Увага! В налаштуваннях вашого браузера відключена можливість «Використовувати JavaSсript", тому сторінки сайту можуть відображатися і працювати не правильно. Будь ласка, включіть підтримку JavaSсript і перезавантажте цю сторінку.
Переваги і недоліки SSD на основі флеш-пам'яті
Нині прогрес в сфері жорстких дисків сповільнився, в той час як напівпровідникова пам'ять почала розвиватися все більш швидкими темпами. До чого це призвело?
По-перше, швидкість роботи у вінчестерів давно вже приростає дуже невеликими темпами, «упираючись» саме в механіку. Давно вже списаний з рахунків стандарт АТА100, а вінчестери, яким пропускної здатності цієї варіації інтерфейсу РАТА недостатньо, з'явилися відносно недавно. Причому всі вони відносяться до моделей з форм-фактором 3.5 дюйма, тобто досить громіздким і ненажерливим, в той час як все більше поширення портативних комп'ютерів (обсяг продажів яких вже приблизно дорівнює обсягу продажів десктопів, а в деяких країнах і перевершує останній) найбільші вимоги подавала до більш компактним накопичувачів. Та й хоч якесь зростання продуктивності можна спостерігати лише в області лінійної швидкості запису і читання - випадкові операції продовжують залишатися повільними, бо не відмовляючись від механіки щось путнє зробити з часом доступу вже неможливо. Ємність продовжує зростати, проте теж все повільніше і повільніше. Втім, вона вже перевищила основні вимоги масового користувача до робочого накопичувача (зрозуміло, в області зберігання великих обсягів інформації такого не спостерігається, так що зовнішні або внутрішні масиви, ємністю в кілька терабайт, так і будуть довго ще будуватися виключно на базі вінчестерів) - сотні гігабайт для цього вже багато, але ж це «стартовий» обсяг для багатьох лінійок вінчестерів, оскільки менше робити просто невигідно. Так, місце на диску це ресурс, якого вічно не вистачає - чим забити гігабайти вільного простору завжди знайдеться, але часто таке «забивання» відбувається саме тому, що «зайва» ємність вже є. Якби не було її - можна і обмежити потреби, або вирішити задачу іншими способами. Якщо буде для того стимул - наприклад, більш висока швидкість роботи і низьке енергоспоживання.
Подивимося на основні переваги SSD флеш-накопичувачів.
Але є у флеш-пам'яті і недоліки.
- По-перше, загальна ємність накопичувачів вже досить велика, але, все ж, поки помітно менше, ніж у вінчестерів.
- По-друге, вартість зберігання кожний гігабайт інформації в рази вище. Це поки ставить хрест на застосуванні флеш-пам'яті там, де нам реально потрібні великі масиви інформації. «Поки», оскільки розвивається ця технологія швидше вінчестерів, так що з часом ці два недоліки зійдуть нанівець. Свого часу, до речі, подібна історія була з оперативною пам'яттю на магнітних сердечниках - інші схеми комп'ютерів вже перейшли на напівпровідникові елементи, а ось ОЗУ залишалося все таким же архаїчним: так виходило дешевше, та й компактніше. І нічого - з часом розвиток напівпровідникових технологій дозволило від окремих транзисторів перейти до інтегральних мікросхем, які магнітні сердечники і поховали.
- По-третє ж не все просто зі швидкістю роботи. Так, доступ до будь-якому осередку здійснюється майже миттєво, а ось саме по собі її читання і передача інформації по шині вже займає досить велику кількість часу. Зокрема, на сьогоднішній момент, типові швидкості читання інформації з однієї мікросхеми становлять 20-25 МБ / с, в той час, як багато масові моделі вінчестерів зробили крок вже за 100 МБ / с. Ще гірша ситуація з операціями запису. По-перше, ми не можемо просто взяти і змінити вміст будь-якої комірки - стирання інформації відбувається досить великими блоками. Відповідно, нам потрібно цей блок вважати, потрібне змінити і перезаписати назад. Відповідно, при реалізації записи просто «в лоб» нічого хорошого ми не отримаємо. По-друге, навіть при послідовній запису великих обсягів інформації (де нам не обов'язково використовувати вищенаведені складні схеми), швидкість запису досить невелика - 15-20 МБ / с для мікросхем з однорівневими осередками (SLC) і всього 5-10 МБ / с для багаторівневих чіпів (MLC). Причому при масовому застосуванні про перші цифрах нам можна відразу забути, орієнтуючись на другі: SLC -чіпом банально дорожче і обсяг їх нижче, так що для масових рішень підходить тільки MLC. Але навіть якщо з першими двома проблемами ми щось зробити можемо, то постає на повний зріст третя - операції стирання в повному обсязі оборотні, так що з часом осередки флеш-пам'яті банально руйнуються. Ресурс досить високий, але далеко не нескінченний. А найнеприємніше те, що зношуватися будуть різні області нерівномірно. Це фотографам з флеш-картами добре - зазвичай карта отснімается цілком, потім цілком ж і очищається. В даному випадку обіцяних теорією 10000 операцій стирання / запису для ML-осередки вистачає якраз приблизно на ті ж 10000 раз заповнення картки. Навіть якщо робити це по три рази на день без вихідних, пропрацює 10 років: швидше за все, непотрібної виявиться раніше, ніж фізично «відкине копита». Ресурс же SL-осередків в 10 разів вище, так що тут приводів для хвилювань взагалі особливих немає. А у робочого накопичувача на базі флеш-пам'яті все набагато гірше: деякі блоки будуть записуватись рідко, зате деякі - постійно. Наприклад, візьмемо таку «милу» файлову систему, як FAT, до сих застосовується в індустрії. У ній більшість операцій зміни файлів призводить до необхідності що-небудь змінити і в самій таблиці розміщення файлів, яка досить компактна і легко може вміститися в кілька блоків. В результаті через деякий час ми ризикуємо отримати наступну картину: все блоки флеш-накопичувача виробили ресурс дай боже на 5%, а ті, куди потрапляла сама FAT, вже померли смертю хоробрих через постійне стирання і запису. І не варто думати, що більш сучасні файлові системи цієї напасті позбавлені в принципі - активно використовуються системні області є завжди.
Всі ці проблеми в повний зріст встали перед користувачами SSD першого покоління. Справа в тому, що сама по собі ідея використання флеш-накопичувачів не тільки в якості пристроїв змінної пам'яті особливою новизною не відрізняється - компактні DOM (Disk On Module) накопичувачі (встановлюються прямо на плату), або в більш «традиційних» корпусах вінчестерного форм -Фактори застосовувалися давно. Але, в основному, для специфічних застосувань - наприклад, в термінальних або вбудованих рішеннях. Фактично все, що від них вимагалося - зберігання спеціальних версій операційних систем, оптимізованих саме на таку роботу. Велика ємність не була потрібна - нерідко обходилися і накопичувачами, ємністю в кілька сотень або навіть десятків мегабайт. Відповідно, і ціна була відносно невисокою. Велика швидкість теж не потрібна - завантаження виконується один раз за весь сеанс роботи. Ну а про операції записи взагалі і думати не потрібно - хіба що, оновлення прошивки раз в декілька місяців і все: решту часу накопичувач використовувався тільки для читання. Однак у міру зниження цін і зростання обсягів, дані накопичувачі почали потихеньку проникати на масовий ринок, оскільки деякі їх характеристики (зокрема, безшумність і низьке енергоспоживання) вельми імпонували користувачам. Плюс додався ще один недорогий варіант створення SSD «своїми руками», заснований на сумісності CompactFlash з Parallel ATA, що дозволяло використовувати ці карти спільно з вельми простими перехідниками (нерідко навіть повністю саморобними). І ось тут-то все і почалося! Виявилося, що типові «настільні» операційні системи навіть завантажуються з флеш-накопичувачів дуже неквапливо, не кажучи вже про постійну роботу. Ну, засновані на SLC ще куди не йшло, а ось масові MLC виявилися зовсім незручними для постійного використання. Та й в подальшому бажано було піддавати систему спеціальної налаштуванні. І, незважаючи на це, іноді «флешки» виходили з ладу досить швидко. В общем-то нічого дивного, що довіра до SSD-накопичувача незабаром виявилося досить сильно підірвано, причому як раз в рядах ентузіастів, покликання яких звичайне нести нові ідеї в маси.