حافظه SSD

.SSD چیست

نسبت به دوره‌ای که کارت‌های پانچ پادشاهی می‌کردند، قطعاً کامپیوترها پیشرفت قابل‌توجهی داشته‌اند. صنعت کامپیوتر از مشکلات مربوط به نوارهای کاست و دوران گذار از فلاپی‌ها به سمت سی‌دی‌های قابل رایت، گذر کرده و در واقع می‌شود گفت که نجات یافته است! امروزه با وجود هارد درایو های با ظرفیت بالا و رسانه‌ های نوری با قابلیت رایت مجدد، وارد عصر جدیدی شده ایم.

اما در طول این مدت، در بین انواع تجهیزات ذخیره‌ سازی اطلاعات، حافظه‌ی رم، همواره سریع‌ترین مورد بوده است. مزیت حافظه‌ی رم این است که به‌صورت الکترونیکی به داده‌ها دسترسی دارد، نه به شکل مکانیکی. البته رم دارای یک مشکل اساسی است و آن مشکل، این است که هر زمان که دستگاه خاموش شود، اطلاعاتی که در خود نگه داشته، از بین می رود. همچنین هزینه‌ آن به ازای هر بایت بیشتر است. برای مدتی مدید یکی از اهداف صنعت کامپیوتر، پیدا کردن روشی برای ذخیره‌ مداوم و ماندگار بوده تا به لحاظ سرعت و پایداری بیشتر شبیه به رم باشد.

تحولات در حافظه‌ی فلش در نهایت منجر به تولید درایوهای حالت جامد (SSD) شدکه ظرفیت بالا و مهم تر از آن دوام هارد دیسک‌ را با دوام و سرعت حافظه‌های فلش ترکیب کرد.

با این مقدمه، در ادامه نگاهی خواهیم انداخت به نحوه‌ تولد درایو Solid State و سپس به توضیح کامل آن می پردازیم.

تاریخچه ای کوتاه از این که حافظه SSD چیست

با این که اصل و نسب درایو Solid State به هارد دیسک باز میگردد، باید گفت بخشی از این شناسنامه به ابزار ذخیره‌سازی غیر مکانیکی باز میگردد. به زبان ساده، برای این که بدانیم حافظه SSD چیست باید با تکنولوژی های زیر آشنا شویم.

حافظه‌های فقط خواندنی یا ROM

اسم حافظه‌ فقط خواندنی به تلفن همراه گره خورده است. قبل از اینکه حتی درایو های مکانیکی به شکلی متداول در دسترس باشند، کامپیوتر ها از کد ذخیره‌ شده در یک تراشه‌ ROM که بر روی مادربرد قرار گرفته بود، بوت می‌شدند. همان‌طور که از نام ROM پیداست، کامپیوترها فقط می‌توانند داده‌ها را از این حافظه بخوانند. کامپیوتر این کار را برای بارگذاری command prompt اولیه که از طریق آن می‌توانید برنامه‌ها را اجرا کنید، انجام می‌دهد.

هنگامی‌ که ظرفیت این تراشه‌ ها رشد کرد و بیشتر شد توانستند کل محیط‌ های عملیاتی مانند Workbench  آمیگا را در خود جای دهند. آن‌ها دقیقاً شبیه به اس اس دی نیستند، زیرا قابلیت ‌نوشتن داده را ندارند. اما ایده استفاده از چنین چیزی به منظور اجرا کردن سیستم عامل از روی حافظه غیر مکانیکی استوار است. حتی EEPROM های جدید که شما می‌توانید روی آن‌ها داده رایت کنید، همچنان متفاوت و غیرعادی هستند زیرا نمی‌ توان محتوایشان را در زمان اجرا تغییر داد.

هارد دیسک‌ ها و انواع حافظه هیبریدی

برای این که بدانید رابطه هارد دیسک با حافظه SSD چیست باید بدانید اکثر اس اس دی ها استاندارد یکسان یا شبیه به هارددیسک‌ ها دارند.

کانکتورهای گوناگون، مانند SATA، باعث می‌شوند به‌راحتی بتوانیم از چیزی بسیار سریع‌ تر از یک درایو مکانیکی قدیمی استفاده کنیم. این مسیر با وجود درایوهای هیبریدی مانند درایو فیوژن اپل که تعدادی درایو ذخیره‌سازی سریع حالت جامد را به هاردهای معمولی افزوده، راحت‌تر شده است.

هنگامی‌که ابزارهای ذخیره‌سازی مبتنی بر فلش برای اولین بار به روی صحنه آمدند، بسیار گران بودند. آن‌ها نه‌تنها هزینه‌ی زیادی داشتند، بلکه فضای بسیار کمی نیز ارائه می کردند. تولیدکنندگان یکی از دو راه زیر را برای ترکیب کردن فضای بیشتر HDD با سرعت بیشتر اس اس دی در پیش گرفتند:

یک روش از درایو حالت جامد استفاده می‌کند و آن را با فضای هارددیسک کامل می‌کند. این بدان معنی است که انگار یک کاربر از هر دو  بهره مند است و برای نصب برنامه‌ها و یا ذخیره‌سازی فایل‌ها از هر کدام که بسته به شرایط منطقی‌تر است استفاده می‌کند. مثلا برنامه‌های پرکاربردی مانند ویرایشگرهای فیلم و ویدئو با ذخیره‌ داده روی SSD عملکرد بهتری دارند. اگر موارد کم‌اهمیت‌تر از جمله داده‌های مربوط به ویرایشگرهای متن در HDD ذخیره شوند، مشکلی پیش نخواهد آمد. همچنین دستگاه‌هایی وجود دارد که هر دو نوع ذخیره‌سازی را در یک واحد فیزیکی ترکیب می‌کنند، مثلا یک درایو 2.5 اینچی که دارای هارددیسک مکانیکی و همچنین فرمت ذخیره‌سازی حالت جامد است. با تمام آنچه گفته شد، این نوع درایو همچنان برای کامپیوتر و سیستم‌ عامل در قالب دو درایو جداگانه در نظر گرفته می‌شود.

در عوض، نمونه‌های یکپارچه ای از موارد فوق هم بودند که در آن‌ها هم هارددیسک و هم درایو حالت جامد در یک دستگاه واحد وجود داشتند. این دستگاه‌ها داده‌هایی که بیشتر استفاده می‌شوند را در قسمت SSD درایو ذخیره می کردند، بنابراین می‌توان آن داده‌ها را سریع‌تر در اختیار برنامه‌هایی که به آن‌ها نیاز دارند، قرار داد. هر یک از سخت‌افزار کنترلر درایو یا سیستم‌عامل و یا هر دو، می‌توانند مدیریت کنند که چه داده‌هایی به کجا و کدام قسمت بروند. این نوع دستگاه‌ها هم‌زمان سرعت یک درایو SSD و ظرفیت یک هارد را به شما ارائه می‌دهند.

حافظه‌ فلش

برای پاسخ به این که حافظه SSD چیست باید با حافظه فلش هم آشنا شویم. بسیاری از مدیا های قابل‌حمل و جابجایی در دهه‌ 1980 تا اوایل دهه‌ 2000 تفاوت چندانی با هارددیسک‌ها نداشتند. نمونه‌های مختلفی از جمله سی‌دی‌های قابل رایت (که از رایت کردن نوری به جای مغناطیسی استفاده می‌کنند) تا مواردی مانند ZIP Drive های لومگا (یک فلاپی دیسک است که تقریباً ظرفیتی به اندازه‌ی هارددیسک دارد) . آن‌ها همگی دارای جزئی مکانیکی بودند. هنگامی‌که کامپیوترهای قابل‌حمل آمدند، همراه با عکاسی دیجیتال حرفه‌ای، شکل‌های منعطف‌تری از رسانه‌ها هم پدید آمدند. کارت‌های فشرده‌ی فلش (CF) یکی از اولین‌ها بودند و در ادامه کارت حافظه‌ی سونی، کارت‌های مولتی‌مدیا (MMC)، رسانه‌های هوشمند (smart media)، کارت‌های اکستریم دیجیتال (XD) و خانواده‌ی کارت‌های SD به بازار عرضه شدند.

موارد گفته‌شده برخی از اولین حافظه‌های مبتنی بر فلش بودند که به‌راحتی برای مصرف‌کنندگان در دسترس بود و مقرون‌به‌صرفه و مفید نیز بودند. با این‌حال، آن‌ها وابسته به دستگاه بودند، بنابراین، هنگامی‌که «درایوهای thumb » که در اوایل دهه‌ی 2000 کم‌کم ظاهر شده بودند، پدید آمدند، ارتقاء قابل‌توجهی به وقوع پیوست. آن‌ها قابل‌حمل بودند، به‌اندازه‌ی کافی سریع بودند، به‌گونه‌ای که اکثر کاربران این تفاوت را متوجه نشدند و از همه مهم‌تر از پورت یو اس بی که همه‌جا کاربردی است، استفاده می‌کردند. درحالی‌که رسانه‌های دیگر از نظر هزینه به ازای هر مگابایت نمی توانستند با آنها رقابت کنند، آن‌ها صرفا یک روش ارزان و مؤثر برای حمل فایل‌هایتان ارائه می‌کردند.

SSD های جدید

این جاست که خوایم دید ضعف هارد دیسک نسبت به حافظه SSD چیست و باید گفت چندین عامل برای برتری اس اس دی وجود دارد. اولاً انقلاب گوشی‌های هوشمند، تقاضای مردم برای ابزارهای قابل حمل را افزایش داد. گذشته از هر چیزی، وقتی شما می‌توانید یک صفحه‌ی وب کامل را به‌راحتی بر روی گوشی خود ببینید، چرا نباید لپ تاپی سبک و قابل حمل داشته باشید؟ اگر تلفن شما می‌تواند چندین و چند گیگابایت اطلاعات را بدون وجود درایوهای سنگین و پر سر و صدا نگه دارد، چرا یک لپ تاپ نباید همچین توانایی داشته باشد؟

SSD های امروزی دارای مزیت‌هایی قابل توجهی در مقایسه با HDD ها دارند از جمله:

از آنجایی که هیچ بخش مکانیکی در هنگام خواندن / نوشتن داده‌ها در درایوهای SSD وجود ندارد، کارها فقط به صورت الکترونیکی انجام می شود که این حالت در مقایسه با اینکه یک بازوی فیزیکی حرکت کرده و داده را بخواند یا بنویسد، بسیار سریع‌تر است.

همچنین این درایوها به میزان زیادی در برابر آسیب‌های ناشی از افتادن و ضربه خوردن مقاوم هستند.

عدم وجود قطعات متحرک، نیاز به برق‌رسانی به آن قطعات را حذف می‌کند، مصرف انرژی کاهش یافته و درنتیجه عمر باتری را افزایش می‌دهد.

کاهش مصرف انرژی با کاهش گرما همراه است که به افزایش سرعت عملکرد دستگاه شما کمک می‌کند و عمر مادربردتان را نیز افزایش می‌دهد.

ساختار SSD

پیش از هر چیز بد نیست ببینیم اجزاء درون یک حافظه SSD چیست و در اولین نگاه به درون چنین چیزی خواهید دید صفحه‌ی براق یا بازوی مکانیکی در کار نیست. در عوض یک برد الکتریکی با تعدادی تراشه‌ متصل شده به آن خواهید دید. قسمت‌های زیادی در این تراشه‌ها وجود دارند، اما دو عامل مهم برای درک اینکه روش کار حافظه SSD چیست وجود دارد: سلول‌ و کنترلر که در ادامه با هر دو آشنا خواهیم شد.

سلول‌ یا Cell

واحد اصلی ذخیره‌ سازی اطلاعات در یک حافظه حالت خشک سلول نام دارد. این بخش اساساً یکی از قسمت‌های روی تراشه‌ی حافظه است و شامل یک ترانزیستور است که قادر به نگهداری یک بار الکتریکی است. توانایی آن برای نگه‌داشتن این شارژ پس از جدا شدن از منبع برق، آن را از رم کامپیوتر متمایز می‌کند اما به استثنای این مود، آنها مشابه هم هستند.

هر یک از سلول‌ها دارای یک بار الکتریکی کوچک‌ است که نشان‌دهنده‌ی «داده» است. هنگامی‌که همه‌ی بیت‌ها با هم جمع می‌شوند، فایل‌های شما تشکیل می‌شوند. با این ‌حال، مانند دیسک‌های سخت، این بیت‌های منحصربه‌فرد ممکن است در سلول‌های مختلف در اطراف درایو مستقر شده باشند (نه لزوماً در تمام سلول‌های مجاور هم). همین مورد در هارددیسک‌ها نیز اتفاق می‌افتد.

اما برای درک این که تفاوت آن با حافظه SSD چیست باید بدانید این جا نیازی نیست یک هد مکانیکی به‌طور فیزیکی در اطراف درایو قرار بچرخد تا همه‌ی این بیت‌ها را برای دسترسی به یک فایل آماده کند. کنترلر می‌تواند به‌ سرعت از طریق سیگنال‌ های الکتریکی داده‌ها را جمع‌آوری کند. به همین دلیل سرعت خواندن داده‌ها (و همچنین نوشتن داده‌ها) در مقایسه با هارددیسک‌ها بسیار بیشتر است. تصویر زیر نشان می دهد که فرایند ذخیره یک فایل متنی ساده در حافظه SSD چیست. در نظر داشته باشید این فایل تنها حاوی یک حرف M است.

کنترلر یا Controller

درحالی‌که سلول‌ها در واقع داده‌ها را نگه می‌دارند، کنترلر، وجود یا عدم وجود بار الکتریکی را به عنوان مقدار صفر یا مقدار یک تفسیر می‌کند. همچنین کنترلر مسئول تبادل این داده‌ها با سیستم‌ عامل‌ است. همان‌طور که در تصویر زیر نشان داده شده است، کنترلر در واقع میزبانی برای عملیات و توابع مختلف است.

در حالت کلی (مگر اینکه قصد داشته باشید مهندس برق بشوید) کافی است که بدانید، کنترلر بین سیستم ‌عامل‌ها و پایگاه سلول‌های حافظه قرار می‌گیرد. و اطلاعات را بین آن‌ها مبادله می‌کند. آنچه در بالاتر بیان شد، یک نمای ساده از چگونگی انتقال داده‌ها از محل قرارگیری‌شان بر روی درایوها به برنامه‌ی مورداستفاده‌ی شما است. عوامل موثر دیگری (مانند استفاده از صفحات و بلوک‌ها) نیز وجود دارند که به ذخیره‌سازی امن و کارآمد (مثلاً فیلم‌های مختلف شما) اطلاعات کمک می‌کنند. برد کنترل جایی است که تولیدکننده می تواند با اضافه کردن ویژگی ها و امتیازات خاص نسبت به دیگر رقبا تفاوت هایی را ایجاد کند. اما نوع حافظه و کنترلر تنها عوامل تعیین‌کننده‌ی چگونگی عملکرد حافظه حالت جامد نیستند. ما در مورد بعضی از این ویژگی‌ها و مشخصات دیگر درایوهای حالت جامد در بخش بعدی توضیح خواهیم داد.

سایر چیز های مهم درباره حافظه SSD چیست

امروزه شاهد استفاده بیش از پیش اس‌ اس‌ دی‌ ها در لپ‌تاپ‌ ها و کامپیوتر های رومیزی هستیم. وقتی به خرید SSD یا یک دستگاه با چنین درایوی فکر می‌کنید، بهتر است که قابلیت ها و ارزش افزوده ناشی از استفاده از آن را بدانید . برای این که بدانید ویژگی های اصلی حافظه SSD چیست و با مزایا و معایب آن آشنا شوید، تصویر زیر را ببینید.

نوع حافظه

در نمونه‌های فوق، نوع حافظه‌ای که ما توصیف کردیم، «حافظه‌ی فلش» است، به‌ ویژه فلش NAND.

فلش NAND همان نوع حافظه‌ای است که در رسانه‌های قابل‌حمل مانند کارت‌های SD و همچنین حافظه‌ی تلفن همراه یا تبلتتان استفاده می‌شود. در واقع، بسیاری از دستگاه‌های تلفن همراه از حافظه هایی با یک فرم فکتور خاص استفاده می‌کنند که ما کمی به آن خواهیم پرداخت. جایگزین مناسب برای این حافظه‌ها، مواردی مبتنی بر DRAM هستند که از همان تکنولوژی موجود در اکثر ماژول‌های رم استفاده می‌کنند. اگرچه ازنقطه‌نظر عملکردی بالاتر هستند، اما بسیار گرانتر هستند و همچنان زمانی که برق قطع شود اطلاعات روی آنها از بین می رود. (برای رفع این مسئله باید یا از برق باقیمانده در زمانی که دستگاه به‌طورکلی خاموش است و یا باتری استفاده کرد). سرورها و مخصوصاً کسانی که با اپلیکیشنهای سنگین کار می‌کنند، استفاده‌کنندگان اصلی DRAM هستند. حافظه های موجود در دستگاه‌هایی که احتمالاً با آن‌ها سر و کار دارید، از نوع NAND هستند.

برای خرید این محصول به لینک های زیر مراجعه کنید:

لینک محصول –  هارد SSD