Bubuka pikeun SSDs. Bagian 1. Sajarah

Diajar sajarah disk mangrupikeun awal perjalanan pikeun ngartos prinsip operasi drive solid-state. Bagian kahiji tina séri artikel kami, "Perkenalan kana SSDs," bakal nyandak tur sajarah tur ngidinan Anjeun pikeun ngarti jelas beda antara SSD jeung saingan pangdeukeutna na, HDD.

Sanaos seueur rupa-rupa alat pikeun nyimpen inpormasi, popularitas HDD sareng SSD dina waktos ayeuna teu tiasa dipungkir. Beda antara dua jenis drive ieu atra pikeun jalma rata-rata: SSD langkung mahal sareng langkung gancang, sedengkeun HDD langkung mirah sareng langkung lega.

Perhatian khusus kedah diperhatoskeun ka unit pangukuran pikeun kapasitas neundeun: baheula, awalan perpuluhan sapertos kilo sareng mega dipikaharti dina kontéks téknologi inpormasi salaku kakuatan kasapuluh sareng dua puluh dua. Pikeun ngaleungitkeun kabingungan, awalan binér kibi-, mebi- jeung sajabana diwanohkeun. Beda antara kotak set-top ieu janten noticeable nalika volume naek: lamun meuli 240 gigabyte disk, Anjeun bisa nyimpen 223.5 gigabyte informasi dina eta.

Teuleum kana sajarah

Ngembangkeun hard drive munggaran dimimitian dina 1952 ku IBM. Dina 14 Séptémber 1956, hasil ahir pangwangunan diumumkeun - IBM 350 Modél 1. Drive ngandung 3.75 mebibytes data kalayan diménsi pisan immodest: jangkungna 172 séntiméter, panjangna 152 séntiméter sareng rubak 74 séntiméter. Di jero aya 50 piringan ipis dilapis ku beusi murni kalayan diaméter 610 mm (24 inci). Rata-rata waktos milarian data dina disk nyandak ~600 mdet.

Salaku waktu nuluykeun, IBM steadily ningkat téhnologi nu. Diwanohkeun dina 1961 IBM 1301 kalawan kapasitas 18.75 megabytes kalawan sirah dibaca dina unggal platter. DI IBM 1311 cartridges disk removable mucunghul, sarta saprak 1970, deteksi kasalahan sarta sistem koreksi diwanohkeun kana IBM 3330. Tilu taun ti harita anjeunna muncul IBM 3340 katelah "Winchester".

Winchester (tina bedil Winchester Inggris) - nami umum pikeun bedil sareng bedil anu diproduksi ku Winchester Repeating Arms Company di AS dina satengah kadua abad ka-XNUMX. Ieu salah sahiji shotguns repeating munggaran nu janten pisan populer di kalangan pembeli. Aranjeunna ngahutang nami ka pangadeg perusahaan, Oliver Fisher Winchester.

IBM 3340 diwangun ku dua spindles masing-masing 30 MiB, naha éta insinyur disebut disc ieu "30-30". Ngaran ieu reminiscent tina Winchester Modél 1894 bedil chambered di .30-30 Winchester, ngarah Kenneth Haughton, anu mingpin ngembangkeun IBM 3340, ngomong "Lamun éta 30-30, kudu Winchester a. "a 30. -30, teras kedah janten Winchester."). Saprak harita, teu ngan bedil, tapi ogé hard drive geus disebut "hard drive".

Tilu taun deui saatosna, IBM 3350 "Madrid" dileupaskeun kalayan piringan 14 inci sareng waktos aksés 25 mdet.

SSD drive munggaran dijieun ku Dataram dina 1976. Drive Dataram BulkCore diwangun ku sasis sareng dalapan batang mémori RAM kalayan kapasitas masing-masing 256 KiB. Dibandingkeun hard drive munggaran, BulkCore leutik: panjangna 50,8 cm, rubak 48,26 cm sareng jangkungna 40 cm. Dina waktos anu sami, waktos aksés data dina modél ieu ngan ukur 750 ns, nyaéta 30000 kali langkung gancang tibatan drive HDD paling modern dina waktos éta.

Dina 1978, Shugart Technology diadegkeun, anu sataun saterusna diganti ngaranna jadi Seagate Technology pikeun nyingkahan konflik jeung Shugart Associates. Saatos dua taun damel, Seagate ngarilis ST-506 - hard drive munggaran pikeun komputer pribadi dina faktor bentuk 5.25 inci sareng kapasitas 5 MiB.

Salian mecenghulna Shugart Téhnologi, 1978 ieu inget keur sékrési perusahaan SSD munggaran ti StorageTek. StorageTek STC 4305 nahan 45 MiB data. SSD ieu dikembangkeun salaku gaganti pikeun IBM 2305, miboga diménsi sarupa jeung ngarugikeun hiji luar biasa $ 400.

Dina 1982, SSD asup ka pasar komputer pribadi. Pausahaan Axlon ngembangkeun hiji disk SSD on chip RAM disebut RAMDISK 320 husus pikeun Apple II. Kusabab drive dijieun dina dasar memori volatile, batré anu disadiakeun dina kit pikeun ngajaga kaamanan informasi. Kapasitas batré éta cukup pikeun 3 jam operasi otonom bisi leungitna kakuatan.

Sataun saterusna, Rodime bakal ngarilis hard drive RO352 10 MiB munggaran dina faktor formulir 3.5 inci akrab pikeun pamaké modern. Najan kanyataan yén ieu téh drive komérsial munggaran dina faktor formulir ieu, Rodime dasarna teu nanaon inovatif.

Produk munggaran dina faktor formulir ieu dianggap salaku floppy drive diwanohkeun ku Tandon na Shugart Associates. Sumawona, Seagate sareng MiniScribe sapuk pikeun ngadopsi standar industri 3.5 inci, ngantunkeun Rodime, anu nyanghareupan nasib "troll patén" sareng jalan kaluar lengkep tina industri produksi drive.

Taun 1980, insinyur Toshiba, Profesor Fujio Masuoka, ngadaptarkeun patén pikeun jinis mémori énggal anu disebut mémori NOR Flash. Pangwangunan nyandak 4 taun.

Memori NOR nyaéta matriks 2D klasik tina konduktor, nu hiji sél dipasang di simpang baris jeung kolom (analog jeung memori dina cores magnét).

Dina 1984, Professor Masuoka spoke ngeunaan penemuan na di International Electronics Developers Meeting, dimana Intel gancang ngakuan jangji ngembangkeun ieu. Toshiba, dimana Professor Masuoka digawé, teu nganggap memori Flash nanaon husus, sarta ku kituna complied kalawan pamundut Intel pikeun nyieun sababaraha prototipe pikeun ulikan.

Minat Intel kana pamekaran Fujio nyababkeun Toshiba ngalokasikeun lima insinyur pikeun ngabantosan profésor ngabéréskeun masalah komersilkeun penemuan éta. Intel, kahareupna ngalungkeun tilu ratus karyawan pikeun nyiptakeun versi mémori Flash sorangan.

Nalika Intel sareng Toshiba nuju ngembangkeun kamajuan dina widang panyimpen Flash, dua kajadian penting lumangsung dina 1986. Kahiji, SCSI, sakumpulan konvénsi pikeun komunikasi antara komputer jeung alat periferal, geus resmi standarisasi. Bréh, panganteur AT Attachment (ATA), dipikawanoh kalayan ngaran mérek Integrated Drive Electronics (IDE), dimekarkeun, hatur nuhun nu drive controller dipindahkeun ka jero drive.

Salila tilu taun, Fujio Mausoka digawé pikeun ngaronjatkeun téhnologi memori Flash jeung 1987 dimekarkeun memori NAND.

Mémori NAND nyaéta mémori NOR anu sami, dikelompokeun kana susunan tilu diménsi. Beda utama nyaéta yén algoritma pikeun ngakses unggal sél janten langkung kompleks, daérah sél janten langkung alit, sareng kapasitas total ningkat sacara signifikan.

Sataun ti harita, Intel ngembangkeun memori NOR Flash sorangan, sareng Digipro ngadamel drive dina éta disebut Flashdisk. Versi munggaran Flashdisk dina konfigurasi maksimalna ngandung 16 MiB data sareng hargana kirang ti $500.

Dina ahir 80s jeung awal 90an, pabrik hard drive bersaing pikeun nyieun drive leutik. Dina 1989, PrairieTek ngarilis drive PrairieTek 220 20 MiB dina faktor bentuk 2.5 inci. Dua warsih saterusna, Integral périferal nyiptakeun Integral périferal 1820 "Mustang" disc kalawan volume sarua, tapi geus 1.8 inci. Sataun saterusna, Hewlett-Packard ngurangan ukuran disk ka 1.3 inci.

Seagate tetep satia ka drive dina faktor formulir 3.5 inci sarta ngandelkeun kana ngaronjatna speeds rotasi, ngaleupaskeun model Barracuda kawentar na di 1992, hard drive munggaran kalayan speed spindle 7200 rpm. Tapi Seagate moal eureun di dinya. Dina 1996, drive ti garis Seagate Cheetah ngahontal laju rotasi 10000 rpm, sarta opat taun saterusna modifikasi X15 dipintal nepi ka 15000 rpm.

Dina 2000, panganteur ATA jadi katelah PATA. Alesan pikeun ieu mecenghulna panganteur Serial ATA (SATA) kalawan kawat leuwih kompak, rojongan panas-swap jeung ngaronjat laju mindahkeun data. Seagate ogé mingpin di dieu, ngaluarkeun hard drive munggaran kalayan antarmuka sapertos kitu di 2002.

Mémori flash mimitina pisan mahal pikeun ngahasilkeun, tapi waragad turun sharply dina awal 2000s. Transcend ngamangpaatkeun ieu, ngaleupaskeun drive SSD kalayan kapasitas mimitian ti 2003 dugi ka 16 MiB di 512. Tilu taun ti harita, Samsung sareng SanDisk ngiringan produksi masal. Dina taun anu sarua, IBM ngajual division disk na ka Hitachi.

Solid State Drives kéngingkeun moméntum sareng aya masalah anu jelas: antarmuka SATA langkung laun tibatan SSDs sorangan. Pikeun ngabéréskeun masalah ieu, NVM Express Workgroup mimiti ngembangkeun NVMe - spésifikasi pikeun protokol aksés pikeun SSDs langsung dina beus PCIe, ngalangkungan "perantara" dina bentuk pengontrol SATA. Ieu bakal ngidinan aksés data dina speeds beus PCIe. Dua warsih saterusna, versi mimiti spésifikasi geus siap, sarta sataun saterusna NVMe drive munggaran mucunghul.

Beda antara SSDs modern jeung HDDs

Dina tingkat fisik, bédana antara SSD sareng HDD gampang katingali: SSD henteu aya unsur mékanis, sareng inpormasi disimpen dina sél mémori. Henteuna elemen gerak ngabalukarkeun aksés gancang kana data dina sagala bagian memori, kumaha oge, aya wates dina Jumlah siklus nulis balik. Kusabab jumlah kawates siklus nulis balik pikeun tiap sél memori, aya anu peryogi pikeun mékanisme balancing - leveling kaluar maké sél ku mindahkeun data antara sél. Karya ieu dipigawé ku controller disk.

Pikeun ngalaksanakeun kasaimbangan, controller SSD kedah terang mana sél anu dijajah sareng mana anu gratis. Controller tiasa ngalacak rékaman data kana sél sorangan, anu henteu tiasa nyarios ngeunaan ngahapus. Sakumaha anjeun terang, sistem operasi (OS) henteu mupus data tina piringan nalika pangguna ngahapus file, tapi cirian daérah mémori anu cocog salaku gratis. Solusi ieu ngaleungitkeun kedah ngantosan operasi disk nalika nganggo HDD, tapi henteu cocog pikeun operasi SSD. SSD drive controller jalan kalawan bait, teu sistem file, sahingga merlukeun pesen misah lamun file dihapus.

Ieu kumaha paréntah TRIM (Inggris - trim) muncul, anu OS ngabéjaan ka SSD disk controller pikeun ngosongkeun daérah mémori anu tangtu. Paréntah TRIM mupus data sacara permanen tina disk. Henteu sadayana sistem operasi terang ngirim paréntah ieu ka drive solid-state, sareng pengontrol RAID hardware dina modeu Asép Sunandar Sunarya henteu pernah ngirim TRIM ka disk.

Ngalajengkeun…

Dina bagian handap urang bakal ngobrol ngeunaan faktor formulir, interfaces sambungan jeung organisasi internal tina solid-state drive.

Di laboratorium urang Pilih Lab Anjeun tiasa sacara mandiri nguji drive HDD sareng SSD modern sareng ngadamel kasimpulan anjeun nyalira.

Ngan pamaké nu kadaptar bisa ilubiung dina survey. Daptar, Punten.

Naha anjeun pikir SSD bakal tiasa ngagentos HDD?

• 71.2%Leres, SSD mangrupikeun masa depan396

• 7.5%Henteu, jaman magneto-optik HDD42 payun

• 21.2%Versi hibrid HDD + SSD118 bakal meunang

556 pamaké milih. 72 pamaké abstained.

sumber: www.habr.com