Дорогу молодым! как ssd превратились в накопители будущего

Дорогу молодым! как ssd превратились в накопители будущего

Привычка — вещь въедливая. Вот до тех пор пока все остальные комплектующие компьютеров изменялись снаружи либо революционно перетряхивали архитектуру, твёрдые диски всё ещё были похожим усовершенствованное оружие древности — эдакую дубину с GPS и голосовым ассистентом для охоты на мамонтов. Тем необычнее, что твердотельные накопители пришли на смену стали и предшественникам популярными только в двадцать первом веке.

Сейчас мы, разберёмся, откуда они по большому счету пришли в компьютеры, и как смогли перевоплотиться из сателлитов «тарахтелок с блинами» в миниатюрные, сверхскоростные и единственно «верные» запоминающие устройства.
Смотрите кроме этого: Intel воображает SSD-накопители количеством 10 ТераБайт

В начале прошлого года компании Intel и Micron представили разработку 3D NAND, разрешающую создавать SSD-накопители стандарта M.2 PCIe количеством до 3,5 ТераБайт и 2,5-дюймовые твердотельные накопители количеством 10 ТераБайт. Сейчас Intel наконец представила накопитель, изготовленный по упомянутой выше разработке. Необходимо подчеркнуть, что Samsung и Toshiba уже применяют 3D NAND для производства SSD-дисков, но накопители на 10 ТераБайт до тех пор пока никто из них не готов был представить рынку.

До этого самый ёмкий SSD-диск от Intel был на 4 ТераБайт.

На заре цифровой эры компьютеры с обильным числом «подвижного» железа никого не удивляли — хотя бы вследствие того что счётные автомобили тех лет были размером со шкаф, а полупроводниковая индустрия волновалась собственное детство. И пускай SSD запомнились нам, как новомодный компонент компьютера, уже начиная с 1970-х годов инженеры колдовали над заменой нерасторопным и «вызывающе механическим» твёрдым дискам.SSD в 1970-1990-х: беспощадно дорогая экзотикаПодобно тому, как приятель познаётся в беде — компьютерные разработки сперва обкатываются в корпоративном сегменте, и лишь позже попадают в крупносерийную технику.

Возможно питать зависть к «проклятым капиталистам», каковые заполучают классные новшества прежде, чем последние станут дешёвы рядовому гику, но при с ранними моделями SSD таковой пафос был полностью оправдан — домашние компьютеры были просто не в состоянии «раскачать» дичайше дорогие и стремительные накопители, в отличие от мейнфреймов со специальными вычислениями в больших корпорациях.Тем паче, что и сами SSD были уже ещё не те — первоначально термин относился к любому накопителю, в котором не было подвижных частей. Другими словами, задолго до изобретения флеш-памяти в продажу поступали модели, складывающиеся из нескольких модулей RAM вместо энергонезависимых компонентов для хранения данных.

хороший тому пример — первый в мире SSD «Bulk core» (1976 год!) производства корпорации Dataram: с 8 планками памяти суммарным количеством 2 Мбайт, ценой порядка $10 тысяч (на эти средства возможно было приобрести приблизительно 7 компьютеров Apple) и дизайном элитного мангала. Первые SSD были набиты модулями RAM и были похожим шашлычницуИ ничего — никто не переживал, что таковой накопитель слабо доходил для конечного потребителя.

Учёные фиксировали на сверхбыстрой памяти требовательные к скорости отклика вычисления, нефтяные компании посредством передового железа проводили сейсмические изучения, и т.д. Действительно, долговечностью RAM-накопители не отличались, и подключались к рабочим станциям/серверам DEC и Data General при помощи интерфейса Standard Disk Interconnect.

Последователи придерживались приблизительно данной же концепции, исходя из этого в стане SSD царил далёкий от потребительского рынка корпоративный «мрак».За пределы бизнес-сектора твердотельные накопители в первый раз выглянули в первой половине 80-ых годов XX века, в то время, когда компания Axlon выкатила «RAM Disk» для домашних компьютеров Apple II — целых 320 Кбайт на базе RAM-памяти с аккумуляторная батареями на 3 часа работы, дабы скоропостижно не утратить все эти сведенья. Стоила новинка чуть ли не больше, чем сам компьютер (порядка $1400).

А подключалось всё это добро к стандартным слотам расширения и было экзотикой почище, чем сейчас RAID-массивы из накопителей экстремального класса.Axlon RAM Disk — робкий ход SSD в сторону домашних ПКСвой современный вид SSD начали покупать лишь в середине 1990-х. Флеш-память, само собой разумеется, изобрели на 10 лет раньше, да и Digipro Flashdisk, первый твердотельный накопитель с новаторской памятью на борту, добрался до конвейера во второй половине 80-ых годов XX века, предлагая 16 Мбайт памяти для IBM PC за какие-то $5000.

А SSD современного размера (3.5 дюйма, вестимо) вышел в серию лишь в 1995-м.Digipro Flashdisk — NAND пришла в твердотельные накопителиНеудивительно, что твердотельные накопители ещё весьма долго «созревали» до поддержки и рыночной цены современных интерфейсов. В корпоративных задачах они, действительно, становились актуальными штуковинами — в 1990-х Digital Equipment Corporation производили уже в полной мере современные 5.25-дюймовые модели EZ5x на базе SCSI-1 и SCSI-2.

Цены с непривычки повергали в шок (от $14 тысяч за 107 Мбайт до $135 тысяч за 1 Гбайт памяти), но бизнес на то и бизнес, дабы окупать вложения в железо и прочую инфраструктуру.И лишь начиная с 2003 года в свет вышли первые SSD’шки с интерфейсом Parallel ATA, либо IDE, в случае если изъясняться расхожими терминами. Как видите, экспансия сверхбыстрых запоминающих устройств мучительно стартовала лишь в начале XXI века.«Собственными ребятами»твердотельные накопители стали по окончании того, как обзавелись распространенными разъёмами.

К примеру, PATA2000-2010. Маленькие по количеству SSD пришли в розницу. Первая доза — платно«Прописка» в стране грезы ещё не свидетельствует превосходное в ней трудоустройство.

А помощь распространённого ПК-интерфейса не гарантирует важной борьбе с твёрдыми дисками. В начале 2000-х производители носились с твердотельными накопителями точно так же, как сейчас создатели эластичных матриц «на всякий случай» гнут телевизоры и смартфоны в новых модельных линейках.К стремительным накопителям с хорошими от HDD принципами работы рынок был так же не готов, как коммунальщики не готовы 1 декабря к зиме, либо застенчивая женщина к активному формированию событий по окончании свидания с юношей.

Клиенты ходили вокруг да около и задавали вопросы «а что это за флешки такие дорогие (более чем $200 за 512 Мбайт в 2003 году, $700 за 32 Гбайт в 2006-м), и как на них вместить ОС?». Да и сами совокупности (уж Windows XP и Vista так совершенно верно), со своей стороны, не ведали об этих ваших SSD, исходя из этого дерзко индексировали-кэшировали эти, увеличивая счетчик циклов записей и укорачивая тем самым жизнь накопителя.Ёмкость SSD росла из года в год, но в качестве системного диска они ещё не годились.

Apple и Микрософт не торопились внедрять полномасштабную помощь новых накопителей в собственные совокупности, не смотря на то, что линуксоиды имели возможность смонтировать SSD-кэш чуть раньше пользователей остальных совокупностей. Но, неработающая как правило «совокупность самообслуживания» накопителя TRIM эйфории не вызывала ни у кого.Но и многие свершения из разряда «ну наконец-то!» приходятся на период между 2000 и 2010 годом.

К примеру, первый SATA-SSD (1 Гбит/с — это вам не шутки, товарищ!) в 2004-м, либо первые 2,5-дюймовые ноутбукоугодные SSD ёмкостью 32 Гбайт в 2006 году — приблизительно тогда твердотельные накопители перевоплотились из дорогостоящих игрушек «не пришей к совокупности кэш» в пригодные для повседневного применения комплектующие. 2004 год — первый SATA-SSD. Действительно, не для пользовательских ПК и с ценой впредь до $11,200…В это же самое время стартовала ликвидация детских и всяческая «стандартизация заболеваний» накопителей.

Начиная с преобладания на рынке нескольких типов памяти (о чём мы писали чуть раньше) и продолжая унификацией интерфейсов накопителей — по окончании продолжительных лет, в то время, когда инженеры городили «велосипеды» всяк на собственный лад, стараниями Intel большая часть производителей SSD озадачились стандартизацией собственных моделей (ликвидировать неприятности совместимости и снижать затраты на разработку было в далеком прошлом пора). Как следствие — в 2006 году консорциум из Intel-Micron, Hynix и Spectek «родил» универсальный интерфейс для микросхем флеш-памяти — ONFi (Open NAND Flash interface).

Скорость ONFi 1.0 составляла забавные 50 Мбайт/с на канал, но современный ONFi 3.0 «раскочегарили» уже до 400 Мбайт/с. А вот Samsung, Toshiba и SanDisk выступили за создание более подходящего к их памяти интерфейса – Toggle Mode уже год спустя. Другой интерфейс существует в двух вариациях — Toggle Mode 1.0 (166 Мбайт/с) и 2.0 (400 Мбайт/с).

Что любопытно — «архаичные» варианты интерфейсов были приняты в маленьком промежутке между 2006 и 2007 годом, а новейшие ревизии интерфейсов в один момент вышли на рынок в 2011-м.Нетбуки перевоплотили SSD в вправду массовые и нужные для конечного клиента накопителиНо все эти новшества были нацелены на осознанный выбор клиента, что так же, как и прежде с громадным энтузиазмом посматривал на растущие в количествах твёрдые диски. Исходя из этого «звёздный час» для SSD открылся вместе с бумом нетбуков — в 2007-2008 году маленький ASUS Eee PC 700 и 900 серии щеголяли твердотельными накопителями вместо HDD, и наглядно показывали, что ноутбук может обходиться без хруста французской булки паркующихся проблем и головок с ударопрочностью (нетбуки же — самые походные устройства!).

Кстати, ASUS для собственных дебютных устройств было нужно создать особый разъём называющиеся Flash Connector — эдакая модификация MiniPCI-E в эру, в то время, когда для потребителей существовали лишь PATA и SATA. Но, на рубеже 2009-2011 годов в народ пошли стандартизированные миниатюрные накопители в форм-факторе mSATA, каковые энтузиасты с удовольствием «колхозили» для совместимости со собственными нетбуками — разъём, созданный ASUS отличался незначительно и пара перерезанных контактов превращали накопитель в совместимую с Eee PC модель.ASUS одним из первых научил SSD загружать операционные совокупности в массовых ПК.

Расплачиваться за это было нужно необычным разъёмомЕщё одним «звоночком» стал выпуск первого компьютера Apple с SSD (скандально худой и храбрый MacBook Air, в случае если кто забыл). От начального размера 1,8 модифицированного интерфейса и дюйма SATA компания перешла к более компактным аналогам на базе PCIe.И в 2009-м, в то время, когда клиенты осознали сущность новых накопителей, а эти самые SSD доросли до вменяемой ёмкости, на рынок ворвались первые накопители Kingston.Apple MacBook Air — твердотельные накопители приходят в элитную компьютерную технику2010-2016.

Не роскошь, а самые массовые накопителиС тех пор индустрия SSD переживает собственный расцвет и растёт, как тесто на дрожжах. А основное — неспешно сбрасывает с себя наследие механических дисков.Важной проблемой массовых SSD стало падение скорости накопителя по мере того, как в нём уменьшалось количество свободного места.

Всё вследствие того что твердотельные накопители «размазывают» работу с данными на страницы и многочисленные блоки, и трудятся из мысли равного износа всех ячеек памяти, а не так, как завещает им файловая совокупность. Исходя из этого в том месте, где соседствуют необходимый и ненужный файл, при удалении последнего его «сосед» перемещается в новую ячейку, а старое «место жительства» контроллер SSD очищает решительно и всецело — в лучших традициях сноса нелегальных пунктов торговли.

Но дабы такая замысловатая «миграция» была вероятна, накопителю необходимо свободное пространство, а оно не всегда имеется. В условиях тесноты накопитель начинает расселять собственных «квартирантов» не в соседние блоки, а куда окажется. Соответственно, от «накладных затрат» падает и скорость работы SSD.

С того времени вошло в традицию оставлять на твердотельном накопителе хотя бы 10% места не занятым, дабы продолжить срок его работы и не утратить в скорости работы. И, не смотря на то, что в современных моделях порядочное количество места «откусывается» переквалифицируют в служебную область уже на этапе изготовления, много пользователей до сих пор оставляют часть ёмкости накопителя неразмеченной для перестраховки.По окончании того, как в архаичном параллельном интерфейсе ATA (IDE) были задействованы все дешёвые каналы и выжата вся скорость, накопители (твёрдые диски в собственном подавляющем большинстве) перебрались на последовательный SATA, что со своим протоколом AHCI превосходно стыковался с неповоротливыми HDD, но с твердотельными накопителями начал провоцировать задержки в исполнении команд.А ещё раньше встал вопрос о том, что дань истории — это, само собой разумеется, прекрасно, но SSD в далеком прошлом пора прекратить «эмулировать» твёрдые диски габаритами, и прекрасно бы уменьшить твердотельные накопители до приемлемых для мобильной техники габаритов.Сообщено — сделано!

В 2009 году на свет показался компромиссный вариант — миниатюрные накопители форм-фактора mSATA, каковые, при скромных габаритах, не потребовали разработки новых протоколов для сотрудничества с SSD и просто «действенно похудели» в сравнении со собственными предшественниками. Да, скорость работы таких накопителей ограничивалась возможностями набившего энтузиастам оскомину SATA-III, а скорость последовательной передачи данных уже начала упираться в настоящий максимум (не 6 Гбит/с, а чуть более приземленные цифры) интерфейса и угрожала стать «бутылочным горлышком» на пути развития SSD.mSATA не были техническим прорывом, но принцип «тех же щей, да побольше мельче» превосходно прижился в узких ноутбукахБыла ли возможность обойти ограничения SATA в прежние времена?

В настольных компьютерах — ещё как была! Накопители на базе интерфейса PCI-Express x2, x4 либо x8 во всю «зажигали» в скоростных совокупностях на пиковых скоростях более чем 1 Гбайт/с.Но, «горло бутылки» в виде SATA-III досаждало не всем, а теория с цифрами в замерах последовательной записи/чтения и настоящее увеличение отзывчивости накопителей — таки две громадные отличия. Это как замерять крутизну автомобиля по разметке на спидометре.

Мало какой мальчишка не делал выводы машины по максимальной скорости, но со временем все знают — в транспортных средствах имеется значительно более серьёзные вещи. Словом, за 4 года яркой судьбы mSATA поселился в большинстве худых и по большому счету премиальных ноутбуков, а время от времени и планшетов.До внедрения протокола NVMe самые стремительные SSD представляли собой RAID-массив в переходнике на PCI-ExpressТолько двигаться дальше всё равняется было нужно, исходя из этого с 2013 года вершится новейшая история SSD.

На свет показался самый современный и прогрессивный формат — M.2. Он, по собственной сути, есть «хорошим сыном» привычного нам PCI-Express: кое-какие накопители «переходного периода» для десктопов складывались из модуля SSD в форм-факторе M.2 (с хорошим протоколом AHCI во главе), упакованного в переходник PCI Express x2 2.0/x4 2.0. Современные материнские платы часто обходятся без таких полумер и располагают «родным» разъёмом под SSD в форм-факторе M.2.

Для всех остальных случаев необходимо не забывать о трех вероятных размерностях таких накопителей (80, 60 и 42 мм длины печатной платы соответственно) и не забывать, что самыми прогрессивными по части скорости и минимальных задержек будут накопители, трудящиеся по протоколу NVMe, что пришёл на смену созданному для твёрдых дисков AHCI.SSD формата M.2 — модно, стильно, производительноГде матчасть и леденящие душу подробности?Сейчас, в то время, когда мы разобрались в этапах становления SSD, не грех вникнуть в принципы работы таких накопителей и оценить, как развивалась начинка новаторских компьютерных комплектующих. Оставайтесь с нами, и уже не так долго осталось ждать мы подадим вам «жареные» металлические факты под легко усваивающимся «соусом»!To be continued, товарищи!

Случайная статья:

Жёсткие диски. HDD или SSD?


Похожие статьи:

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Обсуждение закрыто.