SSD चा परिचय. भाग 1. ऐतिहासिक

डिस्कच्या इतिहासाचा अभ्यास करणे ही सॉलिड-स्टेट ड्राइव्हच्या ऑपरेशनची तत्त्वे समजून घेण्याच्या प्रवासाची सुरुवात आहे. आमच्या लेखांच्या मालिकेचा पहिला भाग, "एसएसडीचा परिचय" इतिहासाचा फेरफटका मारेल आणि तुम्हाला SSD आणि त्याचा सर्वात जवळचा प्रतिस्पर्धी, HDD मधील फरक स्पष्टपणे समजून घेण्यास अनुमती देईल.

माहिती संचयित करण्यासाठी विविध उपकरणांची विपुलता असूनही, आमच्या काळात HDDs आणि SSDs ची लोकप्रियता निर्विवाद आहे. या दोन प्रकारच्या ड्राइव्हमधील फरक सरासरी व्यक्तीसाठी स्पष्ट आहे: SSD अधिक महाग आणि वेगवान आहे, तर HDD स्वस्त आणि अधिक प्रशस्त आहे.

स्टोरेज क्षमतेच्या मोजमापाच्या युनिटवर विशेष लक्ष दिले पाहिजे: ऐतिहासिकदृष्ट्या, दशांश उपसर्ग जसे की किलो आणि मेगा हे माहिती तंत्रज्ञानाच्या संदर्भात दोनच्या दहाव्या आणि विसाव्या शक्ती म्हणून समजले जातात. गोंधळ दूर करण्यासाठी, बायनरी उपसर्ग kibi-, mebi- आणि इतर सादर केले गेले. या सेट-टॉप बॉक्समधील फरक व्हॉल्यूम वाढल्याने लक्षात येतो: 240 गीगाबाइट डिस्क खरेदी करताना, आपण त्यावर 223.5 गीगाबाइट माहिती संचयित करू शकता.

इतिहासात बुडी मार

पहिल्या हार्ड ड्राइव्हचा विकास 1952 मध्ये IBM द्वारे सुरू झाला. 14 सप्टेंबर 1956 रोजी, विकासाचा अंतिम परिणाम घोषित करण्यात आला - IBM 350 मॉडेल 1. ड्राइव्हमध्ये अत्यंत विनम्र परिमाणांसह 3.75 मेबीबाइट डेटा होता: 172 सेंटीमीटर उंची, 152 सेंटीमीटर लांबी आणि 74 सेंटीमीटर रुंदी. आतमध्ये 50 मिमी (610 इंच) व्यासासह शुद्ध लोहाने लेपित 24 पातळ डिस्क होत्या. डिस्कवरील डेटा शोधण्यासाठी सरासरी वेळ ~600 ms घेतला.

जसजसा काळ बदलत गेला, तसतसे IBM ने तंत्रज्ञानात सातत्याने सुधारणा केली. 1961 मध्ये सादर केले IBM 1301 प्रत्येक प्लेटवर रीड हेडसह 18.75 मेगाबाइट क्षमतेसह. IN IBM 1311 काढता येण्याजोग्या डिस्क काडतुसे दिसू लागली आणि 1970 पासून, IBM 3330 मध्ये त्रुटी शोधणे आणि सुधारणे प्रणाली सादर केली गेली. तीन वर्षांनंतर तो दिसला IBM 3340 "विंचेस्टर" म्हणून ओळखले जाते.

विंचेस्टर (इंग्रजी विंचेस्टर रायफलमधून) - XNUMXव्या शतकाच्या उत्तरार्धात यूएसए मधील विंचेस्टर रिपीटिंग आर्म्स कंपनीने तयार केलेल्या रायफल आणि शॉटगनचे सामान्य नाव. हे पहिल्या पुनरावृत्ती झालेल्या शॉटगनपैकी एक होते जे खरेदीदारांमध्ये अत्यंत लोकप्रिय झाले. त्यांनी त्यांचे नाव कंपनीचे संस्थापक ऑलिव्हर फिशर विंचेस्टर यांना दिले.

IBM 3340 मध्ये प्रत्येकी 30 MiB चे दोन स्पिंडल होते, म्हणूनच अभियंत्यांनी या डिस्कला "30-30" म्हटले. हे नाव विंचेस्टर मॉडेल 1894 रायफलची आठवण करून देणारे होते, ज्याचे चेंबर .30-30 विंचेस्टरमध्ये होते, आयबीएम 3340 च्या विकासाचे नेतृत्व करणारे केनेथ हॉटनचे नेतृत्व होते, "जर ते 30-30 असेल तर ते विंचेस्टर असले पाहिजे." a 30 -30, मग ते विंचेस्टर असावे."). तेव्हापासून, केवळ रायफलच नाही तर हार्ड ड्राइव्हला देखील "हार्ड ड्राइव्ह" म्हटले जाऊ लागले.

आणखी तीन वर्षांनंतर, IBM 3350 “Madrid” हे 14-इंच प्लेटर्स आणि 25 ms च्या ऍक्सेस टाइमसह रिलीज करण्यात आले.

दाताराम यांनी 1976 मध्ये पहिली SSD ड्राइव्ह तयार केली होती. Dataram BulkCore ड्राइव्हमध्ये प्रत्येकी 256 KiB क्षमतेच्या आठ RAM मेमरी स्टिकसह चेसिसचा समावेश होता. पहिल्या हार्ड ड्राइव्हच्या तुलनेत, बल्ककोर लहान होता: 50,8 सेमी लांब, 48,26 सेमी रुंद आणि 40 सेमी उंच. त्याच वेळी, या मॉडेलमधील डेटा ऍक्सेस वेळ केवळ 750 एनएस होता, जो त्यावेळच्या सर्वात आधुनिक एचडीडी ड्राइव्हपेक्षा 30000 पट वेगवान आहे.

1978 मध्ये, शुगार्ट टेक्नॉलॉजीची स्थापना केली गेली, ज्याने एका वर्षानंतर शुगार्ट असोसिएट्सशी संघर्ष टाळण्यासाठी त्याचे नाव बदलून सीगेट टेक्नॉलॉजी केले. दोन वर्षांच्या कामानंतर, सीगेटने ST-506 रिलीझ केले - 5.25-इंच फॉर्म फॅक्टरमध्ये आणि 5 MiB क्षमतेसह वैयक्तिक संगणकांसाठी पहिली हार्ड ड्राइव्ह.

शुगर्ट टेक्नॉलॉजीच्या उदयाव्यतिरिक्त, 1978 ला स्टोरेजटेक वरून प्रथम एंटरप्राइझ एसएसडी रिलीझ करण्यासाठी लक्षात ठेवले गेले. StorageTek STC 4305 मध्ये 45 MiB डेटा होता. हा SSD IBM 2305 च्या बदली म्हणून विकसित केला गेला होता, त्याचे परिमाण समान होते आणि त्याची किंमत अविश्वसनीय $400 होती.

1982 मध्ये, एसएसडीने वैयक्तिक संगणक बाजारात प्रवेश केला. ऍक्सलॉन कंपनी विशेषत: Apple II साठी RAMDISK 320 नावाची RAM चीपवर SSD डिस्क विकसित करत आहे. ड्राइव्ह अस्थिर मेमरीच्या आधारावर तयार केल्यामुळे, माहितीची सुरक्षितता राखण्यासाठी किटमध्ये बॅटरी पुरवण्यात आली होती. पॉवर लॉस झाल्यास बॅटरीची क्षमता 3 तासांच्या स्वायत्त ऑपरेशनसाठी पुरेशी होती.

एक वर्षानंतर, Rodime आधुनिक वापरकर्त्यांना परिचित असलेल्या 352-इंच फॉर्म फॅक्टरमध्ये पहिला RO10 3.5 MiB हार्ड ड्राइव्ह रिलीज करेल. या फॉर्म फॅक्टरमधील ही पहिली व्यावसायिक मोहीम असूनही, रॉडीमने मूलत: काहीही नाविन्यपूर्ण केले नाही.

या फॉर्म फॅक्टरमधील पहिले उत्पादन टंडन आणि शुगार्ट असोसिएट्सने सादर केलेली फ्लॉपी ड्राइव्ह मानली जाते. शिवाय, Seagate आणि MiniScribe ने 3.5-इंच उद्योग मानक स्वीकारण्यास सहमती दर्शवली, रॉडीमला मागे टाकून, ज्यांना "पेटंट ट्रोल" आणि ड्राइव्ह उत्पादन उद्योगातून पूर्ण बाहेर पडण्याचा सामना करावा लागला.

1980 मध्ये, तोशिबाचे अभियंता, प्रोफेसर फुजिओ मासुओका यांनी NOR फ्लॅश मेमरी नावाच्या नवीन प्रकारच्या मेमरीसाठी पेटंट नोंदवले. विकासाला चार वर्षे लागली.

NOR मेमरी ही कंडक्टरची क्लासिक 2D मॅट्रिक्स आहे, ज्यामध्ये पंक्ती आणि स्तंभांच्या छेदनबिंदूवर एक सेल स्थापित केला जातो (चुंबकीय कोरवरील मेमरीच्या समान).

1984 मध्ये, प्रोफेसर मासुओका यांनी आंतरराष्ट्रीय इलेक्ट्रॉनिक्स डेव्हलपर्स मीटिंगमध्ये त्यांच्या शोधाबद्दल बोलले, जेथे इंटेलने या विकासाचे वचन त्वरीत ओळखले. तोशिबा, जिथे प्रोफेसर मासुओका काम करत होते, त्यांनी फ्लॅश मेमरीला काही विशेष मानले नाही आणि म्हणून अभ्यासासाठी अनेक प्रोटोटाइप बनवण्याच्या इंटेलच्या विनंतीचे पालन केले.

फुजिओच्या विकासामध्ये इंटेलच्या स्वारस्यामुळे तोशिबाला शोधाचे व्यावसायिकीकरण करण्याच्या समस्येचे निराकरण करण्यात प्राध्यापकांना मदत करण्यासाठी पाच अभियंते वाटप करण्यास प्रवृत्त केले. इंटेलने, याउलट, फ्लॅश मेमरीची स्वतःची आवृत्ती तयार करण्यासाठी तीनशे कर्मचारी टाकले.

इंटेल आणि तोशिबा फ्लॅश स्टोरेजच्या क्षेत्रात प्रगती करत असताना, 1986 मध्ये दोन महत्त्वाच्या घटना घडल्या. प्रथम, SCSI, संगणक आणि परिधीय उपकरणांमध्ये संवाद साधण्यासाठी नियमावलीचा एक संच, अधिकृतपणे प्रमाणित केले गेले आहे. दुसरे म्हणजे, इंटिग्रेटेड ड्राइव्ह इलेक्ट्रॉनिक्स (आयडीई) या ब्रँड नावाने ओळखले जाणारे एटी अटॅचमेंट (एटीए) इंटरफेस विकसित केले गेले, ज्यामुळे ड्राइव्ह कंट्रोलर ड्राइव्हच्या आत हलविला गेला.

तीन वर्षे, Fujio Mausoka ने फ्लॅश मेमरी तंत्रज्ञान सुधारण्यासाठी काम केले आणि 1987 पर्यंत NAND मेमरी विकसित केली.

NAND मेमरी ही समान NOR मेमरी आहे, जी त्रि-आयामी अॅरेमध्ये आयोजित केली जाते. मुख्य फरक असा होता की प्रत्येक सेलमध्ये प्रवेश करण्यासाठी अल्गोरिदम अधिक जटिल बनले, सेल क्षेत्र लहान झाले आणि एकूण क्षमता लक्षणीय वाढली.

एका वर्षानंतर, इंटेलने स्वतःची NOR फ्लॅश मेमरी विकसित केली आणि डिजिप्रोने त्यावर फ्लॅशडिस्क नावाची ड्राइव्ह तयार केली. फ्लॅशडिस्कच्या पहिल्या आवृत्तीमध्ये त्याच्या कमाल कॉन्फिगरेशनमध्ये 16 MiB डेटा आहे आणि त्याची किंमत $500 पेक्षा कमी आहे

80 च्या दशकाच्या उत्तरार्धात आणि 90 च्या दशकाच्या सुरुवातीस, हार्ड ड्राइव्ह उत्पादकांनी ड्राइव्ह लहान करण्यासाठी स्पर्धा केली. 1989 मध्ये, PrairieTek ने PrairieTek 220 20 MiB ड्राइव्हला 2.5-इंच फॉर्म फॅक्टरमध्ये सोडले. दोन वर्षांनंतर, इंटिग्रल पेरिफेरल्स इंटिग्रल पेरिफेरल्स 1820 “मस्टँग” डिस्क त्याच व्हॉल्यूमसह तयार करते, परंतु आधीच 1.8 इंच. एका वर्षानंतर, हेवलेट-पॅकार्डने डिस्कचा आकार 1.3 इंच कमी केला.

सीगेट 3.5-इंच फॉर्म फॅक्टरमध्ये चालविण्यास विश्वासू राहिले आणि रोटेशन वेग वाढविण्यावर अवलंबून राहिले, 1992 मध्ये त्याचे प्रसिद्ध बॅराकुडा मॉडेल रिलीज केले, 7200 rpm च्या स्पिंडल स्पीडसह पहिले हार्ड ड्राइव्ह. पण सीगेट तिथे थांबणार नव्हते. 1996 मध्ये, सीगेट चीता लाईनवरील ड्राइव्हने 10000 rpm ची रोटेशन गती गाठली आणि चार वर्षांनंतर X15 सुधारणा 15000 rpm पर्यंत वाढली.

2000 मध्ये, ATA इंटरफेस PATA म्हणून ओळखला जाऊ लागला. याचे कारण अधिक कॉम्पॅक्ट वायर्स, हॉट-स्वॅप सपोर्ट आणि डेटा ट्रान्सफर स्पीडसह सीरियल एटीए (एसएटीए) इंटरफेसचा उदय होता. सीगेटने 2002 मध्ये अशा इंटरफेससह प्रथम हार्ड ड्राइव्ह रिलीझ करून येथेही पुढाकार घेतला.

फ्लॅश मेमरी तयार करणे सुरुवातीला खूप महाग होते, परंतु 2000 च्या दशकाच्या सुरुवातीस खर्चात झपाट्याने घट झाली. ट्रान्ससेंडने याचा फायदा घेतला, 2003 मध्ये 16 ते 512 MiB पर्यंतच्या क्षमतेसह SSD ड्राइव्ह सोडले. तीन वर्षांनंतर, सॅमसंग आणि सॅनडिस्क मोठ्या प्रमाणावर उत्पादनात सामील झाले. त्याच वर्षी IBM ने हिताचीला आपला डिस्क विभाग विकला.

सॉलिड स्टेट ड्राइव्हला गती मिळत होती आणि एक स्पष्ट समस्या होती: SATA इंटरफेस स्वतः SSD पेक्षा कमी होता. या समस्येचे निराकरण करण्यासाठी, NVM एक्सप्रेस वर्कग्रुपने NVMe विकसित करण्यास सुरुवात केली - SATA कंट्रोलरच्या रूपात "मध्यस्थ" ला बायपास करून थेट PCIe बसवर SSD साठी प्रवेश प्रोटोकॉलसाठी एक तपशील. हे PCIe बस वेगात डेटा ऍक्सेस करण्यास अनुमती देईल. दोन वर्षांनंतर, स्पेसिफिकेशनची पहिली आवृत्ती तयार झाली आणि एका वर्षानंतर प्रथम NVMe ड्राइव्ह दिसली.

आधुनिक SSDs आणि HDDs मधील फरक

भौतिक स्तरावर, SSD आणि HDD मधील फरक सहज लक्षात येतो: SSD मध्ये कोणतेही यांत्रिक घटक नसतात आणि माहिती मेमरी सेलमध्ये संग्रहित केली जाते. हलविलेल्या घटकांच्या अनुपस्थितीमुळे मेमरीच्या कोणत्याही भागामध्ये डेटामध्ये द्रुत प्रवेश होतो, तथापि, पुनर्लेखन चक्रांच्या संख्येवर मर्यादा आहे. प्रत्येक मेमरी सेलसाठी पुनर्लेखन चक्रांच्या मर्यादित संख्येमुळे, पेशींमधील डेटा हस्तांतरित करून सेल वेअर आउट करण्यासाठी - संतुलित यंत्रणेची आवश्यकता आहे. हे काम डिस्क कंट्रोलरद्वारे केले जाते.

समतोल साधण्यासाठी, SSD कंट्रोलरला हे माहित असणे आवश्यक आहे की कोणते सेल व्यापलेले आहेत आणि कोणते मुक्त आहेत. नियंत्रक सेलमध्येच डेटाच्या रेकॉर्डिंगचा मागोवा घेण्यास सक्षम आहे, जे हटविण्याबद्दल सांगितले जाऊ शकत नाही. तुम्हाला माहिती आहे की, ऑपरेटिंग सिस्टम (OS) वापरकर्त्याने फाइल हटवल्यावर डिस्कमधून डेटा मिटवत नाहीत, परंतु संबंधित मेमरी क्षेत्रे विनामूल्य म्हणून चिन्हांकित करतात. हे समाधान HDD वापरताना डिस्क ऑपरेशनसाठी प्रतीक्षा करण्याची आवश्यकता काढून टाकते, परंतु SSD ऑपरेट करण्यासाठी पूर्णपणे अनुपयुक्त आहे. SSD ड्राइव्ह कंट्रोलर फाईल सिस्टीमवर नाही तर बाइट्ससह कार्य करते आणि त्यामुळे फाइल हटवल्यावर वेगळा संदेश आवश्यक असतो.

अशाप्रकारे TRIM (इंग्रजी - ट्रिम) कमांड दिसली, ज्याद्वारे OS SSD डिस्क कंट्रोलरला विशिष्ट मेमरी क्षेत्र मुक्त करण्यासाठी सूचित करते. TRIM कमांड डिस्कमधून डेटा कायमचा मिटवते. सर्व ऑपरेटिंग सिस्टीमना ही आज्ञा सॉलिड-स्टेट ड्राइव्हवर पाठवणे माहित नसते आणि डिस्क अॅरे मोडमधील हार्डवेअर RAID कंट्रोलर्स कधीही डिस्कवर TRIM पाठवत नाहीत.

पुढे चालू…

पुढील भागांमध्ये आपण फॉर्म घटक, कनेक्शन इंटरफेस आणि सॉलिड-स्टेट ड्राइव्हच्या अंतर्गत संस्थेबद्दल बोलू.

आमच्या प्रयोगशाळेत सिलेक्टल लॅब आपण स्वतंत्रपणे आधुनिक HDD आणि SSD ड्राइव्हची चाचणी करू शकता आणि आपले स्वतःचे निष्कर्ष काढू शकता.

केवळ नोंदणीकृत वापरकर्तेच सर्वेक्षणात भाग घेऊ शकतात. साइन इन करा, आपले स्वागत आहे.

SSD HDD विस्थापित करण्यास सक्षम असेल असे तुम्हाला वाटते का?

• 71.2%होय, SSDs हे भविष्य आहे396

• 7.5%नाही, मॅग्नेटो-ऑप्टिकल HDD42 चे युग पुढे आहे

• 21.2%संकरित आवृत्ती HDD + SSD118 जिंकेल

556 वापरकर्त्यांनी मतदान केले. 72 वापरकर्ते दूर राहिले.

स्त्रोत: www.habr.com