SSDs को परिचय। भाग १. ऐतिहासिक

डिस्क को इतिहास को अध्ययन ठोस राज्य ड्राइव को सञ्चालन को सिद्धान्त बुझ्न को लागी यात्रा को शुरुवात हो। हाम्रो लेखहरूको श्रृंखलाको पहिलो भाग, "SSDs को परिचय," इतिहासको भ्रमण गर्नेछ र तपाइँलाई SSD र यसको निकटतम प्रतिस्पर्धी, HDD बीचको भिन्नतालाई स्पष्ट रूपमा बुझ्न अनुमति दिनेछ।

जानकारी भण्डारण गर्न विभिन्न यन्त्रहरूको प्रशस्तताको बावजुद, हाम्रो समयमा HDDs र SSDs को लोकप्रियता अस्वीकार्य छ। यी दुई प्रकारका ड्राइभहरू बीचको भिन्नता औसत व्यक्तिको लागि स्पष्ट छ: SSD बढी महँगो र छिटो छ, जबकि HDD सस्तो र अधिक प्रशस्त छ।

भण्डारण क्षमताको लागि मापनको एकाइमा विशेष ध्यान दिनुपर्छ: ऐतिहासिक रूपमा, दशमलव उपसर्गहरू जस्तै किलो र मेगालाई सूचना प्रविधिको सन्दर्भमा दुईको दशौं र बीसौं शक्तिको रूपमा बुझिन्छ। भ्रम हटाउन, बाइनरी उपसर्गहरू kibi-, mebi- र अन्यहरू प्रस्तुत गरियो। यी सेट-टप बक्सहरू बीचको भिन्नता भोल्युम बढ्दै जाँदा उल्लेखनीय हुन्छ: 240 गीगाबाइट डिस्क खरीद गर्दा, तपाईं यसमा 223.5 गीगाबाइट जानकारी भण्डारण गर्न सक्नुहुन्छ।

इतिहासमा डुब्नुहोस्

पहिलो हार्ड ड्राइव को विकास IBM द्वारा 1952 मा सुरु भयो। सेप्टेम्बर 14, 1956 मा, विकासको अन्तिम नतिजा घोषणा गरिएको थियो - IBM 350 मोडेल 1। ड्राइभमा 3.75 मेबिबाइट डेटा धेरै अप्रत्याशित आयामहरू समावेश थियो: 172 सेन्टिमिटर उचाइ, 152 सेन्टिमिटर लम्बाइ र 74 सेन्टिमिटर चौडाइ। भित्र 50 पातलो डिस्कहरू 610 मिमी (24 इन्च) को व्यासको साथ शुद्ध फलामले लेपित थिए। डिस्कमा डाटा खोज्नको लागि औसत समय ~600 ms लाग्यो।

समय बित्दै जाँदा, IBM ले प्रविधिमा निरन्तर सुधार गर्दै गयो। 1961 मा परिचय आईबीएम 1301१XNUMX० 18.75 मेगाबाइटको क्षमताको साथ प्रत्येक प्लेटमा पढ्ने हेडहरू। IN आईबीएम 1311१XNUMX० हटाउन सकिने डिस्क कारतूसहरू देखा पर्यो, र 1970 देखि, त्रुटि पत्ता लगाउने र सुधार प्रणाली आईबीएम 3330 मा पेश गरिएको थियो। तीन वर्षपछि उहाँ देखा पर्नुभयो आईबीएम 3340१XNUMX० "विन्चेस्टर" भनेर चिनिन्छ।

विन्चेस्टर (अंग्रेजी विन्चेस्टर राइफलबाट) - 19 औं शताब्दीको दोस्रो भागमा संयुक्त राज्य अमेरिकामा विन्चेस्टर रिपीटिङ आर्म्स कम्पनीद्वारा निर्मित राइफल र शटगनहरूको लागि सामान्य नाम। यी पहिलो दोहोरिने शटगनहरू मध्ये एक थिए जुन खरीददारहरू बीच अत्यन्त लोकप्रिय भयो। तिनीहरूले आफ्नो नाम कम्पनीको संस्थापक, ओलिभर फिशर विन्चेस्टरलाई दिए।

IBM 3340 मा प्रत्येक 30 MiB को दुई स्पिन्डलहरू थिए, त्यसैले इन्जिनियरहरूले यो डिस्कलाई "30-30" भने। यो नाम .1894-30 विन्चेस्टरमा रहेको विन्चेस्टर मोडेल 30 राइफलको सम्झना गराउँदछ, जसले IBM 3340 को विकासको नेतृत्व गर्‍यो, "यदि यो 30-30 हो भने, यो विन्चेस्टर हुनुपर्छ।" -30, त्यसपछि यो विन्चेस्टर हुनुपर्छ।") त्यसबेलादेखि, राइफल मात्र होइन, हार्ड ड्राइभलाई पनि "हार्ड ड्राइभ" भनिन्छ।

थप तीन वर्ष पछि, IBM 3350 "Madrid" 14-इन्च प्लेटर र 25 ms को पहुँच समय संग जारी गरियो।

पहिलो SSD ड्राइभ 1976 मा Dataram द्वारा सिर्जना गरिएको थियो। Dataram BulkCore ड्राइभमा प्रत्येक 256 KiB क्षमताको आठ RAM मेमोरी स्टिक भएको चेसिस समावेश थियो। पहिलो हार्ड ड्राइभको तुलनामा, बल्ककोर सानो थियो: 50,8 सेन्टिमिटर लामो, 48,26 सेमी चौडा र 40 सेमी उच्च। एकै समयमा, यस मोडेलमा डाटा पहुँच समय मात्र 750 एनएस थियो, जुन त्यस समयमा सबैभन्दा आधुनिक HDD ड्राइभ भन्दा 30000 गुणा छिटो छ।

1978 मा, शुगार्ट टेक्नोलोजी स्थापना भएको थियो, जुन एक वर्ष पछि शुगार्ट एसोसिएट्ससँग द्वन्द्वबाट बच्नको लागि यसको नाम Seagate टेक्नोलोजीमा परिवर्तन भयो। दुई वर्षको काम पछि, Seagate ले ST-506 जारी गर्‍यो - 5.25-इन्च फारम कारकमा र 5 MiB क्षमताको व्यक्तिगत कम्प्युटरहरूको लागि पहिलो हार्ड ड्राइभ।

शुगार्ट टेक्नोलोजीको उदयको अतिरिक्त, 1978 लाई स्टोरेजटेकबाट पहिलो इन्टरप्राइज एसएसडीको रिलीजको लागि सम्झना गरिएको थियो। StorageTek STC 4305 मा 45 MiB डाटा थियो। यो SSD IBM 2305 को प्रतिस्थापनको रूपमा विकसित गरिएको थियो, समान आयामहरू थिए र अविश्वसनीय $ 400 लागत थियो।

1982 मा, SSD व्यक्तिगत कम्प्युटर बजारमा प्रवेश गर्यो। Axlon कम्पनीले RAMDISK 320 भनिने RAM chips मा SSD डिस्क विकास गरिरहेको छ, किनभने यो ड्राइभ वाष्पशील मेमोरीको आधारमा सिर्जना गरिएको थियो, जानकारीको सुरक्षा कायम गर्न किटमा ब्याट्री प्रदान गरिएको थियो। ब्याट्री क्षमता बिजुली हराएको अवस्थामा 3 घण्टा स्वायत्त सञ्चालनको लागि पर्याप्त थियो।

एक वर्ष पछि, Rodime ले आधुनिक प्रयोगकर्ताहरूलाई परिचित 352-इन्च फारम कारकमा पहिलो RO10 3.5 MiB हार्ड ड्राइभ जारी गर्नेछ। यस फारम कारकमा यो पहिलो व्यावसायिक ड्राइभ हो भन्ने तथ्यको बावजुद, रोडिमले अनिवार्य रूपमा कुनै नवीन काम गरेन।

यस फारम कारकमा पहिलो उत्पादनलाई टन्डन र शुगार्ट एसोसिएट्स द्वारा प्रस्तुत गरिएको फ्लपी ड्राइभ मानिन्छ। यसबाहेक, Seagate र MiniScribe 3.5-इन्च उद्योग मानक अपनाउन सहमत भए, रोडिमलाई पछाडि छोडेर, जसले "पेटेन्ट ट्रोल" को भाग्यको सामना गर्यो र ड्राइभ उत्पादन उद्योगबाट पूर्ण रूपमा बाहिरियो।

1980 मा, तोशिबा इन्जिनियर, प्रोफेसर फुजियो मासुओकाले NOR फ्ल्यास मेमोरी भनिने नयाँ प्रकारको मेमोरीको लागि पेटेन्ट दर्ता गरे। विकास ४ वर्ष लाग्यो ।

NOR मेमोरी कन्डक्टरहरूको क्लासिक 2D म्याट्रिक्स हो, जसमा पङ्क्ति र स्तम्भहरूको प्रतिच्छेदनमा एउटा कक्ष स्थापना गरिएको छ (चुम्बकीय कोरहरूमा मेमोरीको अनुरूप)।

1984 मा, प्रोफेसर मासुओकाले अन्तर्राष्ट्रिय इलेक्ट्रोनिक्स विकासकर्ताहरूको बैठकमा आफ्नो आविष्कारको बारेमा कुरा गरे, जहाँ इंटेलले यस विकासको प्रतिज्ञालाई तुरुन्तै मान्यता दियो। तोशिबा, जहाँ प्रोफेसर मासुओकाले काम गरे, फ्ल्यास मेमोरीलाई कुनै विशेष कुरा मानेन, र त्यसैले अध्ययनको लागि धेरै प्रोटोटाइपहरू बनाउन इन्टेलको अनुरोधको पालना गरे।

फुजियोको विकासमा इंटेलको चासोले तोशिबालाई प्रोफेसरलाई आविष्कारको व्यापारीकरण गर्ने समस्या समाधान गर्न मद्दत गर्न पाँच इन्जिनियरहरू आवंटित गर्न प्रेरित गर्‍यो। इन्टेल, बारीमा, तीन सय कर्मचारीहरूलाई फ्ल्यास मेमोरीको आफ्नै संस्करण सिर्जना गर्न फ्याँक्यो।

Intel र Toshiba ले फ्ल्याश भण्डारणको क्षेत्रमा विकास गरिरहेको बेला, दुई महत्त्वपूर्ण घटनाहरू 1986 मा भयो। पहिलो, SCSI, कम्प्यूटर र परिधीय उपकरणहरू बीच सञ्चारको लागि सम्मेलनहरूको सेट, आधिकारिक रूपमा मानकीकृत गरिएको छ। दोस्रो, एटी एट्याचमेन्ट (एटीए) इन्टरफेस, ब्रान्ड नाम एकीकृत ड्राइभ इलेक्ट्रोनिक्स (आईडीई) अन्तर्गत चिनिन्छ, विकसित गरिएको थियो, जसको लागि ड्राइभ नियन्त्रक ड्राइभ भित्र सारियो।

तीन वर्षसम्म, Fujio Mausoka ले फ्ल्यास मेमोरी प्रविधि सुधार्न काम गर्यो र 1987 सम्म NAND मेमोरीको विकास गर्यो।

NAND मेमोरी एउटै NOR मेमोरी हो, तीन-आयामी एरेमा संगठित। मुख्य भिन्नता यो थियो कि प्रत्येक सेल पहुँच गर्न एल्गोरिथ्म थप जटिल भयो, सेल क्षेत्र सानो भयो, र कुल क्षमता उल्लेखनीय रूपमा बढ्यो।

एक वर्ष पछि, इंटेलले आफ्नै NOR फ्ल्यास मेमोरी विकास गर्‍यो, र डिजिप्रोले यसमा फ्ल्याशडिस्क नामक ड्राइभ बनायो। Flashdisk को पहिलो संस्करण यसको अधिकतम कन्फिगरेसनमा 16 MiB डाटा र लागत $500 भन्दा कम थियो।

८० को दशकको अन्त्य र ९० को दशकको प्रारम्भमा, हार्ड ड्राइभ निर्माताहरूले ड्राइभलाई सानो बनाउन प्रतिस्पर्धा गरे। 80 मा, PrairieTek ले PrairieTek 90 1989 MiB ड्राइभलाई 220-इन्च फारम कारकमा जारी गर्‍यो। दुई वर्ष पछि, Integral Peripherals ले Integral Peripherals 20 “Mustang” डिस्क समान भोल्युमको साथ सिर्जना गर्दछ, तर पहिले नै 2.5 इन्च। एक वर्ष पछि, Hewlett-Packard ले डिस्क साइज 1820 इन्चमा घटायो।

Seagate 3.5-इन्च फारम कारकमा ड्राइभमा वफादार रह्यो र 1992 rpm को स्पिन्डल गतिको साथ पहिलो हार्ड ड्राइभ, 7200 मा यसको प्रसिद्ध Barracuda मोडेल जारी गर्दै, बढ्दो रोटेशन गतिमा भर पर्यो। तर Seagate त्यहाँ रोकिनेवाला थिएन। 1996 मा, Seagate Cheetah लाइनबाट ड्राइभले 10000 rpm को घुमाउरो गतिमा पुग्यो, र चार वर्ष पछि X15 परिमार्जन 15000 rpm सम्म फैलियो।

2000 मा, ATA इन्टरफेस PATA को रूपमा चिनिन थाल्यो। यसको कारण थप कम्प्याक्ट तारहरू, हट-स्वैप समर्थन र डाटा स्थानान्तरण गति बढेको सिरियल एटीए (SATA) इन्टरफेसको उदय थियो। Seagate ले यहाँ पनि नेतृत्व लियो, 2002 मा यस्तो इन्टरफेस संग पहिलो हार्ड ड्राइव जारी।

फ्ल्यास मेमोरी उत्पादन गर्न सुरुमा धेरै महँगो थियो, तर 2000 को सुरुमा लागतहरू तीव्र रूपमा घट्यो। ट्रान्ससेन्डले 2003 मा 16 देखि 512 MiB सम्मको क्षमता भएको SSD ड्राइभहरू जारी गर्दै यसको फाइदा उठायो। तीन वर्षपछि, Samsung र SanDisk ठूलो उत्पादनमा सामेल भयो। सोही वर्ष आईबीएमले आफ्नो डिस्क डिभिजन हिताचीलाई बेच्यो।

सोलिड स्टेट ड्राइभले गति पाइरहेको थियो र त्यहाँ एक स्पष्ट समस्या थियो: SATA इन्टरफेस SSD हरू भन्दा ढिलो थियो। यो समस्या समाधान गर्नको लागि, NVM एक्सप्रेस कार्यसमूहले NVMe विकास गर्न थाल्यो - SATA नियन्त्रकको रूपमा "मध्यस्थ" लाई बाइपास गर्दै, PCIe बसमा सिधै SSD हरूका लागि पहुँच प्रोटोकलहरूको लागि निर्दिष्टीकरण। यसले PCIe बस गतिमा डाटा पहुँच गर्न अनुमति दिनेछ। दुई वर्ष पछि, विनिर्देशको पहिलो संस्करण तयार भयो, र एक वर्ष पछि पहिलो NVMe ड्राइभ देखा पर्‍यो।

आधुनिक SSDs र HDD हरू बीचको भिन्नता

भौतिक स्तरमा, एक SSD र HDD बीचको भिन्नता सजिलै देख्न सकिन्छ: एक SSD मा कुनै मेकानिकल तत्वहरू छैनन्, र जानकारी मेमोरी कक्षहरूमा भण्डार गरिएको छ। गतिशील तत्वहरूको अनुपस्थितिले मेमोरीको कुनै पनि भागमा डेटामा द्रुत पहुँचको लागि नेतृत्व गर्दछ, तथापि, पुन: लेख्ने चक्रहरूको संख्यामा सीमा छ। प्रत्येक मेमोरी सेलको लागि पुन: लेख्ने चक्रहरूको सीमित संख्याको कारणले, त्यहाँ एक सन्तुलन संयन्त्रको आवश्यकता छ - सेलहरू बीच डेटा स्थानान्तरण गरेर सेल वेयरलाई स्तरीकरण। यो काम डिस्क नियन्त्रक द्वारा प्रदर्शन गरिएको छ।

सन्तुलन पूरा गर्न, SSD नियन्त्रकले कुन कक्षहरू ओगटेका छन् र कुन खाली छन् भनेर जान्न आवश्यक छ। नियन्त्रकले सेलमा डाटाको रेकर्डिङ ट्र्याक गर्न सक्षम छ, जुन मेटाउने बारे भन्न सकिँदैन। तपाईलाई थाहा छ, प्रयोगकर्ताले फाइल मेटाउँदा अपरेटिङ सिस्टम (OS) ले डिस्कबाट डाटा मेटाउँदैन, तर सम्बन्धित मेमोरी क्षेत्रहरूलाई निःशुल्क रूपमा चिन्ह लगाउँदछ। यो समाधानले HDD प्रयोग गर्दा डिस्क सञ्चालनको लागि पर्खनु पर्ने आवश्यकतालाई हटाउँछ, तर SSD सञ्चालनको लागि पूर्ण रूपमा अनुपयुक्त छ। SSD ड्राइभ नियन्त्रकले बाइटहरूसँग काम गर्दछ, फाइल प्रणाली होइन, र त्यसैले फाइल मेटाउँदा छुट्टै सन्देश चाहिन्छ।

यो कसरी TRIM (अंग्रेजी - ट्रिम) आदेश देखा पर्‍यो, जसको साथ OS ले SSD डिस्क नियन्त्रकलाई निश्चित मेमोरी क्षेत्र खाली गर्न सूचित गर्दछ। TRIM आदेशले स्थायी रूपमा डिस्कबाट डाटा मेटाउँछ। सबै अपरेटिङ सिस्टमहरूले यो आदेशलाई ठोस-स्टेट ड्राइभहरूमा पठाउन जान्दैनन्, र डिस्क एरे मोडमा हार्डवेयर RAID नियन्त्रकहरूले डिस्कहरूमा TRIM कहिल्यै पठाउँदैनन्।

फेरि जारी राखौंला…

निम्न भागहरूमा हामी फारम कारकहरू, जडान इन्टरफेसहरू र ठोस-राज्य ड्राइभहरूको आन्तरिक संगठनको बारेमा कुरा गर्नेछौं।

हाम्रो प्रयोगशालामा चयन प्रयोगशाला तपाईं स्वतन्त्र रूपमा आधुनिक HDD र SSD ड्राइभहरू परीक्षण गर्न सक्नुहुन्छ र आफ्नै निष्कर्षहरू कोर्न सक्नुहुन्छ।

दर्ता भएका प्रयोगकर्ताहरूले मात्र सर्वेक्षणमा भाग लिन सक्छन्। साइन इन गर्नुहोस्कृपया

के तपाइँ SSD ले HDD लाई विस्थापित गर्न सक्षम हुनेछ जस्तो लाग्छ?

• 71.2%हो, SSD हरू भविष्य हुन् 396

• 7.5%होइन, म्याग्नेटो-अप्टिकल HDD42 को युग अगाडि छ

• 21.2%हाइब्रिड संस्करण HDD + SSD118 जित्नेछ

556 प्रयोगकर्ताहरूले मतदान गरे। २ प्रयोगकर्ताहरू रोकिए।

स्रोत: www.habr.com