Solid State Drive -levyistä ( SSD^(SSDs) ) on nopeasti tulossa käyttöjärjestelmien ja sovellusten suosikkitallennustila. Löydät ne uusimmista kannettavista tietokoneista, puhelimista, tableteista ja jopa konsoleista.

Erinomaisen suorituskyvyn ja kestävyyden ansiosta nämä asemat tekevät todellista loistelua, mutta mikä SSD tarkalleen ottaen on ? 

Kuinka perinteiset kiintolevyasemat^{(Hard Disk Drives)} ( HDD^(HDDs) ) toimivat

Ymmärtääksemme, mikä tekee SSD^(SSDs) -levyistä erilaisia, meidän on käännettävä hetkeksi taaksepäin ja katsottava perinteisiä kiintolevyasemia^{(Hard Disk Drives)} ( HDD^(HDDs) ). Kiintolevy^(HDD) oli vakiotyyppinen asema, joka löytyi lähes kaikista tietokoneista viime aikoihin asti .

Kiintolevyn^(HDD) sisällä on yksi tai useampi pyörivä levy, jota kutsutaan "platteriksi". Jokainen lautanen on jaettu kappaleisiin ja sektoreihin. Levyt valmistetaan yleensä joko alumiinista tai lasista ja ne on päällystetty magneettisella materiaalilla.

Lautasen pinta sisältää miljardeja yksittäisiä alueita, joista jokainen edustaa yhtä databittiä. Alue voi olla magnetoitu tai demagnetoitu, edustaen ykköstä tai nollaa.

Pyörivien lautasten liikkuessa tuhansia kierroksia minuutissa, heiluviin käsivarsiin kiinnitetyt pienet luku- ja kirjoituspäät kelluvat hiuksenleveyden lautasen yläpuolella lukemalla tai kirjoittamalla asemaan.

Kiintolevyasemat^(Hard) ovat uskomattoman monimutkaisia ​​laitteita, joissa on monia pieniä, tarkkoja ja hauraita liikkuvia osia. Se on moderni ihme, että ne toimivat yhtä hyvin kuin toimivat. 

Kuinka Solid State Drive (SSD) toimii

SSD-levyillä on enemmän yhteistä puolijohdelaitteiden, kuten prosessorien^(CPUs) ja RAM -muistin, kuin kiintolevyasemien kanssa. SSD-^(SSDs) ja HDD^(HDDs) -levyt toimivat molemmat tallennusvälineinä, mutta SSD^(SSDs) -levyt toimivat hyvin eri tavalla.

Tyypillisessä SSD - levyssä on vain tietokonesiruja. Siellä on SSD :n ohjainsiru, joka hallitsee tiedon tallennustapaa ja -paikkaa, mutta suurin osa SSD -levystä koostuu flash-muistisiruista.

Flash -muisti on "haihtumaton" muisti. Haihtuva^(Volatile) muisti, kuten RAM , ei säily, kun virta katkaistaan ​​– sinne tallennetut tiedot katoavat. Sitä vastoin pysyvässä muistissa (kuten SSD^(SSDs) -levyt tai USB - asemat) tietosi säilyvät, vaikka virta katkaistaan. Tästä syystä USB -muistitikkuja kutsutaan myös "flash-asetuksiksi"!

Nykyaikaiset SSD^(SSDs) -levyt (ja useimmat USB -muistit ja muistikortit) käyttävät flash-muistia, jota kutsutaan NAND -flash-muistiksi. Se on nimetty yhden tyyppisistä logiikkaporteista, joita voit tehdä mikrosirulle. NAND -^(NAND) muistissa on "soluja", jotka voivat sisältää erilaisia ​​sähkövaraustasoja. Mittaamalla muistisolun lataustason voit kertoa, edustaako se ykköstä vai nollaa. Jos haluat muuttaa solun sisältöä, muutat sen sisällä olevaa lataustasoa.

NAND - muistin maailmassa on monia erilaisia ​​muunnelmia tekniikasta . Olet esimerkiksi saattanut nähdä Samsungin SSD^{(Samsung SSDs)} -levyjä, joissa on merkintä " V-NAND " tai "pysty " NAND . Tässä muistisolut on pinottu pystysuoraan, mikä mahdollistaa enemmän tallennuskapasiteettia samalla piijalanjäljellä. Intelin 3D NAND on myös enemmän tai vähemmän samaa tekniikkaa. 

SSD-levyjen tyypit ja liitännät

SSD^(SSDs) -levyjä on useita muotoja ja NAND -flash-muistityyppejä. Tämä määrittää SSD -levyn maksimaalisen suorituskyvyn sekä sen hinnan.

Flash-muistityypit

Kaikki NAND -salamat eivät ole samat tiedon tiheyden ja suorituskyvyn suhteen. Muistat yllä olevasta keskustelustamme, että SSD^(SSDs) -levyt tallentavat dataa sähkövarauksina muistikennojen sisällä. 

Jos solu tallentaa vain yhden bitin dataa, sitä kutsutaan SLC :ksi tai yksitasoiseksi solumuistiksi^{(single-level cell memory)} . MLC (multi-level cell) ja TLC (triple-level cell) muisti tallentaa kaksi ja kolme bittiä dataa solua kohden, vastaavasti. QLC (quad-level cell) -muisti vie sen neljään bittiin solua kohden.

Mitä enemmän databittejä voit tallentaa yhteen soluun, sitä halvempi SSD voi olla tai sitä enemmän dataa mahtuu samaan tilaan. Tämä kuulostaa hienolta idealta, mutta SSD^(SSDs) -levyjen toiminnan ansiosta asemat kuolevat nopeammin, kun käytetään monibittistä tallennusmenetelmää. SLC -muisti on tehokkain ja kestävin NAND -tyyppi, jolla on pitkä käyttöikä. Se on kuitenkin myös ylivoimaisesti kallein ja löytyy vain huippuluokan asemista.

Sellaisenaan useimmat kuluttajien SSD^(SSDs) -levyt käyttävät MLC :tä tai TLC :tä ja käyttävät erityisiä menetelmiä käyttöiän pidentämiseksi mahdollisimman paljon. Käsittelemme SSD -levyn kulumista hieman myöhemmin tässä artikkelissa tekniikan haittojen alla.

SSD:n muototekijät

SSD^(SSDs) -levyjä on eri muodoissa. "Muototekijä" on yksinkertaisesti laitteen fyysinen muoto ja sen mukainen liitäntästandardi. Koska SSD^(SSDs) -levyt suunniteltiin alun perin korvaamaan kiintolevyt^(HDDs) , ensimmäiset kuluttajien pöytäkoneille tarkoitetut laitteet oli tarkoitettu sijoitettaviksi siihen, missä kiintolevyt olivat ennen.

Tässä tulee kuvaan 2,5 tuuman SATA SSD -muotoilu. ^{( 2.5-inch SATA SSD)}Voit yksinkertaisesti irrottaa nykyisen 2,5 tuuman kannettavan tietokoneen kiintolevyn ja kytkeä yhden näistä SSD^(SSDs) -levyistä.

Tämän kotelon sisällä oleva SSD ei tarvitse kaikkea sitä tilaa, mutta se oli täysin järkevää, koska kannettavissa tietokoneissa ja useimmissa nykyaikaisissa pöytätietokoneissa on jo 2,5 tuuman asemapaikat ja SATA - liittimet emolevyissään. Voit myös ostaa sovittimia, joiden avulla voit sijoittaa 2,5 tuuman aseman työpöydän 3,5 tuuman paikkaan.

Tarpeettoman tilan viemisen lisäksi nämä 2,5 tuuman asemat rajoitettiin 600 MB/s :iin , koska se on SATA 3 -liitännän raja.

mSATA (mini-SATA) -standardi ratkaisee tilaongelman. mSATA oli fyysisesti sama muoto, koko ja liitin kuin PCI Express Mini -korttistandardi, mutta nämä kaksi korttityyppiä ovat sähköisesti yhteensopimattomia.

m SATA -standardi on nyt korvattu M.2-standardilla. M.2 SSD -levyt^{(M.2 SSDs)} voivat olla SATA- tai PCIe -levyjä kortin ja emolevyn yhdistelmästä riippuen.

M.2-kortit voivat olla myös kaksipuolisia, ja niiden molemmilla puolilla on komponentteja, ja niiden pituus vaihtelee. On aina tärkeää varmistaa, että tietokoneesi emolevy on yhteensopiva M.2 SSD :n kanssa , jota haluat käyttää sen kanssa!

NVMe SSD -levyt^{(NVMe SSDs)} käyttävät Non-Volatile Memory Express -standardia, jonka avulla tietokone voi käyttää SSD -muistia käyttämällä PCIe :tä, jota käytetään yleisemmin näytönohjainkorteissa. PCIe :llä on paljon enemmän kaistanleveyttä kuin SATA :lla , joten nopea SSD -muisti voi saavuttaa täyden potentiaalinsa.

SSD-levyjen edut

On monia syitä, miksi SSD^(SSDs) -levyistä on nopeasti tulossa tallennustekniikan standardi. Vaikka jotkin varhaiset ongelmat pitivät heidät jonkin aikaa poissa valtavirran tietokonemaailmasta, ne ovat nyt siinä pisteessä, että voimme suositella niitä kaikille. Jopa uusimmat videopelikonsolit^{(latest video game consoles)} käyttävät nyt SSD -levyä . Tässä ovat tärkeimmät vahvuudet, jotka ovat johtaneet SSD^(SSDs) -levyjen nykyiseen suosioon.

SSD-levyt ovat nopeita

Maailman nopein mekaaninen kiintolevy, Seagate Mach.2 Exos 2X14 , voi saavuttaa jatkuvan 524 ^{(Exos 2X14)}MB/s siirtonopeuden . Se on melkein yhtä nopea kuin SATA 3 SSD , mutta tyypillinen mekaaninen asema, jota nykyään löytyy tietokoneista, voi saavuttaa 100 MB/s ja 250 MB/s välillä , jos katsot markkinoiden huippua. .

Tyypilliset M.2 PCIe SSD -levyt^{(M.2 PCIe SSDs)} , kuten keskitason kannettavissa tietokoneissa, tarjoavat 2,5–3,5 GB/s . Uusimmat M.2 PCIe SSD -levyt^{(M.2 PCIe SSDs)} ovat lähestymässä 8 GB/s , mikä on käsittämätön määrä dataa. Peräkkäiset^(Sequential) kirjoitusnopeudet ovat yleensä hieman hitaampia kuin lukunopeudet, mutta data lentää valtavaa vauhtia molempiin suuntiin.

Kyse ei myöskään ole vain siirtonopeuksista. Mekaaniset kiintolevyt tarvitsevat aikaa lautasten pyörittämiseen ja asemapäiden siirtämiseen paikoilleen. Oikean paikan löytäminen lautaselta tietopyynnölle tunnetaan nimellä "hakuaika". SSD-levyillä^(SSDs) tämä viiveluku on käytännössä nolla. 

SSD voi lukea tietoja välittömästi mistä tahansa paikasta muistisoluissaan ja jopa tehdä sen rinnakkain. Viipaloitpa ne miten tahansa, SSD^(SSDs) -levyt ovat eri suorituskyvyssä kuin parhaatkin mekaaniset kiintolevyt, riippumatta siitä, millä tavalla viipaloit ne.

Kun päivität tietokoneen kiintolevyn^(HDD) SSD : ksi^(SSD) , koet paljon nopeammat käynnistysajat ja erittäin nopean järjestelmän reagointikyvyn. Yksinkertaisesti^(Simply) siksi, että prosessorisi^(CPU) ei koskaan tarvitse odottaa tietoja tallennusasemistasi. Se on loistava tapa antaa vanhalle Windows - järjestelmälle uusi elämä.

SSD-levyt ovat kestäviä

SSD^(SSDs) -levyt ovat suunnilleen yhtä kestäviä kuin muut puolijohdekomponentit, kuten prosessori^(CPU) tai RAM , joissa ei ole liikkuvia osia. Ellei virtapiike tuhoa niitä, niiden pitäisi toimia rajoituksetta tai ainakin niin kauan kuin tietokone on hyödyllinen sinulle. Flash -muisti on myös erittäin kestävä iskuja vastaan, toisin kuin kiintolevyt, jotka tuhoutuvat helposti putoaessaan, varsinkin lautasten pyöriessä.

Tämä kestävyys tekee niistä täydelliset kannettaville tietokoneille, ja siksi ultrabookeissa, kuten Apple MacBook Airissa^{(Apple MacBook Air)} , i Macissa^(Mac) ja muissa Mac -tietokoneperheen jäsenissä, on tehokkaat integroidut SSD^(SSDs) -levyt .

" Kestävyys^(Durability) " ei tässä tapauksessa tarkoita SSD -levyn kulumisen ilmiötä, jota käsittelemme alla olevan haittaluettelon alla.

SSD-levyt eivät kärsi pirstoutumisesta^{(Suffer From Fragmentation)}

Tietojen^(Data) pirstoutuminen on todellinen ongelma kiintolevyillä^(HDDs) . Se tapahtuu, kun uusia tietoja kirjoitetaan ensimmäiseen vapaaseen asemaan. Joten tietyn tiedoston tai siihen liittyvien tiedostojen joukon tiedot saattavat olla hajallaan aseman fyysisellä levyalueella.

Tämä tuhoaa peräkkäiset lukunopeudet ja lisää paljon hakuaikaa, koska asemapäät lentävät kaikkialla löytääkseen tiedoston kaikki osat. SSD^(SSDs) -levyt eivät luonteensa vuoksi kärsi pirstoutumisesta. Kyse ei ole siitä, että tiedostot eivät ole pirstoutuneita. Sillä ei vain ole väliä, koska siinä ei ole liikkuvia osia eikä puheaikaa. 

Eheyttäminen vain kuluttaa asemaa tarpeettomasti. Jos haluat tietää hieman enemmän SSD -levyn pirstoutumisesta, lue Pitäisikö sinun eheyttää SSD?^{(Should You Defrag an SSD?)}

SSD-levyt ovat hiljaisia

Kiintolevyt ovat meluisia! Moottorin humina, levyn humina, edestakaisin liikkuvien asemapäiden naksahdus – se on ollut tietokoneen käyttäjien taustamelu vuosikymmeniä.

SSD^(SSDs) -levyt sitä vastoin eivät tuota ääntä ollenkaan. Tämä saattaa tuntua vähäpätöiseltä edulta, mutta meluisat tietokonekomponentit ovat ärsyttäviä. Joissakin käyttötapauksissa, kuten äänen tallentamiseen käytetyissä tietokoneissa, äänitasot ovat kriittisiä. On ollut kalliita kiintolevyjä, joissa on erityiskiinnitykset ja -mallit, jotka ovat yrittäneet hillitä HDD - kohinaa, mutta SSD^(SSDs) -levyillä ongelma on täysin ratkaistu.

Tästä syystä meillä voi nyt olla Apple M1 MacBook Airin^{(Apple M1 MacBook Air)} kaltainen tietokone , jossa ei ole tuulettimia eikä mekaanista kiintolevyä. Koko tietokone on puolijohde, joten se ei aiheuta melua!

SSD-levyt ovat pieniä ja tehokkaita

SSD-levyt vievät vähemmän tilaa kuin kiintolevyt^(HDDs) , ja ne tarvitsevat paljon vähemmän virtaa toimiakseen. Tämä tarkoittaa, että meillä voi olla pienempiä ja ohuempia tietokoneita, tabletteja, älypuhelimia ja muita elektronisia laitteita, jotka vaativat nopeita haihtumattomia tallennusasemia.

SSD -levyt voivat mennä lähes kokonaan nukkumaan, kun niitä ei käytetä, ja toisin kuin kiintolevyt^(HDDs) , ne voivat siirtyä korkean suorituskyvyn tilaan lähes välittömästi. Kokonaisuutena^(Taken) tarkasteltuna SSD -levyn virrankulutus on erityisen tärkeää, jotta kannettavien tietokoneiden ja muiden niitä käyttävien vempaimien akun kesto olisi parempi. Sähkömekaaniset laitteet tarvitsevat yksinkertaisesti enemmän energiaa kuin solid-state-laitteet toimiakseen.

SSD-levyt voivat pienentää asennuskokoja

SSD^(SSDs) -levyt voivat pienentää joidenkin sovellusten, erityisesti videopelien^{(video games)} , asennuskokoja . Kun sovellukset luottavat tietojen nopeaan virtaamiseen muistiin, kehittäjät voivat kopioida tietoja useisiin paikkoihin kiintolevylevyllä^(HDD) . Tämä lyhentää hakuaikoja, koska asemapäät ovat aina lähellä kopiota tarvitsemistaan ​​tiedoista. Se on näppärä temppu, mutta se tulee säilytystilan kustannuksella.

SSD^(SSDs) -levyille suunniteltujen sovellusten ei tarvitse tehdä tätä ollenkaan. Koska SSD - levyllä ei käytännössä ole viivettä ja se voi lukea tietoja mistä tahansa asemasta välittömästi, tiedoista on oltava vain yksi kopio.

PlayStation 5 :n kaltaiset konsolit ovat jo osoittaneet, kuinka paljon SSD^(SSDs) -levyt voivat pienentää asennuskokoja, erityisesti yhdistettynä pakkaamiseen, mikä tuo meidät seuraavaan etuun.

SSD-levyjä voidaan kiihdyttää

Jos luulit, että SSD^(SSDs) -levyt ovat jo paljon nopeita, voit nopeuttaa näitä asemia todella nopeiden suoritusarvojen saamiseksi. Tämä kaikki johtuu pakkaustekniikasta. Tiedot tallennetaan SSD -levylle voimakkaasti pakattuna. Kun tietoja pyydetään, ne puretaan reaaliajassa, mikä tehostaa tehokkaasti SSD^(SSD) -levyn raakatiedonsiirtonopeuksia .

Ainoa saalis on, että tarvitset tehokkaan prosessorin purkamiseen, mutta SSD^(SSDs) -levyt eivät tällä hetkellä sisällä tällaista prosessoria. Osoittautuu, että grafiikkasuorittimet^(GPUs) ovat erinomaisia ​​​​tällaisten töiden suorittamisessa, joten käyttämällä ohjelmistosovellusliittymiä (^(APIs) Application Programmer Interface^{(Application Programmer Interface)} ), kuten Microsoftin DirectStoragea^{(DirectStorage)} ja Nvidian RTX IO :ta, uusimmat ^{(Nvidia’s RTX IO)}GPU - sukupolvet voivat nopeuttaa paitsi 3D-grafiikkaa myös SSD - suorituskykyä.

SSD-levyjen haitat

SSD^(SSDs) -levyillä on monia toivottavia ominaisuuksia, mutta tekniikka ei ole täydellinen. Jotkut SSD^(SSD) :n omistajuuden näkökohdat eivät ole aivan niin miellyttäviä kuin haluaisimme.

SSD-levyt ovat kalliimpia

Kiintolevyjen^(HDD) hinnat ovat laskeneet niin paljon, ja ne ovat lisänneet niihin tallennettavan tiedon määrän järjettömään tiheyteen. Tuloksena on, että gigatavu HDD - dataa maksaa paljon vähemmän kuin halvin NAND-flash.

SSD -levyjen hinnat ovat laskeneet rajusti muutaman viime vuoden aikana, mutta ihmiset käyttävät edelleen suhteellisen pieniä SSD^(SSDs) -levyjä välillä 256 Gt - 512 Gt. SSD^(SSDs) -levyt on varattu sovelluksille ja käyttöjärjestelmille, kun taas kiintolevyillä^(HDDs) on edelleen massamuistia mediatiedostoille tai sovelluksille, jotka eivät hyödy SSD - nopeuksista.

Hyvä uutinen on, että kuten kaikki puolijohdeteknologiat, transistorin tiheys ja valmistusprosessit osoittavat todennäköisesti eksponentiaalista trendiä, mikä johtaa alhaisempiin kustannuksiin ja merkittävämpiin tilanmääriin. Tällä hetkellä useimmat budjetit vaativat SSD- ja HDD - tallennustilan yhdistelmää.

SSD-levyt voivat kulua

Vaikka SSD^(SSDs) -levyt ovat erittäin kestäviä ja kestävät enemmän rangaistusta kuin kiintolevyt^(HDDs) , niiden käyttöikä on pidempi, mutta ne kärsivät kulumisesta. SSD -levyjen kuluminen tapahtuu, koska SSD^(SSDs) -levyjen kirjoittaminen muistisoluihin on tuhoisaa. Joka kerta kun bitti kirjoitetaan SSD -muistikennoon, se menettää kykynsä pitää latausta vain vähän.

Ajan myötä toistuvat kirjoitukset soluun tekevät siitä käyttökelvottoman. SLC-SSD^{(SLC SSDs)} -levyt pystyvät käsittelemään useimmat toistuvat kirjoitukset ennen tietyn solun paistamista, mutta MLC- , TLC- ja QLC- solut ovat haavoittuvampia tässä järjestyksessä. Varhaiset kuluttajien SSD^(SSDs) -levyt saattavat kuolla hälyttävän pian, mutta nykyään asemissa on strategioita, kuten kulumistaso ja ylivarmistus SSD -levyn kirjoituskestävyyden pidentämiseksi .

SSD -levyn kuluminen on monimutkainen aihe, joten katso Kaikki mitä sinun tarvitsee tietää SSD Wear & Tearista^{(Everything You Need To Know About SSD Wear & Tear)} saadaksesi perusteellisen keskustelun.

SSD-levyillä voi olla nopea bittimätä

Kaikki tiedontallennusmuodot joutuvat lopulta bittimätälle . ^{(bit rot.)}Tämä tapahtuu, kun tallennusväline heikkenee niin paljon, että se ei enää pysty säilyttämään tietoja luettavassa muodossa.

Erilaiset mediat hajoavat eri syistä, mutta kiintolevyt voidaan säilyttää vuosikymmeniä ilman, että bittimätä on ongelma. SSD^(SSDs) -levyt voivat toisaalta menettää tietonsa vain muutaman vuoden säilytyksen jälkeen. Tämä johtuu eristävän kerroksen heikkenemisestä, joka pitää varauksen kussakin muistisolussa. Jos määrä vuotaa, solu on tyhjä eikä sisällä tietoja!

Näyttää siltä, ​​että bittimätä tapahtuu nopeammin, jos SSD^(SSDs) -levyjä pidetään liian kuumassa ympäristössä, mutta joka tapauksessa ne eivät todennäköisesti ole paras valinta tietojen tallentamiseen jonnekin laatikkoon.

SSD-tietojen palautus on vaikeasti^{(SSD Data Recovery Is Hard)} mahdotonta

Mekaanisten kiintolevyjen tietojen palauttamisen taiteen ympärille on rakennettu kehittynyt teollisuus. Jos sinulla on tarpeeksi rahaa käytettäväksi, voit jopa palauttaa tietoja rikkoutuneista asemista, koska asiantuntija rakentaa levyn kirjaimellisesti uudelleen palasista.

Arkipäiväisemmällä tasolla voit palauttaa vahingossa poistetut tiedot, koska kiintolevyt^(HDDs) eivät poista fyysisiä tietoja, kun poistat ne Windowsissa^(Windows) tai muussa käyttöjärjestelmässä. Sen sijaan tämä aseman alue on yksinkertaisesti merkitty päällekirjoitettavaksi. Niin kauan kuin päällekirjoitusta ei ole vielä tapahtunut, voit palauttaa sen käyttämällä erityisiä ohjelmistoja.

SSD^(SSDs) -levyjen ansiosta on lähes mahdotonta palauttaa mitään, jos asema on vaurioitunut tai tiedostot poistetaan. Jos kiintolevy on vaurioitunut^{(HDD is damaged)} sähköjännitteen takia, voit silti rakentaa sen uudelleen uudella asemaelektroniikalla, mutta koska SSD on täysin sähköinen, koko muisti saattaa kulua.

Ei myöskään auta, että SSD^(SSDs) -levyillä on kehittyneitä ohjaimia, jotka tekevät paljon asioita fyysisten tietojen käyttöjärjestelmillä, joista he eivät tiedä. Esimerkiksi SATA SSD -levyjen käyttämä ^{(SATA SSDs)}TRIM - komento poistaa ennaltaehkäisevästi poistettavaksi merkityt muistisolut uusien tietojen kirjoittamisen nopeuttamiseksi. Joten undelete-temppu ei toimi heille!

Tulevaisuus on solid-state

Vaikka SSD^(SSDs) -levyt eivät ole täydellisiä, ne edustavat niin suurta harppausta tallennusaseman suorituskyvyssä, että niiden mahdollinen hallitseva asema tallennusmarkkinoilla näyttää väistämättömältä. Ajan myötä odotamme jopa SLC-SSD^{(SLC SSDs)} -levyjen hinnan laskevan, kun taas vähemmän kestävät SSD - tyypit tulevat entistä älykkäämmiksi kulumisen rajoittamisessa. 

Kiintolevyteknologialla^(Hard) oli myös melkoinen osa ongelmista alkuaikoina, mutta uskomme, että kaikki SSD^(SSDs) -levyjen ongelmat ratkaistaan ​​ennätysajassa. 

What Is a Solid State Drive (SSD)? Plus, the Pros and Cons

Solid State Drives (SSDs) are quickly becoming the preferred computer storage for operating systems and apps. You’ll find them in the latest laptops, phones, tablets, and even consoles.

With excellent performance and durability, these drives are making a real splash, but what exactly is an SSD? 

How Traditional Hard Disk Drives (HDDs) Work

To grasp what makes SSDs different, we need to briefly turn back the clock and look at traditional Hard Disk Drives (HDDs). An HDD was the standard type of drive you’d find in virtually all computers until recently.

Inside the HDD, you’ll find one or more spinning disks called “platters.” Each platter is divided into tracks and sectors. The platters are usually made from either aluminum or glass and are coated with magnetic material.

The platter’s surface contains billions of individual areas that each represent a single bit of data. The area can be magnetized or demagnetized, representing a one or a zero.

As the spinning platters move at thousands of revolutions per minute, tiny read-write heads attached to swinging arms float a hair’s breadth above the platter reading from or writing to the drive.

Hard disk drives are incredibly complicated devices with many tiny, precise, and fragile moving parts. It’s a modern marvel that they work as well as they do. 

How a Solid State Drive (SSD) Works

SSDs have more in common with semiconductor devices like CPUs and RAM than hard disk drives. SSDs and HDDs both act as storage devices, but SSDs work in a very different way.

Inside a typical SSD, you’ll find only computer chips. There’s the SSD’s controller chip, which manages how and where data is stored, but the bulk of an SSD consists of flash memory chips.

Flash memory is “non-volatile” memory. Volatile memory, like RAM, does not persist when power is turned off—the data stored there disappears. By contrast, with non-volatile memory (like SSDs or USB drives), your data persists even when the power is turned off. This is why USB thumb drives are also referred to as “flash drives”!

Modern SSDs (and most USB flash drives and memory cards) use a type of flash memory called NAND flash memory. It’s named after one of the types of logic gates you can make in a microchip. Within NAND memory, there are “cells” that can hold different electrical charge levels. By measuring the charge level in a memory cell, you can tell whether it represents a one or a zero. To change the contents of a cell, you simply alter the level of charge inside it.

There are many different variations in the technology within the world of NAND memory. For example, you may have seen some Samsung SSDs labeled “V-NAND” or “vertical” NAND. Here the memory cells are stacked vertically, allowing for more storage capacity in the same silicon footprint. Intel’s 3D NAND is also more or less the same technology. 

Types of SSDs and Interfaces

SSDs come in a variety of form factors and NAND flash memory types. This determines the maximum performance of an SSD as well as its price.

Flash Memory Types

All NAND flash isn’t the same for data density and performance. You’ll recall from our discussion above that SSDs store data as electrical charges inside memory cells. 

If a cell only stores a single bit of data, it’s called SLC or single-level cell memory. MLC (multi-level cell) and TLC (triple-level cell) memory store two and three bits of data per cell, respectively. QLC (quad-level cell) memory takes it to four bits per cell.

The more bits of data you can store in a single cell, the cheaper your SSD can be, or the more data you can stuff into the same space. This sounds like a great idea, but thanks to how SSDs operate, drives die more quickly when using a multi-bit storage method. SLC memory is the best-performing and most durable type of NAND with a long lifespan. However, it’s also the most expensive by far and only found in high-end drives.

As such, most consumer SSDs use MLC or TLC and employ special methods to extend their useful lifespans as much as possible. We’ll cover the issue of SSD wear a little later in this article under the disadvantages of the technology.

SSD Form Factors

SSDs come in various form factors. A “form factor” is simply the physical shape of the device and what connection standard it conforms to. Because SSDs were initially designed to replace HDDs, the first devices meant for consumer desktops were intended to slot in where hard drives were before.

This is where the 2.5-inch SATA SSD design comes into the picture. You can simply take out your current 2.5-inch laptop hard drive and plug one of these SSDs in.

The SSD inside this casing doesn’t need all that room, but it made perfect sense since laptops and most modern desktops already have 2.5-inch drive bays and SATA connectors on their motherboards. You can also purchase adapters that let you place a 2.5-inch drive into a desktop’s 3.5-inch bay.

Apart from taking up unnecessary space, these 2.5-inch drives were limited to 600 MB/s since that’s the limit of the SATA 3 interface.

The mSATA (mini-SATA) standard solves the space issue. mSATA was physically the same shape, size, and connector as the PCI Express Mini card standard, but the two types of cards are electrically incompatible.

The mSATA standard has now been replaced by the M.2 standard. M.2 SSDs can be SATA or PCIe, depending on the card and the motherboard combination.

M.2 cards can also be double-sided with components on both sides, and they vary in length. It’s always important to make sure that your computer’s motherboard is compatible with the M.2 SSD you want to use with it!

NVMe SSDs use the Non-Volatile Memory Express standard, which is how the computer can access SSD memory using the PCIe that’s more commonly used for graphics cards. PCIe has much more bandwidth than SATA, allowing fast SSD memory to reach its full potential.

The Advantages of SSDs

There are many reasons why SSDs are rapidly becoming the standard in storage technology. While some early teething troubles kept them out of the mainstream computer world for a while, they are now at the point where we can recommend them to anyone. Even the latest video game consoles now use SSD. Here are the key strengths that have led SSDs towards their current popularity.

SSDs Are Fast

The fastest mechanical hard drive globally, the Seagate Mach.2 Exos 2X14, can reach sustained transfer rates of 524 MB/s. That’s very nearly as fast as a SATA 3 SSD, but the typical mechanical drive you’ll find in computers these days can achieve somewhere between 100 MB/s and 250 MB/s if you’re looking at the high-end of the market.

Typical M.2 PCIe SSDs, such as those found in mid-range laptops, offer 2.5 to 3.5 GB/s. The latest M.2 PCIe SSDs are getting close to 8 GB/s, which is a mind-boggling amount of data. Sequential write speeds are usually a little slower than read speeds, but data is flying at a tremendous pace in both directions.

It’s not just about transfer speeds, either. Mechanical hard drives need time spinning up platters and moving drive heads into place. Finding the right spot on the platter for a data request is known as “seek time”. For SSDs, that latency number is effectively zero. 

SSD can instantly read data from any location within its memory cells and even do it in parallel. No matter which way you slice it, SSDs are in a different performance universe than even the best mechanical hard drives, no matter which way you slice it.

When upgrading a computer’s HDD to an SSD, you experience much faster boot times and very snappy system responsiveness. Simply because your CPU never has to wait for data from your storage drives. It’s a fantastic way to give an old Windows system new life.

SSDs Are Durable

SSDs are about as durable as any other solid-state component such as a CPU or RAM with no moving parts. Unless a power surge destroys them, they should run indefinitely or at least as long as the computer remains useful to you. Flash memory is also very resistant to impact damage, unlike hard drives that are easily destroyed if they fall, especially while the platters are spinning.

This durability makes them perfect for laptops, and it’s why ultrabooks such as the Apple MacBook Air, iMac, and other members of the Mac computer family have high-performance integrated SSDs.

“Durability” in this case doesn’t refer to the phenomenon of SSD wear, which we’re covering under the list of disadvantages below.

SSDs Don’t Suffer From Fragmentation

Data fragmentations are a real problem on HDDs. It happens when new data is written to the first available space on the drive. So a given file or set of related files might have their data scattered all over the physical platter area of the drive.

This destroys sequential read speeds and adds a ton of seek time because the drive heads are flying all over the place to find all the parts of a file. SSDs, due to their very nature, don’t suffer from fragmentation. It’s not that files aren’t fragmented. It’s just that it doesn’t matter because there are no moving parts and no seek time to speak of. 

Defragmenting just puts unnecessary wear on the drive. If you want to know a little more about SSD fragmentation, read Should You Defrag an SSD?

SSDs are Quiet

Hard drives are noisy! The hum of the motor, the whoosh of the disk, the clicking sounds of the drive heads moving back and forth — that’s been the background noise for computer users over the decades.

SSDs, in contrast, make no noise at all. This might seem like a trivial advantage, but noisy computer components are annoying. In some use cases, such as computers used for sound recording, sound levels are critical. There have been expensive hard drives with special mountings and designs that have tried to curb HDD noise, but with SSDs, the problem is completely solved.

This is why we can now have a computer like the Apple M1 MacBook Air, which has no fans and no mechanical hard drive. The entire computer is solid-state and therefore makes no noise whatsoever!

SSD are Small and Power Efficient

SSDs take up way less room than HDDs, and they need much less power to work. That means we can have smaller and thinner computers, tablets, smartphones, and other electronic devices that require fast non-volatile storage drives.

SSDs can go almost entirely to sleep when not in use, and, unlike HDDs, they can switch to high-performance mode almost instantly. Taken as a whole, SSD power consumption is especially important to get better battery life from mobile computers and other gadgets that use them. Electromechanical devices simply need more energy than solid-state devices to operate.

SSDs Can Shrink Installation Sizes

SSDs can reduce the installation sizes of some applications, especially video games. When applications rely on data streaming into memory rapidly, the developers may duplicate information in multiple locations on the HDD platter. This cuts down on seek times because the drive heads are always close to a copy of the data it needs. It’s a clever trick, but it comes at the expense of storage space.

Applications designed for SSDs don’t need to do this at all. Since the SSD has virtually no latency and can read data from anywhere on the drive immediately, only one copy of the data must be present.

Consoles like the PlayStation 5 have already shown how much SSDs can shrink install sizes, especially combined with compression, which brings us to the next advantage.

SSDs Can Be Accelerated

If you thought that SSDs were already plenty fast, you could speed up these drives for some truly high-speed performance numbers. It’s all thanks to compression technology. The data is stored on the SSD in a heavily-compressed form. When the information is requested, it’s decompressed in real-time, effectively amplifying the raw data transfer speeds of the SSD.

The only catch is that you need a powerful processor to decompress, but SSDs currently don’t include such a processor. It turns out that GPUs are excellent at doing this type of work, so using software APIs (Application Programmer Interface) such as Microsoft’s DirectStorage and Nvidia’s RTX IO, recent generations of GPU can accelerate not just 3D graphics but SSD performance as well.

The Disadvantages of SSDs

SSDs have many desirable attributes, but the technology isn’t perfect. Some aspects of SSD ownership aren’t quite as pleasant as we’d like.

SSDs are More Expensive

HDDs have come down in price so much and have increased the amount of data they can store to insane levels of density. The result is that a gigabyte of HDD data costs much less than even the cheapest NAND flash.

SSD prices have fallen precipitously over the last few years, but folks are generally still using relatively small SSDs in the 256GB to 512GB range. SSDs are reserved for applications and operating systems, while HDDs still have mass storage for media files or applications that don’t benefit from SSD speeds.

The good news is that, like all semiconductor technology, transistor density and manufacturing processes are likely to show an exponential trend leading to lower cost and more significant amounts of space. For now, most budgets call for a mix of SSD and HDD storage.

SSDs Can Wear Out

While SSDs are very durable and can stand up to more punishment than HDDs, while also having longer operational lives, they suffer from wear. SSD wear happens because SSDs write to memory cells is destructive. Every time a bit is written to an SSD memory cell, it loses its ability to hold a charge just a little.

Over time, repeated writes to a cell make it inoperable. SLC SSDs can handle the most repeated writes before frying a given cell, but MLC, TLC, and QLC cells are more vulnerable, in that order. Early consumer SSDs could die alarmingly soon, but today drives have strategies such as wear leveling and overprovisioning to extend the write endurance of the SSD.

SSD wear is a complex topic, so have a look at Everything You Need To Know About SSD Wear & Tear for an in-depth discussion.

SSDs Can Have Rapid Bit Rot

All forms of data storage eventually succumb to bit rot. This happens when the storage medium degrades so much that it can no longer hold the data in a readable form.

Different media get bit rot for various reasons, but hard drives can be stored for decades without bit rot being a problem. SSDs, on the other hand, can potentially lose their data after only a few years of storage. This happens due to the degradation of the insulating layer that keeps the charge in each memory cell. If the amount leaks out, the cell is empty and contains no data!

It seems that bit rot happens more quickly if SSDs are kept in an environment that’s too hot, but either way, they probably aren’t the best choice for storing data in a drawer somewhere.

SSD Data Recovery Is Hard to Impossible

There’s a sophisticated industry built around the art of recovering data from mechanical hard drives. If you have enough money to spend, you can even recover data from drives that have been smashed up, as a specialist literally rebuilds the drive from pieces.

On a more mundane level, you can recover data that’s been accidentally deleted because HDDs don’t delete the physical data when you delete them in Windows or another operating system. Instead, that area of the drive is simply marked to be overwritten. As long as the overwriting hasn’t happened yet, you can recover it using special software.

SSDs make it almost impossible to recover anything if the drive is damaged or files are deleted. If an HDD is damaged by an electrical surge, you can still rebuild it with new drive electronics, but since an SSD is entirely electrical, all of the memory could be fried.

It also doesn’t help that SSDs have sophisticated controllers that do a lot of things with physical data operating systems they don’t know about. For example, the TRIM command used by SATA SSDs pre-emptively deletes memory cells that have been marked for deletion to speed up the process of writing new data. So the undelete trick won’t work on them!

The Future Is Solid-State

While SSDs aren’t perfect, they represent such a leap in storage drive performance that their eventual dominance of the storage market seems inevitable. Over time we expect even SLC SSDs to come down in price, while less durable SSD types will become even smarter when it comes to limiting wear. 

Hard drive technology also had its fair share of problems in the early days, but we have a feeling whatever issues SSDs still have will be solved in record time. 

Related posts

• MBR vs GPT: Mikä muoto on parempi SSD-asemalle?

• Mikä on paras muoto ulkoisille kiintolevyille? Jokaisen hyvät ja huonot puolet

• Pitäisikö sinun eheyttää SSD?

• Mitä tehdä, kun USB-asema ei näy

• Puuttuuko CD/DVD-asema Windowsista?

• Print Screen -painike ei toimi Windows 10:ssä? Kuinka korjata se

• Tulostustyö ei poistu Windowsissa? 8+ tapaa korjata

• Solid State Drive vs Hard Disk Drive - vertailu

• Mitä tehdä, jos et pääse käyttämään Google-tiliäsi

• KORJAUS: Ei voi muodostaa yhteyttä Steam-verkkoon -virhe

• 9 Korjaa, kun Microsoft Edge kaatuu jatkuvasti

• Pitäisikö minun ostaa vai rakentaa PC? 10 asiaa

• RPC-palvelin ei ole käytettävissä -virheen korjaaminen Windowsissa

• WiFi katkeaa koko ajan? Näin voit korjata sen

• Mikä on DirectX ja miksi se on tärkeä?

• 6 korjausta, kun Spotify-sovellus ei vastaa tai ei avaudu

• KORJAUS: Etkö voi ladata tiedostoja Google Drivesta?

• 10 vianmääritysideaa, kun Amazon Fire Stick ei toimi

• Kuinka korjata "Palvelimen IP-osoitetta ei löytynyt" -virhe Google Chromessa

• Kuinka korjata, kun SSD ei näy