Skrót SSD pochodzi od terminu Solid State Drive, którym nazwano dyski twarde oparte na pamięciach flash, aby podkreślić podstawową cechę odróżniającą je od dysków starej generacji - brak części elektromechanicznych, ruchomych - konstrukcję opartą wyłącznie na częściach elektronicznych.

Pierwsze takie konstrukcje pojawiły się już w czasach komputerów lampowych - były to pamięci ferrytowe, których rozwój - jak podaje Wikipedia - zarzucono na rzecz tańszych, bębnowych. Ich zastosowanie nie było jednak możliwe w każdych warunkach (chociażby ze względu wrażliwości na wstrząsy i temperatury) więc wraz z rozwojem elektroniki półprzewodnikowej pojawiało się coraz więcej alternatyw. Ostatnia dekada ubiegłego wieku to wprowadzenie do masowej produkcji pamięci flash (opartych na bramkach NAND i NOR) i coraz częstsze wykorzystywanie jej w produktach konsumenckich.

Pamięci flash znajdziemy w kartach do aparatów, telefonów, zintegrowane w telefonach, odtwarzaczach multimedialnych i innych urządzeniach, oparto o nie popularne "pendrive'y", które prawie całkowicie wyparły inne metody przenoszenia podręcznych danych. Za rosnącą błyskawicznie produkcją równie gwałtownie opadały ceny (choć wciąż takie wydarzenia jak produkcja nowego gadżetu przez Apple potrafią zatrząść rynkiem układów NAND) i w ostatnich latach pojawił się sens tworzenia pamięci flash o większej pojemności - wystarczającej nie tylko do aparatu czy iPoda - odpowiedniej również dla komputerowego dysku twardego. Koncepcję podchwyciły innowacyjne firmy z prężnego rynku podzespołów komputerowych - czego owocem są dyski SSD. Dyski będące dla branży - można śmiało powiedzieć - największą rewolucją ostatnich lat.

» Do góry

Co jest najsłabszym ogniwem w Twoim systemie?

» Do góry

Niezawodność

Porównajmy wnętrze dysku OCZ Vertex i zwykłego dysku twardego - ten pierwszy zawiera płytkę drukowaną z wlutowanymi elementami elektronicznymi, drugi - talerze, wirujące podczas pracy z prędkością przeciętnie 5-10 tysięcy obrotów na sekundę i głowice sterowane z mikronową dokładnością odpowiadające za transfer danych. Krótko mówiąc - ma się tu co popsuć. Oczywiście nie można zarzucić producentom starych dysków laboratoryjnych warunków w fabrykach i świetnych produktów - wątek zamkniemy doświadczeniem polegającym na zrzuceniu obu dysków z wysokości 1,5 metra na podłogę - może to symulować upadek rowerzysty z laptopem w plecaku, bądź rozpaczliwe kopnięcie administratora w serwer... Intuicja zapewne każdemu podpowiada rezultaty. Pozostaje zaznaczyć, że przykładowy OCZ Vertex w specyfikacji ma odporność na wstrząsy do 1500G - dane będą bezpieczne nawet przy upadku dysku z trzeciego piętra!

Ostatni problem warty jest rozwinięcia - fragmentacja plików w zwykłych twardych dyskach prowadzi do degradacji wydajności - zjawisko objawia się uporczywymi przestojami w pracy i "mieleniem" dysku, na którym jeden plik potrafi być rozrzucony pomiędzy kilkuset miejscami na talerzach. Doraźnym lekarstwem na to jest defragmentacja dysku - proces ciągnący się godzinami, z której mniej doświadczona część użytkowników po prostu nie korzysta (traktując pogarszającą się wydajność jako naturalną cechę starzejącego się komputera...)

W przypadku dysków SSD problem istniał (i nadal istnieje dla mniej doświadczonych producentów!) w innej postaci - komórki pamięci grupowane są w strony, te z kolei w bloki - o ile dane zapisać można do pojedynczej strony (zwykle ~4KB), to jeżeli była ona już zapisywana - potrzebne jest jej wyczyszczenie, którego wykonanie jest niemożliwe dla strony - czyścić można wyłącznie cały blok (zwykle 128 stron, czyli ~500KB). Przed zapisem do uprzednio zajętej strony trzeba więc przenieść inne, używane strony z tego samego bloku do podręcznej pamięci, wyczyścić blok, zmodyfikować docelową stronę w podręcznej pamięci i zapisać ją wraz ze wszystkimi innymi z bloku do wyczyszczonego bloku na dysku. Bez odpowiednich algorytmów czyszczenia nieużywanych już stron, wydajność dysku potrafi spaść do poziomu uniemożliwiającego sprawne korzystanie z systemu - zupełnie jak w przypadku zwykłych dysków, jedynie dużo szybciej.

Przed zakupem dysku SSD należy upewnić się, czy wyposażono go w odpowiednią technologię utrzymywania wydajności.

OCZ, blisko współpracujący z producentami kontrolerów takimi jak Indilinx i SandForce zapewnia w autorskich sterownikach kontrolerów (firmware) dwa rodzaje optymalizacji wydajności - TRIM i wewnętrzny Garbage Collection.
W najlepszej sytuacji są użytkownicy najnowszego systemu Windows 7, w którym zaimplementowano (specjalnie z myślą o dyskach SSD) natywną obsługę komendy TRIM (wprowadzono ją również w systemach Linux 2.6.33 i FreeBSD 9.0 oraz Windows Server 2008 R2) - komendą tą system daje znać kontrolerowi dysku, które dane są już zbędne i które strony może przygotować do natychmiastowego zapisu. Dla użytkowników innych systemów wewnętrzne oprogramowanie kontrolera weryfikuje i czyści nieużywane już bloki w momentach, kiedy nie korzystamy z systemu - w tle, również bez udziału użytkownika.

» Do góry

Prędkość

 

 

 

 

 

Dobre dyski SSD swoją wydajnością deklasują standardowe dyski twarde w 3 aspektach:

 

prędkości odczytu i zapisu danych - istnieje wiele charakterystyk pracy dysków (transfer sekwencyjny, losowy) a prędkości zależne są od wielkości plików (i stanu samego dysku). Podstawowy parametr - jakim są maksymalne osiągane prędkości - dla nowoczesnych talerzowych dysków twardych oscyluje pomiędzy 100MB/s dla standardowych, nowoczesnych modeli, a 150MB/s dla najbardziej zaawansowanych konstrukcji, jak Samsung SpinPoint F3 czy WD Velociraptor 600GB).

W przypadku dysków SSD wartości te sięgają obecnie od 300MB/s dla dysków w formacie 2,5", do nawet 1,5GB/s w przypadku konstrukcji z interfejsem PCI-Express, takich jak OCZ Z-Drive R2! O ile kilkukrotne zwiększenie prędkości brzmi kusząco, jest to dopiero przedsmak porównania. Zachęcamy do zapoznania się z poniższymi wynikami benchmarku ATTO (v.2.46, ustawienia domyślne, wykresy reprezentują uzyskiwane prędkości odczytu i zapisu dla plików o wielkości od 0.5KB do 8MB) z 4 przykładowych platform, po których zajmiemy się drugim kluczowym aspektem, jakim jest czas dostępu.

Spróbujmy to sobie zobrazować - załóżmy, że dyski ścigają się na torze w Indianapolis... 200 okrążeń po 2,5 mili, na każdym 4 zakręty - powiedzmy, że odpowiada to 200 folderom po 2,5MB z 4 plikami każdy - razem 500MB (przyjmujemy, że dyski HDD są zdefragmentowane). Na każdej "prostej" dysk musi "rozpędzić się" - za co odpowiada czas dostępu - a po uzyskaniu dostępu do pliku "pędzi" ze swoją prędkością maksymalną - co rozumiemy jako transfer danych. Wpisujemy założenia w tabelkę...

SSD dubluje "staruszka" 5 razy na okrążenie! Tutaj widzimy, jak istotny jest czas dostępu w zestawieniu z maksymalną osiąganą prędkością - zwykły dysk spędził 8 sekund "na zakrętach" - szukając plików na swoich talerzach - i 5 sekund "na prostej". SSD - choć "jedynie" 2 razy szybszy "na prostej" - z błyskawicznym, tak samo szybkim w przypadku wszystkich komórek pamięci, czasem dostępu - spędził "na zakrętach" 0,08 sekundy. Jak w tym wyścigu wygląda stosunek średniej prędkości do maksymalnej?

Przy 4-krotnym wzroście maksymalnej prędkości HDD w naszym uproszczonym przykładzie, jego średnia prędkość podczas wyścigu zwiększy się o mniej niż połowę! Urozmaićmy wyścig - prostą, która odpowiada plikowi rozmiaru około 600KB (tyle co fotografia w niskiej rozdzielczości) skracamy dziesięciokrotnie - dla zachowania skali liczbę okrążeń zwiększamy do 8 tysięcy...

HDD praktycznie "stoi na zakrętach" - przez pierwsze 3 sekundy wyścigu otoczony mglistym śladem mijającego go co milisekundę konkurenta, resztę - prawie półtorej minuty - spędza na torze sam. Średnia prędkość - 6MB/s przy maksymalnej 100MB/s, średnia dla SSD - 150MB/s przy maksymalnej 200MB/s

Pamiętać należy, ze system operacyjny podczas pracy użytkownika często operuje w tle na małych plikach - o ile powyższy przykład jest uproszczony, dobrze oddaje skalę problemu czasu dostępu w zwykłych dyskach. Podsumowując - ładowanie aplikacji trwa w przypadku SSD o wiele krócej, system jest o wiele bardziej responsywny, eksploratory plików reagują błyskawicznie na kliknięcia, kilkusetmegabajtowe pliki otwierają się w mgnieniu oka. Ponadto, jeżeli pracujemy w trybie oszczędzania energii (szczególnie powszechne tryb dla laptopów) - dyski twarde po przejściu w stan uśpienia potrzebują się z powrotem "rozkręcić" - co powoduje wyraźną przerwę w pracy. Po kilku dniach pracy na komputerze wyposażonym w SSD, sprzęt z dyskami starszej generacji może być odbierany jak zepsuty... Aby dobić leżącego, przejdźmy do ostatniego punktu :)

O ile w przypadku dysków SSD, będących relatywnie bardzo młodą technologią, z problemem degradacji wydajności muszą sobie radzić producenci, zwykłe twarde dyski zostawiają konserwację w rękach użytkownika. Niefortunnie - dla większości słowa "defragmentacja dysku" brzmią obco, czasem nawet groźnie, a pytanie "Czy lepiej dysk sfragmentować, czy zdefragmentować?" większość przyprawi o ból głowy.

Fragmentacja to proste zjawisko - gdy kasujemy plik, miejsce, w którym się znajdował na talerzach dysku, oznaczane jest jako wolne - tam trafiają nowe pliki. Z czasem wolne przestrzenie stają się coraz mniejsze, pojawia się coraz więcej miejsc po małych plikach - kontroler dysku zmuszony jest rozrzucać pojedyncze pliki pomiędzy kilka różnych miejsc na dysku, potem pomiędzy kilkanaście, kilkaset... Dopóki nie zadbamy o defragmentację - kilkugodzinny proces "układania plików na talerzach dysku w pojedynczych kawałkach" - wydajność będzie się pogarszać. Warto powtórzyć tę kwestię - przeważająca część użytkowników o defragmentacje nie dba, odbierając jej efekty jako "starzenie się" komputera...

Zanim zaczniesz szukać narzędzia do defragmentacji dysku - spojrzyj jeszcze raz na wykresy wydajności z początku sekcji, powinny mówić Ci teraz dużo więcej - do zobaczenia po defragmentacji, za pare godzin (w dalszej części artykułu - kolejne rewolucyjne cechy dysków SSD!)

Oczywiście dysków SSD problem fragmentacji nie dotyczy - dane są zapisywane w komórkach pamięci o identycznym, minimalnym czasie dostępu - jeżeli wybierzesz odpowiedni dysk SSD, jego parametry pracy pozostaną bliskie maksymalnym przez cały czas użytkowania!

» Do góry

Cisza

 

 

 

 

 

Głośność = 0dB

Dyski SSD są całkowicie bezgłośne!
Nie posiadają żadnych ruchomych części i tak jak Twój pendrive, czy karta SD do aparatu - nie wydają żadnych dźwięków podczas pracy!

Dysk twardy był do niedawna ostatnią przeszkodą na drodze do stworzenia absolutnie bezgłośnego komputera - pasywnie chłodzone zasilacze, karty graficzne, rozbudowane radiatory i praktycznie niesłyszalne, duże wentylatory - od wielu lat każdy wielbiciel ciszy, tudzież przeciwnik niepotrzebnego szumu, po zakupach starannie wyselekcjonowanych podzespołów stawał przed ostatecznym problemem odgłosów wydawanych przez dysk. Jak ciężki to problem - zainteresowanym nie trzeba wyjaśniać.

Dzięki bezgłośnej pracy, dyski SSD doskonale nadają się do komputerów używanych do (bądź przy) pracy z dźwiękiem - brak irytujących dźwięków wpadających do mikrofonu jest kluczowy w wielu zastosowaniach - od amatorskich podcastów i nagrań w domowym studiu, do profesjonalnych realizacji - na przykład w radiu.

» Do góry

Temperatura

 

 

 

 

 

Komórki pamięci nie pędzą w dyskach SSD z prędkościami sięgającymi 100 kilometrów na godzinę - pomaga im to operować w temperaturach zdecydowanie niższych niż standardowe dyski twarde ;)

Dyski SSD zużywają też mniej prądu niż standardowe - do odprowadzenia jest mniej ciepła.

Zarówno niższe zużycie prądu, jak i niższa temperatura są niezmiernie ważne dla posiadaczy laptopów. Zużycie prądu przekłada się bezpośrednio na mniejsze obciążenie baterii i dłuższą pracę. Temperatura - na mniejsze obciążenie układu chłodzenia - tak więc pośrednio na pobór prądu przez ten układ (znowu czas pracy na baterii) i mniejszy hałas przez niego generowany!

W laptopie na którym pisano ten artykuł miejsce na dysk wypada dokładnie pod prawym nadgarstkiem. Umieszczony tam dysk OCZ Vertex rozgrzewa aluminiową obudowę ledwo zauważalnie powyżej temperatury ciała...