SSDలకు పరిచయం. పార్ట్ 1. చారిత్రక

డిస్కుల చరిత్రను అధ్యయనం చేయడం అనేది సాలిడ్-స్టేట్ డ్రైవ్‌ల యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రాలను అర్థం చేసుకోవడానికి ప్రయాణం ప్రారంభం. మా కథనాల శ్రేణిలో మొదటి భాగం, "SSDలకు పరిచయం" చరిత్రలో ఒక పర్యటనను తీసుకుంటుంది మరియు SSD మరియు దాని సమీప పోటీదారు HDD మధ్య వ్యత్యాసాన్ని స్పష్టంగా అర్థం చేసుకోవడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.

సమాచారాన్ని నిల్వ చేయడానికి వివిధ పరికరాల సమృద్ధి ఉన్నప్పటికీ, మన కాలంలో HDD లు మరియు SSD ల యొక్క ప్రజాదరణ కాదనలేనిది. ఈ రెండు రకాల డ్రైవ్‌ల మధ్య వ్యత్యాసం సగటు వ్యక్తికి స్పష్టంగా ఉంటుంది: SSD మరింత ఖరీదైనది మరియు వేగవంతమైనది, అయితే HDD చౌకగా మరియు మరింత విశాలమైనది.

నిల్వ సామర్థ్యం కోసం కొలత యూనిట్‌పై ప్రత్యేక శ్రద్ధ ఉండాలి: చారిత్రాత్మకంగా, కిలో మరియు మెగా వంటి దశాంశ ఉపసర్గలు ఇన్ఫర్మేషన్ టెక్నాలజీ సందర్భంలో రెండు పదవ మరియు ఇరవయ్యవ శక్తులుగా అర్థం చేసుకోబడ్డాయి. గందరగోళాన్ని తొలగించడానికి, బైనరీ ఉపసర్గలు kibi-, mebi- మరియు ఇతరాలు ప్రవేశపెట్టబడ్డాయి. వాల్యూమ్ పెరిగేకొద్దీ ఈ సెట్-టాప్ బాక్స్‌ల మధ్య వ్యత్యాసం గుర్తించదగినది: 240 గిగాబైట్ డిస్క్‌ను కొనుగోలు చేసేటప్పుడు, మీరు దానిపై 223.5 గిగాబైట్ల సమాచారాన్ని నిల్వ చేయవచ్చు.

చరిత్రలోకి ప్రవేశించండి

మొదటి హార్డ్ డ్రైవ్ అభివృద్ధి 1952లో IBM ద్వారా ప్రారంభమైంది. సెప్టెంబరు 14, 1956న, అభివృద్ధి యొక్క తుది ఫలితం ప్రకటించబడింది - IBM 350 మోడల్ 1. డ్రైవ్‌లో 3.75 మెబిబైట్‌ల డేటా చాలా నిరాడంబరమైన కొలతలు కలిగి ఉంది: ఎత్తు 172 సెంటీమీటర్లు, పొడవు 152 సెంటీమీటర్లు మరియు వెడల్పు 74 సెంటీమీటర్లు. లోపల 50 mm (610 అంగుళాలు) వ్యాసంతో స్వచ్ఛమైన ఇనుముతో పూసిన 24 సన్నని డిస్క్‌లు ఉన్నాయి. డిస్క్‌లో డేటా కోసం వెతకడానికి సగటు సమయం ~600 ms పట్టింది.

సమయం గడిచేకొద్దీ, IBM క్రమంగా సాంకేతికతను మెరుగుపరిచింది. 1961లో ప్రవేశపెట్టబడింది IBM 1301 18.75 మెగాబైట్‌ల సామర్థ్యంతో ప్రతి పళ్ళెంలో రీడ్ హెడ్‌లు ఉంటాయి. IN IBM 1311 తొలగించగల డిస్క్ కాట్రిడ్జ్‌లు కనిపించాయి మరియు 1970 నుండి, IBM 3330లో దోష గుర్తింపు మరియు దిద్దుబాటు వ్యవస్థ ప్రవేశపెట్టబడింది. మూడు సంవత్సరాల తరువాత అతను కనిపించాడు IBM 3340 "వించెస్టర్" అని పిలుస్తారు.

వించెస్టర్ (ఇంగ్లీష్ వించెస్టర్ రైఫిల్ నుండి) - XNUMXవ శతాబ్దం రెండవ భాగంలో USAలోని వించెస్టర్ రిపీటింగ్ ఆర్మ్స్ కంపెనీ తయారు చేసిన రైఫిల్స్ మరియు షాట్‌గన్‌లకు సాధారణ పేరు. కొనుగోలుదారులలో అత్యంత ప్రజాదరణ పొందిన మొదటి పునరావృత షాట్‌గన్‌లలో ఇవి ఒకటి. వారు తమ పేరును కంపెనీ వ్యవస్థాపకుడు ఆలివర్ ఫిషర్ వించెస్టర్‌కు రుణపడి ఉన్నారు.

IBM 3340 ప్రతి ఒక్కటి 30 MiB యొక్క రెండు స్పిండిల్స్‌ను కలిగి ఉంది, అందుకే ఇంజనీర్లు ఈ డిస్క్‌ను "30-30" అని పిలిచారు.. ఈ పేరు .1894-30 వించెస్టర్‌లోని వించెస్టర్ మోడల్ 30 రైఫిల్‌ను గుర్తుకు తెచ్చింది, IBM 3340 అభివృద్ధికి నాయకత్వం వహించిన కెన్నెత్ హౌటన్, "ఇది 30-30 అయితే, అది వించెస్టర్ అయి ఉండాలి" అని చెప్పడానికి ఒక 30కి దారితీసింది. -30, అప్పుడు అది వించెస్టర్ అయి ఉండాలి."). అప్పటి నుండి, రైఫిల్స్ మాత్రమే కాదు, హార్డ్ డ్రైవ్‌లను కూడా "హార్డ్ డ్రైవ్‌లు" అని పిలుస్తారు.

మరో మూడు సంవత్సరాల తరువాత, IBM 3350 "మాడ్రిడ్" 14-అంగుళాల ప్లాటర్‌లతో మరియు 25 ms యాక్సెస్ సమయంతో విడుదలైంది.

మొదటి SSD డ్రైవ్‌ను 1976లో డాతారం రూపొందించారు. Dataram బల్క్‌కోర్ డ్రైవ్ ఒక్కొక్కటి 256 KiB సామర్థ్యంతో ఎనిమిది RAM మెమరీ స్టిక్‌లతో కూడిన ఛాసిస్‌ను కలిగి ఉంది. మొదటి హార్డ్ డ్రైవ్‌తో పోలిస్తే, బల్క్‌కోర్ చిన్నది: 50,8 సెం.మీ పొడవు, 48,26 సెం.మీ వెడల్పు మరియు 40 సెం.మీ ఎత్తు. అదే సమయంలో, ఈ మోడల్‌లోని డేటా యాక్సెస్ సమయం 750 ns మాత్రమే, ఇది ఆ సమయంలో అత్యంత ఆధునిక HDD డ్రైవ్ కంటే 30000 రెట్లు వేగంగా ఉంటుంది.

1978లో, షుగర్ట్ టెక్నాలజీ స్థాపించబడింది, ఇది ఒక సంవత్సరం తర్వాత షుగర్ట్ అసోసియేట్స్‌తో విభేదాలను నివారించడానికి దాని పేరును సీగేట్ టెక్నాలజీగా మార్చింది. రెండు సంవత్సరాల పని తర్వాత, సీగేట్ ST-506ను విడుదల చేసింది - 5.25-అంగుళాల ఫారమ్ ఫ్యాక్టర్‌లో మరియు 5 MiB సామర్థ్యంతో వ్యక్తిగత కంప్యూటర్‌ల కోసం మొదటి హార్డ్ డ్రైవ్.

Shugart టెక్నాలజీ ఆవిర్భావంతో పాటు, StorageTek నుండి మొదటి ఎంటర్‌ప్రైజ్ SSD విడుదల కోసం 1978 జ్ఞాపకం వచ్చింది. StorageTek STC 4305 45 MiB డేటాను కలిగి ఉంది. ఈ SSD IBM 2305కి ప్రత్యామ్నాయంగా అభివృద్ధి చేయబడింది, సారూప్య కొలతలు కలిగి మరియు నమ్మశక్యం కాని $400 ఖర్చవుతుంది.

1982లో, SSD వ్యక్తిగత కంప్యూటర్ మార్కెట్‌లోకి ప్రవేశించింది. Axlon కంపెనీ యాపిల్ II కోసం ప్రత్యేకంగా RAMDISK 320 అనే RAM చిప్‌లపై SSD డిస్క్‌ను అభివృద్ధి చేస్తోంది.డ్రైవ్ అస్థిర మెమరీ ఆధారంగా సృష్టించబడినందున, సమాచార భద్రతను నిర్వహించడానికి కిట్‌లో బ్యాటరీని సరఫరా చేశారు. విద్యుత్ నష్టం విషయంలో 3 గంటల స్వయంప్రతిపత్త ఆపరేషన్ కోసం బ్యాటరీ సామర్థ్యం సరిపోతుంది.

ఒక సంవత్సరం తరువాత, Rodime మొదటి RO352 10 MiB హార్డ్ డ్రైవ్‌ను ఆధునిక వినియోగదారులకు తెలిసిన 3.5-అంగుళాల ఫారమ్ ఫ్యాక్టర్‌లో విడుదల చేస్తుంది. ఈ ఫారమ్ ఫ్యాక్టర్‌లో ఇది మొదటి వాణిజ్య డ్రైవ్ అయినప్పటికీ, రోడిమ్ తప్పనిసరిగా వినూత్నంగా ఏమీ చేయలేదు.

ఈ ఫారమ్ ఫ్యాక్టర్‌లో మొదటి ఉత్పత్తి టాండన్ మరియు షుగర్ట్ అసోసియేట్స్ ద్వారా పరిచయం చేయబడిన ఫ్లాపీ డ్రైవ్‌గా పరిగణించబడుతుంది. అంతేకాకుండా, సీగేట్ మరియు మినీ స్క్రైబ్ 3.5-అంగుళాల పరిశ్రమ ప్రమాణాన్ని స్వీకరించడానికి అంగీకరించారు, రోడిమ్ వెనుకబడి ఉంది, ఇది "పేటెంట్ ట్రోల్" మరియు డ్రైవ్ ఉత్పత్తి పరిశ్రమ నుండి పూర్తిగా నిష్క్రమించే విధిని ఎదుర్కొంది.

1980లో, తోషిబా ఇంజనీర్, ప్రొఫెసర్ ఫుజియో మసుయోకా, NOR ఫ్లాష్ మెమరీ అనే కొత్త రకం మెమరీ కోసం పేటెంట్‌ను నమోదు చేశారు. అభివృద్ధికి 4 సంవత్సరాలు పట్టింది.

NOR మెమరీ అనేది కండక్టర్ల యొక్క క్లాసిక్ 2D మాతృక, దీనిలో అడ్డు వరుసలు మరియు నిలువు వరుసల ఖండన వద్ద ఒక సెల్ ఇన్‌స్టాల్ చేయబడింది (మాగ్నెటిక్ కోర్లపై మెమరీకి సారూప్యంగా ఉంటుంది).

1984లో, ప్రొఫెసర్ మసుయోకా ఇంటర్నేషనల్ ఎలక్ట్రానిక్స్ డెవలపర్స్ మీటింగ్‌లో తన ఆవిష్కరణ గురించి మాట్లాడాడు, ఈ అభివృద్ధి వాగ్దానాన్ని ఇంటెల్ త్వరగా గుర్తించింది. ప్రొఫెసర్ మసుయోకా పనిచేసిన తోషిబా, ఫ్లాష్ మెమరీని ప్రత్యేకంగా పరిగణించలేదు మరియు అధ్యయనం కోసం అనేక నమూనాలను తయారు చేయమని ఇంటెల్ చేసిన అభ్యర్థనను పాటించింది.

ఫుజియో అభివృద్ధిపై ఇంటెల్ యొక్క ఆసక్తి, ఆవిష్కరణను వాణిజ్యీకరించే సమస్యను పరిష్కరించడానికి ప్రొఫెసర్‌కు సహాయం చేయడానికి ఐదుగురు ఇంజనీర్లను కేటాయించమని తోషిబాను ప్రేరేపించింది. ఇంటెల్, దాని స్వంత ఫ్లాష్ మెమరీ వెర్షన్‌ను రూపొందించడానికి మూడు వందల మంది ఉద్యోగులను విసిరింది.

ఇంటెల్ మరియు తోషిబా ఫ్లాష్ స్టోరేజ్ రంగంలో అభివృద్ధిని అభివృద్ధి చేస్తున్నప్పుడు, 1986లో రెండు ముఖ్యమైన సంఘటనలు జరిగాయి. మొదట, SCSI, కంప్యూటర్లు మరియు పరిధీయ పరికరాల మధ్య కమ్యూనికేట్ చేయడానికి సంప్రదాయాల సమితి, అధికారికంగా ప్రమాణీకరించబడింది. రెండవది, ఇంటిగ్రేటెడ్ డ్రైవ్ ఎలక్ట్రానిక్స్ (IDE) బ్రాండ్ పేరుతో పిలువబడే AT అటాచ్‌మెంట్ (ATA) ఇంటర్‌ఫేస్ అభివృద్ధి చేయబడింది, దీనికి ధన్యవాదాలు డ్రైవ్ కంట్రోలర్ డ్రైవ్‌లోకి తరలించబడింది.

మూడు సంవత్సరాల పాటు, Fujio Mausoka ఫ్లాష్ మెమరీ సాంకేతికతను మెరుగుపరచడానికి పనిచేసింది మరియు 1987 నాటికి NAND మెమరీని అభివృద్ధి చేసింది.

NAND మెమరీ అదే NOR మెమరీ, ఇది త్రిమితీయ శ్రేణిలో నిర్వహించబడుతుంది. ప్రధాన వ్యత్యాసం ఏమిటంటే, ప్రతి సెల్‌ను యాక్సెస్ చేయడానికి అల్గోరిథం మరింత క్లిష్టంగా మారింది, సెల్ ప్రాంతం చిన్నదిగా మారింది మరియు మొత్తం సామర్థ్యం గణనీయంగా పెరిగింది.

ఒక సంవత్సరం తరువాత, ఇంటెల్ దాని స్వంత NOR ఫ్లాష్ మెమరీని అభివృద్ధి చేసింది మరియు డిజిప్రో దానిపై ఫ్లాష్‌డిస్క్ అనే డ్రైవ్‌ను రూపొందించింది. గరిష్ట కాన్ఫిగరేషన్‌లో Flashdisk యొక్క మొదటి వెర్షన్ 16 MiB డేటాను కలిగి ఉంది మరియు ధర $500 కంటే తక్కువ

80ల చివరలో మరియు 90వ దశకం ప్రారంభంలో, హార్డ్ డ్రైవ్ తయారీదారులు డ్రైవ్‌లను చిన్నదిగా చేయడానికి పోటీ పడ్డారు. 1989లో, ప్రైరీటెక్ 220-అంగుళాల ఫారమ్ ఫ్యాక్టర్‌లో ప్రైరీటెక్ 20 2.5 MiB డ్రైవ్‌ను విడుదల చేసింది. రెండు సంవత్సరాల తరువాత, ఇంటిగ్రల్ పెరిఫెరల్స్ అదే వాల్యూమ్‌తో ఇంటిగ్రల్ పెరిఫెరల్స్ 1820 "ముస్టాంగ్" డిస్క్‌ను సృష్టిస్తుంది, కానీ ఇప్పటికే 1.8 అంగుళాలు. ఒక సంవత్సరం తరువాత, హ్యూలెట్-ప్యాకర్డ్ డిస్క్ పరిమాణాన్ని 1.3 అంగుళాలకు తగ్గించాడు.

సీగేట్ 3.5-అంగుళాల ఫారమ్ ఫ్యాక్టర్‌లో డ్రైవ్‌లకు నమ్మకంగా ఉండి, పెరుగుతున్న భ్రమణ వేగంపై ఆధారపడింది, 1992లో దాని ప్రసిద్ధ బార్రాకుడా మోడల్‌ను విడుదల చేసింది, ఇది 7200 rpm స్పిండిల్ వేగంతో మొదటి హార్డ్ డ్రైవ్. కానీ సీగేట్ అక్కడ ఆగదు. 1996లో, సీగేట్ చీతా లైన్ నుండి డ్రైవ్‌లు 10000 rpm భ్రమణ వేగాన్ని చేరుకున్నాయి మరియు నాలుగు సంవత్సరాల తర్వాత X15 సవరణ 15000 rpm వరకు విస్తరించింది.

2000లో, ATA ఇంటర్‌ఫేస్ PATAగా పిలువబడింది. దీనికి కారణం మరింత కాంపాక్ట్ వైర్లు, హాట్-స్వాప్ మద్దతు మరియు పెరిగిన డేటా బదిలీ వేగంతో సీరియల్ ATA (SATA) ఇంటర్‌ఫేస్ ఆవిర్భావం. సీగేట్ 2002లో అటువంటి ఇంటర్‌ఫేస్‌తో మొదటి హార్డ్ డ్రైవ్‌ను విడుదల చేసింది.

ఫ్లాష్ మెమరీని ఉత్పత్తి చేయడం ప్రారంభంలో చాలా ఖరీదైనది, కానీ 2000ల ప్రారంభంలో ఖర్చులు బాగా తగ్గాయి. ట్రాన్స్‌సెండ్ దీని ప్రయోజనాన్ని పొందింది, 2003లో 16 నుండి 512 MiB వరకు సామర్థ్యాలతో SSD డ్రైవ్‌లను విడుదల చేసింది. మూడు సంవత్సరాల తరువాత, Samsung మరియు SanDisk భారీ ఉత్పత్తిలో చేరాయి. అదే సంవత్సరంలో, IBM తన డిస్క్ విభాగాన్ని హిటాచీకి విక్రయించింది.

సాలిడ్ స్టేట్ డ్రైవ్‌లు ఊపందుకుంటున్నాయి మరియు ఒక స్పష్టమైన సమస్య ఉంది: SATA ఇంటర్‌ఫేస్ SSDల కంటే నెమ్మదిగా ఉంది. ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి, NVM ఎక్స్‌ప్రెస్ వర్క్‌గ్రూప్ NVMeని అభివృద్ధి చేయడం ప్రారంభించింది - SATA కంట్రోలర్ రూపంలో "మధ్యవర్తి"ని దాటవేస్తూ నేరుగా PCIe బస్సులో SSDల కోసం యాక్సెస్ ప్రోటోకాల్‌ల కోసం ఒక స్పెసిఫికేషన్. ఇది PCIe బస్సు వేగంతో డేటా యాక్సెస్‌ని అనుమతిస్తుంది. రెండు సంవత్సరాల తరువాత, స్పెసిఫికేషన్ యొక్క మొదటి వెర్షన్ సిద్ధంగా ఉంది మరియు ఒక సంవత్సరం తర్వాత మొదటి NVMe డ్రైవ్ కనిపించింది.

ఆధునిక SSDలు మరియు HDDల మధ్య తేడాలు

భౌతిక స్థాయిలో, SSD మరియు HDD మధ్య వ్యత్యాసం సులభంగా గుర్తించదగినది: SSDకి యాంత్రిక అంశాలు లేవు మరియు సమాచారం మెమరీ కణాలలో నిల్వ చేయబడుతుంది. కదిలే మూలకాలు లేకపోవడం మెమరీలోని ఏదైనా భాగంలో డేటాకు శీఘ్ర ప్రాప్యతకు దారి తీస్తుంది, అయినప్పటికీ, తిరిగి వ్రాసే చక్రాల సంఖ్యపై పరిమితి ఉంది. ప్రతి మెమరీ సెల్ కోసం పరిమిత సంఖ్యలో రీరైట్ సైకిల్‌ల కారణంగా, బ్యాలెన్సింగ్ మెకానిజం అవసరం ఉంది - కణాల మధ్య డేటాను బదిలీ చేయడం ద్వారా సెల్ వేర్‌ను లెవలింగ్ చేయడం. ఈ పని డిస్క్ కంట్రోలర్ ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది.

బ్యాలెన్సింగ్‌ను నిర్వహించడానికి, SSD కంట్రోలర్ ఏ సెల్‌లు ఆక్రమించబడిందో మరియు ఏది ఉచితం అని తెలుసుకోవాలి. కంట్రోలర్ సెల్‌లోనే డేటా రికార్డింగ్‌ను ట్రాక్ చేయగలదు, ఇది తొలగింపు గురించి చెప్పలేము. మీకు తెలిసినట్లుగా, వినియోగదారు ఫైల్‌ను తొలగించినప్పుడు ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్‌లు (OS) డిస్క్ నుండి డేటాను తొలగించవు, కానీ సంబంధిత మెమరీ ప్రాంతాలను ఉచితంగా గుర్తించండి. ఈ పరిష్కారం HDDని ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు డిస్క్ ఆపరేషన్ కోసం వేచి ఉండాల్సిన అవసరాన్ని తొలగిస్తుంది, కానీ SSDని ఆపరేట్ చేయడానికి పూర్తిగా తగదు. SSD డ్రైవ్ కంట్రోలర్ ఫైల్ సిస్టమ్‌లతో కాకుండా బైట్‌లతో పనిచేస్తుంది మరియు అందువల్ల ఫైల్ తొలగించబడినప్పుడు ప్రత్యేక సందేశం అవసరం.

ఈ విధంగా TRIM (ఇంగ్లీష్ - ట్రిమ్) కమాండ్ కనిపించింది, దీనితో OS నిర్దిష్ట మెమరీ ప్రాంతాన్ని ఖాళీ చేయడానికి SSD డిస్క్ కంట్రోలర్‌కు తెలియజేస్తుంది. TRIM కమాండ్ డిస్క్ నుండి డేటాను శాశ్వతంగా తొలగిస్తుంది. ఈ ఆదేశాన్ని సాలిడ్-స్టేట్ డ్రైవ్‌లకు పంపడం అన్ని ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్‌లకు తెలియదు మరియు డిస్క్ అర్రే మోడ్‌లోని హార్డ్‌వేర్ RAID కంట్రోలర్‌లు ఎప్పుడూ TRIMని డిస్క్‌లకు పంపవు.

కొనసాగించాలి…

కింది భాగాలలో మేము ఫారమ్ కారకాలు, కనెక్షన్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లు మరియు సాలిడ్-స్టేట్ డ్రైవ్‌ల అంతర్గత సంస్థ గురించి మాట్లాడుతాము.

మా ప్రయోగశాలలో సెలెక్టెల్ ల్యాబ్ మీరు ఆధునిక HDD మరియు SSD డ్రైవ్‌లను స్వతంత్రంగా పరీక్షించవచ్చు మరియు మీ స్వంత తీర్మానాలను తీసుకోవచ్చు.

నమోదు చేసుకున్న వినియోగదారులు మాత్రమే సర్వేలో పాల్గొనగలరు. సైన్ ఇన్ చేయండిదయచేసి.

SSD HDDని స్థానభ్రంశం చేయగలదని మీరు అనుకుంటున్నారా?

• 71.2%అవును, SSDలు భవిష్యత్తు396

• 7.5%లేదు, మాగ్నెటో-ఆప్టికల్ HDD42 యుగం ముందుంది

• 21.2%హైబ్రిడ్ వెర్షన్ HDD + SSD118 గెలుస్తుంది

556 మంది వినియోగదారులు ఓటు వేశారు. 72 వినియోగదారులు దూరంగా ఉన్నారు.

మూలం: www.habr.com