Puslaidininkis diskas
Puslaidininkis diskas (angl. Solid state drive arba SSD) yra judančių dalių neturintis ilgalaikės atminties įrenginys, kuriame duomenims saugoti naudojamas integrinis grandynas. Tuo jis skiriasi nuo įprastinio standžiojo disko kuriame duomenys saugomi besisukančių plokštelių magnetiniuose takeliuose. Neturėdami judančių dalių, tokie diskai yra patikimesni, atsparesni sutrenkimams, veikia be garso, pradeda veikti iškart (nereikia laiko diskui įsukti) bei naudoja mažiau energijos, todėl gerai tinka nešiojamiems kompiuteriams. Dėl didelio greičio šie diskai naudojami taip pat ir serveriuose. Tačiau tokios pat talpos nesisukantis diskas yra pastebimai brangesnis.
Technologijos
Šiuo metu paprastai naudojami MLC ir vis rečiau SLC tipo grandynai kurie išsaugo duomenis ir atjungus maitinimo šaltinį. Galima naudoti ir įprastinės operatyvinės atminties grandynus. Tokie diskai itin greiti, neturi dėvejimosi ar nutrynimo problemų tačiau jie dar brangesni bei reikalauja nenutrūkstamo energijos tiekimo taip pat ir kompiuterį išjungus. Integrinis grandynas taip pat gali būti naudojamas kaip įprastinio besisukančio disko kešas.
Ilgaamžiškumas
Kadangi į dabar naudojamą integrinio grandyno atmintį galima rašyti ribotą skaičių kartų, kai kada teigiama jog tokio disko tarnavimo laikas intensyviai naudojant gali būti trumpesnis. Tačiau jei nuolat perrašoma tik nedaugelis sektorių, disko kontroleris keičia konkretų sektorių atitinkančias atminties ląsteles, paskirstydamas susidėvėjimą tolygiai (angl. wear levelling). Įprastai naudojant, grandyno turėtų pakakti daugeliui metų. [1][2].
Sukurta integriniam grandynui pritaikytų failų sistemų (pavyzdžiui, JFFS) kurios automatiškai vengia pakartotinai naudoti tą patį disko sektorių. Tačiau šio metu tokios sistemos retai reikalingos ir gali net trukdyti racionaliai naudoti grandyną paties disko kontroleriui. Jei įprastas standusis diskas neretai sugenda palaipsniui, sugedęs integrinis grandynas neretai neveikia visiškai, iškart prarandant visą saugotą informaciją. [3].
SLC tipo grandynas atsparesnis dėvejimuisi bet brangesnis pagaminti todėl net ir serveriams siūlomas vis rečiau.
Greitis
Saugant duomenis besisukančioje plokštelėje, rašymo bei skaitymo greitį riboja galimas sukimosi greitis bei magnetinei galvutei ties reikiamu takeliu perkelti reikalingas laikas. Integrinis grandynas tokių apribojimų neturi, todėl nesisukantis diskas daug greičiau skaito tiek didelės apimties ištisinius, tiek ir įvariai pasiskirsčiusius smulkius duomenų fragmentus. Puslaidininkio disko skaitymo greitis taip pat nepriklauso nuo duomenų padėties (išoriniai magnetinės plokštelės sektoriai skaitomi greičiau). Kadangi nereikia perkelti galvutės, skaitymui pradėti reikalingas laikas taip pat daug trumpesnis bei pastovesnis.
Šiuo metu naudojami SLC ir MLC tipo grandynai nutrinti saugomą informaciją gali tik palyginus didelio dydžio blokais. Jei visiškai tuščių blokų nebėra, disko kontroleriui tenka nutrynus bloką taip pat iš naujo įrašyti ten buvusią informaciją kuri vis dar reikalinga (angl. write amplification). Todėl daugelio smulkių blokų rašymo greitis nesisukančiame diske, ypač jei jis prastesnės kokybės, gali ir nebūti labai didelis.[4] Be to, disko kontroleris nieko nežino apie naudojamą failų sistemą, todėl net realiai joje failą visiškai pašalinus vis dar laiko jo turinį "reikalingu". Taip ilgainiui visas disko turinys tampa "reikalingu" ir, kontroleriui bandant išsaugoti jo dalis kiekvienos rašymo operacijos metu, disko darbas sulėteja.[5]. Šiai problemai spręsti vėliau buvo pasiūlyta komanda TRIM kurią palaiko dauguma šiuolaikinių diskų bei operacinių sistemų (pradedant Windows 7 (bet ne Windows XP) bei Linux branduoliu 2.6.28). Šia komanda operacinė sistema informuoja disko kontrolerį apie nebenaudojamus sektorius. Greta TRIM, kai kurie kontroleriai turi ir "šiukšlių surinktuvą" kuris neintensyvaus naudojimo metu surenka kelių dalinai užpildytų blokų turinį į vieną visiškai užpildomą, palikdamas kitus tuščiais bei iškart tinkamais rašymo operacijai. Šiukšlių surinktuvas gali atidėti greičio sulėtėjimą tačiau visiškai jo išvengti nepadeda kadangi nesant TRIM "teoriškai laisvų" blokų ilgainiu visai nebelieka.
Iš kitos pusės, pati TRIM komanda reikalauja laiko ir ją naudojantis diskas gali veikti net apie penktadaliu lėčiau nei tuščias, laisvų blokų turintis bei TRIM nenaudojantis diskas.[6]. Todėl naudojamos ir atskirai vykdomos programos (kaip Linux fstrim) kurios atlieka TRIM darbą numatytu laiku, kai kompiuteris neapkrautas ir didelė greitaveika nebūtina.
Prijungimas
Šiuo metu gaminami nesisukantys diskai paprastai turi tokią pat jungtį kaip ir įprastiniai standieji diskai, yra panašių matmenų todėl gali lengvai pastaruosius pakeisti. Tik itin didelio greičio diskai, kuriems duomenų perdavimui nepakanka standartinės SATA jungties galimybių jungiami tiesiai prie PCI-Express jungties.
Šaltiniai
- ↑ Kerekes, Zsolt. "SSD Myths and Legends - "write endurance"." StorageSearch.com.
- ↑ "No SWAP Partition, Journaling Filesystems, …on a SSD?." Robert.penz.name: 2008-12-07. Nuoroda tikrinta 2009-10-21.
- ↑ Ku, Andrew (29 July 2011). "Tom's hardware, Data center feedback." Toms Hardware. Nuoroda tikrinta 10 February 2012.
- ↑ "Inside the X25-M Controller: Wear Leveling, Write Amplification Control." TomsHardware.com: 2008-09-08. Nuoroda tikrinta 2010-11-06.
- ↑ Benchmarking Enterprise SSDs
- ↑ RedHat.com SSD diskų efektyvumo lyginamoji analizė priklausomai nuo TRIM įjungimo.