کاربرد و انواع حافظه ssd

(SSD) یک دستگاه ذخیره سازی است که بر پایه حافظه فلش است و از مجموعه ای مدار برای ذخیره داده ها به طور مداوم استفاده می کند. حافظه SSD  تقریبا شبیه فلش مموری ها است ، البته در سایز بزرگتر . همچنین در کیفیت تولید و نوع قطعات با هم متفاوت هستند. حافظه SSD  به علت مقاومت بالا و مصرف برق کمتر و همچنین سرعت عملکرد بالا می تواند جایگزین و رقیب  خوبی برای هاردها یا حافظه های HDD  باشد البته به شرط اینکه قیمت آن هم کمی به صرفه تر شود. 

SSD  برخلاف HDD  کاملا به صورت الکترونیکی می باشد. همچنین هیچ نوع بخش متحرک یا مکانیکی ندارد و به جای آن از حافظه های NAND بهره می برد. این مدل از حافظه ها به دلیل نقاط مثبتی که  در مقایسه با هاردها دارند از نظر قیمت نسبت به هاردها گران تر میباشند. با وجود همه این تفاسیر ، حافظه SSD  از نظر میزان فضای ذخیره سازی داده ها در مقایسه با هاردها دارای ظرفیت کمتری است. همچنین حافظه های SSD  نسبت به قطع ناگهانی برق آسیب پذیر بوده و در چنین مواقعی ممکن است اطلاعات درایو از بین برود یا باعث شناسایی نشدن یا عدم شناسایی اس اس دی شود و در این مواقع امکان دسترسی به اطلاعات وجود ندارد و برای رفع مشکل باید به مرکز تخصصی بازیابی اطلاعات و تعمیر SSD مراجعه شود.

حافظه های SSD در واقع دستگاه ذخیره سازی اطلاعات جدیدی با روش کار بسیار متفاوت تر از هارد دیسک ها هستند و همانند دیگر تکنولوژی‌ها از ویژگی‌های گوناگون و جدیدی بهره میبرند. اضافه شدن حافظه SSD به کامپیوتر شخصی یا لپ‌تاپ‌باعث افزایش سرعت کارکرد می شود. Solid State Drive یا به‌اختصار SSD با عنوان دیسک سخت حالت‌جامد نیز شناخته می شود.

در حال حاضر این نوع حافظه‌ها ، توانایی ارائه‌ی خدمات یکسان با دیسک‌های سخت HDD رادارند ، البته با یک تفاوت اساسی که سرعت ذخیره و خواندن اطلاعات روی SSD نسبت به  HDD بالاتر است. اگر سخت‌افزار کامپیوترتان را به‌خوبی نمی‌شناسید، ممکن است اصلاً ندانید از چه نوع حافظه‌ای استفاده می‌کنید زیرا هر دو شباهت زیادی ازنظر کارکرد به یکدیگر دارند.

در هنگام خرید SSD  با دو نوع دیسک سخت مواجه می‌شویم:

  • دیسک‌هایی که دارای سلول‌های ذخیره‌ی داده چندلایه (MLC) هستند.
  • دیسک‌هایی که سلول‌های تک لایه (SLC) دارند.

تفاوت اصلی میان  این دو نوع این است که در مدل چندلایه ، هر سلول می تواند اطلاعات بیشتری ذخیره کند ولی ساخت سلول‌های حافظه تک لایه ارزان‌تر می باشد. همچنین میزان خطای حافظه چندلایه بیشتر است. به همین علت باید محصولی تهیه کنید که مجهز به سیستم عیب‌یابی و رفع ( ECC ) باشد. حافظه های SSD در ظرفیت های مختلفی از 32 گیگابایت تا 5 ترابایت ارائه می شوند. معمولا ظرفیت های بالاتر دارای قیمت بالا بوده و کاربردهای حرفه ای دارند ، همچنین برای استفاده های معمولی به صرفه نمی باشند. ظرفیت های معمول کنونی ما بین 128 تا 500 گیگابایت هستند.  چنانچه فقط اجرای سریعتر ویندوز و نرم افزارهای کاربردی برای شما مهم باشد ، ظرفیت های پائین تر را انتخاب نموده و در صورتی که نیاز به ذخیره سازی فایل ها و اطلاعات بیشتری دارید ، ظرفیت های بالاتر را انتخاب نمائید. 

کاربرد SSD

  1.  SSD  در حوزه های زیادی از جمله موارد زیر کاربرد دارد :  
  2. تجارت : در شرکتهایی که با حجم زیادی از اطلاعات کار می کنند ، ( مانند برنامه نویسان و تحلیل گران اطلاعات )  سرعت دسترسی بالا و سرعت انتقال اطلاعات از اهمیت زیادی برخوردار است.
  3. بازی : کامپیوترهای گیمینگ ، به طور عمده حد نهایی تکنولوژِی کامپیوتر محسوب می شوند ، جایی که استفاده از قطعات کامپیوتر گران قیمت و پرسرعت ، در خدمت اجرای روان گیم ها ، قرار دارند.
  4. لپ تاپ ها : مصرف پایین انرژی در SSD ها ، موجب رواج استفاده از آن ها در لپ تاپ ها شده است ، چرا که هارد دیسکها به علت وجود قطعات مکانیکی ، با سرعت بالاتری باتری لپ تاپ را مصرف می کنند. همچنین به علت خصوصیت مقاومت در مقابل تکانهای شدید و ضربه ، احتمال از دست رفتن اطلاعات در زمان سقوط و ضربه خوردن به لپ تاپ به نحو چشمگیری کاهش می یابد.
  5. سرورها : سرعت خواندن و نوشتن اطلاعات در سرورها ، تاثیر بسیاری در محیط های شبکه دارند ، از این رو استفاده از SSD در این حوزه نیز به سرعت در حال افزایش است.

 


انواع حافظه SSD

 SSD 2.5 

این نوع حافظه SSD  به طور معمول در رایانه‌های شخصی و لپ‌تاپ‌ها مورد استفاده قرار میگیرد. ابعاد این مدل ۲.۷۵ اینچ در ۶.۳۵ سانتیمتر است. 
با وجود اینکه با گذشت زمان امکان نصب این نوع حافظه ها تکامل یافت اما همچنان اندازه SSD ‌ها نباید زیاد بزرگ باشند به همین علت سازندگان SSD اولین قدمشان را جهت کوچک تر کردن حافظه‌ها برداشتند.   

حافظه SSD  با رابط کاربری  M.SATA 

m.SATA  یا  mini SATA  در حقیقت همان رابط ساتا می باشد که برای دستگاه های کوچک تر مانند لپ تاپ و مینی لپ تاپ ها مورد استفاده قرار می گیرد.
MINI STATA نسبت به حافظه های ۲٫۵ اینچی کوچک‌تر می باشند. این حافظه ها مبتنی بر SATA  بوده و همچنان در بازار به فروش می رسند ، چون چندین سال پیش در لپ‌تاپ‌ها استفاده می‌شدند و امروزه تقاضا برای افزایش ظرفیت آنها وجود دارد. (باید دقت کنید که این مدل را با نوع بعدی که M2 نام دارد اشتباه نگیرید).  

حافظه SSD با رابط M.2

رابط M.2 از تکنولوژی PCI Express بهره می برد و می تواند بسیار کوچیکتر از m.SATA طراحی شود . به طور معمول M.2 در تبلت ها و آلترابوک ها که فضا بسیار محدود است ، مورد استفاده قرار می گیرند.
 اگر قصد خرید یک درایو مبتنی بر NVME دارید ، M.2 گزینه خوبی میتواند برای شما باشد. حافظه  های M.2‌  به قدری کوچک هستند که به ‌راحتی بین انگشتان دست قرار می‌گیرند. این نوع درایو ها به اسلاتهای PCIE متصل می‌شوند که دارای ۴ خط انتقال داده (PCIE X4) است. به طور معمول این درایوها مبتنی بر NVME می باشند ولی حافظه های M.2 را هم می توان پیدا کرد که مبتنی بر SATA  هستند که زیاد محبوب نمی باشند  اما دوتا از برندهای محبوب آن SAMSUNG 860 EVO و WD BLUE 3D NAND هستند.

ساختار SSD چگونه است ؟

SSD ها دارای اجزای مختلفی هستند :

PCB – Printed circuit boardتخته مدار چاپی است که انواع IC ها و اجزای دیگر SSD روی آن قرار دارند .
FLASH حافظه های فلش که معمولا از نوع NAND و دارای ظرفیت های 8،16 و32 هستند.
Controller که پردازنده اصلی و تصمیم گیر فعالیت های SSD  است.
SATA & Power رابط های SSD هستند که با رابط الکتریسیته و SATA ی هارد دیسک ها در تناسب اند.

تاریخچه حافظه های SSD 

نخستین حافظه SSD در سال ۱۹۸۸ توسط کمپانی اینتل ساخته شد. در سال های نخست ، استفاده از SDD  زیاد فراگیر نبود و تنها در مصرف نظامی یا کمپانی های فضایی به کار گرفته می شد. چند سال بعد ، نخستین حافظه فلش مبتنی بر NAND تولید شد که منجر به افزایش سرعت عملکرد آنها شد و همچنین باعث شد که گرمای کمتری تولید بشود ، به همین دلیل است که عمر باتری لپ‌تاپ‌های مجهز به SSD در مقایسه با لپ‌تاپ‌های مجهز به HDD بیشتر می باشد. همان‌ گونه که گفتیم استفاده از SSD در سال‌های نخست ساخت فراگیر نبود اما روز به روز استفاده از حافظه‌های SSD فراگیرتر شد به‌ گونه ای‌که امروزه توانستند جایگاه هارددیسک‌های HDD را تصاحب کنند. 
SSD ‌دارای یک ساختار الکترونیکی بوده و برخلاف HDD که با دیسک‌های چرخان ( پلاترها ) کار میکنند ، در SSD اطلاعات در فلش‌های مبتنی بر NAND ذخیره می شوند. 

تفاوت SSD و DRAM

دو تفاوت اصلی بین این دو نوع حافظه وجود دارد  :
DRAM نوعی حافظه فرار می باشد که با قطع جریان اطلاعات خود را از دست می دهد اما SSD  از حافظه فلش NAND  بهره می برد که غیر فرار می باشد و با قطع جریان اطلاعاتش را از دست نمی دهد.

سرعت نوشتن و خواندن اطلاعات روی DRAM یکسان است ولی  SSD برخلاف DRAM باید ابتدا پاک کرده و سپس بنویسند ، همچنین سرعت نوشتن آن از سرعت خواندنش کمتر می باشد.
در حالت کلی SSD یعنی ذخیره سازی اطلاعات روی تراشه سیلیکونی یا همان فلش مموری ها. 
تفاوت اصلی SSD ها با هارد دیسک ها در استفاده نکردن از قطعه متحرک مکانیکی در ساختار آن ها است.

تفاوت  SSD  و HDD 

استفاده از انرژی : سازندگان HDD هنگامی که قصد افزایش فضای ذخیره‌سازی را دارند ، دو راه دارند که یکی از این راه ها افزایش تعداد صفحات HDD می باشد. این کار باعث می‌شود که با چرخش سریع این صفحه‌ها گرمای بیشتری نیز تولید شود. از سوی دیگر ما می‌دانیم که در حافظه های SSD خبری از صفحه و بازو و … نیست  ، پس در نتیجه نیازی به انرژی مکانیکی نبوده و گرما و انرژی کمتری تولید خواهد شد.
صدا : چون حافظه SSD صفحه‌های مغناطیسی ندارد کاملاً بدون صدا کار می کند.
سرعت : SSD  حافظه های SSD در مقایسه با HDD  دسترسی سریع به اطلاعات دارند به همین دلیل سریع‌تر از HDD می باشند.
عدم بازیابی اطلاعات : اگر HDD از کار بیفتد ، کارشناسان می‌توانند حداقل بخشی از اطلاعات را به راحتی برگردانند اما این کار در SSD کمی سخت و دشوار می باشد.
عمر مفید : عمر مفید SSD‌در مقایسه با HDD کمتر می باشد.
ظرفیت : حافظه‌های  SSD دارای ظرفیت محدودتری هستند ولی این محدودیت در آینده نزدیک حل خواهد شد.
قیمت : قیمت SSD  در مقایسه  با HDD بیشتر  می باشد. به عنوان مثال قیمت یک درایو SSD ، ۲۵۰ گیگابایتی برابر باقیمت یک هارددیسک ۲ ترابایتی است.
دیسک‌های سخت (HDD) داده‌ها را روی صفحات چرخانی ذخیره می‌نمایند.
اگر کامپیوتر شما نیاز به داده‌ای داشته باشد ، هارد دیسک ، به مکان قرارگیری داده رفته و سپس آن را می‌خواند. نوشتن ( رایت کردن ) اطلاعات روی دیسک‌های سخت نیز تقریباً دارای روند مشابهی است.
درصورتی ‌که در حافظه SSD هیچ حرکت یا چرخشی در کار نیست و اطلاعات در بخش های مخصوصی ذخیره می‌شوند. چنانچه کامپیوتر به داده‌ای نیاز داشته باشد ، دیسک‌های سخت جامد سریع داده را می یابند و سپس در اختیار شما قرار می‌دهند. در حقیقت کارایی بالای حافظه SSD به علت فرآیند مستقیم و بی ‌واسطه‌ی دسترسی به اطلاعات می باشد که همین یکی از مزایای حافظه‌های SSD است.

رابط‌های SSD

رابط‌های اتصال SSD را می‌توان به دو دسته زیر تقسیم  کرد:
۱- رابط اتصال ساتا
۲- رابط اتصال  PCI EXPRESS

رابط اتصال  SATA

در سال ۲۰۰۰ درگاه SATA به علت سرعت بالاتر و کوچک تر شدن کابل ارتباطی ، جایگزین درگاه PARALLEL ATA یا PATA شد. درست ۸ سال بعد نسل سوم تکنولوژی ساتا با حداکثر سرعت ۶۰۰۰ مگابایت بر ثانیه ارائه شد.
SATA  ها از کابل مخصوصی برای اتصال به یک مادربرد سیستم رایانه‌ای استفاده می‌کنند. زمانی که یک SSD به وسیله SATA به یک سیستم متصل می‌شود فقط نیمی از کار انجام میشود. برای اینکه SSD بتواند با سیستم صحبت کند ، به یک رابط کنترل‌کننده میزبان به اسم AHCL نیاز دارد.
با افزایش سرعت و قابلیت درایوها ، SATA  و AHCL نمی‌توانستند به راحتی پهنای باند کافی برای SSD‌فراهم کنند به همین علت سازندگان SSD به دنبال یک  انتخاب بهتر بودند.

رابط اتصال  PCI EXPRESS

PCL رابط سخت‌افزاری دیگری است که در کارت گرافیک ، کارت صدا و درایوهای M.2 به کار گرفته می شود. 
در حال حاضر دو نسل از PCI E  در حال استفاده می باشند : ۳۱۰ ( رایج‌ترین ) و ۴۱۰. 
۴۱۰ PCI E  از اواسط سال ۲۰۱۹ روی کار آمد که تنها از ریزپردازنده AMD RYZEN 3000 و مادر بورد X570 پشتیبانی می‌کرد.   

همان‌ گونه که می دانید نسخه ۴۱۰ خیلی سریع‌تر است اما با این‌حال همچنان حداکثر پهنای باند ۳ PCI E برای ما کفایت می‌کند. به همین علت فعلاً استفاده از نسخه ۴ برای کامپیوترهای مدرن ضروررتی ندارد.

NVME : 

PCIE مثل نسل سوم SATA است و از هردوی آن ها برای متصل شدن به اجزای کامپیوتر استفاده می‌شود و درست مانند نسل سوم SATA قبل از اینکه هارددیسک یا SSD ها بخواهند با کامپیوتری ارتباط برقرار کنند به یک رابط کنترل‌کننده میزبان ( AHCL ) نیاز دارند.  درایوهای مبتنی بر PCIE به یک رابط کنترل‌کننده میزبان به نام  (NON-VOLATILE MEMORY EXPRESS) NVME نیاز دارند. درایوهای NVME قادر هستند دستورات بیشتری همراه با تأخیر کمتری از هارددیسک یا SSD ها بپذیرند.