Disklarning tarixini o'rganish - bu qattiq disklarning ishlash tamoyillarini tushunish uchun sayohatning boshlanishi. Maqolalar seriyamizning birinchi qismi "SSD-larga kirish" tarixga sayohat qiladi va SSD va uning eng yaqin raqobatchisi HDD o'rtasidagi farqni aniq tushunishga imkon beradi.
Ma'lumotni saqlash uchun turli xil qurilmalarning ko'pligiga qaramay, bizning davrimizda HDD va SSD-larning mashhurligi shubhasizdir. Ushbu ikki turdagi drayverlar o'rtasidagi farq oddiy odam uchun aniq: SSD qimmatroq va tezroq, HDD esa arzonroq va kengroq.
Saqlash hajmi uchun o'lchov birligiga alohida e'tibor qaratish lozim: tarixan kilo va mega kabi o'nli prefikslar axborot texnologiyalari kontekstida ikkining o'ninchi va yigirmanchi darajalari sifatida tushuniladi. Chalkashlikni bartaraf qilish uchun kibi-, mebi- va boshqalar ikkilik prefikslari kiritildi. Ushbu pristavkalar orasidagi farq ovoz balandligi oshishi bilan sezilarli bo'ladi: 240 gigabaytlik diskni sotib olayotganda siz unda 223.5 gigabayt ma'lumot saqlashingiz mumkin.
Tarixga sho'ng'ish
Birinchi qattiq diskni ishlab chiqish 1952 yilda IBM tomonidan boshlangan. 14 yil 1956 sentyabrda ishlanmaning yakuniy natijasi e'lon qilindi - IBM 350 Model 1. Drayv juda oddiy o'lchamlarga ega bo'lgan 3.75 mebibayt ma'lumotni o'z ichiga oldi: balandligi 172 santimetr, uzunligi 152 santimetr va kengligi 74 santimetr. Ichkarida diametri 50 mm (610 dyuym) bo'lgan sof temir bilan qoplangan 24 ta yupqa disklar bor edi. Diskdagi ma'lumotlarni qidirish uchun o'rtacha vaqt ~ 600 milodiyni oldi.
Vaqt o'tishi bilan IBM texnologiyani doimiy ravishda takomillashtirdi. 1961 yilda taqdim etilgan sig'imi 18.75 megabayt, har bir plastinada o'qish boshlari bilan. IN olinadigan diskli kartridjlar paydo bo'ldi va 1970 yildan boshlab IBM 3330 ga xatolarni aniqlash va tuzatish tizimi kiritildi. Uch yildan keyin u paydo bo'ldi "Vinchester" nomi bilan tanilgan.
Vinchester (inglizcha Vinchester miltig'idan) - XNUMX-asrning ikkinchi yarmida AQShning Winchester Repeating Arms kompaniyasi tomonidan ishlab chiqarilgan miltiq va miltiqlarning umumiy nomi. Bu xaridorlar orasida juda mashhur bo'lgan birinchi takrorlanuvchi ov miltiqlaridan biri edi. Ular o'z nomlarini kompaniya asoschisi Oliver Fisher Vinchesterga berishgan.
IBM 3340 har biri 30 Mb bo'lgan ikkita shpindeldan iborat edi, shuning uchun muhandislar bu diskni "30-30" deb atashgan.. Bu nom .1894-30 Vinchesterda joylashgan 30-yildagi Vinchester modelidagi miltiqni eslatdi va IBM 3340 ni ishlab chiqishga rahbarlik qilgan Kennet Xouton "Agar bu 30-30 bo'lsa, u Vinchester bo'lishi kerak" deyishiga olib keldi. a 30. -30, unda bu Vinchester bo'lishi kerak."). O'shandan beri nafaqat miltiqlar, balki qattiq disklar ham "qattiq disklar" deb ataladi.
Yana uch yil o'tgach, IBM 3350 "Madrid" 14 dyuymli plastinalar va 25 ms kirish vaqti bilan chiqarildi.
Birinchi SSD drayveri Dataram tomonidan 1976 yilda yaratilgan. Dataram BulkCore drayveri har birining sig'imi 256 Kb bo'lgan sakkizta RAM xotira stikiga ega shassisdan iborat edi. Birinchi qattiq disk bilan taqqoslaganda, BulkCore juda kichkina edi: uzunligi 50,8 sm, kengligi 48,26 sm va balandligi 40 sm. Shu bilan birga, ushbu modeldagi ma'lumotlarga kirish vaqti atigi 750 ns ni tashkil etdi, bu o'sha paytdagi eng zamonaviy HDD diskidan 30000 XNUMX marta tezroq.
1978 yilda Shugart Technology kompaniyasiga asos solindi, u bir yildan so'ng Shugart Associates bilan nizolarni oldini olish uchun o'z nomini Seagate Technology deb o'zgartirdi. Ikki yillik ishdan so'ng Seagate ST-506 ni chiqardi - 5.25 dyuymli shakl faktorli va 5 Mb sig'imli shaxsiy kompyuterlar uchun birinchi qattiq disk.
Shugart Texnologiyasining paydo bo'lishidan tashqari, 1978 yil StorageTek-dan birinchi Enterprise SSD-ni chiqarish bilan esda qoldi. StorageTek STC 4305 45 Mb ma'lumotga ega. Ushbu SSD IBM 2305 o'rniga ishlab chiqilgan bo'lib, o'xshash o'lchamlarga ega va aql bovar qilmaydigan 400 000 dollarga tushadi.
1982 yilda SSD shaxsiy kompyuterlar bozoriga kirdi. Axlon kompaniyasi Apple II uchun maxsus RAMDISK 320 deb nomlangan operativ xotira chiplarida SSD diskni ishlab chiqmoqda.Drayver o'zgaruvchan xotira asosida yaratilgani uchun ma'lumotlar xavfsizligini ta'minlash uchun to'plamga batareya kiritilgan. Batareya quvvati quvvat yo'qolgan taqdirda 3 soat avtonom ishlash uchun etarli edi.
Bir yil o'tgach, Rodime zamonaviy foydalanuvchilarga tanish bo'lgan 352 dyuymli shakl faktoridagi birinchi RO10 3.5 MiB qattiq diskini chiqaradi. Ushbu shakl-faktorda bu birinchi tijoriy disk bo'lishiga qaramay, Rodime hech qanday innovatsion ish qilmadi.
Ushbu shakl faktoridagi birinchi mahsulot Tandon va Shugart Associates tomonidan taqdim etilgan floppy disk hisoblanadi. Bundan tashqari, Seagate va MiniScribe 3.5 dyuymli sanoat standartini qabul qilishga rozi bo'ldi va Rodime-ni ortda qoldirdi, bu esa "patent trol" taqdiriga duch keldi va haydovchi ishlab chiqarish sanoatidan butunlay chiqib ketdi.
1980 yilda Toshiba muhandisi, professor Fujio Masuoka NOR Flash xotira deb nomlangan yangi turdagi xotira uchun patentni ro'yxatdan o'tkazdi. Rivojlanish 4 yil davom etdi.
NOR xotirasi o'tkazgichlarning klassik 2D matritsasidir, unda bitta katak qatorlar va ustunlar kesishmasida o'rnatiladi (magnit yadrolardagi xotiraga o'xshash).
1984 yilda professor Masuoka o'zining ixtirosi haqida Xalqaro elektronika ishlab chiquvchilari yig'ilishida gapirdi, u erda Intel ushbu rivojlanish va'dasini tezda tan oldi. Professor Masuoka ishlagan Toshiba, Flash xotirani alohida narsa deb hisoblamadi va shuning uchun Intelning o'rganish uchun bir nechta prototiplarini yaratish haqidagi iltimosini bajardi.
Intelning Fujio rivojlanishiga qiziqishi Toshiba kompaniyasini professorga ixtironi tijoratlashtirish muammosini hal qilishda yordam berish uchun beshta muhandis ajratishga undadi. Intel, o'z navbatida, Flash xotirasining o'z versiyasini yaratishga uch yuz nafar xodimni tashladi.
Intel va Toshiba Flash xotirasi sohasida ishlanmalarni ishlab chiqayotgan bir paytda, 1986 yilda ikkita muhim voqea yuz berdi. Birinchidan, SCSI, ya'ni kompyuterlar va periferik qurilmalar o'rtasidagi aloqa uchun konventsiyalar to'plami rasmiy ravishda standartlashtirildi. Ikkinchidan, Integrated Drive Electronics (IDE) brendi ostida ma'lum bo'lgan AT Attachment (ATA) interfeysi ishlab chiqildi, buning natijasida haydovchi boshqaruvchisi haydovchi ichiga ko'chirildi.
Uch yil davomida Fujio Mausoka Flash xotira texnologiyasini yaxshilash ustida ishladi va 1987 yilga kelib NAND xotirasini ishlab chiqdi.
NAND xotirasi bir xil NOR xotirasi bo'lib, uch o'lchovli massivda tashkil etilgan. Asosiy farq shundaki, har bir hujayraga kirish algoritmi murakkablashdi, hujayra maydoni kichiklashdi va umumiy sig'im sezilarli darajada oshdi.
Bir yil o'tgach, Intel o'zining NOR Flash xotirasini yaratdi va Digipro unga Flashdisk deb nomlangan diskni yaratdi. Flashdiskning birinchi versiyasi maksimal konfiguratsiyada 16 Mb ma'lumotni o'z ichiga olgan va narxi 500 dollardan kam edi.
80-yillarning oxiri va 90-yillarning boshlarida qattiq disk ishlab chiqaruvchilari disklarni kichikroq qilish uchun raqobatlashdilar. 1989 yilda PrairieTek PrairieTek 220 20 Mb diskini 2.5 dyuymli shakl faktorida chiqardi. Ikki yil o'tgach, Integral Peripherals bir xil hajmli, lekin allaqachon 1820 dyuymli Integral Peripherals 1.8 "Mustang" diskini yaratadi. Bir yil o'tgach, Hewlett-Packard disk hajmini 1.3 dyuymgacha qisqartirdi.
Seagate 3.5 dyuymli shakl faktoridagi drayverlarga sodiq qoldi va aylanish tezligini oshirishga tayandi va 1992 yilda o'zining mashhur Barracuda modelini, mil tezligi 7200 rpm bo'lgan birinchi qattiq diskni chiqardi. Ammo Seagate bu bilan to'xtab qolmoqchi emas edi. 1996 yilda Seagate Cheetah liniyasidan drayvlar aylanish tezligi 10000 15 rpm ga yetdi va to'rt yildan so'ng X15000 modifikatsiyasi XNUMX XNUMX rpm gacha aylandi.
2000 yilda ATA interfeysi PATA sifatida tanildi. Buning sababi ixchamroq simlarga ega Serial ATA (SATA) interfeysining paydo bo'lishi, hot-swap-ni qo'llab-quvvatlash va ma'lumotlarni uzatish tezligini oshirish edi. Seagate bu yerda ham yetakchilik qildi va 2002 yilda bunday interfeysga ega birinchi qattiq diskni chiqardi.
Flash xotirani ishlab chiqarish dastlab juda qimmatga tushdi, lekin 2000-yillarning boshlarida xarajatlar keskin pasaydi. Transcend bundan foydalanib, 2003 yilda sig'imi 16 dan 512 Mb gacha bo'lgan SSD drayverlarni chiqardi. Uch yildan so'ng Samsung va SanDisk ommaviy ishlab chiqarishga qo'shildi. Xuddi shu yili IBM o'zining disk bo'linmasini Hitachiga sotdi.
Qattiq holatdagi disklar kuchayib bordi va aniq muammo bor edi: SATA interfeysi SSD-larning o'ziga qaraganda sekinroq edi. Ushbu muammoni hal qilish uchun NVM Express Workgroup NVMe-ni ishlab chiqishni boshladi - SATA boshqaruvchisi ko'rinishidagi "vositachi" ni chetlab o'tib, to'g'ridan-to'g'ri PCIe avtobusi orqali SSD-lar uchun kirish protokollari spetsifikatsiyasi. Bu PCIe avtobus tezligida ma'lumotlarga kirish imkonini beradi. Ikki yil o'tgach, spetsifikatsiyaning birinchi versiyasi tayyor bo'ldi va bir yildan so'ng birinchi NVMe drayveri paydo bo'ldi.
Zamonaviy SSD va HDD o'rtasidagi farqlar
Jismoniy darajada, SSD va HDD o'rtasidagi farq osongina seziladi: SSD mexanik elementlarga ega emas va ma'lumot xotira hujayralarida saqlanadi. Harakatlanuvchi elementlarning yo'qligi xotiraning istalgan qismidagi ma'lumotlarga tezkor kirishga olib keladi, ammo qayta yozish davrlari soni bo'yicha cheklov mavjud. Har bir xotira yacheykasi uchun qayta yozish sikllarining cheklangan soni tufayli balanslash mexanizmiga ehtiyoj bor - hujayralar orasidagi ma'lumotlarni uzatish orqali hujayra eskirishini tekislash. Bu ish disk boshqaruvchisi tomonidan amalga oshiriladi.
Balanslashtirishni amalga oshirish uchun SSD tekshirgichi qaysi hujayralar band va qaysi biri bo'sh ekanligini bilishi kerak. Tekshiruvchi hujayraning o'zida ma'lumotlarning yozilishini kuzatishi mumkin, uni o'chirish haqida aytib bo'lmaydi. Ma'lumki, operatsion tizimlar (OT) foydalanuvchi faylni o'chirganda diskdan ma'lumotlarni o'chirmaydi, balki tegishli xotira maydonlarini bo'sh deb belgilab qo'yadi. Ushbu yechim HDD dan foydalanganda disk ishlashini kutish zaruratini yo'q qiladi, lekin SSD bilan ishlash uchun mutlaqo yaroqsiz. SSD drayv boshqaruvchisi fayl tizimlari bilan emas, balki baytlar bilan ishlaydi va shuning uchun fayl o'chirilganda alohida xabarni talab qiladi.
Shunday qilib TRIM (inglizcha - trim) buyrug'i paydo bo'ldi, uning yordamida OS ma'lum bir xotira maydonini bo'shatish uchun SSD disk boshqaruvchisiga xabar beradi. TRIM buyrug'i diskdagi ma'lumotlarni doimiy ravishda o'chirib tashlaydi. Barcha operatsion tizimlar bu buyruqni qattiq holatdagi drayverlarga yuborishni bilmaydi va disk massivi rejimidagi apparat RAID kontrollerlari hech qachon disklarga TRIM yubormaydi.
Davomi borβ¦
Keyingi qismlarda biz shakl omillari, ulanish interfeyslari va qattiq holatda disklarning ichki tashkil etilishi haqida gapiramiz.
Laboratoriyamizda Siz mustaqil ravishda zamonaviy HDD va SSD drayverlarini sinab ko'rishingiz va o'zingizning xulosalaringizni chiqarishingiz mumkin.
So'rovda faqat ro'yxatdan o'tgan foydalanuvchilar ishtirok etishlari mumkin. iltimos.
Sizningcha, SSD qattiq diskni almashtira oladimi?
-
71.2%Ha, SSD-lar kelajakdir396
-
7.5%Yo'q, magneto-optik HDD42 davri oldinda
-
21.2%HDD + SSD118 gibrid versiyasi g'alaba qozonadi
556 nafar foydalanuvchi ovoz berdi. 72 nafar foydalanuvchi betaraf qolgan.
Manba: www.habr.com