Современные информационные технологии/1. Компьютерная инженерия

Студент ИТб-12-2 Новиков А.О.

Иркутский государственный технический университет, Россия

Накопители информации HDD и SSD

С момента появления на рынке SSD (Solid State Drive) накопителей, многие стали задаваться вопрос, а что же лучше, старый добрый жесткий диск (HDD - Hard Disk Drive) или SSD накопитель. Хотелось бы рассмотреть основные принципы работы данных накопителей, их виды, а так же описать достоинства и недостатки того и другого. Основные отличия между SSD и HDD, влияющие на их производительность и надежность.

SSD (Solid State Drive) - твердотельный накопитель. Архитектурно диск подключен к контроллеру IDE или SATA (это видно и в BIOS, и в диспетчере устройств), однако конструктивно он является самой настоящей встроенной памятью. Когда нужно извлечь данные из нетбука, который "умер" и даже не включается, возникают серьезные проблемы.

Работа флеш-памяти основана на явлении диффузии электронов в полупроводнике. Из этого следуют два не очень приятных вывода. Первый, срок хранения зарядов на плавающих затворах пусть и велик, но все же конечен. По законам термодинамики электроны стремятся со временем равномерно распределиться по всему объему кристалла. Рано или поздно такое равновесие наступит и все содержимое памяти утратится.

Каждый цикл записи понемногу "подтачивает" слой, отделяющий затвор от остальной массы кристалла. Кроме того, со временем неизбежно происходит деградация самого материала и р-n-переходов. Из-за этого срок жизни ячейки ограничен некоторым числом циклов записи-перезаписи.

Благодаря отсутствию движущихся деталей отличается очень высокой скоростью чтения и записи (для стандарта SATA II, соответствующие средние скорости примерно в 2.5 раза выше, чем у HDD), практически мгновенным откликом (примерно в 100 раз быстрее, чем у среднестатистического HDD), бесшумный, не греется, потребляет мизерное количество электроэнергии, но имеет ограниченный ресурс в плане количества перезаписей "ограниченный" не значит "маленький". Сейчас производители SSD дают гарантии на свои девайсы до 5, а иногда и больше лет. При некоторой оптимизации, о которой я напишу в следующей статье, срок жизни можно спокойно продлить до момента морального устаревания данного типа накопителя. Еще одним минусом является более высокая стоимость одного гигабайта памяти (в сравнении с HDD) но это явление временное.

NAND SSD накопители, построенные на использовании энергонезависимой памяти, появились относительно недавно, но в связи с гораздо более низкой стоимостью (от 1 доллара США за гигабайт) начали уверенное завоевание рынка. Характеризуются относительно небольшими размерами и низким энергопотреблением.

RAM SSD эти накопители, построены на использовании энергозависимой памяти (такой же, какая используется в ОЗУ персонального компьютера) характеризуются сверхбыстрыми чтением, записью и поиском информации. Основным их недостатком является чрезвычайно высокая стоимость. Используются, в основном, для ускорения работы крупных систем управления базами данных и мощных графических станций.

Такие накопители, как правило, оснащены аккумуляторами для сохранения данных при потере питания, а более дорогие модели — системами резервного и/или оперативного копирования. Примером таких накопителей является I-RAM. Пользователи, обладающие достаточным объёмом оперативной памяти, могут организовать виртуальную машину и расположить её жёсткий диск в ОЗУ и оценить производительность

HDD (Hard Disk Drive) - старый добрый винчестер. Накопитель информации на жестких магнитных дисках, условно состоит из герметичного блока и платы электроники. Герметичный блок заполнен обычным обеспыленным воздухом под атмосферным давлением, и в нем размещены все механические части. Кинематика жесткого диска состоит из одного или нескольких магнитных дисков, жестко закрепленных на шпинделе двигателя, и системы позиционирования магнитных головок. Магнитная головка находится на одной из сторон вращающегося магнитного диска и осуществляет чтение и запись данных с поверхности магнитных дисков, вращающихся со скоростью до 15 000 оборотов в минуту. Головки закреплены на специальных держателях и перемещаются системой позиционирования между центром и краем диска. Точное позиционирование магнитных головок осуществляется по записанной на диске сервоинформации. Считывая ее, система позиционирования определяет силу тока, которую нужно пропустить через катушку электромагнитного привода для удержания магнитной головки над требуемой дорожкой.

Единственными позитивными (в сравнении с SSD) отличиями, является надежность и цена за 1 гигабайт памяти. Если HDD сделан качественно - он может прослужить Вам более десяти лет. Причем, если SSD, в основном, выходит из строя внезапно (SSD - это микросхема, механический износ деталей здесь невозможен) и информация на нем фактически не подлежит восстановлению, то по поведению HDD можно задолго определить его желание "покинуть этот мир" и скопировать в другое место жизненно необходимые данные. Даже если HDD вышел из строя окончательно - можно воспользоваться услугами сервиса и восстановить практически все данные на диске.

Исходя из этих отличий, можно сделать следующие выводы:

- SSD стоит использовать в качестве накопителя для операционной системы, и других больших, ресурсоемких приложений. Именно в этом случае мы реально ощутим колоссальный прирост производительности, который выражается в скорости загрузки больших объемов данных.

- HDD следует использовать для хранения больших объемов данных (видео, аудио и т.д.).

В заключение хотелось бы отметить, что установка SSD в качестве системного накопителя наиболее ощутимо повысит производительность Вашего компьютера (в сравнении с HDD) особенно.

Список использованной литературы:

1. Нестеров И. Ремонт и восстановление HDD. Изд-во М.: «Интернет», 2011.-324 с.: ил.

2. Смирнов Ю.К. Секреты восстановления жестких дисков ПК. Изд-во: БХВ-Петербург, 2011.-272 с.: ил.