SSD (Solid-State Drive) твердотельный накопитель — немеханическое компьютерное энергонезависимое запоминающее устройство на основе микросхем памяти, альтернатива HDD.
Что такое твердотельный накопитель SSD?
Кроме микросхем памяти, SSD содержит управляющий контроллер. Наиболее распространённый вид твердотельных накопителей использует для хранения информации флеш-память типа NAND, однако существуют варианты, в которых накопитель создаётся на базе DRAM-памяти, снабжённой дополнительным источником питания — аккумулятором.
Наиболее популярные SSD формата M.2 с интерфейсом NVMe, у которых при подходящем подключении скорость записи/чтения данных могла достигать 3800 мегабайт в секунду.
Типы флеш-памяти в зависимости от конструкции: NOR и NAND
Существуют типы флеш-памяти NOR и NAND. Обе появились ещё в далёких 1988-1989 г., NOR – это разработка компании Intel, NAND – разработка компании Toshiba.
Отличаются способом соединения ячеек в массив. NAND быстрее и дешевле, чем NOR. NOR используется в основном в микропроцессорах и иных устройствах для хранения небольших объёмов рабочих данных. Т.е. используется в качестве непосредственной памяти микропроцессоров и прочих устройств.
Тип же флеш-памяти NAND обычно используется во флешках, картах памяти и SSD. У NAND есть эволюционное продолжение, так сказать, наследник – появившийся в 2013 году тип флеш-памяти 3D NAND.
Типы флеш-памяти в зависимости от технологии хранения информации: SLC, MLC, TLC, QLC
Типы флеш-памяти внутри SSD-диска сейчас не так уж важны — по крайней мере, если вы приобретаете модель, которую начали производить недавно Но если вам вдруг интересно — типов четыре. Это SLC, MLC, TLC и QLC.
- SLC (Sigle-Layer Cell, однослойная) – это тип флеш-памяти, предусматривающий одноуровневую ячейку, в которой хранится только 1 бит информации. И это самый первый тип флеш-памяти SSD. Ему присущи качества хорошей износостойкости, надёжности, низкого энергопотребления, высокой производительности. Но из-за низкой плотности размещения данных в этой памяти накопители с большой ёмкостью стоят очень дорого. Потому SLC-память сегодня практически вытеснена с рынка типом памяти с более высокой плотностью размещения данных и, соответственно, более доступной по цене на Гб.SLC-память (Sigle-Layer Cell, однослойная) появилась первой и служила основой SSD-накопителей несколько лет. Каждая ее ячейка хранит один бит информации и очень долговечна, но занимает много места. Поэтому SLC-диски слишком велики, а при высокой емкости еще и очень дороги. К этому моменту SLC в большинстве случаев сменили на другие типы — эффективна она только в дата-центрах.
- MLC – это тип флеш-памяти с двухуровневыми ячейками, в которых хранится по 2 бита информации. Имеет оптимальные показатели износостойкости, надёжности, энергопотребления и производительности. Стоит дешевле SLC-памяти.
- TLC – это тип флеш-памяти с трёхуровневыми ячейками, в которых хранится по 3 бита информации. Имеет показатели износостойкости, надёжности, энергопотребления и производительности хуже, чем у MLC, но и стоит дешевле MLC.
- QLC – это тип флеш-памяти с четырёхуровневыми ячейками, в которых хранится по 4 бита информации. Имеет показатели износостойкости и производительности ещё хуже, чем у TLC, и стоит ещё дешевле, чем TLC. Это относительно новый тип памяти, призванный сделать SSD с большим объёмом массово доступными и окончательно отправить HDD в прошлое.
Поскольку SLC-память не в корпоративном сегменте рынка практически не встречается, а QLC ещё не набрала оборотов и находится на стадии избавления от детских болезней, основными типами флеш-памяти в зависимости от технологии хранения информации, которые имеет смысл рассматривать, являются MLC и TLC.
Память TLC вполне пригодна для массового использования: обычные пользователи не производят больших объёмов перезаписи данных, а быстродействие типично производимых ими операций на компьютере могут обеспечить технологии кэширования накопителей. Память MLC, конечно, предпочтительнее, но это в целом.
3D XPoint – альтернатива флеш-памяти
Ещё один тип памяти SSD — 3D XPoint. Это новейший тип памяти твердотельных накопителей, таких немного на рынке, но уже на торговых площадках в Интернете можно встретить фильтр этого типа памяти.
3D XPoint – это не флеш-память, это совершенно новый тип энергонезависимой ячеечной памяти с механизмом записи информации в ячейки, базирующемся на изменении сопротивления материала.
3D XPoint потенциально быстрее флеш-памяти и более долговечна. 3D XPoint создана совместными усилиями компаний Intel и Micron, накопители на её базе Micron не имеют широкого распространения, а вот накопители Intel Optane на базе 3D XPoint присутствуют на рынке.
Intel Optane – это в основном SSD с интерфейсом подключения PCI-E, но пока что их скорости на этом интерфейсе даже не упираются в пропускную способность PCI-E 3.0: чтение – максимально 2500 Мб/с, запись – максимально 2200 Мб/с. Но, друзья, стоят накопители Intel Optane от 21 тыс. руб. за базовый объём на 100 Гб.
Какой выбрать тип памяти для SSD?
Самый простой способ ускорить работу компьютера — установить в него накопитель побыстрее. Даже самый быстрый восьмиядерный процессор не сможет «разогнать» старый механический жесткий диск (HDD) — для этого понадобится твердотельный диск (SSD), который не имеет движущихся частей и использует скоростную флеш-память.
Какой тип памяти для SSD лучше для домашнего использования? Оптимальные варианты памяти – 3D NAND MLC и 3D NAND TLC. Выбирая между ними двумя, предпочтение можно отдать 3D NAND MLC. Но нужно учитывать такие факторы как:
- Производители SSD могут оснащать свои устройства разными технологиями кэширования, улучшающими производительность накопителей. И на деле некоторые накопители с памятью TLC могут быть быстрее, чем те, что с памятью MLC;
- Если вы покупаете SSD c интерфейсом SATA, то из-за ограничений пропускной способности самого интерфейса вы попросту не заметите разницы в скорости обработки данных между MLC и TLC. И также показатели энергопотребления и износостойкости у накопителей с TLC могут быть лучше, чем у накопителей с MLC. Здесь огромную роль будет играть новизна накопителя: более современные поколения накопителей с TLC могут быть лучше старых поколений накопителей с MLC.
- Не забываем о том, что первичный тип памяти 3D NAND, изготовляемой разными производителями, может так или иначе влиять на качества накопителя как конечного продукта.
SATA против PCI Express
Стоит поговорить и о памяти типа 3D XPoint, которая была разработана Intel и Micron (она производит SSD под брендом Crucial). Эта память потенциально значительно быстрее и долговечнее традиционных флеш-чипов. Пока что диски на базе 3D XPoint выпускает только Intel — в рамках серии Optane.
Из-за низкого объема их обычно используют в качестве кэша — с HDD или более медленными SSD. Пока что эту технологию нельзя назвать зрелой — во многом из-за очень высокой стоимости.
