaproduksje. Yn itselde jier ferkocht IBM har skiifdivyzje oan Hitachi.
Solid State Drives krigen momentum en d'r wie in dúdlik probleem: de SATA-ynterface wie stadiger dan de SSD's sels. Om dit probleem op te lossen, begon de NVM Express Workgroup NVMe te ûntwikkeljen - in spesifikaasje foar tagongsprotokollen foar SSD's direkt oer de PCIe-bus, troch de "tuskenpersoan" te omgean yn 'e foarm fan in SATA-controller. Dit soe tastean gegevens tagong by PCIe bus snelheden. Twa jier letter wie de earste ferzje fan 'e spesifikaasje klear, en in jier letter ferskynde it earste NVMe-stasjon.
Ferskillen tusken moderne SSD's en HDD's
Op it fysike nivo is it ferskil tusken in SSD en in HDD maklik te merken: in SSD hat gjin meganyske eleminten, en ynformaasje wurdt opslein yn ûnthâldsellen. It ûntbrekken fan bewegende eleminten liedt ta rappe tagong ta gegevens yn elk diel fan it ûnthâld, lykwols is d'r in limyt op it oantal herskriuwsyklusen. Fanwegen it beheinde oantal rewrite syklusen foar eltse ûnthâld sel, der is ferlet fan in lykwicht meganisme - nivellering sel wear troch it oerdragen fan gegevens tusken sellen. Dit wurk wurdt útfierd troch de skiif controller.
Om balâns út te fieren, moat de SSD-controller witte hokker sellen beset binne en hokker fergees binne. De controller is by steat om te folgjen de opname fan gegevens yn in sel sels, dat kin net sein wurde oer wiskjen. As jo witte, wiskje bestjoeringssystemen (OS) gjin gegevens fan 'e skiif as de brûker in bestân wisket, mar markearje de oerienkommende ûnthâldgebieten as fergees. Dizze oplossing elimineert de needsaak om te wachtsjen op in skiif operaasje by it brûken fan in HDD, mar is hielendal net geskikt foar it operearjen fan in SSD. De SSD-drive-controller wurket mei bytes, net bestânsystemen, en fereasket dêrom in apart berjocht as in bestân wurdt wiske.
Dit is hoe't it kommando TRIM (Ingelsk - trim) ferskynde, wêrmei't it OS de SSD-skiifkontrôler meldt om in bepaald ûnthâldgebiet te befrijen. It kommando TRIM wisket gegevens permanint fan in skiif. Net alle bestjoeringssystemen witte te stjoeren dit kommando nei fêste-state driuwfearren, en hardware RAID controllers yn skiif array modus nea stjoere TRIM nei skiven.
Oanhâlde wurde ...
Yn 'e folgjende dielen sille wy prate oer foarmfaktoaren, ferbiningsinterfaces en de ynterne organisaasje fan solid-state-driven.
Yn ús laboratoarium Jo kinne selsstannich moderne HDD- en SSD-skiven testen en jo eigen konklúzjes lûke.
Allinnich registrearre brûkers kinne meidwaan oan 'e enkête. , asjebleaft.
Tinke jo dat SSD HDD kin ferpleatse?
-
71.2%Ja, SSD's binne de takomst396
-
7.5%Nee, it tiidrek fan magneto-optyske HDD42 leit foarút
-
21.2%De hybride ferzje HDD + SSD118 sil winne
556 brûkers stimden. 72 brûkers ûntholden har.
Boarne: www.habr.com