Дисктердин тарыхын изилдөө катуу абалдагы дисктердин иштөө принциптерин түшүнүүгө болгон саякаттын башталышы болуп саналат. Биздин макалалар сериясынын биринчи бөлүгү, "SSDлерге киришүү" тарыхка экскурсия жасап, SSD менен анын эң жакын атаандашы болгон HDDдин ортосундагы айырманы так түшүнүүгө мүмкүндүк берет.
Маалыматты сактоо үчүн ар кандай түзүлүштөрдүн көптүгүнө карабастан, биздин убакта HDD жана SSD дисктеринин популярдуулугу талашсыз. Бул эки түрдөгү дисктердин айырмасы карапайым адамга айкын: SSD кымбатыраак жана ылдамыраак, ал эми HDD арзаныраак жана кененирээк.
Сактоо сыйымдуулугу үчүн өлчөө бирдигине өзгөчө көңүл буруу керек: тарыхый жактан кило жана мега сыяктуу ондук префикстер маалыматтык технологиянын контекстинде экинин онунчу жана жыйырманчы даражасы катары түшүнүлөт. Чаташтырбоо үчүн киби-, меби- жана башка экилик префикстер киргизилген. Бул приставкалардын ортосундагы айырма үндүн көлөмү көбөйгөн сайын байкалат: 240 гигабайттык дискти сатып алууда сиз ага 223.5 гигабайт маалыматты сактай аласыз.
Тарыхка сүңгүп
Биринчи катуу дискти иштеп чыгуу 1952-жылы IBM тарабынан башталган. 14-жылдын 1956-сентябрында иштеп чыгуунун акыркы натыйжасы жарыяланган - IBM 350 Model 1. Дискте өтө жөнөкөй өлчөмдөрү бар 3.75 мебибайт маалымат бар: бийиктиги 172 сантиметр, узундугу 152 сантиметр жана туурасы 74 сантиметр. Ичинде диаметри 50 мм (610 дюйм) болгон таза темир менен капталган 24 жука дисктер болгон. Дисктеги маалыматтарды издөө үчүн орточо убакыт ~600 мс.
Убакыттын өтүшү менен IBM технологияны тынымсыз өркүндөттү. 1961-жылы киргизилген сыйымдуулугу 18.75 мегабайт ар бир табакка окуу баштары менен. IN алынуучу диск картридждери пайда болуп, 1970-жылдан IBM 3330га каталарды аныктоо жана оңдоо системасы киргизилген. Үч жылдан кийин ал пайда болду "Винчестер" деп аталат.
Винчестер (англ. Winchester мылтыгынан) - 19-кылымдын экинчи жарымында АКШда Winchester Repeating Arms компаниясы чыгарган мылтыктардын жана мылтыктардын жалпы аталышы. Бул сатып алуучулар арасында абдан популярдуу болгон биринчи кайталануучу мылтыктардын бири болгон. Алар компаниянын негиздөөчүсү Оливер Фишер Винчестерге өз ысымын беришкен.
IBM 3340 ар бири 30 МБ болгон эки шпиндельден турган, ошондуктан инженерлер бул дискти "30-30" деп аташкан.. Аты .1894-30 Винчестерде орнотулган Winchester Model 30 мылтыгын эске салып, IBM 3340ты иштеп чыгууну жетектеген Кеннет Хьютон "Эгер бул 30-30 болсо, ал 30 болушу керек" деп айткан -30, анда бул Винчестер болушу керек."). Ошондон бери мылтыктар гана эмес, катуу дисктер да "катуу дисктер" деп аталып калган.
Дагы үч жыл өткөндөн кийин, IBM 3350 "Madrid" 14 дюймдук пластиналар жана 25 мс кирүү убакыты менен чыгарылды.
Биринчи SSD диски 1976-жылы Dataram тарабынан түзүлгөн. Dataram BulkCore диски ар биринин сыйымдуулугу 256 КБ болгон сегиз оперативдүү эс тутум таякчасы бар шассиден турган. Биринчи катуу дискке салыштырмалуу BulkCore кичинекей болгон: узундугу 50,8 см, туурасы 48,26 см жана бийиктиги 40 см. Ошол эле учурда, бул моделдеги маалыматтарга жетүү убактысы болгону 750 нс болгон, бул ошол кездеги эң заманбап HDD дискинен 30000 XNUMX эсе тезирээк.
1978-жылы Shugart Technology компаниясы негизделген, ал бир жылдан кийин Shugart Associates менен конфликттерди болтурбоо үчүн атын Seagate Technology деп өзгөрткөн. Эки жылдык иштен кийин Seagate ST-506 чыгарды - 5.25 дюймдук форма-фактордогу жана 5 МБ сыйымдуулуктагы персоналдык компьютерлер үчүн биринчи катуу диск.
Shugart Technology пайда болгондон тышкары, 1978-жыл StorageTek компаниясынан биринчи Enterprise SSD чыгаруу менен эсте калды. StorageTek STC 4305 45 МБ маалыматка ээ. Бул SSD IBM 2305тин ордуна иштелип чыккан, окшош өлчөмдөрү бар жана укмуштуудай 400 000 долларды түзгөн.
1982-жылы SSD жеке компьютер рыногуна кирген. Axlon компаниясы атайын Apple II үчүн RAMDISK 320 деп аталган RAM микросхемаларында SSD-дискти иштеп чыгууда, диск туруксуз эс тутумдун негизинде түзүлгөндүктөн, маалыматтын коопсуздугун сактоо үчүн комплектте батарейка берилген. Батареянын кубаттуулугу электр энергиясы өчүп калган учурда 3 саат автономдуу иштөө үчүн жетиштүү болгон.
Бир жылдан кийин, Rodime заманбап колдонуучуларга тааныш болгон 352 дюймдук форма факторундагы биринчи RO10 3.5 МБ катуу дискти чыгарат. Бул форма-фактордогу биринчи коммерциялык диск экендигине карабастан, Родиме новатордук эч нерсе жасаган жок.
Бул форма факторундагы биринчи продукт Tandon жана Shugart Associates тарабынан киргизилген дискеттүү диск болуп эсептелет. Мындан тышкары, Seagate жана MiniScribe 3.5 дюймдук өнөр жай стандартын кабыл алууга макул болушту, ал "патенттик троллдун" тагдырына жана диск өндүрүшүнөн толук чыгууга туш болгон Rodime артта калды.
1980-жылы Toshiba инженери, профессор Фудзио Масуока NOR Flash эстутум деп аталган жаңы типтеги эс тутумуна патентти каттаган. Иштеп чыгуу 4 жылга созулду.
NOR эс тутуму өткөргүчтөрдүн классикалык 2D матрицасы, анда бир уяча саптар менен мамычалардын кесилишинде орнотулган (магниттик өзөктөрдөгү эстутумга окшош).
1984-жылы профессор Масуока электроника иштеп чыгуучулардын эл аралык жолугушуусунда өзүнүн ойлоп табуусу жөнүндө айтып берди, анда Intel бул өнүгүүнүн убадасын тез эле тааныды. Профессор Масуока иштеген Toshiba, Flash эстутумун өзгөчө нерсе деп эсептеген эмес, ошондуктан Intelдин изилдөө үчүн бир нече прототиптерди жасоо өтүнүчүн аткарган.
Intel компаниясынын Фудзонун өнүгүшүнө болгон кызыгуусу Тошибаны профессорго ойлоп табууну коммерциялаштыруу маселесин чечүүгө жардам берүү үчүн беш инженер бөлүп берүүгө түрткү болгон. Intel өз кезегинде үч жүз кызматкерин Flash эс тутумунун өзүнүн версиясын түзүүгө жумшады.
Intel жана Toshiba Flash сактагыч тармагында иштеп жаткан учурда, эки маанилүү окуя 1986-жылы болгон. Биринчиден, SCSI, компьютерлер менен перифериялык түзүлүштөрдүн ортосундагы байланыш үчүн конвенциялардын жыйындысы расмий түрдө стандартташтырылган. Экинчиден, Integrated Drive Electronics (IDE) бренди менен белгилүү болгон AT Attachment (ATA) интерфейси иштелип чыккан, анын аркасында диск контроллери дисктин ичине жылдырылды.
Үч жыл бою Фудзио Маусока Flash эс тутум технологиясын өркүндөтүү үчүн иштеп, 1987-жылы NAND эс тутумун иштеп чыккан.
NAND эс тутуму үч өлчөмдүү массивге уюштурулган ошол эле NOR эс тутуму. Негизги айырмачылык ар бир уячага кирүү алгоритми татаалдашып, клетканын аянты кичирейип, жалпы сыйымдуулугу бир топ жогорулаганында болду.
Бир жылдан кийин Intel өзүнүн NOR Flash эс тутумун иштеп чыкты жана Digipro ага Flashdisk деп аталган дискти жасады. Flashdiskтин биринчи версиясы максималдуу конфигурациясында 16 МБ маалыматты камтыган жана баасы 500 доллардан аз болгон.
80-жылдардын аягында жана 90-жылдардын башында катуу диск өндүрүүчүлөр дисктерди кичирейтүү үчүн атаандашкан. 1989-жылы PrairieTek PrairieTek 220 20 МБ дискти 2.5 дюймдук форма факторунда чыгарган. Эки жылдан кийин, Integral Peripherals Integral Peripherals 1820 "Mustang" дискин бирдей көлөмү, бирок буга чейин 1.8 дюйм түзөт. Бир жылдан кийин Hewlett-Packard дисктин көлөмүн 1.3 дюймга чейин кыскартты.
Seagate 3.5 дюймдук форма факторундагы дисктерге ишенимдүү бойдон калып, айлануу ылдамдыгын жогорулатууга таянып, 1992-жылы өзүнүн атактуу Barracuda моделин, шпинделдин ылдамдыгы 7200 об/мин болгон биринчи катуу дискти чыгарган. Бирок Seagate муну менен токтоп калгысы келген жок. 1996-жылы Seagate Cheetah линиясынын дисктери 10000 15 айн/мин айлануу ылдамдыгына жетип, төрт жылдан кийин X15000 модификациясы XNUMX XNUMX айн/мин айланды.
2000-жылы ATA интерфейси PATA деп аталып калган. Мунун себеби Serial ATA (SATA) интерфейсинин компакттуу зымдары, ысык алмаштырууну колдоосу жана маалыматтарды берүү ылдамдыгынын жогорулашы болгон. Seagate бул жерде да лидерликти колго алып, 2002-жылы мындай интерфейси бар биринчи катуу дискти чыгарган.
Флэш эстутумду чыгаруу башында абдан кымбат болгон, бирок баасы 2000-жылдардын башында кескин төмөндөгөн. Transcend мындан пайдаланып, 2003-жылы 16дан 512 МБга чейинки кубаттуулуктагы SSD дисктерин чыгарды. Үч жылдан кийин Samsung жана SanDisk массалык өндүрүшкө кошулду. Ошол эле жылы IBM өзүнүн диск бөлүмүн Hitachiге саткан.
Катуу абалдагы дисктер күч алып жаткан жана айкын көйгөй бар эле: SATA интерфейси SSD дисктерине караганда жайыраак болгон. Бул көйгөйдү чечүү үчүн, NVM Express Workgroup NVMe иштеп баштады - SATA контроллери түрүндөгү "ортомчуну" айланып өтүп, түздөн-түз PCIe шинасы аркылуу SSD үчүн кирүү протоколдорунун спецификациясы. Бул PCIe автобус ылдамдыгы боюнча маалыматтарды алууга мүмкүндүк берет. Эки жылдан кийин спецификациянын биринчи версиясы даяр болду, бир жылдан кийин биринчи NVMe диски пайда болду.
Заманбап SSD жана HDD ортосундагы айырмачылыктар
Физикалык деңгээлде SSD менен HDD ортосундагы айырма оңой эле байкалат: SSDде механикалык элементтер жок жана маалымат эстутум клеткаларында сакталат. Кыймылдуу элементтердин жоктугу эстутумдун каалаган бөлүгүндөгү маалыматтарга тез жетүүгө алып келет, бирок кайра жазуу циклдеринин санына чектөөлөр бар. Ар бир эс тутум уячасы үчүн кайра жазуу циклдеринин чектелген санына байланыштуу, балансташтыруу механизмине муктаждык бар - уячалардын ортосунда маалыматтарды өткөрүп берүү аркылуу клетканын эскиришин тегиздөө. Бул ишти диск контроллери аткарат.
Балансташтыруу үчүн SSD контроллери кайсы клеткалар ээлегенин жана кайсынысы бош экенин билиши керек. Контроллер уячага маалыматтарды жазууну көзөмөлдөй алат, аны жок кылуу жөнүндө айтууга болбойт. Белгилүү болгондой, операциялык системалар (ОС) колдонуучу файлды жок кылганда дисктен маалыматтарды өчүрбөйт, бирок эстутумдун тиешелүү аймактарын бош деп белгилейт. Бул чечим HDDди колдонууда дисктин иштешин күтүүнүн зарылдыгын жок кылат, бирок SSDди иштетүү үчүн таптакыр жараксыз. SSD диск контроллери файл тутумдары эмес, байттар менен иштейт, ошондуктан файл жок кылынганда өзүнчө билдирүү талап кылынат.
Мына ушундайча TRIM (англисче - trim) буйругу пайда болду, анын жардамы менен OS SSD диск контроллерине белгилүү бир эстутум аймагын бошотуу үчүн кабарлайт. TRIM буйругу дисктен маалыматтарды биротоло өчүрөт. Бардык операциялык системалар бул буйрукту катуу абалдагы дисктерге жөнөтүүнү билишпейт жана диск массивинин режиминдеги аппараттык RAID контроллерлору эч качан TRIMди дисктерге жөнөтүшпөйт.
Уландысы бар…
Кийинки бөлүктөрдө форма факторлору, туташуу интерфейстери жана катуу абалдагы дисктердин ички уюштуруусу жөнүндө сүйлөшөбүз.
Биздин лабораторияда Заманбап HDD жана SSD дисктерин өз алдынча сынап көрүп, өзүңүздүн тыянакыңызды чыгара аласыз.
Сурамжылоого катталган колдонуучулар гана катыша алышат. , өтүнөмүн.
SSD HDDди алмаштыра алат деп ойлойсузбу?
-
71.2%Ооба, SSD'лер келечек396
-
7.5%Жок, магниттик-оптикалык HDD42 доору алдыда
-
21.2%HDD + SSD118 гибриддик версиясы жеңет
556 колдонуучу добуш берди. 72 колдонуучу добуш берүүдөн баш тартты.
Source: www.habr.com