تاریخ انتشار : 25 فروردین 1395
حافظه SSD یکی از قطعاتی هست که اگه به سیستم اضافه بشه می تونه عملکرد دستگاه رو به طرز چشمگیری افزایش بده . من تو این پست می خوام بگم که حافظه اس اس دی چیه ، یعنی شما با یه سری مفاهیم اولیه در حافظه SSD آشنا بشید تا پست های بعدی که در مورد SSD ها می خوام بنویسم رو راحت تر متوجه بشید . پس با من همراه باشید .
حافظه SSD اس اس دی
حافظه SSD اس اس دی چیست ؟
SSD مخفف عبارت Solid State Drive هست که تو فارسی به معنی ” درایو حالت جامد ” معنی شده . متاسفانه تو زبان فارسی ، معانی خیلی از تکنولوژی ها درست از آب در نمیاد و معمولا خنده دار میشه . حالا بگذریم ! حافظه SSD مبتنی بر حافظه فلش هست ، حافظه فلش همون تکنولوژی هست که باهاش مموری کارت ( کارت حافظه Micro SD ) و فلش مموری می سازن . در واقع حافظه اس اس دی یه جورایی یه فلش مموریه اما در ابعاد بزرگتر و حجم بیشتر . هر چند تکنولوژی ساخت حافظه SSD شبیه به فلش مموری هست اما کیفیت ساخت و همینطور نوع قطعاتی که استفاده میشه ، بین حافظه SSD و فلش مموری ها تفاوت ایجاد می کنه .
حافظه SSD قطعه مکانیکی نداره
یکی از اشتباهات خنده داری که بین مردم اتفاق میفته اینه که میگن ” هارد SSD ” ! در صورتی که واژه هارد مختص دیسک های گردان یا HDD هستش . SSD نوعی از حافظه های فلش هست یعنی باید بگید حافظه SSD ، نه هارد SSD !
حافظه SSD تقریبا اومده که جایگزین همین هاردهای معمولی HDD بشه . برخلاف HDD ها ، هیچ قسمت متحرکی داخل SSD وجود نداره و تماما الکترونیکی طراحی شده . رابط کاربری SSD ها مثل HDD همون ساتا SATA هست و تقریبا تو شکل و اندازه همین HDD ها طراحی میشن تا به سادگی مورد استفاده قرار بگیرن . البته شکل ها و رابط های مختلفی برای SSD وجود داره که در ادامه بهشون اشاره می کنم .
حافظه SSD در ابعاد هارد HDD
SSD بیشتر برای دستگاه های قابل حمل مثل لپ تاپ طراحی شد چون نسبت به هارد درایو ها مصرف برق کمتری دارن . هر چند این مسئله برای کامپیوتر های رومیزی خیلی مهم نیست اما برای لپ تاپ که از باتری استفاده می کنه ، حتی کوچکترین تغییر در مصرف برق ، می تونه تاثیر گذار باشه . ضمن اینکه حافظه اس اس دی در برابر لرزش ، ضربه و افتادن خیلی مقاوم تر از هارد درایو هست . حتما شنیدید که میگن هارد رو نباید تکونش داد ، چون قطعات مکانیکی داخل هارد ممکنه آسیب ببینن . اما در حافظه SSD دیگه این نگرانی وجود نداره .
تکنولوژی NAND و NOR در حافظه SSD
تو حافظه فلش و به طور کلی در حافظه SSD ما دو تا ساختار داریم . یکی ساختار فلش NAND و یکی هم ساختار فلش NOR . شرکت اینتل در سال 1988 اولین حافظه فلش بر پایه NOR رو طراحی کرد و یک سال بعد شرکت توشیبا اولین حافظه فلش NAND رو ساخت . در حال حاضر در 99 درصد حافظه های SSD از ساختار فلش NAND استفاده می کنن اما خوبه که تفاوت بین NAND و NOR در حافظه SSD رو بدونید . من اینجا به صورت مقدماتی توضیح میدم اما تو یه پست جداگونه حرفه ای تر توضیح میدم .
NAND و NOR دو تا از گیت های منطقی یا دیجیتالی هستن که با صفر و یک کار می کنن . با ترکیب این گیت ها با همدیگه میشه مدارات مختلفی رو ساخت . خود این گیت های منطقی توسط ترانزیستور طراحی میشن مثلا 2 یا 3 تا ترانزیستور رو جوری طراحی می کنن که شبیه به گیت NAND یا NOR عمل بکنه . ساختار اون ترانزیستور ها جوریه که می تونن بار الکتریکی یا الکترون رو برای مدت طولانی ( مثلا چند سال ) داخل خودشون نگه دارن حتی اگه برق هم بهشون نرسه . پس میشه با این گیت ها حافظه فلش ساخت .
ساختار حافظه SSD بر اساس NAND و NOR
حالا NAND یه جور طراحی میشه و NOR هم یه جور دیگه یعنی چون از نظر ساختاری با هم فرق دارن ، نهایتا توی ذخیره سازی ، نوع دسترسی ، نوع رابط کاربری و … هم اختلاف دارن .
■ حافظه NAND می تونه فشرده باشه ، پس می تونیم حجم های بالا رو با NAND به سادگی طراحی کنیم .
■ قیمت NOR گرون تر در میاد .
■ NAND عمر مفید بیشتری داره .
■ حافظه NAND تعداد پایه های سخت افزاری کمتری نسبت به NOR نیاز داره و از طرفی شرکت سازنده می تونه یه فضای فیزیکی مشخص واسه حجم های مختلف در نظر بگیره . واسه همینه که اندازه یه فلش 2 گیگ با یه فلش مموری 32 گیگ برابره .
نهایتا نتیجه میگیریم که تکنولوژی NAND در حافظه SSD بسیار بهتر و به صرفه تر از NOR هست . از تکنولوژی NOR در موارد خاصی استفاده میشه که احتیاج به دسترسی تصادفی و مسائل پیچیده تر برنامه نویسی میشه که بعدا انشالا بیشتر توضیح میدم . اکثر مایکروکنترلر ها دارای حافظه فلش از نوع NOR هستن چون برای کدنویسی بسیار مناسبه .
SLC و MLC در حافظه SSD
بالاتر توضیح دادم که اطلاعات چجوری توی خونه های حافظه ذخیره میشه . اگه یه خونه یا سلول از حافظه فقط یک بیت از دیتا رو توی خودش ذخیره کنه میگن SLC یا Single-Level Cell هست و اگه ِک خونه از حافظه 2 تا بیت یا بیشتر رو ذخیره کنه میگن MLC یا Multiple-Level Cell .
SLC و MLC در حافظه SSD
تا همینجا میشه فهمید که تکنولوژی MLC به صرفه تره چون میشه با تعداد ترانزیستور های کمتر ، اطلاعات بیشتری رو ذخیره کرد . اینجوری هم اندازه فیزیکی حافظه SSD کوچیکتر میشه و هم هزینه طراحی SSD میاد پایین . اما در عوض چون تو هر خونه حافظه بیشتر از یک بیت نگهداری میشه ، تراکم اطلاعات زیاده و همین مسئله باعث تداخل اطلاعات و بروز خطا ( ارور ) میشه . البته با مکانیزم اصلاح خطا یا واحد Error Correction این خطا ها اصلاح میشن و کاربر هم هیچ وقت متوجه این خطاها نمیشه . اما اصلاح این خطاها زمان میگیره ، به همین دلیل حافظه اس اس دی با تکنولوژی MLC یه مقدار کند تر از حافظه SSD با تکنولوژی SLC هست . البته تکنولوژی TLC هم وجود داره که باید جداگونه توضیح بدم . سرعت TLC به مراتب کمتره و قیمتش هم پایین تره .
در حال حاضر اکثر حافظه های SSD موجود در بازار از MLC استفاده کردن و فقط حافظه های SSD گرون قیمت و حرفه ای که برای سرورها و موارد خاص طراحی شدن با SLC کار می کنن . دلیل اختلاف قیمت بعضی از حافظه های SSD می تونه همین مسئله باشه .
■ جالب اینجاست که بعضی از سایت های معروف فارسی ( خیلی معروف ) تو توضیحات حافظه SSD که می خوان بفروشن ، می نویسن که : ” به دلیل وجود تکنولوژی MLC در این حافظه ، سرعت بسیار بالا و عمر زیاد داره ” . آدم واقعا خندش میگیره که از سادگی مردم چجوری سوء استفاده می کنن
Wear Leveling در حافظه SSD چیست ؟
همونطور که قبلا هم گفتم ، حافظه SSD تعداد زیادی سلول و بلاک ( Block ) داره که داخل شون دیتا ذخیره میشه . هر کدوم از این بلاک ها یه عمر مشخصی دارن یعنی می تونیم مثلا تا 5000 بار داخل این بلاک ها اطلاعات بنویسیم و پاک کنیم و بعد از این 5000 بار دیگه اون بلاک از حافظه می سوزه . توی حافظه اس اس دی بعضی از بلاک ها خیلی استفاده میشن یعنی هر چی میگذره ، از عمرشون کم میشه ، این درحالیه که بعضی از بلاک های حافظه SSD شاید 5 بار هم نوشته و پاک نشن . تکنولوژی Wear Leveling که توسط کنترل کننده حافظه فلش مدیریت میشه ، در واقع عدالت رو بین خونه های حافظه رعایت می کنه یعنی با استفاده از بلاک هایی که خیلی استفاده نشدن ، عمر کلی حافظه اس اس دی رو افزایش میده . Wear Leveling با متدهای مختلفی قابل اجراست که باید جداگونه توضیح بدم وگرنه سرگیجه میگیرید !
انواع حافظه SSD
به طور کلی حافظه SSD از نظر ظاهر در سه نوع مختلف تولید میشه . یعنی همشون حافظه SSD هستن اما بنا به محدودیت های فیزیکی مثل حجم ، شکل ظاهریشون و رابط شون فرق می کنه .
■ حافظه SSD استاندارد
اگه الان بخواین واسه کامپیوتر رومیزی تون یه حافظه SSD بخرید ، می بینید که شکل و اندازه ظاهری اون SSD مثل هارد های HDD هستش دلیلش اینه که باید یه جوری طراحی کنن که به سادگی جایگزین HDD بشه . از اونجایی که رابط هارد HDD ساتا هست ، رابط حافظه SSD مخصوص کامپیوتر رومیزی رو هم ساتا می زنن که به سادگی جایگزین HDD بشه . البته بعضی از حافظه های SSD جدید از رابط ساتا اکسپرس استفاده می کنن که سرعت بسیار بالایی داره . حتما پست ” ساتا اکسپرس چیست ” رو بخونید .
حافظه SSD با رابط ساتا اکسپرس
■ حافظه SSD با رابط m.SATA
m.SATA یا دقیق تر mini SATA در واقع همون رابط ساتا هست اما برای دستگاه های کوچک تر مثل لپ تاپ و مینی لپ تاپ ها طراحی شده . شکل ظاهری یکی از حافظه های SSD با رابط m.SATA رو در شکل زیر ببینید .
حافظه SSD با رابط m.SATA ام ساتا
■ حافظه SSD با رابط M.2
رابط M.2 از تکنولوژی PCI Express استفاده می کنه و می تونه خیلی کوچیکتر از m.SATA طراحی بشه . معمولا از M.2 در تبلت ها و آلترابوک ها استفاده میشه که فضا بسیار محدوده . حتما پست ” PCI Express چیست ” رو بخونید .
مقایسه حافظه SSD از نوع M.2 و m.SATA
مزایای حافظه SSD
■ سر و صدا نداره چون تماما الکترونیکی طراحی شده .
■ در برابر ضربه و لرزش مقاومه چون قطعه مکانیکی و چرخشی نداره که بخواد آسیب ببینه .
■ در حافظه SSD ، سرعت انتقال اطلاعات و کلا سرعت دسترسی به اطلاعات بسیار بالاست . سرعت بوت سیستم ، اسکن ویروس ، انتقال اطلاعات ، اجرای بازی و … بالا میره .
■ توان مصرفی کمی داره به همین دلیل برای استفاده در لپ تاپ ها و تبلت ها بسیار مناسبه .
■ حافظه SSD وزن کمتری داره و می تونه فضای کمتری رو اشغال کنه پس واسه دستگاه های کوچیک بسیار مناسبه .
معایب حافظه SSD
■ قیمت بالایی دارن . البته قیمت حافظه SSD کم کم داره میاد پایین اما بازهم نسبت به هارد درایو ها یا همون HDD ها ، قیمت بالایی دارن .
■ حافظه SSD محدودیت نوشتن اطلاعات داره . یعنی عمر مفید مشخصی داره . مثلا میگن این حافظه SSD می تونه 50000 بار اطلاعات رو داخل سلول های خودش بنویسه و پاک کنه و بعد از اون دیگه اون سلول می سوزه .
خب دوستان این پست بیشتر برای آشنایی با حافظه SSD بود که بدونید با چی طرف هستید ، انشال در پست های بعدی در مورد ابعاد دیگه حافظه SSD هم صحبت می کنم .
حتما مطالب زیر رو هم بخونید
می دونید که نمایشگاه الکترونیکی معروف CES در حال برگزاری است و شرکتهای مختلف در حوزه الکترونیک و تکنولوژی جدیدترین محصولات خودشونو به نمایش میذارن . شرکت SANDISK هم از این رقابت عقب نمونده و کوچکترین SSD دنیا رو رونمایی کرد. حتما مثل من در تعجبید که چطور این فسقلی می… حافظه هایبریدی یا به انگلیسی Hybrid Drive یکی از مفاهیمی هست که بعد از معرفی حافظه های SSD شکل گرفت و در حال حاضر روی برخی لپ تاپ ها و کامپیوتر های شخصی می تونید نمونه هایی از حافظه هایبریدی رو ببینید . حالا اگه این مفهوم برای شما مجهوله… هارد درایوها به دلیل حافظه بسیار بالا و دوام زیاد سالهاست به عنوان ذخیره کننده های ثابت در کامپیوترها استفاده می شوند. اطلاعت در یک هارد درایو روی دیسکهای فلزی به نام پلتر (Platter) ذخیره می شوند که این دیسک ها حول محور یک بازوی متحرک می چرخند تا… اگر حجم زیادی از اطلاعات مهم رو در هارد درایو خود نگه می دارید ، وقتی هارد شما آسیب ببینه چه اتفاقی می افته ؟ مسلما حس خوبی نیست. این هارد درایوی که در تصویر می بینید با اسم ioSafe یک هارد محافظتی و با دوامه که به شما قول…
این مطلب توسط وب سایت علم فردا تهیه شده ! دوستان عزیز ، متاسفانه اخیرا سایت های زیادی بدون اجازه ما مطالب علم فردا رو کپی میکنن و به نام خودشون میزنن . خواهش میکنیم برای حمایت از علم فردا حتما به هر کسی که می تونید اطلاع رسانی کنید که منبع اصلی این مطالب وب سایت علم فردا ست !
لطفا این مطلب رو با دوستان تون هم به اشتراک بذارید !
محمدرضا امين زاده هستم ، مهندس الكترونيك و سردبير مجله علم فردا . علاقه زیادی به سخت افزار و طراحی مدارهای الکترونیکی دارم ، اگه فرصتی باقی بمونه در زمینه ادیت فیلم و تصویر و همچنین طراحی رابط کاربری وب و اندروید مطالعه و تمرین می کنم .
نوشتن مطالب آموزشی به زبان ساده و قابل فهم برای همه ، کار بسیار سختیه . از طرفی ، نگهداری یک وب سایت آموزشی خرج داره ! اگر براتون امکان داره لطفا با پرداخت مبلغ کمی در هزینه های سایت سهیم باشید تا ما هم بتونیم با خیال راحت براتون بنویسیم و به سوال ها تون پاسخ بدیم .
♥ حمایت مالی از علم فردا
تیک تاک اینتل...
ما را در سایت تیک تاک اینتل دنبال می کنید
برچسب : نویسنده : محمد رضا جوادیان elemefarda بازدید : 306 تاريخ : چهارشنبه 25 فروردين 1395 ساعت: 22:25