Устройство и принципы работы SSD

Лаборатория ГОСТЛАБ

11.05.2017

0 0

Как устроен SSD-диск?

Казалось бы, отличия и плюсы SSD-дисков очевидны: они имеют большую надёжность по сравнению с классическими HDD за счёт отсутствия многочисленных движущихся элементов, высокую скорость обработки данных. Кроме того, весят меньше, потребляют меньше энергии, издают меньше шума.

С виду — настоящее совершенство. Однако, на самом деле, всё не так просто. Чтобы делать выводы об абсолютном преимуществе одного типа над другим, нужно поглубже заглянуть в их устройство и найти характерные отличительные особенности. Что мы и сделаем в данной небольшой статье.

Что это такое?

Итак, SSD — Solid State Drive. Это твёрдотельный носитель информации, энергонезависимое устройство, осуществляющее перезапись данных, не имея при этом движущиеся механические элементы. Физической основой для хранения информации является флеш-память, в этом и состоит основное отличие от классических HDD.

Из вышеописанного видно, что SSD имеет гораздо больше общего с обычной флешкой, нежели с HDD. Хотя используемая в SSD флеш-память конструктивно отличается от применяемой во флешках.

Контроллер

Как и у других носителей информации, контроллер у SSD обеспечивает связь носителя информации с «внешним миром». Контроллер распределяет передаваемые данные по дисковому пространству, обеспечивает доступ к запрашиваемым файлам. В своей работе контроллер руководствуется специальными алгоритмами, которые могут существенно увеличить производительность всего устройства.

Современный контроллер — сложное, высокотехнологичное оборудование, включает в себя несколько элементов, среди которых процессор, блок контроля и исправления ошибок, устройство управления микросхемами и памятью, интерфейсами передачи данных, буферами обмена и так далее.

Флеш-память

Как и в классических флешках, в SSD-дисках применяется несколько типов NAND-памяти, различающихся между собой устройством работы, например, объёмом хранимой в отдельно взятой ячейке информации, а также максимально возможным количеством циклов перезаписи.

Сложнейшие алгоритмы комбинаций нагрузки между разными блоками флеш-памяти позволяют разработчикам добиваться высоких показателей по быстродействию, резервированию дискового пространства, надёжности хранения информации, что делает современные SSD-диски популярным и долговечным средством для записи данных.

Как работает SSD?

Получив запрос на доступ к тому или иному файлу, классический HDD вычисляет, где именно на диске хранится нужный массив цифровых данных. После чего корректируется положение блока магнитных головок, и когда необходимый кластер проскальзывает под ними, происходит чтение или запись потока информации.

Соответственно, каждая команда пользователя на запрос разных данных должна сначала обработаться, происходит физическое перемещение механических компонентов, и только после этого содержимое файла становится доступным. Такой процесс подразумевает наличие некоторых задержек по времени, от момента формирований запроса пользователем до получения результата.

И хотя пауза занимает всего несколько мгновений, пользователь ощущает эти самые задержки, особенно — если параллельно работает сразу с несколькими файлами.

В случае SSD-диска из процесса исключёна вся механическая составляющая, что позволяет получать доступ намного быстрее. При переходе с HDD на SSD любой пользователь, как правило, отмечает разницу.

В то же время при корректировке данных имеет место некоторая задержка, связанная с тем, что флеш-память записывается и стирается целыми блоками. Поэтому чтобы подкорректировать даже не очень большую часть исходного файла, необходимо будет изъять этот файл, переписать его, стереть соответствующий блок в памяти и только после этого записать новый файл в новое место на дисковом пространстве.

Столь длинный алгоритм практически не заметен при работе с новым диском, у которого большая часть дискового пространства и в самом деле не занято. Однако по мере наполнения файлами, перезаписи и удаления ненужных, диск постепенно заполняется обрывками информации, которую пользователь уже давно удалил. А правильнее сказать — данными, которые в операционной системе числятся как удалённые. На самом же деле многие из них физически всё ещё содержатся на диске, что приводит к необходимости постоянных проверок на предмет актуальности того или иного массива данных.

Поэтому-то пользователь через некоторое время в процессе эксплуатации устройства сталкивается с тем, что некогда резвый SSD-диск вдруг начал изрядно «подтормаживать», долго обрабатывать посылаемые к нему запросы и команды.

В связи с этим и появилась такая важная команда как Trim, которая отвечает за сбор информации об удалённых файлах и предоставление этих сведений контроллеру носителя.

В моменты, когда SSD-диск не используется, в оборудовании запускается очистка и дефрагментация блоков памяти, в которых содержится информация, предназначенная для безвозвратного удаления. Таким образом контроллер осуществляет предварительную подготовку дискового пространства для последующей записи ценной информации, что позволяет уменьшить задержки при обработке запросов к винчестеру.

В то же время, нужно учитывать, что поддержка команды Trim присутствует далеко не в каждой прошивке накопителя, поскольку оснащение этой функцией началось сравнительно недавно. Многие диски необходимо прошивать новым программным обеспечением, чтобы включать данную функцию.

Однако, что бы ни произошло с Вашим SSD-диском, Вы всегда можете рассчитывать на нашу помощь. Специалисты лаборатории ГОСТЛАБ обладают внушительным опытом по работе с данным типом оборудования. Мы устраняем любые неисправности. Обращаясь к нам, Вы выбираете услуги настоящих профессионалов.

Лаборатория ГОСТЛАБ по-настоящему лидер отрасли восстановления данных. Мы занимаемся профессиональным восстановлением данных, в специально оборудованной лаборатории мы готовы взяться за восстановление любых носителей информации.

С 2001 года мы работаем на результат! Если у Вас остались вопросы, звоните по телефону 8 (495) 664-41-44 и наши специалисты грамотно ответят на все Ваши вопросы.

SSD Восстановление данных