SSD – Что это такое в компьютере и принцип работы твердотельного накопителя

Твердотельный накопитель (SSD) — это современный тип компьютерного хранилища, и большинству пользователей известно, что SSD быстрее, чем классические жёсткие диски.

SSD твердотельные накопители приходят на смену HDD и уже в обозримом будущем практически полностью вытеснят их в базовых сценариях использования. Что же в них такого особенного, помимо скорости, и для чего нужен SSD?

Что такое SSD-накопитель

SSD или твердотельный накопитель — это тип запоминающего устройства, которое используется в компьютерах для длительного хранения данных и информации (внутренняя память ПЗУ – постоянное запоминающее устройство).

Накопители SSD данных приходят на замену привычным жёстким дискам (винчестер) и предназначены для тех же задач. При этом твердотельные накопители в несколько раз превосходят их по скорости. Благодаря этому, ваш компьютер быстрее включается, загружаются программы или игры, если они чувствительны к скорости носителя.

Как работает SSD

На протяжении десятилетий компьютеры хранили данные на жёстких дисках (HDD), в которых используется вращающийся диск и рычаг, перемещающийся по диску для чтения данных. Подвижные компоненты жёстких дисков – это элементы компьютерного оборудования, которые наиболее часто выходят из строя – ломаются.

Принципы работы SSD совсем другие. В твердотельном накопителе есть чип, созданный с использованием флеш-памяти NAND, поэтому SSD не полагаются на какие-либо движущиеся части при работе, что делает их более долговечными.

SSD или HDD служат долговременной памятью компьютера, храня файлы, даже когда устройство выключено.

Они работают вместе с кратковременной памятью системы (ОЗУ) и процессором, для доступа и использованию данных, включая операционную систему, программы, документы, игры, изображения и музыку.

Например, если вы хотите получить доступ к данным из электронной таблицы и внести некоторые изменения, вот что происходит:

1. Программы и файлы хранятся на вашем накопителе — электронная таблица, к которой вы хотите получить доступ.
2. Когда вы открываете электронную таблицу, главный процессор передаёт данные с SSD или жёсткого диска в оперативную память компьютера, для краткосрочного доступа и использования. На этом этапе твердотельные накопители могут продемонстрировать свою ценность, поскольку ускоряют процесс передачи данных по сравнению с жёсткими дисками, то есть количество времени, необходимое для загрузки программ и файлов.
3. Затем процессор получает доступ к данным из оперативной памяти, которая действует как банк доступного рабочего пространства компьютера. И память используется для «запуска» программы.

Знание разницы между памятью вашего компьютера и хранилищем поможет понять важность наличия хорошего запоминающего устройства.

Установка твердотельного накопителя — один из самых простых способов улучшить почти каждый аспект производительности вашей системы. Благодаря этому, медленная загрузка останется в прошлом.

Типы SSD накопителей

Существует два типа SSD твердотельных накопителей для потребителей: SATA и NVMe.

Не все твердотельные накопители совместимы с каждым компьютером, точнее, материнской платой, поэтому важно знать тип, формфактор и интерфейс накопителя, который вы можете использовать на своём компьютере.

SSD SATA 2.5-дюйма

Первым типом SSD, который был представлен потребителям, SATA (serial ATA).2,5-дюймовый диск, помещающийся внутрь отсека для жёстких дисков.

Поскольку многие пользователи заменяют свои жёсткие диски твердотельными накопителями, 2,5-дюймовые SSD стали стандартом. Они спроектированы таким образом, чтобы свести к минимуму необходимость замены соединительных кабелей AHCI (расширенный интерфейс хост-контроллера). Это максимально упрощает переход на более производительный накопитель данных.

SSD NVMe M.2 PCIe

Самые быстрые твердотельные накопители на рынке сегодня — NVMe.М.2, а SSD PCIe размером с жевательную резинку.

Вы можете увидеть, что они взаимозаменяемо помечены как M.2, PCIe, NVMe или как комбинация этих терминов, что может сбивать с толку. Проще говоря, M.2, является формфактором этой технологии, он изначально был разработан для установки внутри ПК как карт расширения внутренней памяти.

В сочетании с интерфейсом PCIe (peripheral component interconnect express) эта технология позволяет передавать данные быстрее, чем SATA.

NVMe (энергонезависимая экспресс-память) — это протокол связи, разработанный специально для твердотельных накопителей, который снижает нагрузку на ЦП (Центральный процессор) и оптимизирует операции для увеличения ввода-вывода (ввода-вывода) за секунду снижения задержки — всё это увеличивает начальное значение.

Вместе технологии NVMe, M.2 и PCIe создают самые быстрые твердотельные накопители для хранения данных, которые когда-либо видел рынок, и они продолжают становиться всё быстрее.

Плюсы и минусы

У твердотельных накопителей множество плюсов, которые помогают ответить на главный вопрос, зачем нужен SSD?

Преимущества твердотельных накопителей

1. Ускоренная загрузка и повышенная производительность – SSD не нужно раскручивать, в отличие от HDD, он более отзывчив и даёт повышенную производительность при нагрузке.
2. Тишина работы – твердотельные накопители бесшумны, потому что шуметь попросту нечему.
3. Экономность – твердотельный накопитель расходуют меньше энергии по сравнению с жёсткими дисками.
4. Высокая скорость чтения и записи – SSD могут оперативно получать доступ к большим файлам, разница по сравнению с HDD колоссальная.
5. Компактность – бывают разных формфакторов, но все из них компактны. Жёсткие диски крупнее, и во многие корпусы классические 3,5-дюймовые просто не влезут.
6. Надёжность – SSD-накопители более ударопрочные, их тяжелее повредить, в том числе из-за веса. А HDD-диск достаточно уронить, чтобы повредить, порой хватает небольшого толчка системного блока.

Недостатки накопителей SSD

1. Нагрев – далеко не всё, но многие SSD ощутимо греются, да так, что радиаторы не сильно помогают.
2. Производительность, здесь снова могут подвести дешёвые (но не только) SSD. У многих из них при заполнении более чем на 80–90%, скорость падает до уровня HDD.
3. Заявленная продолжительность эксплуатации. У не самых дорогих твердотельных накопителей ресурс работы разочаровывает. SSD чувствительнее к перезаписи, поэтому накопитель можно попросту быстро испортить.
4. Восстановление данных. Этот трудоёмкий процесс может потребовать похода в сервисный центр и больших трат. Скорее всего, информацию не получится восстановить, если изменялись настройки по умолчанию, чего делать не стоит.
5. Стоимость – SSD стоят дороже, чем традиционные HDD. Однако, бюджетные модели стали настолько доступными, что зачастую покупать HDD нет смысла даже ради экономии. Хотя это не относится к носителям с большим объёмом памяти.

Итог

Быстрые SSD-накопители – это уже настоящее, а не будущее, и в большинстве сценариев твердотельные накопители будут лучше своих устаревающих собратьев.

Скорость, эстетика и удобство – основные факторы в пользу SSD, даже их стоимость постепенно снижается. Однако, если нужно организовать хранения данных в больших объёмах, HDD всё ещё вне конкуренции. Накопители на жёстких магнитных дисках если и пропадут, то явно не в ближайшем будущем.

Что нужно знать при выборе SSD – видео

Станислав Шаман

Пишет Станислав уже на протяжении почти двух десятилетий. Первоначально для местных СМИ собирал новости в области технологий. Его любовь к научной фантастике разбудила огромную жажду знаний. Пытаясь понять, как это работает и может ли работать лучше, он настолько увлекается, словно погружается в транс. За это, среди коллег в TehnObzor он и получил прозвище — Шаман.