{"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\/hu\/blog\/administrirovanie\/vvedenie-v-ssd-chast-1-istoricheskaya","title":{"rendered":"Bevezet\u00e9s az SSD-be. 1. r\u00e9sz. T\u00f6rt\u00e9neti \u00e1ttekint\u00e9s","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"Bevezet\u00e9s
\n
\nA lemezmeghajt\u00f3k t\u00f6rt\u00e9net\u00e9nek tanulm\u00e1nyoz\u00e1sa az SSD-k m\u0171k\u00f6d\u00e9si elv\u00e9nek meg\u00e9rt\u00e9s\u00e9hez vezet\u0151 \u00fat els\u0151 l\u00e9p\u00e9se. A \"Bevezet\u00e9s az SSD-be\" c\u00edm\u0171 cikksorozatunk els\u0151 r\u00e9sze betekint\u00e9st ny\u00fajt a t\u00f6rt\u00e9nelembe \u00e9s szeml\u00e9lteti a k\u00fcl\u00f6nbs\u00e9get az SSD \u00e9s legf\u0151bb riv\u00e1lisa, a HDD k\u00f6z\u00f6tt.<\/p>\n

A sz\u00e1mos inform\u00e1ci\u00f3t t\u00e1rol\u00f3 eszk\u00f6z ellen\u00e9re a HDD-k \u00e9s SSD-k n\u00e9pszer\u0171s\u00e9ge manaps\u00e1g vitathatatlan. A k\u00e9t t\u00e1rol\u00f3t\u00edpus k\u00f6z\u00f6tti k\u00fcl\u00f6nbs\u00e9g a laikusok sz\u00e1m\u00e1ra nyilv\u00e1nval\u00f3: az SSD dr\u00e1g\u00e1bb \u00e9s gyorsabb, m\u00edg a HDD olcs\u00f3bb \u00e9s nagyobb t\u00e1rol\u00f3kapacit\u00e1ssal rendelkezik.<\/p>\n

K\u00fcl\u00f6n figyelmet \u00e9rdemel a t\u00e1rol\u00f3k kapacit\u00e1s\u00e1nak m\u00e9rt\u00e9kegys\u00e9ge: a t\u00f6rt\u00e9nelem sor\u00e1n kialakult, hogy a kilo- \u00e9s mega- el\u0151tagok az inform\u00e1ci\u00f3s technol\u00f3gi\u00e1ban a kettes alap t\u00edz- \u00e9s huszadik hatv\u00e1ny\u00e1t jel\u00f6lik. A zavart elker\u00fclve bevezett\u00e9k a kibi-, mebi- \u00e9s egy\u00e9b bin\u00e1ris el\u0151tagokat. Ezeknek a prefekteknek a k\u00fcl\u00f6nbs\u00e9gei a kapacit\u00e1s n\u00f6veked\u00e9s\u00e9vel v\u00e1lnak \u00e9szlelhet\u0151v\u00e9: ha v\u00e1s\u00e1rol egy 240 gigab\u00e1jtos lemezt, azon 223,5 gibib\u00e1jt adatot t\u00e1rolhat.
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

Kezdj\u00fck a t\u00f6rt\u00e9nelemben val\u00f3 mer\u00fcl\u00e9ssel<\/h2>\n

\n\"Bevezet\u00e9s<\/a><\/noindex>
\nAz els\u0151 merevlemez fejleszt\u00e9se 1952-ben kezd\u0151d\u00f6tt az IBM \u00e1ltal. 1956. szeptember 14-\u00e9n bejelentett\u00e9k a fejleszt\u00e9sek v\u00e9gs\u0151 eredm\u00e9ny\u00e9t \u2014 az IBM 350 Model 1-et. Ez a t\u00e1rol\u00f3 3.75 mebib\u00e1jt adatot tudott t\u00e1rolni, a m\u00e9retei pedig meglehet\u0151sen impoz\u00e1nsak voltak: 172 centim\u00e9ter magas, 152 centim\u00e9ter hossz\u00fa \u00e9s 74 centim\u00e9ter sz\u00e9les. A belsej\u00e9ben 50, tiszta vas bor\u00edt\u00e1ssal ell\u00e1tott, 610 mm (24 h\u00fcvelyk) \u00e1tm\u00e9r\u0151j\u0171 v\u00e9kony t\u00e1rcsa helyezkedett el. Az adatok keres\u00e9si ideje a lemezen k\u00f6r\u00fclbel\u00fcl ~600 ms-t vett ig\u00e9nybe.<\/p>\n

Az id\u0151 telt, \u00e9s az IBM folyamatosan fejlesztette a technol\u00f3gi\u00e1t. 1961-ben bemutatt\u00e1k az IBM 1301<\/a><\/noindex> 18.75 megab\u00e1jtos kapacit\u00e1ssal, amelynek minden t\u00e1ny\u00e9rj\u00e1n olvas\u00f3fejek voltak. Az IBM 1311<\/a><\/noindex> cserehet\u0151 lemezpatronokkal jelent meg, m\u00edg 1970-ben az IBM 3330-ban bevezett\u00e9k a hibafelismer\u0151 \u00e9s -jav\u00edt\u00f3 rendszert. H\u00e1rom \u00e9v m\u00falva \u00e9rkezett az IBM 3340<\/a><\/noindex> amelyet \"Winchester\" n\u00e9ven ismernek.<\/p>\n

A Winchester (angolul: Winchester rifle)<\/b> a Winchester Repeating Arms Company \u00e1ltal az Egyes\u00fclt \u00c1llamokban a 19. sz\u00e1zad m\u00e1sodik fel\u00e9ben gy\u00e1rtott pusk\u00e1k \u00e9s fegyverek \u00e1ltal\u00e1nos neve. Ezek voltak az els\u0151, t\u00f6bbl\u00f6vet\u0171 fegyverek, amelyek \u00f3ri\u00e1si n\u00e9pszer\u0171s\u00e9gnek \u00f6rvendtek a v\u00e1s\u00e1rl\u00f3k k\u00f6r\u00e9ben. Nev\u00fcket a c\u00e9g alap\u00edt\u00f3j\u00e1t\u00f3l, Oliver Fisher Winchestert\u0151l kapt\u00e1k.<\/p>\n

Az IBM 3340 k\u00e9t 30 MiB-os tengelyb\u0151l \u00e1llt, ez\u00e9rt a m\u00e9rn\u00f6k\u00f6k ezt a lemezt \"30-30\"-nak nevezt\u00e9k.<\/b>. Ez a n\u00e9v a Winchester Model 1894 pusk\u00e1ra eml\u00e9keztetett, amely .30-30 Winchester l\u0151szerekkel m\u0171k\u00f6dik, ez\u00e9rt Kenneth Haughton, az IBM 3340 fejleszt\u00e9s\u00e9\u00e9rt felel\u0151s vezet\u0151je azt mondta: \u00abHa ez 30-30, akkor ez biztosan Winchester.\u00bb Az\u00f3ta a \u00abWinchester\u00bb nemcsak a pusk\u00e1kra, hanem a merevlemezekre is utal.<\/p><\/blockquote>\n

\nTov\u00e1bbi h\u00e1rom \u00e9v eltelt\u00e9vel megjelent az IBM 3350 \u201eMadrid\u201d, amely 14 h\u00fcvelykes t\u00e1ny\u00e9rokkal rendelkezett \u00e9s 25 ms el\u00e9r\u00e9si id\u0151vel b\u00edr.<\/p>\n

\"Bevezet\u00e9s<\/a><\/noindex>
\nAz els\u0151 SSD-t a Dataram c\u00e9gn\u00e9l k\u00e9sz\u00edtett\u00e9k 1976-ban. A Dataram BulkCore egy h\u00e1zb\u00f3l \u00e1llt, amely nyolc 256 KiB RAM-modulb\u00f3l \u00e1llt. Az els\u0151 merevlemezhez k\u00e9pest a BulkCore apr\u00f3cska volt: 50,8 cm hossz\u00fa, 48,26 cm sz\u00e9les \u00e9s 40 cm magas. A hozz\u00e1f\u00e9r\u00e9si id\u0151 ebben a modellen mind\u00f6ssze 750 ns volt, ami 30 000-szer gyorsabb, mint a korszak legmodernebb HDD-lemeze.<\/p>\n

1978-ban megalakult a Shugart Technology, amely egy \u00e9vvel k\u00e9s\u0151bb Seagate Technology n\u00e9vre v\u00e1ltozott, hogy elker\u00fclje a Shugart Associates-szel val\u00f3 \u00f6sszet\u0171z\u00e9st. K\u00e9t \u00e9vvel a Seagate megalakul\u00e1sa ut\u00e1n megjelent az ST-506 \u2013 az els\u0151 5,25 h\u00fcvelykes form\u00e1tum\u00fa, 5 MiB kapacit\u00e1s\u00fa merevlemez szem\u00e9lyi sz\u00e1m\u00edt\u00f3g\u00e9pekhez.<\/p>\n

A Shugart Technology megjelen\u00e9se mellett 1978-as \u00e9vben megjelent az els\u0151 Enterprise SSD a StorageTek-t\u0151l. A StorageTek STC 4305 45 MiB adatot tudott t\u00e1rolni. Ezt az SSD-t az IBM 2305-\u00f6s modell helyettes\u00edt\u00e9s\u00e9re fejlesztett\u00e9k, hasonl\u00f3 m\u00e9retekkel rendelkezett, \u00e9s hihetetlen 400 000 doll\u00e1rba ker\u00fclt.<\/p>\n

\"Bevezet\u00e9s<\/a><\/noindex>
\n1982-ben az SSD a szem\u00e9lyi sz\u00e1m\u00edt\u00f3g\u00e9pek piac\u00e1ra l\u00e9pett. Az Axlon kifejlesztette az SSD-t az Apple II-hez RAM-chipekkel RAMDISK 320 n\u00e9ven. Mivel az adatt\u00e1rol\u00f3 energiat\u00e1rol\u00f3 mem\u00f3ri\u00e1ra \u00e9p\u00fclt, az inform\u00e1ci\u00f3 meg\u0151rz\u00e9se \u00e9rdek\u00e9ben akkumul\u00e1tor volt a csomagban. Az akkumul\u00e1tor elegend\u0151 energi\u00e1t biztos\u00edtott 3 \u00f3r\u00e1s \u00fczemid\u0151re \u00e1ramkimarad\u00e1s eset\u00e9n.<\/p>\n

Egy \u00e9v eltelt\u00e9vel a Rodime megjelentette az els\u0151 RO352 merevlemezt 10 MiB kapacit\u00e1ssal, a modern felhaszn\u00e1l\u00f3k sz\u00e1m\u00e1ra megszokott 3,5 h\u00fcvelykes form\u00e1tumban. Annak ellen\u00e9re, hogy ez volt az els\u0151 kereskedelmi lemez ebben a form\u00e1tumban, a Rodime l\u00e9nyeg\u00e9ben nem tett semmi \u00fajdons\u00e1got.<\/p>\n

Az els\u0151 term\u00e9knek ebben a form\u00e1tumban a Tandon \u00e9s Shugart Associates \u00e1ltal bemutatott floppy meghajt\u00f3t tekintik. S\u0151t, a Seagate \u00e9s a MiniScribe meg\u00e1llapodott a 3,5 h\u00fcvelykes ipari szabv\u00e1ny elfogad\u00e1s\u00e1r\u00f3l, \"kihagyva\" a Rodime-t, amelynek sorsa a \"szabadalmi troll\" lett, \u00e9s teljesen ki kellett l\u00e9pnie az adatt\u00e1rol\u00f3k ipar\u00e1b\u00f3l.<\/p>\n

\"Bevezet\u00e9s<\/a><\/noindex>
\n1980-ban a Toshiba m\u00e9rn\u00f6ke, Matsuo Fudzsi\u00f3 professzor, szabadalmaztatott egy \u00faj mem\u00f3riafajt\u00e1t, az \u00fagynevezett NOR t\u00edpus\u00fa Flash mem\u00f3ri\u00e1t. A fejleszt\u00e9s n\u00e9gy \u00e9vig tartott.<\/p>\n

A NOR mem\u00f3ria egy klasszikus 2D vezet\u00f5m\u00e1trixot k\u00e9pvisel,<\/b>amelyben a sorok \u00e9s oszlopok keresztez\u0151d\u00e9s\u00e9n\u00e9l van egy-egy cella (hasonl\u00f3an a m\u00e1gneses magmem\u00f3ri\u00e1hoz).<\/p><\/blockquote>\n

\n1984-ben Matsuo professzor besz\u00e1molt tal\u00e1lm\u00e1ny\u00e1r\u00f3l az International Electronics Developers Meeting konferenci\u00e1n, ahol az Intel gyorsan felismerte a fejleszt\u00e9s lehet\u0151s\u00e9geit. A Toshiba, ahol Matsuo professzor dolgozott, nem tartotta k\u00fcl\u00f6nlegesnek a Flash mem\u00f3ri\u00e1t, ez\u00e9rt teljes\u00edtette az Intel k\u00e9r\u00e9s\u00e9t, hogy k\u00e9sz\u00edtsenek n\u00e9h\u00e1ny protot\u00edpust a tanulm\u00e1nyoz\u00e1sra.<\/p>\n

Az Intel \u00e1ltal a Fudzsi\u00f3 fejleszt\u00e9se ir\u00e1nt kifejezett \u00e9rdekl\u0151d\u00e9s \u00f6szt\u00f6n\u00f6zte a Toshib\u00e1t, hogy \u00f6t m\u00e9rn\u00f6k\u00f6t jel\u00f6lj\u00f6n ki, hogy seg\u00edtsenek a professzornak a tal\u00e1lm\u00e1ny kereskedelmi forgalomba hozatal\u00e1ban. Az Intel ezzel p\u00e1rhuzamosan h\u00e1romsz\u00e1z alkalmazottj\u00e1t ford\u00edtotta a saj\u00e1t Flash mem\u00f3ria verzi\u00f3j\u00e1nak kifejleszt\u00e9s\u00e9re.<\/p>\n

M\u00edg az Intel \u00e9s a Toshiba a Flash meghajt\u00f3k fejleszt\u00e9s\u00e9n dolgozott, 1986-ban k\u00e9t fontos esem\u00e9ny t\u00f6rt\u00e9nt. El\u0151sz\u00f6r is, hivatalosan is szabv\u00e1nyos\u00edtott\u00e1k az SCSI-t \u2014 egy meg\u00e1llapod\u00e1s k\u00e9szletet a sz\u00e1m\u00edt\u00f3g\u00e9pek \u00e9s a perif\u00e9ri\u00e1s eszk\u00f6z\u00f6k k\u00f6z\u00f6tti kommunik\u00e1ci\u00f3hoz. M\u00e1sodszor, kifejlesztett\u00e9k az AT Attachment (ATA) interf\u00e9szt, amely a t\u0171nik elnevez\u00e9s\u0171 Integrated Drive Electronics (IDE) n\u00e9ven ismert, amely lehet\u0151v\u00e9 tette, hogy a lemez vez\u00e9rl\u0151je a lemezen bel\u00fcl helyezkedjen el.<\/p>\n

H\u00e1rom \u00e9vig Fudzsi\u00f3 Matsuo a Flash mem\u00f3ria technol\u00f3gia jav\u00edt\u00e1s\u00e1n dolgozott, \u00e9s 1987-re kifejlesztette a NAND mem\u00f3ri\u00e1t.<\/p>\n

A NAND mem\u00f3ria ugyanaz, mint a NOR mem\u00f3ria, csak h\u00e1romdimenzi\u00f3s m\u00e1trixba rendezve,<\/b>az alapvet\u0151 k\u00fcl\u00f6nbs\u00e9g abban rejlik, hogy a hozz\u00e1f\u00e9r\u00e9s algoritmus\u00e1nak bonyolults\u00e1ga megn\u00f6vekedett, a cell\u00e1k ter\u00fclete cs\u00f6kkent, m\u00edg a teljes kapacit\u00e1s jelent\u0151sen megn\u00f6vekedett.<\/p><\/blockquote>\n

\nEgy \u00e9vvel k\u00e9s\u0151bb az Intel kifejlesztette saj\u00e1t NOR t\u00edpus\u00fa Flash mem\u00f3ri\u00e1j\u00e1t, m\u00edg a Digipro egy Flashdisk nev\u0171 meghajt\u00f3t k\u00e9sz\u00edtett erre alapozva. A Flashdisk els\u0151 verzi\u00f3ja maxim\u00e1lis konfigur\u00e1ci\u00f3ban 16 MiB adatot t\u00e1rolt, \u00e9s kevesebb mint 500 doll\u00e1rba ker\u00fclt.<\/p>\n

\"Bevezet\u00e9s<\/a><\/noindex>
\nA 80-as \u00e9vek v\u00e9g\u00e9n \u00e9s a 90-es \u00e9vek elej\u00e9n a merevlemezek gy\u00e1rt\u00f3i versenyeztek a lemezek m\u00e9ret\u00e9nek cs\u00f6kkent\u00e9s\u00e9ben. 1989-ben a PrairieTek bemutatta a PrairieTek 220 nev\u0171, 20 MiB kapacit\u00e1s\u00fa lemez\u00e9t 2,5 colos form\u00e1tumban. K\u00e9t \u00e9vvel k\u00e9s\u0151bb az Integral Peripherals bemutatta az Integral Peripherals 1820 \"Mustang\" nev\u0171 lemez\u00e9t ugyanazzal a kapacit\u00e1ssal, de 1,8 colos form\u00e1tumban. Egy \u00e9vvel k\u00e9s\u0151bb a Hewlett-Packard a lemez m\u00e9ret\u00e9t 1,3 colosra cs\u00f6kkentette.<\/p>\n

A Seagate h\u0171 maradt a 3,5 h\u00fcvelykes form\u00e1tum\u00fa lemezekhez, \u00e9s a forg\u00e1si sebess\u00e9g n\u00f6vel\u00e9s\u00e9re \u00f6sszpontos\u00edtott, 1992-ben kiadva h\u00edres Barracuda modellj\u00e9t, amely volt az els\u0151 merevlemez, amely 7200 fordulat\/perc sebess\u00e9ggel forgott. De a Seagate itt nem akarta meg\u00e1ll\u00edtani. 1996-ban a Seagate Cheetah sorozat lemezei el\u00e9rt\u00e9k a 10000 fordulat\/perc sebess\u00e9get, n\u00e9gy \u00e9vvel k\u00e9s\u0151bb pedig az X15-\u00f6s v\u00e1ltozata m\u00e1r 15000 fordulat\/perc sebess\u00e9ggel forgott.<\/p>\n

2000-ben az ATA interf\u00e9sz PATA n\u00e9ven v\u00e1lt ismertt\u00e9. Ennek az volt az oka, hogy megjelent a Serial ATA (SATA) interf\u00e9sz, amely kompaktabb k\u00e1beleket, \u201ehot swap\u201d t\u00e1mogat\u00e1st \u00e9s gyorsabb adat\u00e1tvitelt k\u00edn\u00e1lt. A Seagate itt is az \u00e9len j\u00e1rt, 2002-ben bemutatva az els\u0151 merevlemezt ezzel az interf\u00e9sszel.<\/p>\n

A Flash mem\u00f3ria el\u0151\u00e1ll\u00edt\u00e1sa kezdetben nagyon dr\u00e1ga volt, de a 2000-es \u00e9vek elej\u00e9n az \u00e1rak dr\u00e1maian cs\u00f6kkentek. Ezzel a Transcend c\u00e9g \u00e9lt, amely 2003-ban 16 \u00e9s 512 MiB k\u00f6z\u00f6tti kapacit\u00e1s\u00fa SSD-ket adott ki. H\u00e1rom \u00e9vvel k\u00e9s\u0151bb a Samsung \u00e9s a SanDisk is megkezdte a t\u00f6meggy\u00e1rt\u00e1st. Ugyanebben az \u00e9vben az IBM eladta merevlemezeinek r\u00e9szleg\u00e9t a Hitachinak.<\/p>\n

A szil\u00e1rdtest-meghajt\u00f3k terjed\u00e9se ynyilv\u00e1nval\u00f3 probl\u00e9m\u00e1t okozott: a SATA interf\u00e9sz lassabb volt, mint maguk az SSD-meghajt\u00f3k. Ennek a probl\u00e9m\u00e1nak a megold\u00e1s\u00e1ra az NVM Express Workgroup elkezdte az NVMe kifejleszt\u00e9s\u00e9t \u2013 egy specifik\u00e1ci\u00f3t az SSD-k k\u00f6zvetlen el\u00e9r\u00e9si protokolljaira a PCIe buszon, megker\u00fclve a SATA-vez\u00e9rl\u0151t mint \"k\u00f6zvet\u00edt\u0151t\". Ez lehet\u0151v\u00e9 tette az adatokhoz val\u00f3 hozz\u00e1f\u00e9r\u00e9st a PCIe busz sebess\u00e9g\u00e9vel. K\u00e9t \u00e9v m\u00falva elk\u00e9sz\u00fclt a specifik\u00e1ci\u00f3 els\u0151 verzi\u00f3ja, egy \u00e9vvel k\u00e9s\u0151bb pedig megjelent az els\u0151 NVMe-meghajt\u00f3.<\/p>\n

A k\u00fcl\u00f6nbs\u00e9gek a modern SSD-k \u00e9s HDD-k k\u00f6z\u00f6tt<\/h2>\n

\nFizikai szinten a k\u00fcl\u00f6nbs\u00e9g az SSD-k \u00e9s HDD-k k\u00f6z\u00f6tt k\u00f6nnyen \u00e9szlelhet\u0151: az SSD-k nem tartalmaznak mechanikus elemeket, az inform\u00e1ci\u00f3 pedig mem\u00f3ria cell\u00e1kban t\u00e1rol\u00f3dik. A mozg\u00f3 elemek hi\u00e1nya gyors hozz\u00e1f\u00e9r\u00e9st biztos\u00edt az adatokhoz a mem\u00f3ria b\u00e1rmely r\u00e9sz\u00e9n, azonban korl\u00e1toz\u00e1s van a fel\u00edr\u00e1si ciklusok sz\u00e1m\u00e1ra. A mem\u00f3ria cell\u00e1k korl\u00e1tozott sz\u00e1m\u00fa fel\u00edr\u00e1si ciklusa miatt sz\u00fcks\u00e9g van egy egyens\u00falyoz\u00f3 mechanizmusra, amely a cell\u00e1k elhaszn\u00e1l\u00f3d\u00e1s\u00e1nak kiegyenl\u00edt\u00e9s\u00e9vel foglalkozik az\u00e1ltal, hogy adatokat helyez \u00e1t a cell\u00e1k k\u00f6z\u00f6tt. Ezt a feladatot a lemez vez\u00e9rl\u0151je v\u00e9gzi.<\/p>\n

A SSD controller needs to know which cells are occupied and which are free to perform balancing. It can track data writing to a cell on its own, but not the deletion. As we know, operating systems (OS) do not erase data from the disk when a user deletes a file; they simply mark the corresponding memory areas as free. This solution eliminates the need to wait for a disk operation when using HDDs but is not suitable for SSDs. The SSD controller works with bytes instead of file systems, thus requiring a separate message for file deletion.<\/p>\n

This is how the TRIM command (from English \u2014 to trim) came about, which notifies the SSD controller of freeing up a specific memory area. The TRIM command irreversibly deletes data from the disk. Not all operating systems are aware of the need to send this command to solid-state drives, and hardware RAID controllers in disk array mode never send TRIM to the drives.<\/p>\n

Folytat\u00e1s k\u00f6vetkezik\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 independently test modern HDDs and SSDs and draw your own conclusions.<\/p><\/blockquote>\n

Csak a regisztr\u00e1lt felhaszn\u00e1l\u00f3k vehetnek r\u00e9szt a szavaz\u00e1son. K\u00e9rem, jelentkezzen be.<\/a><\/noindex>, k\u00e9rem.<\/p>\n

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