RĪGAS TEHNISKĀ UNIVERSITĀTE

ELEKTRONIKAS UN TELEKOMUNIKĀCIJU FAKULTĀTE

Telekomunikāciju sistēmas ciparu iekārtas

KURSA DARBS

SSD jeb cietvielu diski

IIIREBC0

Klāvs Kokins

091REB237

Rīga, 2011

Anotācija

Kursa darba nosaukums ir „SSD jeb cietuvielu diski”. Darbs tika izstrādāts latviešu valodā. Darbā tika

apskatītas cietvielu diska specifikācijas, parametri, arhitektūra, priekšrocības, trūkumi, pielietojuma iespējas

un nākotnes perspektīvas.

Šis darbs ir paredzēts jebkuram interesentam. Sevišķi noderīgs tas varētu būt cilvēkiem, kurus interesē

modernās tehnoloģijas un to pielietošana. Darbs ir domāts vispārējas izpratnes palielināšanai SSD. Darbs

sastāv no 18 lapaspuses, 7 attēliem, vienas tabulas un tā uzrakstīšanai tika izmantoti 6 literatūras avoti.

Annotation

Course work’s name is “SSD or Solid-state drive”. The work is written in Latvian language. It is written

about SSD’s specifications, parameters, architecture, benefits, weaknesses, usage possibilities and

perspectives in future.

This work is written for any person of interest, but it could be most useful for people, who are

interested in modern technologies and their usage. This work is written to improve overall knowledge about

solid-state drive. The work consists of 18 pages, 7 pictures, one table and 6 literature sources.

Darba uzdevums

1. Veikt padziļinātu izpēti par cietvielu diska specifikācijām, uzbūvi un attīstību.

2. Analizēt SSD priekšrocības un trūkumus.

3. Salīdzināt cietvielu disku ar citām atmiņas ierīcēm .

4. Apskatīt un izpētīt diska izmantošanas iespējas.

Saturs

1. SSD DISKU ATTĪSTĪBA 5

1.1. Vispārējs apraksts 5

1.2. Atmiņas iekārtu rašanās un attīstība 5

1.3. Flash SSD 8

2. ARHITEKTŪRA UN DARBĪBA 8

2.1. Kontrolieris 8

2.2. Atmiņa 92.2.1. FLASH atmiņa 92.2.2. DRAM 11

2.3. Citi SSD komponenti 12

3. PRIEKŠROCĪBAS UN TRŪKUMI 13

3.1. Priekšrocības 13

3.2. Trūkumi 13

4. SALĪDZINĀJUMS AR CITĀM IERĪCĒM 14

4.1. SSD salīdzinājums ar HDD 14

4.2. SSD salīdzinājums ar flash atmiņas kartēm 15

5. SSD PIELITOJUMI 15

6. SECINĀJUMI 16

LIETOTO TERMINU ATŠIFRĒJUMS UN SVEŠVALODU TERMINU TULKOJUMS 17

IZMANTOTIE INFORMĀCIJAS AVOTI 18

1. attēls SSD piemērs

1. SSD disku attīstība1.1. Vispārējs apraksts

SSD jeb Solid State Drive1 ir datu uzglabāšanas ierīce, kas izmanto

cietvielu (pusvadītāju) atmiņu, lai uzglabātu patstāvīgus datus ar nolūku

nodrošināt piekļuvi pie tiem tāpat kā tas ir tradicionālajiem I/O cietajiem

diskiem (hard disk drive). Tāpat, kā uz magnētiskajiem diskiem (HDD2,

floppy disk) balstītās atmiņas iekārtas, SDD ir energoneatkarīgas iekārtas,

vienīgi tām nav kustīgu sastāvdaļu –kustīgu galviņu un rotējošu disku, kas

tās padara daudz drošākas un uzticamākas.

1.2. Atmiņas iekārtu rašanās un attīstība

Lai gan daudzi patērētāji par cietvielu diskiem tikai tagad sāk uzzināt, to pirmsākumi meklējami

laikā, kad inženieri strādāja pie uzglabāšanas sistēmu attīstīšanas aptuveni 60 gadu atpakaļ.

Vienlaicīgi attīstījās divas tehnoloģijas – uzlādētu kondensātoru tikai lasīšanai atmiņa (CCROS3) un

kodola atmiņa un kalpoja kā pamati tādam SSD kāds tas ir pazīstams tagad.

IBM sāka savu darbu 1920. gadā koncentrējoties uz „Biznesa mašīnām”. Tajos laikos šīs

mašīnas bija mehāniskas – ar motoru darbināmas. Tā darbojās elektriskās rakstāmmašīnas,

atkārtojošie kalkulātori, printeri un kārtojamās mašīnas. Šīs ierīces ievērojami attīstījās un izmainīja

biznesu Amerīkā un visā pasaulē.

IBM bija ļoti mehāniska inženieriskā pieeja tam kā risināt problēmas. Viņi sākumā apskatīja kā

problēmu iespējams atrisināt ar mehāniskām ierīcēm un tad izsprieda kā tām strādāt ātrāk un

labāk, pievienojot motorus un elektroniskās lampas.

Viņi paņēma savas hibrīda elekto/mehāniskās mašīnas risinājumus un radīja biznesa mašīnu

tirgu, kas atļāva kompānijai ievērojami atīstīties 1940. gados. Drīz tika saprast, ka mašīnām vaidzētu

būt elastīgākām. Noteiktas darbības tās darīja labi, piemēram, garas darbības ar vienu pieskaitīšanu

vai vienu atskaitīšanu, bet tas arī viss. Tās nevarēja saskaitīt, atņēmt, reizināt, dalīt vai salīdzināt.

Tad IBM saprat, ka to ierīces ir jāpadara programmējamas un tas bija nākamais lielais solis uz

priekšu, kādēļ arī radās vajadzība pēc atmiņas gan pēc īslaicīgas, gan patstāvīgas. Vieglākais

2. attēls Papīra lenta

variants bija izmantot to, ko viņi bija izmantojuši vienmēr – papīru. Ātri tika izdomāti veidi kā

caurumota papīra kartes un lentes izmantot ieejas un izejas informācijas uzglabāšanai.

Īslaicīgai atmiņai tika izveidoti atmiņas bloki no rindām un

kolonām ar diskrētim kondensātoriem, kas ir pielodēti pie dēļiem kopā ar uz lampām balstītiem

atkārtošanās kalkulātoriem. Šīs papīra atmiņas metodes tika izmantotas daudzās agrīnajās

digitālajās sistēmās līdz pat 1980. gadu sākumam.

Uz papīru balstītajai atmiņai tomēr bija ievērojams trūkums – programmatūra un sākotnējie

dati bija jāielādē mašīnā katru reizi, kad programmu gribēja izpildīt. Nebija pietiekami lielas

operatīvās atmiņas, lai varētu saglabāt visas programmas vai izejas datus. Gadu desmitiem

programmētājiem bija jāielādē caurumotas kartes vai papīra ruļļi, lai izpildītu programmu un iegūtu

izprintētu rezultātu. Ja radās kāda kļūda viss process bija jāatkārto. Lieki piebilst, ka tas nebija

pārāk efektīvs process.

Šo trūkumu dēļ IBM nācās izstrādāt alternatīvas atmiņas metodes. Galvenās metodes, kas

attīstījās, balstījās uz magnētismu. Jau no 1800. gadu vidus bija zināms ka noteiktus zemes ferrītu

materiālus ir iespējams magnetizēt un atmagnetizēt izmantojot elektromaganētu. Pēc ilgstoša

darba, IBM izmantoja šo metodi un izstrādāja atjautīgas sērijas ar „papīram līdzvērtīgām” sistēmām

– magnētiskās sloksnes kartes, magnētisko lenti un magnētisko disku.

Šīs metodes ievērojami uzlaboja biznesa mašīnu elastīgumu, ātrumu un programējamību. IBM

attīstīja veidus kā integrēt magnētisko lenti un magnētisko disku atmiņu ne tikai lai nodrošinātu

energoneatkarīgu atmiņu priekš programmu ievades un izvades, bet arī, lai nodrošinātu veidu kā

papildināt vietējo kapacitatīvo operatīvo atmiņu (RAM4). Tas bija nozīmīgs uzlabojams un noteica

standartus kā sistēmās nākotnē tiks izmantoti diski.

Ar šo uzlabojumu, pirmo reizi skaitļošanas sistēmas varēja uzglabāt programatūras pat tad, kad

mašina bija pilnīgi izslēgta un varēja patstāvīgi uzglabāt programu rezultātus neizmantojot papīru.

Drīz papīru vairs neizmantoja vispār. Tagad varēja vairāk koncentrēties uz skaitļošanas sistēmu

uzlabošanu un īpaši uz energoneatkarīgo vietējo atmiņu.

1950. gada vidū, kad no IBM pētījumiem parādījās tranzistori, IBM5 izstrādāja savu pirmo

cietvielas energoneatkarīgo atmiņu, kuru sauca CCROS (Charged Capacitor Read Only Store). Tas

bija pirmais īstais SSD un bija priekšgājējs šodienas EPROMS,

EEPROMS, UVPROMS, NVPROMS un FLASH6 atmiņas iekārtām.

Gandrīz tajā pašā laikā cita cietvielu diska metode tika izstrādāta

izmantojot magnētismu. To sauca par kodola (Core) atmiņu un tā

strādāja magnetizējot mazu ferīta kodolu kopu vienā vai otrā

polaritātē. Šie kodoli bija jāsaver kopā zem mikroskopa izmantojot

vara vadu.

Šīs tehnoloģijas mūsdienās ir ļoti senas un var pieminēt tikai kā pirmsākumu cietvielu atmiņas

tehnoloģijām. Galvenā attīstība sākās 1970. gadu beigās Amērikā, kad General Instruments7

izveidoja elektriski maināmu ROM (electrically alterable ROM-EAROM8) no silikona nitrīda. Tiem

bija elektriski kontrolēta bloku dzēšana (kā vēlāk FLASH atmiņā). Bloka izdzēšana aizņēma 100 mili

sekundes un lasīšanas piekļuves laiks bija 2 mikrosekundes. Kā redzams šādu atmiņu nevarēja

izmantot reālajā darbā, jo lasīšanas un dzēšanas laiks bija pārāk liels, it īpaši salīdzinājumā ar

RAM ,kurus apvienojot ar enerģijas avotu varēja izmantot kā patstāvīgas atmiņas iekārtas. Tāpēc

šie EAROM neieguva lielu popularitāti un tika aizstāti ar bateriju aprīkotiem CMOS RAM. Kā arī cena

tiem bija pārāk augsta un tos izmantoja tikai pasaules vadošajos superdatoros.

1.3. Flash SSD

3. attēlsFerrīta kodolu atmiņas kopa

Šī brīža SSD disku pamatā ir FLASH atmiņa. Tai ir divi tipi – NOR9 un NAND10. Pirmais darbojas

līdzīgi kā RAM jo tam ir iespējams piekļūt pie datiem izlases vaidā un līdz ar to tas nodrošina ļoti

ātru datu nolasīšanu un piekļūšanu. Tas nozīmē, ka programmas, kas ir uzglabātas NOR flash var

būt izpildītas tieši neiekopējot tās RAM. Tomēr tām ir lēnākas ierakstīšanas laiks salīdzinājumā ar

NAND tipa FLASH atmiņām. Tāpēc tās lieto galveno kārt atmiņas kartēm, USB flash kā arī citevielu

diskos. Tātad SSD diskiem, kuri ir energoneatkarīgi pamatā lieto NAND tipa FLASH atmiņu. Flash

atmiņa tika izgudrota jau 1980. gadā, bet plašākai pasaulei tas tika parādīts 1987. gadā. Kopš tā

laika šāda tipa atmiņa strauji attīstījās un jau no 1995. gada to sāka izmantot komerciāli plašāk gan

kā atmiņas kartes, dažādām mēdijas ierīcēm, gan arī kā cieto disku aizstājējus jeb SSD. Sākotnēji

šādu disku cena bija ļoti augsta un tos galvenokārt izmantoja militāriem nolūkiem, dēļ to augstās

izturības pret dažādiem faktoriem. Attīstoties tehnoloģijām SSD disku cena palika aizvien mazāka

un ietilpība lielāka, līdz ar to no 2001. gada tos sāk izmantot klēpjadatoros un ja dažus gadus

atpakaļ tikai retais zināja par tādu eksistenci un retais varēja finansiāli atļauties šādu datu

uzglabāšanas ierīci, tad tagad tos jau plaši aprunā un ir iespējams iegādāties klēpjdatorus, kuru

komplektācijā ietilpst nevis HDD bet gan SSD, jo to cena ir nokritusies līdz līmenim, kad to kvalitātes

pārākums atsver cenas atšķirību.

2. Arhitektūra un darbība

Cietvielu disku pamatā ir divas galvenās sastāvdaļas – kontrolieris un atmiņa datu uzglabāšanai.

Kā jau noskaidrojām šobrīd SSD diskos tiek izmantota NAND tipa flash atmiņa, bet agrāk

visizplatītākā bija DRAM, jeb dinamiskais RAM, kurš ir energoatkarīgs, jo tas pirmais tika izgatavots.

2.1. Kontrolieris

SSD kontrolieris ir FLASH atmiņas kontrolieris ar augstu noslodzes ciklu. Tā galvenais uzdevums

ir pārvaldīt datus, kas uzglabāti FLASH atmiņā un komunicēt ar darba staciju. Kontrolieris ir

procesors, kas izpilda programmatūras kodu un ir viens no svarīgākajiem faktoriem SSD darbībā.

Pēc atmiņas iekārtas izgatavošanas, kontrolieris sāk formatēt flash atmiņu. Tas nodrošina ka

iekārta strādā pienācīgi, tā iezīmē sliktās flash atmiņas šūnas un atvēl liekas šūnas, kuras nākotnē

aizvietos bojātās. Dažas no liekajām šūnām arī tiek izmantotas lai glabātu SSD programatūru, kas

darbina kontrolieri. Kad sistēmai ir nepieciešams nolasīt vai ierakstīt datus uz flash atmiņas, tā

komunicē ar kontrolieri. Flash atmiņa var izturēt noteiktu skaitu programēšanas-dzēšanas ciklus. Ja

noteikts flash atmiņas bloks atkārtoti tiktu programmēts un dzēsts, neizmantojot citus blokus, tas

noteiktais bloks nolietotos pirms pārējiem un SSD disks būtu nelietojams ātrāk kā tas paredzēts.

Tāpēc flash kontrolieris izmanto lietojuma izlīdzināšanu (wear leveling) metodi, lai ieraksti tiktu

veikti vienmērīgi pa visiem flash blokiem SSD. Ik pēc viena bloka no cietvielu diska, kas ir vienu reizi

ierakstīts, flash kontrolierim vajadzēs atgriezt dažus sākotnējos blokus, kuriem vairs nav tekošie

dati. Dati šajos blokos tiek aizvietoti ar jauniem ierakstītiem blokiem un tagad tie gaida, kad tos

izdzēsīs, lai jaunie dati varētu būt ierakstīti tajos. Šo procesu sauc par atkritumu uzkrāšanu. Visiem

SSD diskiem būs kāds līmenis ar atkritumu uzkrāšanu.

Kontrolieru galvenās funkcijas ir:

Kļūdu labošana

Lietojuma izlīdzināšana

Bojāto bloku iezīmēšana

Nolasīšanas attīrīšana un traucējumu vadība

Nolasīšanas un ierakstīšanas kešings

Atkritumu uzkrāšana

Šifrēšana

SSD darbības ātrumu var mērīt ar to cik ir saslēgti paralēli NAND čipi. Viens čips ir relatīvi lēns, bet

vairāki saslēgti kopā ievērojami palielina IO ātrumu. Jaunākajiem SSD ar SATA11 6Gb/s interfeisu

nolases/ierakstīšanas ātrums ir 500 MB/s.

2.2. Atmiņa

2.2.1. FLASH atmiņa

Kā jau iepriekš minēju lielākā daļa SSD disku izmanto energoneatkarīgo NAND flash atmiņu. Tas

ir tādēļ, ka tām ir zemāka cena un tiem nav vajadzīgs pievadīt enerģiju, kas nodrošina datu

stabilitāti pēkšņu enerģijas pārrāvumu gadījumos. Flash atmiņas cietvielu diski ir lēnāki, kā DRAM

un daži no vecākiem dizainiem bija pat lēnāki par HDD, bet pēc 2009. gada, kad tika uzlabots

kontrolieris, šī problēma bija atrisināta un ātrums ir šobrīd ir viens no trumpjiem salīdzinājumā ar

HDD.

1. attēls FLASH atmiņas šūna

Flash atmiņa uzglabā informāciju atmiņu šūnu masīvā. Šūnas ir veidotas no mainīga aizvara

tranzistora. Tradicionāli vienlīmeņa šūnu (SLC12) iekārtās katra šūna glabā tikai vienu bitu

informācijas. Dažās jaunākās flash atmiņās, kas pazīstamas kā vairāklīmeņu šūnu (MLC13) iekārtas,

var uzglabāt vairāk ka vienu bitu uz vienu šūnu, izvēloties starp vairāklīmeņu elektriskā lādiņa.

Tieši mainīgais aizvars glabā elektronus, kuri ir informācijas nesēji. Informāciju ko tie nes nosaka

elektronu daudzuma izmaiņa mainoties šūnas spriegumam. Kā jau minēju vienlimeņa šūna pieņem

tikai divus stāvokļus – 1 vai 0, ir elektroni vai nav; vairāklīmeņa šūna var pieņemt 4 stāvokļus, kas

izšķiras ar elektronu daudzumu un potenciālu: ir iespējami stāvokļi 11, 10, 01 un 00.

Mainot spriegumu uz aizsvara vai kanāla var panākt elektronu pieplūdi vai aizteci no mainīgā

aizvera. SLC šūna glabā tikai 1 informācijas bitu, bet MLC – 2, pie kam SLC šūnu var parrakstīt ātrāk,

turklāt parrakstīšanas cikls mazāk ietekmē tuneļa oksīda dzīves ilgumu, tā patērē mazāk enerģijas

2. attēls Atšķirība starp SLC un MLC šūnām

un kļūdas varbūtība, pie nolasīšanas, ir mazāka. Kā redzam MLC nav tik uzticamas un ir lēnākas,

tāpēc šādas metodes flash atmiņas ir lētākas kā viena līmeņā šunu iekārtas. Tomēr MLC ir

iespējams uzlabot un pat padarīt labāku kā SLC, uzlabojot SSD iekšējo struktūru, piemēram,

izmainot rakstīšanas algoritmu.

2.2.2. DRAM

DRAM atmiņa agrāk bija izplatītākā cietvielu diskos, tā bija pamatā gandrīz visām cietvielu atmiņas

iekārtām, jo sākotnēji tās visas bija energoatkarīgas. DRAM ir dinamiska operatīvā atmiņa (dinamic

random-acces memory), kas nodrošina īpaši ātru piekļuvu datiem – vedēji mazāk kā 10

microsekundes. Tāpēc tos lieto galvenokārt lai paātrinātu programmas, kuras izmantojot SSD

FLASH vai HDD nevarētu izpildīties pienācīgi. DRAM arī ir operatīvā atmiņa parastajos datoros un

serveros. SSD ar DRAM atmiņu parasti ir kopmlektēti ar iekšējo bateriju vai ārējo strāvas adapteri

un rezerves glabāšanas sistēmas, lai nodorošinātu datu saglabāšanos kamēr diskam netiek

pievadīta enerģija no ārējiem avotiem. Ja strāva ir zudusi, baterija nodrošina enerģiju kamēr visa

informācija ir uzkopēta no RAM uz rezerves atmiņas. Kad enerģija ir atjaunota informācija ir

uzkopēta atpakaļ uz RAM no rezerves atmiņas un SSD turpina normālu darbību.

2.3. Citi SSD komponenti

3. attēls Dažādi DRAM

Ir svarīgi pieminēt arī citas cietvielu diska sastāvdaļas, kuras ir iesaistītas veikspējas uzlabošanā

un sasaistē ar datoru vai serveri vai citu ierīci, kurai SSD ir paredzēts. Parasti FLASH SSD izmanto

maza izmēra DRAM kā kešatmiņu, līdzīgi kā tas ir HDD. Kamēr disks darbojās kešatmiņā tiek

galabāti arī dati par bloku attrašanos un lietojuma izlīdzināšanu. Tas pāatrina diska darbību, bet

palielina tā izmēru. Tāpat dažiem SSD diskiem (it sevišķi augstas veikspējas) ir kondensātors vai

kāda veida baterija. Tas ir nepieciešams lai saglabātu datu neskartību, tādā veidā, ka dati no

kešatmiņas var tikt pārsūtīti uz disku, kad strāva ir pārtraukta.

Kā arī svarīgs ir interfeiss ar saimniekdatoru (Host Interface14), lai gan tā nav tieša sastāvdaļa no

SSD diska. Interfeiss ir parasti iekļauts kontrolierī. Visbiežāk tas ir tāds pats kā tradicionālajam HDD

diskam:

Serial ATA (SATA)

Serail attached SCSI

USB

Pirmais SATA ir visbiežāk izplatītais interfeiss klēpjdatoriem un darbstacijām iebūvētajām

atmiņās iekārtām, savukārt otrais ir izplatītākais interfeiss serveriem. Un USB tiek lietots ārējām

atmiņas iekārtām.

3. Priekšrocības un trūkumi

4. attēls SSD struktūrshēma

3.1. Priekšrocības

augsts palaišanas ātrums, pāreja Power On - Ready aizņem 1 sekundi;

mehānisko daļu neesamība;

mazs latentums lasīšanas režīmā 85 µs;

mazs latentums ieraksta režīmā 115 µs;

veiktspēja, lasīšana līdz 500 MB/s;

veiktspēja, ieraksts līdz 500 MB/s;

zema patērējama jauda;

pilna trokšņa neesamība no kustīgam daļām un ventilatoriem;

augsta mehāniska izturība;

darba temperatūras plašs diapazons;

mazs izmērs un svars;

3.2. Trūkumi

augsta cena par 1 GB ;

maza kapacitāte (tikai eksperimentāliem SDD uzkrājējiem ir kapacitāte 2 TB, pārdošanā ir

pieejami NAND SSD līdz 250 GB);

augstāka jūtība pie dažiem apstākļiem, piemēram, pēkšņam barošanas zaudējumiem,

magnētiskiem un elektriskiem laukiem;

pārrakstīšanas ciklu ierobežots daudzums: parasta flash-atmiņa ļauj ierakstīt datus līdz 100

tūkstots reižu, dārkākus atmiņas veidus var parrakstīt līdz 5 miljonam reižu;

4. Salīdzinājums ar citām ierīcēm

4.1. SSD salīdzinājums ar HDD

Atribūts vai īpašība SSD HDD

Palaišanas ātrums Gandrīz momentāni. Var aizņemt dažas sekundes

Gadījuma pieejas laiks Aptuveni 0.1 ms – daudz reizes ātrāk kā HDD, jo dati tiek ņemti tieši no flash atmiņas.

Mainās no 5 līdz 10 ms, jo nepieciešams pārvietot lasošo galviņu un jāgaida kamēr dati atrotēs.

Nolasīšanas latentuma laiks

Lielākoties zems, jo dati var būt nolasīti tieši no atrašanās vietas.

Lielākoties augsts, jo mehāniskajām sastāvdaļām ir vajadzīgs laiks, lai nostātos pareizajā vietā.

Patstāvīgas lasīšanas laiks

Lasīšanas veiktspēja nemainās atkarībā no tā kur atrodas dati

Ja dati ir ierakstīti fragmentētā ceļā, datu nolasīšanas laiks būs dažāds.

Akustikas līmenis Nerada nekādu troksni Dēļ kustīgajām daļām ir iespējami dažādi trokšņu līmeņi

Mehāniskā uzticamība Kustīgo detaļu trūkuma dēļ, nav iespējami mehāniskā nolietojamība

Ir daudz kustīgu detaļu un tās ar laiku nolietojās

Temperatūras uzturēšana

Nav nepieciešama atdzesēšana. Nepieciešama gaisa plūsma, lai nerastos sakaršana motora darbības deļ.

Jūtība uz vides faktoriem

Nav Lidojošās galviņas ir jūtīgas uz šoku, vibrācijām.

Magnētiskā noturība Nerada kaitējumu. Magnēti var sabojāt datusSvars un izmērs Salīdzinājumā ar HDD svars ir ļoti

mazsAugstas veikspējas HDD ir smagākas detaļas tāpēc tie ir smagāki par laptom cietajiem diskiem

Rakstīšanas ierobežojumi

Flash SSD ir ierobežots rakstīšanas skaits (1-5 milijoni). DRAM SSD nav ierobežots rakstīšanas skaits.

Nav

Programatūras šifrēšanas ierobežojumi

NAND flash atmiņa nevar tikt pārrakstīta, bet var tikt uzrakstīta no jauna uz iepriekš izdzēstiem blokiem.

HDD var pārrakstīt datus tieši pa virsu konkrētajā sektorā

Cena atkarībā no kapacitātes

Aptuveni 0.90 līdz 2.00 $ par GB Aptuveni 0.10 $ par GB

Atmiņas kapacitāte Ir pieejami pat līdz 2TB, bet lielās cenas parasti izmanto 64-256 GB

Tipiski ir 500GB-1TB, bet ir pieejami arī 2 vai 3 TB diski

Jaudas patēriņš Augstas veiktspējas flash SSD patērē pusi vai trešdaļu jaudas no tā ko patērē HDD.

Tipiskie klēpjdatoru cieitie diski patērē 2 W, bet augstas veikspējas HDD patērē starp 12-18 W.

Tabula Nr.1 SSD salīdzinājums ar HDD

4.2. SSD salīdzinājums ar flash atmiņas kartēm

Ir zināms, ka gan SSD gan atmiņas kartes balstās uz flash atmiņu, tomēr tās kalpo citiem

mērķiem un citam tirgum. Katrai ir vairāki dažādi atribūti, kuri ir īpaši piemēroti konkrētajām

prasībām. Dažas no šīm īpašībām iekļauj sevī jaudas patēriņū, veiktspēju, izmēru un uzticamību.

SSD tika veidots datoru sistēmām. Pirmās vienības bija paredzētas, tā lai varētu nomainīt cietos

diskus, tātad operētāj sistēmai tās ir jāpazīst kā cietie diski. Vēlāk SSD kļuva mazāki un komapktāki

beigās izveidojot paši savus formas faktorus. SSD tika veidots lai to uzstādītu datorā tikai vienu reizi

un būtu jāizņem tikai, ja to nāktos mainīt vai labot.

Pretēji atmiņas kartes sākotnēji tika veidotas digitālajām fotokamerām un vēlāk tās atrada savu

ceļu līdz mobīlajiem telefoniem, spēļu ierīcēm, utt. Gandrīz visas atmiņas kartes ir mazākas izmēros

kā SSD un tās tika veidotas, lai tās varētu atkārtoti ievietot un izņemt. Ir īpaši pārveidotāji no CF

karšu interfeisu uz SATA, lai to varētu izmantot datorā kā atmiņu, bet darbības ātrums ir 3-4 reizes

lēnāks.

5. SSD pielitojumi

Kopš 1990. gadu vidus SSD tiek plaši izmantota militāriem un industriāliem mērķiem, bet nu jau

gandrīz dekādi tie tiek lietoti arī plašākā mērogā. Pats galvenais cietvielu diska mērķis ir aizstāt

HDD, tieši tādam nolūkam sākotnēji tas tika veidots. Augstās cenas deļ līdz šim tas nav tikts

izmantots masveidā un HDD vēl joprojām ir tigus līderi, bet SSD aizvien straujāk sāk iekarot šo

tirgus nišu. Aizvien biežāk novērojams, ka jaunākajiem klēpjdatoriem jau orģināli ir iebūvēts SSD, jo

agrāk šādus diskus izmantoja personīgajiem datoriem izmantoja entuziasti, kuri specīali tos

iegādājās un apmainīja ar HDD. SSD arī izmanto serveros, it īpaši augstas veiktspējas, jo cietvielu

disks aizpilda daudzus HDD trūkumus, līdz ar to darbs var notikt ekonomiskāk, ātrāk un drošāk.

Tātad SSD disku galvenie pielietojumi ir:

Atmiņas iekārta darbsatacijām

Atmiņas iekārta klēpjdatoriem

Atmiņas iekārta serveriem

Atmiņas iekārta militārām iekārtām un citām, kurām vaidzīga augsta izturība

6. Secinājumi

Izpētot cietvielu disku vēsturisko attīstību un tirgu, var secināt, ka šāda veida atmiņas iekārtas ir

attīstījušās un gājušas roku rokā ar magnētiskās metodies atmiņas iekārtām, bet līdz šim ir

palikušas to ēnā un tikušas izmantotas tikai zinātniskiem nolūkiem aukstas veikspējas iekārtās.

Izanalizējot to uzbūvi un darbības principus varu secināt, ka SSD ar savu vienkāršību un taj pašā

laikā stabilitāti daudzkārt pārspēj tradicionālos citos diskus.

Un ne pēc šāda kritērija cietvielu diski ir labāki par HDD. Veicot salīdzinājumu starp aba veida

diskiem, es secināju, ka cietvielu diski ir pārāki pēc daudziem kritērijiem – mehāniskā izturība,

darbīas ātrums, trokšņa un temperatūras paaugstinājuma neesamība un citi. Protams eksistē arī

nepilnības, tadas kā kapacitāte, cena, ierakstu veikšanas ierobežojums, bet ir skaidrs, ka tuvākajā

nākotnē pētnieki ar šīm problēmām tiks galā.

Droši var teikt, ka cietvielu diski pārņems tirgu, jo to viens no retajiem trūkumiem ir cena un kā

zināms attīstoties tehnikai un izgatavošanas metodēm, ar laiku cena pamazinās, bet kapacitāte

palielinās. Ļoti iespējams, ka tuvāko gadu laikā HDD kļūs par vēsturi, tāpat kā tas ir noticis ar

daudziem citiem atmiņas saglabāšanas veidiem.

Lietoto terminu atšifrējums un svešvalodu terminu tulkojums

1. SSD - Solid state drive – cietvielu disks2. HDD - Hard disk drive – cietais disks3. CCROS -Charged Capacitor Read Only Store – uzlādētu kondensātoru tikai nolasei atmiņa

4. RAM – Random-Acess Memory – operatīvā atmiņa5. IBM – International Business Machines – kompānija, kas ir datortehnoloģiju pamatlicēja6. FLASH – atmiņas veids, ko izmanto cietvielu diski7. General Instruments – elektronikas ražotājs, kas specializējās pusvadītājos8. EAROM- Electry Alterable Read-Only Memory – elektriski maināma tikai lasīšanas atmiņa9. NOR – NOT OR – loģiskā funkcija10. NAND – Negated AND – loģiskā funkcija11. SATA - Serial Advanced Technology Attachment – visbiežāk izmantotā interfeisa veids12. SLC – Single Level Cell – vienlīmeņa šūna13. MLC – Multi Level Cell – vairāklīmeņu šūna14. Host Interface – saimniekdatora interfeiss

Izmantotie informācijas avoti

SSD pirmsākumi -> http://www.storagereview.com/origin_solid_state_drives Tirgus vēsture -> http://www.storagesearch.com/chartingtheriseofssds.html Kopējā vēsture -> http://en.wikipedia.org/wiki/Solid-state_drive Flash attīstība-> http://en.wikipedia.org/wiki/Flash_memory Kontrolieri ->http://en.wikipedia.org/wiki/Flash_memory_controller DRAM atmiņa ->http://en.wikipedia.org/wiki/DRAM