Форум геймеров и читеров 4cheaT
Реклама:

[Железо] SSD диск. Что это за зверь и с чем его есть?

Закрытая тема.
  1. Cтатус:
    Оффлайн
    Регистрация:
    04.10.2015
    Сообщений:
    429
    Благодарностей:
    1,039
    Мнения:
    274
    Репутация:
    382 [+/-]
    Баланс:
    0
    Новое
    [Железо] SSD диск. Что это за зверь и с чем его есть?

    Реклама:
    Приветствую вас уважаемые гости и пользователи форума 4cheat.ru!
    В этой теме я расскажу вам некоторые особенности SSD дисков.

    Общий вид.

    SSD диск - это по сути та же FLASHка, только немного доработанная. Сравним их начинку.



    По фотографии видно, что в принципе, различий по основным деталям не много. Основное отличие это то, что в SSD диске используется микросхема DDR DRAM кеш-памяти. В связи с чем в несколько раз возрастает скорость обмена данными между контроллером и интерфейсом SATA.

    Контроллер SSD.

    Основная задача контроллера - обеспечение чтения и записи, и управление структурой размещения данных. Основываясь на матрице размещения блоков, в какие ячейки уже проводилась запись, а в какие еще нет, контроллер должен оптимизировать скорость записи и обеспечить максимально длительный срок службы SSD-диска. Вследствие особенностей построения NAND-памяти, работать с ее каждой ячейкой отдельно нельзя. Ячейки объединены в страницы объемом по 4 Кбайта, и записать информацию можно только полностью заняв страницу. Стирать данные можно по блокам, которые равны 512 Кбайт. Все эти ограничения накладывают определенные обязанности на правильный интеллектуальный алгоритм работы контроллера. Поэтому, правильно настроенные и оптимизированные алгоритмы контролера могут существенно повысить производительность и долговечность работы SSD-диска.
    В контроллер входят следующие основные элементы:
    Processor – как правило 16 или 32 разрядный микроконтроллер. Выполняет инструкции микропрограммы, отвечает за перемешивание и выравнивание данных на Flash, диагностику SMART, кеширование, безопасность.
    Error Correction (ECC) – блок контроля и коррекции ошибок ECC.
    Flash Controller – включает адресацию, шину данных и контроль управления микросхемами Flash памяти.
    DRAM Controller - адресация, шина данных и управление DDR/DDR2/SDRAM кэш памятью.
    I/O interface – отвечает за интерфейс передачи данных на внешние интерфейсы SATA, USB или SAS.
    Controller Memory – состоит из ROM памяти и буфера. Память используется процессором для выполнения микропрограммы и как буфер для временного хранения данных. При отсутствии внешней микросхемы RAM памяти выступает в роли единственного буфера данных SSD.
    На данный момент в SSD применяются следующие модели контроллеров:
    Indilinx "Barefoot ECO" IDX110MO1
    Indilinx "Barefoot" IDX110M00
    Intel PC29AS21BA0
    JMicron JMF602
    JMicron JMF612
    Marvel 88SS9174-BJP2
    Samsung S3C29RBB01-YK40
    SandForce SF-1200
    SandForce SF-1500
    Toshiba T6UG1XBG

    Flash память.

    В SSD как и в USB Flash используются три типа памяти NAND: SLC (Single Level Cell), MLC (Multi Level Cell) и TLC (Three Level Cell). Отличие только в том, что SLC позволяет хранить в каждой ячейке только один бит информации, MLC – два, а TLC – три ячейки (использование разных уровней электрического заряда на плавающем затворе транзистора), что делает память MLC и TLC более дешёвой относительно ёмкости.
    Однако память MLC/TLC обладает меньшим ресурсом (100 000 циклов стирания у SLC, в среднем 10 000 для MLC, а для TLC до 5 000) и худшим быстродействием. С каждым дополнительным уровнем усложняется задача распознавания уровня сигнала, увеличивается время поиска адреса ячейки, повышается вероятность ошибок. Так как SLC-чипы намного дороже и объем их ниже, то для массовых решений применяют в основном MLC/TLC-чипы. На данный момент MLC/TLC память активно развивается и по скоростным характеристикам приближается к SLC. Так же, низкую скорость MLC/TLC производители SSD накопителей компенсируют алгоритмами чередования блоков данных между микросхемами памяти (одновременная запись/чтение в две микросхемы флэш-памяти, по байту в каждую) по аналогии с RAID 0, а низкий ресурс - перемешиванием и слежением за равномерным использованием ячеек. Плюс к этому в SSD резервируется часть объёма памяти (до 20%). Это недоступная память для стандартных операций записи/чтения. Она необходима как резерв в случае износа ячеек, по аналогии с магнитными накопителями HDD, который имеет резерв для замены bad-блоков. Дополнительный резерв ячеек используется динамически, и по мере физического изнашивания основных ячеек предоставляется резервная ячейка на замену.

    Принцип работы SSD диска.

    Для чтения блока данных в винчестере сначала нужно вычислить, где он находится, потом переместить блок магнитных головок на нужную дорожку, подождать пока нужный сектор окажется под головкой и произвести считывание. Причем хаотические запросы к разным областям жесткого диска еще больше сказываются на времени доступа. При таких запросах HDD вынуждены постоянно «гонять» головки по всей поверхности «блинов» и даже переупорядочивание очереди команд спасает не всегда. А в SSD все просто — вычисляем адрес нужного блока и сразу же получаем к нему доступ на чтение/запись. Никаких механических операций — всё время уходит на трансляцию адреса и передачу блока. Чем быстрее флэш-память, контроллер и внешний интерфейс, тем быстрее доступ к данным.
    А вот при изменении/стирании данных в SSD накопителе не так все просто. Микросхемы NAND флэш-памяти оптимизированы для секторного выполнения операций. Флеш-память пишется блоками по 4 Кб, а стирается по 512 Кб. При модификации нескольких байт внутри некоторого блока контроллер выполняет следующую последовательность действий:
    а) считывает блок, содержащий модифицируемый блок во внутренний буфер/кеш;
    б) модифицирует необходимые байты;
    в) выполняет стирание блока в микросхеме флэш-памяти;
    г) вычисляет новое местоположение блока в соответствии с требованиями алгоритма перемешивания;
    д) записывает блок на новое место.

    Но как только вы записали информацию, она не может быть перезаписана до тех пор, пока не будет очищена. Проблема заключается в том, что минимальный размер записываемой информации не может быть меньше 4 Кб, а стереть данные можно минимум блоками по 512 Кб. Для этого контроллер группирует и переносит данные для освобождения целого блока.
    Вот тут и сказывается оптимизация ОС для работы с HDD. При удалении файлов операционная система не производит физическую очистку секторов на диске, а только помечает файлы как удаленные, и знает, что занятое ими место можно заново использовать. Работе самого накопителя это никак не мешает и разработчиков интерфейсов этот вопрос раньше не волновал. Если такой метод удаления помогает повысить производительность при работе с HDD, то при использовании SSD становится проблемой. В SSD, как и в традиционных жестких дисках, данные все еще хранятся на диске после того, как они были удалены операционной системой. Но дело в том, что твердотельный накопитель не знает, какие из хранящихся данных являются полезными, а какие уже не нужны и вынужден все занятые блоки обрабатывать по длинному алгоритму.
    Прочитать, модифицировать и снова записать на место, после очистки затронутых операцией ячеек памяти, которые с точки зрения ОС уже удалены. Следовательно, чем больше блоков на SSD содержит полезные данные, тем чаще приходится прибегать к процедуре чтение>модификация>очистка >запись, вместо прямой записи. Вот здесь пользователи SSD сталкиваются с тем, что быстродействие диска заметно снижается по мере их заполнения файлами. Накопителю просто не хватает заранее стёртых блоков. Максимум производительности демонстрируют чистые накопители, а вот в ходе их эксплуатации реальная скорость понемногу начинает снижаться.

    Раньше в интерфейсе ATA просто не было команд для физической очистки блоков данных после удаления файлов на уровне ОС. Для HDD они просто не требовались, но появление SSD заставило пересмотреть отношение к данному вопросу. В результате в спецификации ATA появилась новая команда DATA SET MANAGEMENT, более известная как Trim. Она позволяет OC на уровне драйвера собирать сведения об удаленных файлах и передавать их контроллеру накопителя.
    В периоды простоя, SSD самостоятельно осуществляет очистку и дефрагментацию блоков отмеченных как удаленные в ОС. Контроллер перемещает данные так, чтобы получить больше предварительно стертых ячеек памяти, освобождая место для последующей записи. Это дает возможность сократить задержки, возникающие в ходе работы.
    Но для реализации Trim необходима поддержка этой команды прошивкой накопителя и установленным в ОС драйвером. На данный момент только самые последние модели SSD «понимают» TRIM, а для старых накопителей нужно прошить контроллер для включения поддержки этой команды. Среди операционных систем команду Trim поддерживают: Windows 7, Windows Server 2008 R2, Linux 2.6.33, FreeBSD 9.0. Для остальных ОС необходимо инсталлировать дополнительные драйвера и утилиты.
    Например, для SSD от Intel существует специальная утилита SSD Toolbox, которая может выполнять процедуру синхронизации с ОС по расписанию. Кроме оптимизации, утилита позволяет выполнять диагностику SSD и просматривать SMART-данные всех накопителей компьютера. С помощью SMART, можно оценить текущую степень износа SSD – параметр E9 отражает оставшееся количество циклов очистки NAND-ячеек в процентах от нормативного значения. Когда величина, уменьшаясь от 100, дойдет до 1, можно ожидать скорое появление «битых» блоков.

    В SSD накопителе, как и в HDD, данные не удаляются сразу после того, как файл был стёрт из ОС. Даже если переписать файл по верху нулями – физически данные еще остаются, и если чипы флеш-памяти достать, и считать на программаторе – можно найти 4кб фрагменты файлов. Полное стирание данных стоит ждать тогда, когда на диск будет записано данных равное количеству свободного места + объем резерва (примерно 4 Гб для 60Гб SSD). Если файл попадёт на «изношенную» ячейку, контроллер ещё не скоро перезапишет её новыми данными.
    Основные принципы, особенности, отличия в восстановлении данных с SSD и USB Flash накопителей.
    Восстановление данных с SSD накопителей достаточно трудоёмкий и долгий процесс по сравнению с портативными flash накопителями. Процесс поиска правильного порядка, объединения результатов и выбора необходимого сборщика (алгоритм/программа полностью эмулирующая работу контроллера SSD накопителя) для создания образа диска не лёгкая задача.
    Связанно это в первую очередь с увеличением числа микросхем в составе SSD накопителя, что во много раз увеличивает число возможных вариантов действий на каждом этапе восстановления данных, каждое из которых требует проверки и специализированных знаний. Так же, в силу того, что к SSD предъявляются значительно более жесткие требования по всем характеристикам (надёжность, быстродействие и т.д.), чем к мобильным флеш накопителям, технологии и методики работы с данными, применяемые в них, достаточно сложны, что требует индивидуального подхода к каждому решению и наличию специализированных инструментов и знаний.

    Надёжный ли SSD диск?.

    Казалось бы, нет движущихся частей – все должно быть очень надежно. Это не совсем так. Любая электроника может сломаться, не исключение и SSD. С низким ресурсом MLC-чипов ещё можно как-то бороться коррекцией ошибок ECC, резервированием, контролем за износом и перемешиванием блоков данных. Но самый большой источник проблем – контроллер и его прошивка. По причине того, что контроллер физически расположен между интерфейсом и микросхемами памяти, вероятность его повреждения в результате сбоя или проблем с питанием очень велика. При этом сами данные, в большинстве случаев сохраняются. Помимо физических повреждений, при которых доступ к данным пользователя невозможен, существуют логические повреждения, при которых также нарушается доступ к содержимому микросхем памяти. Любая, даже незначительная ошибка, баги в прошивке, может привести к полной потере данных. Структуры данных очень сложные. Информация «размазывается» по нескольким чипам, плюс чередование, делают восстановление данных довольно сложной задачей.
    В таких случаях восстановить накопитель помогает прошивка контроллера с низкоуровневым форматированием, когда заново создаются служебные структуры данных. Производители стараются постоянно дорабатывать микропрограмму, исправлять ошибки, оптимизировать работу контроллера. По этому, рекомендуется периодически обновлять прошивку накопителя для исключения возможных сбоев.

    Советы по улучшению работы и срока службы SSD.

    1) Для того, чтобы диск прослужил вам долго, нужно всё, что часто перезаписывается - (временные файлы, кеш браузера, индексирование) необходимо перенести на дополнительный диск HDD, отключить обновление времени последнего доступа к папкам и каталогам (fsutil behavior set disablelastaccess. Отключить в ОС дефрагментацию файлов.
    2) Перед установкой на SSD Windows XP, при форматировании диска рекомендуется выполнить «выравнивание» разделов кратным степени двойки (например, утилитой diskpart), иначе SSD придется делать 2 чтения вместо одного. Кроме этого у Windows XP есть некоторые проблемы с поддержкой секторов более 512кб (в SSD по умолчанию используется 4кб) и вытекающие отсюда проблемы с производительностью. Windows Vista, Windows 7, последние версии Mac OS и Linux выравнивают диски уже правильно.
    3) Обновить прошивку контроллера, если старая версия не знает команду TRIM. Установить последние драйвера на SATA контроллеры. Например, если у вас контроллер от Intel, вы можете на 10-20% увеличить производительность, включив режим ACHI и установив Intel Matrix Storage Driver в операционной системе.
    4) Не следует использовать последние 10-20% свободного пространства от раздела, потому что, это может отрицательно сказаться на производительности. Это особенно важно, когда работает TRIM, поскольку ему необходимо пространство для перегруппировки данных: для примера, похоже, работают утилиты дефрагментации, ведь им тоже нужно не менее 10% процентов от объема диска. Поэтому очень важно следить за данным фактором, ведь из-за небольшого объема SSD они очень быстро заполняются.

    Плюсы SSD диска:

    1) высокая скорость чтения любого блока данных не зависимо физического от расположения (более 200 Мб/с);
    2) низкое энергопотребление при чтении данных с накопителя (приблизительно на 1 Ват ниже, чем у HDD);
    3) пониженное тепловыделение (внутреннее тестирование в компании Intel показало, что ноутбуки с SSD нагреваются на 12.2° меньше чем аналогичные с HDD, также тестированием установлено, что ноутбуки с SSD и 1 GB памяти в распространенных бенчмарках не уступают моделям с HDD и 4 GB памяти);
    4) бесшумность и высокая механическая надёжность.

    Минусы SSD диска:

    1) высокое энергопотребление при записи блоков данных, энергопотребление растёт с ростом объёма накопителя и интенсивностью изменения данных;
    2) низкая ёмкость и высокая стоимость за гигабайт по сравнению с HDD;
    3) ограниченное число циклов записи.

    Подведение итогов.

    В виду того что цена за 1 ГБ у SSD дисков остаётся выше чем у HDD дисков, можно с уверенностью сказать, что SSD диски не актуальны для хранения данных. Для данных лучше ставить дополнительный диск HDD. Зато SSD диски как никто лучше подходят для ОС (Windows, Linux и т.п.), а так же для серверов для кэширования статичных данных.
     
    Последний раз редактировалось alive_metal; 2015-12-04 в 17:43. Причина: редакция названия + префикс
    Поддержи проект -поделись!
    7 пользователя(ей) сказали cпасибо:
    DEAMIR (2015-12-07), filaret (2015-12-06), galkyn (2015-12-08), myshka. (2015-12-05), Patriot_42 (2015-12-04), Sorik (2015-12-07), Терминатоp (2015-12-07)
  2. Cтатус:
    Оффлайн
    Регистрация:
    04.10.2015
    Сообщений:
    429
    Благодарностей:
    1,039
    Мнения:
    274
    Репутация:
    382 [+/-]
    Баланс:
    0
    Новое
    Как правильно заменить IDE диск на SSD диск описано тут
     
    Поддержи проект -поделись!
  3. Cтатус:
    Оффлайн
    Регистрация:
    19.02.2015
    Сообщений:
    487
    Благодарностей:
    1,223
    Мнения:
    430
    Репутация:
    489 [+/-]
    Баланс:
    30
    Новое
    Реклама:

    Учите матчасть.
    Если на материнке только IDE, то SSD(о они идут только с разъемом SATA)подключить можно только при помощи переходника либо контроллера PCI — SATA/IDE.
    В ноутбуке такая замена НЕВОЗМОЖНА.
    Да, и главное, пропускная способность канала передачи данных составляла от 100 до 133 мегабайта в секунду в разных версиях IDE - и то чисто теоретически, на практике гораздо меньше, поэтому такая замена деньги на ветер.
    Удачи
     
    Поддержи проект -поделись!
  4. Cтатус:
    Оффлайн
    Регистрация:
    04.10.2015
    Сообщений:
    429
    Благодарностей:
    1,039
    Мнения:
    274
    Репутация:
    382 [+/-]
    Баланс:
    0
    Новое
    Материнки на которых только IDE канули в историю уже сколько лет назад? А вот материнки с IDE +Sata возможно у кого то ещё и стоят. Хотя тоже под сомнением.
    Само собой разумеется разговор не относится к ноутам.
     
    Поддержи проект -поделись!
  5. Cтатус:
    Оффлайн
    Регистрация:
    13.10.2014
    Сообщений:
    522
    Благодарностей:
    839
    Мнения:
    211
    Репутация:
    369 [+/-]
    Баланс:
    0
    Новое
    Использую в Intel Rapid, как кеш.
     
    Поддержи проект -поделись!
  6. Cтатус:
    Онлайн
    Регистрация:
    04.08.2014
    Сообщений:
    660
    Благодарностей:
    644
    Мнения:
    224
    Репутация:
    315 [+/-]
    Баланс:
    Скрыто
    Новое
    у меня старая материнка IDE +Sata , всё летает нежалуюсь, несколько хардов стоит и нет проблем. Один ssd другой IDE остальные SATA, ещё 1 не подключен, забыл подключить
    GA-MA790X-DS4

     
    Последний раз редактировалось alive_metal; 2015-12-07 в 15:36. Причина: переписано на Кирилице ))))
    Поддержи проект -поделись!
    Пользователь сказал cпасибо:
    Ritual (2015-12-07)
  7. Cтатус:
    Оффлайн
    Регистрация:
    04.10.2015
    Сообщений:
    429
    Благодарностей:
    1,039
    Мнения:
    274
    Репутация:
    382 [+/-]
    Баланс:
    0
    Новое
    Было б неплохо получить от вас описание о нюансах и методами решения, если таковые были при установке "разношёрстных" дисков.
     
    Поддержи проект -поделись!
  8. Cтатус:
    Онлайн
    Регистрация:
    04.08.2014
    Сообщений:
    660
    Благодарностей:
    644
    Мнения:
    224
    Репутация:
    315 [+/-]
    Баланс:
    Скрыто
    Новое
    Кажется никаких нюансов не было, только переписал BIOS на материнке, когда процессор ставил AM3 , а с хардами совсем никаких проблем не было и нет , только когда Винду переписываю, то отключаю другие харды.
     
    Последний раз редактировалось alive_metal; 2015-12-07 в 15:34. Причина: переписано на Кирилицу
    Поддержи проект -поделись!
    Пользователь сказал cпасибо:
    alive_metal (2015-12-07)
  9. Cтатус:
    Оффлайн
    Регистрация:
    19.02.2015
    Сообщений:
    487
    Благодарностей:
    1,223
    Мнения:
    430
    Репутация:
    489 [+/-]
    Баланс:
    30
    Новое
    Plikis651 достойная материнка для своего времени, проблем и не должно было быть, так и задумано: IDE количество слотов: 1, UltraDMA 133
    SATA количество разъемов SATA 3Gb/s: 4, RAID: 0, 1, 10 на основе AMD SB600.
    Очень верное и грамотное решение, при наличии нескольких хардов отключать второстепенные когда винду накатываете.
    P.S
    Жаль что SSD работает на урезанной скорости 3Gb/s вместо 6Gb/s
     
    Последний раз редактировалось Ritual; 2015-12-07 в 15:38.
    Поддержи проект -поделись!
    2 пользователя(ей) сказали cпасибо:
    alive_metal (2015-12-07), Plikis651 (2015-12-07)
  10. Cтатус:
    Онлайн
    Регистрация:
    04.08.2014
    Сообщений:
    660
    Благодарностей:
    644
    Мнения:
    224
    Репутация:
    315 [+/-]
    Баланс:
    Скрыто
    Новое
    eto izza materinki?
     
    Поддержи проект -поделись!
  11. Cтатус:
    Оффлайн
    Регистрация:
    13.10.2014
    Сообщений:
    522
    Благодарностей:
    839
    Мнения:
    211
    Репутация:
    369 [+/-]
    Баланс:
    0
    Новое
    Да, как правило если IDE, есть то он 1, но вешать можно 2 винта. И один разъём на флопик. У меня на SATA 2 - 4 и на SATA 3 - 6.
     
    Последний раз редактировалось babaykosha; 2015-12-07 в 15:45.
    Поддержи проект -поделись!
    Пользователь сказал cпасибо:
    WIZARD (2015-12-08)
  12. Cтатус:
    Оффлайн
    Регистрация:
    19.02.2015
    Сообщений:
    487
    Благодарностей:
    1,223
    Мнения:
    430
    Репутация:
    489 [+/-]
    Баланс:
    30
    Новое
    Да, ибо она(конкретно Ваша материнка) поддерживает шину только в 3Gb/s, в то время как SSD позволяет летать на 6Gb/s, но ничего страшного тут нет.
    Кстати правильнее всего его подключать в разъем SATA0(если есть) или SATA1.
     
    Поддержи проект -поделись!
    Пользователь сказал cпасибо:
    Plikis651 (2015-12-07)
  13. Cтатус:
    Онлайн
    Регистрация:
    04.08.2014
    Сообщений:
    660
    Благодарностей:
    644
    Мнения:
    224
    Репутация:
    315 [+/-]
    Баланс:
    Скрыто
    Новое
    on u menia i podkliucen k razjomu SATA0
     
    Поддержи проект -поделись!
  14. Cтатус:
    Оффлайн
    Регистрация:
    13.10.2014
    Сообщений:
    522
    Благодарностей:
    839
    Мнения:
    211
    Репутация:
    369 [+/-]
    Баланс:
    0
    Новое
    Plextor M6e Black Edition . Установка накопителя в плату расширения PCIe позволила превысить порог в 6 Гбит/с для SATA-интерфейсов
     
    Поддержи проект -поделись!
    Пользователь сказал cпасибо:
    WIZARD (2015-12-08)
  15. Cтатус:
    Оффлайн
    Регистрация:
    19.02.2015
    Сообщений:
    487
    Благодарностей:
    1,223
    Мнения:
    430
    Репутация:
    489 [+/-]
    Баланс:
    30
    Новое
    Терминатоp неплохо, НО как быть с гарантией???
    А уже писал и это не реклама, предпочитаю SSD SmartBuy, и вот SB240GB-IGNT4-25SAT3 поглядите, прекрасное соотношение цена-качество.
    Удачи
    babaykosha полностью согласен, НО только методом слепой установки Вы сможете понять, пойдет или нет, ибо не все материнки способны на такое.
    Могу завести отдельную тему с рассказами из своего опыта(поверьте, а он немалый).
     
    Последний раз редактировалось Ritual; 2015-12-07 в 16:11.
    Поддержи проект -поделись!
    2 пользователя(ей) сказали cпасибо:
    babaykosha (2015-12-07), Терминатоp (2015-12-07)
Закрытая тема.
Главная - Перед категорией ММОРПГ
Здесь присутствуют: 1 (пользователей: 0 , гостей: 1)