Твердотельное хранилище
Твердотельное хранилище ( SSS ) — это энергонезависимое компьютерное хранилище , не имеющее движущихся частей; он использует только электронные схемы . Эта твердотельная конструкция резко отличается от широко используемой конкурирующей технологии электромеханического магнитного хранения , в которой используются движущиеся носители, покрытые магнитным материалом . [1] [2] Как правило, SSS намного быстрее, но дороже при том же объеме хранилища. [3] [4] [5]
SSS Устройства обычно используют флэш-память с батарейным питанием , но некоторые используют оперативную память (ОЗУ) . Устройства бывают различных типов, форм-факторов, размеров хранилища и вариантов интерфейса , чтобы удовлетворить требования приложений для многих компьютерных систем и устройств. [4]
Обзор
[ редактировать ]Исторически вторичное запоминающее устройство компьютерной системы применялось для использования магнитных свойств поверхностных покрытий, нанесенных на вращающиеся пластины (в жестких дисках и дискетах ) или линейно движущиеся полосы пластиковой пленки (в ленточных накопителях ). Сопряжение таких магнитных носителей с головками чтения/записи позволяет данные записывать путем отдельного намагничивания небольших участков ферромагнитного покрытия, а затем считывать их путем обнаружения переходов намагничивания. Чтобы данные были прочитаны или записаны, точные участки магнитного носителя должны пройти под головками чтения/записи, которые расположены близко к поверхности носителя; в результате чтение или запись данных приводит к задержкам, необходимым для позиционирования магнитных носителей и головок, причем задержки различаются в зависимости от реальной технологии. [6]
Со временем повышение скорости центрального процессора (ЦП) привело к инновациям в технологии вторичной памяти. [7] Одно из таких нововведений — флэш-память — энергонезависимый носитель данных, который можно электрически стереть и перепрограммировать.
В твердотельном хранилище обычно используется флэш-память типа NAND , доступ к которой возможен частями, меньшими, чем вся емкость устройства. Минимальный размер фрагмента (страницы) для операции чтения намного меньше минимального размера фрагмента (блока) для операции записи/стирания, что приводит к нежелательному явлению, называемому усилением записи , которое ограничивает производительность произвольной записи и долговечность записи флэш-памяти. на базе запоминающего устройства.
Некоторые твердотельные запоминающие устройства используют ( энергозависимую ) ОЗУ и батарею, которая сохраняет содержимое ОЗУ без питания системы, пока батарея продолжает обеспечивать питание. Флэш-память не страдает от ограничений, связанных с батареей, но память с оперативной памятью работает быстрее и не имеет усиления при записи. [3] [8] [9]
В результате отсутствия движущихся механических частей твердотельное хранилище не имеет задержки доступа к данным, необходимой для перемещения носителя, как в электромеханическом запоминающем устройстве. Это позволяет значительно повысить скорость операций ввода-вывода ( IOPS ). Кроме того, твердотельные накопители потребляют меньше энергии, обладают лучшей устойчивостью к физическим ударам, выделяют меньше тепла и не вибрируют.
По сравнению с электромеханическими, полупроводниковые устройства, как правило, стоят дороже при той же емкости и, как правило, недоступны с большей емкостью, доступной для электромеханических устройств.
Кроме того, устройства на основе флэш-памяти испытывают износ памяти , который сокращает срок службы из-за ограничений флэш-памяти, которые налагают ограниченное количество циклов программного стирания, используемых для записи данных. По этой причине твердотельное хранилище часто используется для гибридных дисков , в которых твердотельное хранилище служит кэшем для часто используемых данных, а не является полной заменой традиционного вторичного хранилища. [4] [5] [10]
Типы устройств
[ редактировать ]
Твердотельный накопитель (SSD) обеспечивает вторичное хранилище для относительно сложных систем, включая персональные компьютеры , встроенные системы , портативные устройства , большие серверы и сетевые хранилища (NAS). Чтобы удовлетворить такой широкий спектр применений, твердотельные накопители производятся с различными характеристиками, емкостью, интерфейсами , физическими размерами и компоновками. [4]
Твердотельные накопители также доступны в виде съемных носителей . Карты памяти , такие как MMC и SD , имеют форму, позволяющую вставлять их в специальный порт. USB -накопитель подключается через USB и не ограничен формой и размером, как карта. [2] [11]
Как правило, твердотельный накопитель использует относительно быстрый интерфейс, такой как Serial ATA (SATA) или PCI Express (PCIe), в сочетании с интерфейсом логического устройства, таким как AHCI или NVM Express (NVMe). Съемные устройства используют более простые и медленные интерфейсы, такие как однобитный интерфейс SD или SPI . [12] [13]
См. также
[ редактировать ]
- Барабанная память - магнитное устройство хранения данных, использовавшееся в качестве основной рабочей памяти во многих ранних компьютерах.
- i-RAM - твердотельное запоминающее устройство на основе DRAM производства Gigabyte, работающее как жесткий диск SATA.
- Магнитное хранилище - концепция хранения данных на намагниченном носителе с использованием различных моделей намагничивания.
- RAM-накопитель — блок оперативной памяти, который операционная система рассматривает как вторичное хранилище.
- Память с последовательным доступом - класс устройств хранения данных, которые считывают сохраненные данные в определенной последовательности.
- Выравнивание износа - метод продления срока службы некоторых видов стираемых компьютерных носителей информации, например флэш-памяти.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Что такое твердотельное хранилище (SSS)?» . techopedia.com . Проверено 11 июля 2015 г.
- ^ Jump up to: а б «Резервное хранилище: оптическое и твердотельное» . jhigh.co.uk . 30 августа 2011 года . Проверено 11 июля 2015 г.
- ^ Jump up to: а б Маргарет Роуз; Брайен Поузи. «Определение твердотельного накопителя» . techtarget.com . Проверено 11 июля 2015 г.
- ^ Jump up to: а б с д Майкл Сингер (7 января 2013 г.). «Твердотельные накопители захватывают центры обработки данных – медленно» . readwrite.com . Проверено 11 июля 2015 г.
- ^ Jump up to: а б Джонатан Корбет (4 октября 2010 г.). «Твердотельные запоминающие устройства и блочный слой» . LWN.net . Проверено 11 июля 2015 г.
- ^ «Red Hat Enterprise Linux 3: Введение в системное администрирование, Глава 5. Управление хранилищем» . Красная шляпа . 2 ноября 2013 г. Архивировано из оригинала 21 марта 2016 г. Проверено 11 июля 2015 г.
- ^ «Ускорение финансовых приложений с помощью твердотельного хранилища» (PDF) . Корпорация ЛСИ . Ноябрь 2011 г. стр. 1–2 . Проверено 11 июля 2015 г.
- ^ Крис Эванс (ноябрь 2014 г.). «Флэш-накопитель 101: как работает твердотельный накопитель» . www.computerweekly.com . Проверено 11 июля 2015 г.
- ^ Сяо-юй Ху; Евангелос Элефтериу; Роберт Хаас; Илиас Илиадис; Роман Плетка (2009). «Написание анализа усиления на твердотельных накопителях на базе флэш-памяти». CiteSeerX 10.1.1.154.8668 .
- ^ Джоэл Санто-Доминго (17 февраля 2015 г.). «SSD и HDD: в чем разница?» . pcmag.com . Проверено 11 июля 2015 г.
- ^ «Твердотельные запоминающие устройства» . igcseict.info . 25 апреля 2015 года . Проверено 11 июля 2015 г.
- ^ Крис Хоффман (19 сентября 2014 г.). «eMMC против SSD: не все твердотельные накопители одинаковы» . Howtogeek.com . Проверено 11 июля 2015 г.
- ^ «PCIe SSD: что это такое и как его использовать» . www.computerweekly.com . Июнь 2010 года . Проверено 11 июля 2015 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Твердотельные хранилища: технологии, проектирование и приложения , IBM , 4 мая 2010 г., Ричард Фрейтас и Лоуренс Чиу
- Часто задаваемые вопросы по выравниванию износа и сроку службы USB-флеш-памяти , Corsair , июнь 2007 г., архивировано из оригинала 13 октября 2007 г.
