Хранение данных в наш век задача очень актуальная. Ведь любая хранящаяся на компьютере или ноутбуке информация может быть случайна удалена, утеряна или оказаться недоступной по причине технической поломки внутреннего устройства хранения данных. Даже утрата личной записной книжки крайне неприятна. Поэтому везде, где используется компьютерная техника, и на работе и дома, следует предусмотреть организацию системы хранения информации.
Современные устройства хранения информации могут быть двух видов.
HDD - hard disk drive - накопители на жёстких магнитных дисках, их ещё называют "винчестеры", основаны на принципе намагничивания жёстких (не гибких) пластин из алюминия или стекла, на которые нанесён слой ферромагнетика. Они являются наиболее расиространёнными устройствами хранения информации, применяемыми в настоящее время.
SDD - solid state drive - твердотельный накопитель. В отличие от HDD, в нём отсутствуют механические части. Запись, опрос и перезапись информации на жесткий диск SDD осуществляется на микросхемах памяти под управлением процессора.
Для хранения большого объема информации выбор носителя очевиден – это накопитель на жестких магнитных дисках HDD. Популярные на данный момент SSD не предназначены для хранения большого объема информации. У них другие задачи и чаще всего они ограничиваются хранением файлов операционной системы и прочих часто считываемых данных. Высокая цена, небольшой объем (по сравнению с HDD) и сложность восстановления информации позволяет снять данный накопитель с рассмотрения и принять единственный вариант – использовать накопитель HDD в качестве устройства хранения информации.
HDD жесткий диск не имеет 100% надёжности.Необходимо отметить, что надежность современной техники прямо пропорциональна ее цене. Это нехитрое заключение содержит в себе хорошую и плохую составляющую. Хорошая – 1Гб свободного пространства на HDD жестком диске сильно дешевеет с течением времени. Плохая – нет на свете устройства, которому можно было бы однозначно доверить свои данные, другими словами – невозможно исключить вероятность выхода из строя жесткого диска. Необходимо четко понимать, что в один прекрасный момент диск может превратиться из хранилища важной информации в подставку для тумбочки. Если у вас есть важная информация, то ее стоит хранить на нескольких независимых друг от друга носителях.
Устройства хранения данных можно использовать одним из трёх способов:
1) Установить HDD в персональный компьютер. Данный способ применения устройства хранения информации самый простой и дешевый. Но что произойдет с данными, если HDD выйдет из строя? Они будут потеряны.
2) Установка нескольких HDD в персональный компьютер и объединение их в RAID 1 массив. Логическая структура RAID 1 позволит зеркалировать данные с одного HDD устройства хранения на второй, что является защитой 1+1. Запись производится на два диска (логически в системе отображается только один) и, в случае выхода из строя любого из них, данные могут быть восстановлены со второго. Данный способ более дорогой, так как требует покупки дополнительного HDD (при использовании объема одного), и контроллера RAID. Так же подобная логическая структура хранения данных потребует определенного опыта в настройке массивов. Гибкость и простота данного решения так же оставляет желать лучшего.
3) Установить HDD в сетевую систему хранения данных NAS. Данный способ самый дорогой, но при этом удобный и гибкий. NAS – сетевое устройство хранения данных, представляющее из себя выделенный компьютер (обычно не очень большой мощности), который все свои аппаратные и программные возможности тратит только на то, чтобы пользователю было максимально удобно, надежно и просто хранить данные. Обычно NAS продаются без HDD, поэтому помимо покупки самого NAS его необходимо оснастить жесткими дисками.
Твердотéльный накопитель (англ. solid-state drive, SSD) — компьютерное немеханическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти. Кроме них, SSD содержит управляющий контроллер. Наиболее распространенный вид твердотельных накопителей использует для хранения информации флеш-память типа NAND, однако существуют варианты, в которых накопитель создается на базе DRAM-памяти, снабженной дополнительным источником питания — аккумулятором[1].
В настоящее время твердотельные накопители используются не только в компактных устройствах — ноутбуках, нетбуках, коммуникаторах и смартфонах, планшетах, но могут быть использованы и в стационарных компьютерах для повышения производительности.
По сравнению с традиционными жёсткими дисками (HDD), твердотельные накопители имеют меньший размер и вес, но в несколько раз (6—7) большую стоимость за гигабайт и значительно меньшую износостойкость (ресурс записи).
Небольшие твердотельные накопители могут встраиваться в один корпус с магнитными жёсткими дисками, образуя гибридные жёсткие диски (англ.)русск. (SSHD, Solid-state hybrid drive)[2][3][4]. Флеш-память в них может использоваться либо в качестве буфера (кэша) небольшого объёма (4—8 ГБ), либо, реже, быть доступной как отдельный накопитель (Dual-drive hybrid systems). Подобное объединение позволяет воспользоваться частью преимуществ флеш-памяти (быстрый случайный доступ) при сохранении небольшой стоимости хранения больших объёмов данных.
История развития
- 1978 год — американская компания StorageTek разработала первый полупроводниковый накопитель современного типа (основанный на RAM-памяти).
- 1982 год — американская компания Cray представила полупроводниковый накопитель на RAM-памяти для своих суперкомпьютеров Cray-1 со скоростью 100 МБит/с и Cray X-MP со скоростью 320 МБит/с, объёмом 8, 16 или 32 миллиона 64 разрядных слов.[5]
- 1995 год — израильская компания M-Systems представила первый полупроводниковый накопитель на flash-памяти.
- 2007 год — Компания ASUS выпустила нетбук EEE PC 701 с SSD-накопителем объёмом 4ГБ.
- 2008 год — Южнокорейской компании Mtron Storage Technology удалось создать SSD-накопитель со скоростью записи 240 МБ/с и скоростью чтения 260 МБ/с, который она продемонстрировала на выставке в Сеуле. Объём данного накопителя — 128 ГБ.
В настоящее время наиболее заметными компаниями, которые интенсивно развивают SSD-направление в своей деятельности, можно назвать Intel, Kingston, Samsung Electronics, SanDisk, Corsair, Renice, OCZ Technology, Crucial и ADATA. Кроме того, свой интерес к этому рынку демонстрирует Toshiba.
В 2013 году на рынке были представлены SSD-накопители с объёмами 64, 80, 120, 256, 512 гигабайт, отдельные модели имеют ёмкость 0.7, 0.8, 1, 1.6 терабайт. Основными интерфейсами подключения стали SATA III (до 600 МБ/с), набирали популярность интерфейсы на базе PCI Express (до 0.5, 1 или 2 ГБ/с для PCIe Gen.2, 1-4 ГБ/с для PCIe Gen.3). Компактные накопители для ноутбуков начали переход от mSATA на NGFF (M.2). За 2012 год поставки SSD составили около 34 миллионов устройств, основные рынки: потребительский, серверный, индустриальные применения. Цены на 128 ГБ SSD в 2013 году находились в пределах 70—85 долларов США[6].
Сравнение: компоненты разобранного HDD (слева) и разобранный SSD (справа)
Накопители, построенные на использовании энергонезависимой памяти (NAND SSD), появились относительно недавно[когда?], но в связи с гораздо более низкой стоимостью (от 1 доллара США за гигабайт[когда?]) начали уверенное завоевание рынка. До недавнего времени[когда?] существенно уступали традиционным накопителям — жёстким дискам — в скорости записи, но компенсировали это высокой скоростью поиска информации (начального позиционирования). С 2012 года уже выпускаются твердотельные накопители со скоростью чтения и записи, во много раз превосходящие возможности жёстких дисков[7]. Характеризуются относительно небольшими размерами и низким энергопотреблением
Преимущества
- Отсутствие движущихся частей, отсюда:
- Полное отсутствие шума (уровень шума — 0 дБ);
- Высокая механическая стойкость (кратковременно выдерживают порядка 1500 g);
- Стабильность времени считывания файлов вне зависимости от их расположения или фрагментации; более того, блоки, идущие подряд с точки зрения операционной системы, из-за выравнивания износа (wear leveling) будут расположены в случайном порядке.
- Скорость чтения/записи выше, чем у распространенных жёстких дисков, и близка к пропускной способности интерфейсов (SAS/SATA II 300 МБайт/с, SAS/SATA III 600 МБайт/с). Для твердотельных накопителей были разработаны более быстрые интерфейсы: mSATA, NGFF (M.2), SATA Express, NVM Express (стандарт на подключение SSD по шинам PCI Express)
- Количество случайных операций ввода-вывода в секунду (IOPS) у SSD на несколько порядков выше, чем у жёстких дисков.
- Низкое энергопотребление
- Широкий диапазон рабочих температур;
- Намного меньшая чувствительность к внешним электромагнитным полям;
- Малые габариты и вес
Недостатки
- Главный недостаток NAND SSD — ограниченное количество циклов перезаписи. Обычная (MLC, Multi-level cell, многоуровневые ячейки памяти) флеш-память позволяет записывать данные примерно 3000—10000 раз. Более дорогостоящие виды памяти (SLC, Single-level cell, одноуровневые ячейки памяти) — около 100 000 раз.[8] Для борьбы с неравномерным износом применяются схемы балансирования нагрузки. Контроллер хранит информацию о том, сколько раз какие блоки перезаписывались, и при необходимости «меняет их местами».[9] При выработке ресурса накопитель перейдет в режим «только для чтения», что позволит скопировать данные[10][11]. Данный недостаток отсутствует у RAM SSD, а также у нескольких перспективных технологий, которые к концу 2010-х могут заменить флеш-память, например, FRAM, где ресурс может составлять десятки лет в режиме непрерывной перезаписи.
- Цена гигабайта SSD-накопителей в несколько раз (6—7 для наиболее дешевой флеш-памяти) выше цены гигабайта HDD (по состоянию на октябрь 2014 — 35 центов за гигабайт). К тому же стоимость SSD прямо пропорциональна их ёмкости, в то время как стоимость традиционных жёстких дисков зависит не только от количества пластин и медленнее растёт при увеличении объёма накопителя.
- Применение в SSD-накопителях команды TRIM может сильно осложнить или сделать невозможным восстановление удалённой информации recovery-утилитами.
- Невозможность восстановить информацию при перепаде напряжения. Так как контроллер и носитель информации в SSD находятся на одной плате, то при превышении или перепаде напряжения чаще всего сгорает весь SSD-носитель с безвозвратной потерей информации. Напротив, в жёстких дисках чаще сгорает только плата контроллера, что делает возможным восстановление информации с приемлемой трудоёмкостью
|