Studimi i historisë së disqeve është fillimi i udhëtimit për të kuptuar parimet e funksionimit të disqeve në gjendje të ngurtë. Pjesa e parë e serisë sonë të artikujve, "Hyrje në SSD", do të bëjë një turne në histori dhe do t'ju lejojë të kuptoni qartë ndryshimin midis një SSD dhe konkurrentit të tij më të afërt, HDD.
Megjithë bollëkun e pajisjeve të ndryshme për ruajtjen e informacionit, popullariteti i HDD dhe SSD në kohën tonë është i pamohueshëm. Dallimi midis këtyre dy llojeve të disqeve është i dukshëm për një person mesatar: SSD është më i shtrenjtë dhe më i shpejtë, ndërsa HDD është më i lirë dhe më i gjerë.
Vëmendje e veçantë duhet t'i kushtohet njësisë matëse për kapacitetin e ruajtjes: historikisht, parashtesat dhjetore si kilogrami dhe mega kuptohen në kontekstin e teknologjisë së informacionit si fuqia e dhjetë dhe e njëzetë e dy. Për të eliminuar konfuzionin, u prezantuan prefikset binare kibi-, mebi- dhe të tjera. Dallimi midis këtyre set-top kutive bëhet i dukshëm me rritjen e vëllimit: kur blini një disk 240 gigabajt, mund të ruani 223.5 gigabajt informacion në të.
Zhyt në histori
Zhvillimi i hard drive-it të parë filloi në vitin 1952 nga IBM. Më 14 shtator 1956 u shpall rezultati përfundimtar i zhvillimit - IBM 350 Model 1. Disku përmbante 3.75 mebibajt të dhëna me përmasa shumë jo modeste: 172 centimetra lartësi, 152 centimetra gjatësi dhe 74 centimetra gjerësi. Brenda kishte 50 disqe të hollë të veshur me hekur të pastër me diametër 610 mm (24 inç). Koha mesatare për të kërkuar të dhëna në disk zgjati ~ 600 ms.
Me kalimin e kohës, IBM e përmirësoi vazhdimisht teknologjinë. U prezantua në vitin 1961 me një kapacitet prej 18.75 megabajt me koka leximi në çdo pjatë. NË U shfaqën fishekë disqesh të lëvizshëm, dhe që nga viti 1970, një sistem zbulimi dhe korrigjimi i gabimeve u fut në IBM 3330. Tre vjet më vonë ai u shfaq i njohur si "Winchester".
Winchester (nga pushka angleze Winchester) - emri i përgjithshëm për pushkët dhe armët e gjahut të prodhuara nga Winchester Repeating Arms Company në SHBA në gjysmën e dytë të shekullit të XNUMX-të. Këto ishin një nga armët e para të përsëritura që u bënë jashtëzakonisht të njohura në mesin e blerësve. Ata ia detyronin emrin e tyre themeluesit të kompanisë, Oliver Fisher Winchester.
IBM 3340 përbëhej nga dy gishta me nga 30 MiB secila, kjo është arsyeja pse Inxhinierët e quajtën këtë disk "30-30". Emri të kujtonte pushkën Winchester Model 1894 me dhomë në 30-30 Winchester, duke e shtyrë Kenneth Haughton, i cili udhëhoqi zhvillimin e IBM 3340, të thoshte "Nëse është 30-30, duhet të jetë një Winchester." a 30 -30, atëherë duhet të jetë një Winchester."). Që atëherë, jo vetëm pushkët, por edhe disqet e ngurtë janë quajtur "hard disqe".
Tre vite të tjera më vonë, IBM 3350 "Madrid" u lëshua me pllaka 14 inç dhe një kohë aksesi prej 25 ms.
Disku i parë SSD u krijua nga Dataram në 1976. Disku Dataram BulkCore përbëhej nga një shasi me tetë shkopinj memorie RAM me një kapacitet prej 256 KiB secila. Krahasuar me hard diskun e parë, BulkCore ishte i vogël: 50,8 cm i gjatë, 48,26 cm i gjerë dhe 40 cm i lartë. Në të njëjtën kohë, koha e aksesit të të dhënave në këtë model ishte vetëm 750 ns, që është 30000 herë më e shpejtë se disku më modern HDD në atë kohë.
Në vitin 1978 u themelua Shugart Technology, e cila një vit më vonë ndryshoi emrin në Seagate Technology për të shmangur konfliktet me Shugart Associates. Pas dy vitesh punë, Seagate lëshoi ST-506 - hard disku i parë për kompjuterët personalë në faktorin e formës 5.25 inç dhe me një kapacitet prej 5 MiB.
Përveç shfaqjes së Shugart Technology, viti 1978 u kujtua për lëshimin e SSD-së së parë Enterprise nga StorageTek. StorageTek STC 4305 mbante 45 MiB të dhëna. Ky SSD u zhvillua si një zëvendësim për IBM 2305, kishte dimensione të ngjashme dhe kushtonte 400 dollarë të pabesueshëm.
Në vitin 1982, SSD hyri në tregun e kompjuterëve personalë. Kompania Axlon po zhvillon një disk SSD në çipat RAM të quajtur RAMDISK 320 posaçërisht për Apple II. Meqenëse disku u krijua në bazë të memories së paqëndrueshme, një bateri u furnizua në kit për të ruajtur sigurinë e informacionit. Kapaciteti i baterisë ishte i mjaftueshëm për 3 orë funksionim autonom në rast të humbjes së energjisë.
Një vit më vonë, Rodime do të lëshojë hard diskun e parë RO352 10 MiB në formatin 3.5 inç të njohur për përdoruesit modernë. Përkundër faktit se kjo është makina e parë komerciale në këtë formë, Rodime në thelb nuk bëri asgjë novatore.
Produkti i parë në këtë faktor formë konsiderohet të jetë një disketë e prezantuar nga Tandon dhe Shugart Associates. Për më tepër, Seagate dhe MiniScribe ranë dakord të miratojnë standardin e industrisë 3.5 inç, duke lënë pas Rodime, e cila u përball me fatin e një "troll patent" dhe një dalje të plotë nga industria e prodhimit të makinës.
Në vitin 1980, inxhinieri Toshiba, Profesor Fujio Masuoka, regjistroi një patentë për një lloj të ri memorie të quajtur NOR Flash memory. Zhvillimi zgjati 4 vjet.
Kujtesa NOR është një matricë klasike 2D e përcjellësve, në të cilën një qelizë është instaluar në kryqëzimin e rreshtave dhe kolonave (analoge me kujtesën në bërthamat magnetike).
Në vitin 1984, Profesor Masuoka foli për shpikjen e tij në Takimin Ndërkombëtar të Zhvilluesve të Elektronikës, ku Intel shpejt njohu premtimin e këtij zhvillimi. Toshiba, ku punonte Profesor Masuoka, nuk e konsideronte memorien Flash si diçka të veçantë dhe për këtë arsye e përmbushi kërkesën e Intel për të bërë disa prototipa për studim.
Interesi i Intel-it për zhvillimin e Fujio-s bëri që Toshiba të caktojë pesë inxhinierë për të ndihmuar profesorin të zgjidhë problemin e komercializimit të shpikjes. Intel, nga ana tjetër, hodhi treqind punonjës në krijimin e versionit të vet të memories Flash.
Ndërsa Intel dhe Toshiba po zhvillonin zhvillime në fushën e ruajtjes së Flash, dy ngjarje të rëndësishme ndodhën në 1986. Së pari, SCSI, një grup konventash për komunikimin midis kompjuterëve dhe pajisjeve periferike, është standardizuar zyrtarisht. Së dyti, u zhvillua ndërfaqja AT Attachment (ATA), e njohur me emrin e markës Integrated Drive Electronics (IDE), falë së cilës kontrolluesi i diskut u zhvendos brenda diskut.
Për tre vjet, Fujio Mausoka punoi për të përmirësuar teknologjinë e memories Flash dhe deri në vitin 1987 zhvilloi memorien NAND.
Kujtesa NAND është e njëjta memorie NOR, e organizuar në një grup tredimensional. Dallimi kryesor ishte se algoritmi për qasjen në secilën qelizë u bë më kompleks, sipërfaqja e qelizës u bë më e vogël dhe kapaciteti total u rrit ndjeshëm.
Një vit më vonë, Intel zhvilloi memorien e vet NOR Flash dhe Digipro bëri një disku në të të quajtur Flashdisk. Versioni i parë i Flashdisk në konfigurimin e tij maksimal përmbante 16 MiB të dhëna dhe kushtonte më pak se 500 dollarë
Në fund të viteve '80 dhe në fillim të viteve '90, prodhuesit e hard disqeve konkurruan për t'i bërë disqet më të vogla. Në vitin 1989, PrairieTek lëshoi diskun PrairieTek 220 20 MiB në një faktor të formës 2.5 inç. Dy vjet më vonë, Integral Peripherals krijon diskun Integral Peripherals 1820 "Mustang" me të njëjtin volum, por tashmë 1.8 inç. Një vit më vonë, Hewlett-Packard zvogëloi madhësinë e diskut në 1.3 inç.
Seagate mbeti besnik ndaj disqeve në faktorin e formës 3.5 inç dhe u mbështet në rritjen e shpejtësisë së rrotullimit, duke lëshuar modelin e tij të famshëm Barracuda në 1992, hard diskun e parë me një shpejtësi gishti prej 7200 rpm. Por Seagate nuk do të ndalej me kaq. Në vitin 1996, makinat nga linja Seagate Cheetah arritën një shpejtësi rrotullimi prej 10000 rpm, dhe katër vjet më vonë modifikimi X15 u rrotullua deri në 15000 rpm.
Në vitin 2000, ndërfaqja ATA u bë e njohur si PATA. Arsyeja për këtë ishte shfaqja e ndërfaqes Serial ATA (SATA) me tela më kompakte, mbështetje për shkëmbimin e nxehtësisë dhe rritje të shpejtësisë së transferimit të të dhënave. Seagate mori drejtimin edhe këtu, duke lëshuar hard diskun e parë me një ndërfaqe të tillë në 2002.
Memoria flash fillimisht ishte shumë e shtrenjtë për t'u prodhuar, por kostot ranë ndjeshëm në fillim të viteve 2000. Transcend përfitoi nga kjo, duke lëshuar disqet SSD me kapacitete që variojnë nga 2003 në 16 MiB në 512. Tre vjet më vonë, Samsung dhe SanDisk iu bashkuan prodhimit masiv. Në të njëjtin vit, IBM ia shiti Hitachi divizionin e saj të disqeve.
Disqet e gjendjes së ngurtë po fitonin vrull dhe kishte një problem të dukshëm: ndërfaqja SATA ishte më e ngadaltë se vetë SSD-të. Për të zgjidhur këtë problem, Grupi i Punës NVM Express filloi të zhvillojë NVMe - një specifikim për protokollet e hyrjes për SSD direkt mbi autobusin PCIe, duke anashkaluar "ndërmjetësin" në formën e një kontrolluesi SATA. Kjo do të lejonte aksesin e të dhënave me shpejtësi të autobusit PCIe. Dy vjet më vonë, versioni i parë i specifikimeve ishte gati, dhe një vit më vonë u shfaq disku i parë NVMe.
Dallimet midis SSD-ve moderne dhe HDD-ve
Në nivelin fizik, ndryshimi midis një SSD dhe një HDD është lehtësisht i dukshëm: një SSD nuk ka elemente mekanike dhe informacioni ruhet në qelizat e kujtesës. Mungesa e elementeve lëvizëse çon në akses të shpejtë në të dhëna në çdo pjesë të memories, megjithatë, ekziston një kufi në numrin e cikleve të rishkrimit. Për shkak të numrit të kufizuar të cikleve të rishkrimit për secilën qelizë të memories, ekziston nevoja për një mekanizëm balancues - duke niveluar konsumimin e qelizës duke transferuar të dhëna midis qelizave. Kjo punë kryhet nga kontrolluesi i diskut.
Për të kryer balancimin, kontrolluesi SSD duhet të dijë se cilat qeliza janë të zëna dhe cilat janë të lira. Kontrolluesi është në gjendje të gjurmojë regjistrimin e të dhënave në një qelizë vetë, gjë që nuk mund të thuhet për fshirje. Siç e dini, sistemet operative (OS) nuk i fshijnë të dhënat nga disku kur përdoruesi fshin një skedar, por shënon zonat përkatëse të memories si të lira. Kjo zgjidhje eliminon nevojën për të pritur për funksionimin e diskut kur përdorni një HDD, por është plotësisht e papërshtatshme për të përdorur një SSD. Kontrolluesi i diskut SSD punon me bajt, jo me sisteme skedarësh, dhe për këtë arsye kërkon një mesazh të veçantë kur një skedar fshihet.
Kështu u shfaq komanda TRIM (anglisht - trim), me të cilën OS njofton kontrolluesin e diskut SSD që të çlirojë një zonë të caktuar memorie. Komanda TRIM fshin përgjithmonë të dhënat nga një disk. Jo të gjitha sistemet operative dinë ta dërgojnë këtë komandë te disqet e gjendjes së ngurtë dhe kontrollorët e harduerit RAID në modalitetin e grupit të diskut nuk dërgojnë kurrë TRIM në disqe.
Vazhdon…
Në pjesët në vijim do të flasim për faktorët e formës, ndërfaqet e lidhjes dhe organizimin e brendshëm të disqeve në gjendje të ngurtë.
Në laboratorin tonë Ju mund të testoni në mënyrë të pavarur disqet moderne HDD dhe SSD dhe të nxirrni përfundimet tuaja.
Vetëm përdoruesit e regjistruar mund të marrin pjesë në anketë. , te lutem
A mendoni se SSD do të jetë në gjendje të zhvendosë HDD?
-
71.2%Po, SSD-të janë e ardhmja396
-
7.5%Jo, epoka e HDD42 magneto-optike është përpara
-
21.2%Versioni hibrid HDD + SSD118 do të fitojë
556 përdorues votuan. 72 përdorues abstenuan.
Burimi: www.habr.com