Apa itu Solid State Drive (SSD)? Plus, pro dan kontra

Solid State Drives (SSD) dengan cepat menjadi penyimpanan komputer yang disukai untuk sistem dan aplikasi operasi. Anda akan menemukannya di laptop, telepon, tablet, dan bahkan konsol terbaru.

Dengan kinerja dan daya tahan yang sangat baik, drive ini membuat percikan nyata, tetapi apa sebenarnya SSD?

Di dalam HDD, Anda akan menemukan satu atau lebih disk pemintalan yang disebut “piring -piring.”Setiap piring dibagi menjadi trek dan sektor. Piring biasanya terbuat dari aluminium atau kaca dan dilapisi dengan bahan magnetik.

Permukaan piring berisi miliaran area individual yang masing -masing mewakili satu bit data. Area tersebut dapat dimagnetisasi atau didemagnet, mewakili satu atau nol.

Saat piring-piring pemintalan bergerak pada ribuan revolusi per menit, kepala baca kecil yang melekat pada lengan mengayun mengapung luas rambut di atas piring yang dibaca atau menulis ke drive.

Hard disk drive adalah perangkat yang sangat rumit dengan banyak bagian yang kecil, tepat, dan rapuh. Itu adalah keajaiban modern yang mereka kerjakan sebaik yang mereka lakukan.

Bagaimana cara kerja drive solid state (SSD)

SSD memiliki lebih banyak kesamaan dengan perangkat semikonduktor seperti CPU dan RAM daripada drive hard disk. SSDS dan HDD keduanya bertindak sebagai perangkat penyimpanan, tetapi SSD bekerja dengan cara yang sangat berbeda.

Di dalam SSD khas, Anda hanya akan menemukan chip komputer. Ada chip pengontrol SSD, yang mengelola bagaimana dan di mana data disimpan, tetapi sebagian besar SSD terdiri dari chip memori flash.

Memori flash adalah memori "tidak mudah menguap". Memori yang mudah menguap, seperti RAM, tidak bertahan ketika daya dimatikan-data yang disimpan di sana menghilang. Sebaliknya, dengan memori yang tidak mudah menguap (seperti SSD atau drive USB), data Anda tetap ada bahkan ketika daya dimatikan. Inilah sebabnya mengapa drive jempol USB juga disebut sebagai "flash drive"!

SSD modern (dan sebagian besar USB flash drive dan kartu memori) Gunakan jenis memori flash yang disebut NAND Flash Memory. Itu dinamai setelah salah satu jenis gerbang logika yang dapat Anda buat di microchip. Dalam memori NAND, ada "sel" yang dapat menampung tingkat muatan listrik yang berbeda. Dengan mengukur level muatan dalam sel memori, Anda dapat mengetahui apakah itu mewakili satu atau nol. Untuk mengubah isi sel, Anda cukup mengubah tingkat muatan di dalamnya.

Ada banyak variasi berbeda dalam teknologi di dunia memori NAND. Misalnya, Anda mungkin telah melihat beberapa SSD Samsung berlabel "V-Nand" atau "Vertikal" Nand. Di sini sel -sel memori ditumpuk secara vertikal, memungkinkan untuk lebih banyak kapasitas penyimpanan dalam jejak silikon yang sama. Intel's 3D nand juga kurang lebih teknologi yang sama.

Jenis SSD dan Antarmuka

SSD datang dalam berbagai faktor bentuk dan tipe memori nand flash. Ini menentukan kinerja maksimum SSD serta harganya.

Tipe memori flash

Semua nand flash tidak sama untuk kepadatan dan kinerja data. Anda akan ingat dari diskusi kami di atas bahwa SSD menyimpan data sebagai muatan listrik di dalam sel memori.

Jika sel hanya menyimpan satu bit data, itu disebut SLC atau memori sel tingkat tunggal. MLC (sel multi-level) dan TLC (triple-level cell) menyimpan dua dan tiga bit data per sel, masing-masing. Memori QLC (sel quad-level) membawanya ke empat bit per sel.

Semakin banyak bit data yang dapat Anda simpan dalam satu sel, semakin murah SSD Anda, atau lebih banyak data yang dapat Anda masukkan ke dalam ruang yang sama. Ini terdengar seperti ide yang bagus, tetapi berkat bagaimana SSDS beroperasi, drive mati lebih cepat saat menggunakan metode penyimpanan multi-bit. Memori SLC adalah jenis NAND yang berkinerja terbaik dan paling tahan lama dengan umur panjang. Namun, ini juga yang paling mahal dan hanya ditemukan di drive kelas atas.

Dengan demikian, sebagian besar SSD konsumen menggunakan MLC atau TLC dan menggunakan metode khusus untuk memperluas hidup mereka sebanyak mungkin. Kami akan membahas masalah SSD Wear sedikit nanti dalam artikel ini di bawah kerugian teknologi.

Faktor bentuk SSD

SSD datang dalam berbagai faktor bentuk. "Faktor bentuk" hanyalah bentuk fisik perangkat dan standar koneksi apa yang sesuai dengan. Karena SSD awalnya dirancang untuk menggantikan HDD, perangkat pertama yang dimaksudkan untuk desktop konsumen dimaksudkan untuk slot di mana hard drive sebelumnya.

Di sinilah 2.Desain SSD SATA 5-inci masuk ke dalam gambar. Anda bisa mengeluarkan 2 saat ini.Hard drive laptop 5 inci dan colokkan salah satu SSD ini.

SSD di dalam casing ini tidak membutuhkan semua ruangan itu, tetapi itu masuk akal karena laptop dan sebagian besar desktop modern sudah memiliki 2.Teluk drive 5 inci dan konektor SATA di motherboard mereka. Anda juga dapat membeli adaptor yang memungkinkan Anda menempatkan 2.Drive 5-inci ke desktop 3.Teluk 5-inci.

Selain mengambil ruang yang tidak perlu, 2 ini.Drive 5-inci dibatasi hingga 600 MB/s karena itulah batas antarmuka SATA 3.

Standar MSATA (Mini-Sata) memecahkan masalah ruang. MSATA secara fisik memiliki bentuk, ukuran, dan konektor yang sama dengan standar kartu mini PCI Express, tetapi kedua jenis kartu tidak kompatibel secara elektrik.

Standar MSATA sekarang telah digantikan oleh M.2 standar. M.2 SSD bisa menjadi SATA atau PCIE, tergantung pada kartu dan kombinasi motherboard.

M.2 kartu juga bisa dua sisi dengan komponen di kedua sisi, dan panjangnya bervariasi. Selalu penting untuk memastikan bahwa motherboard komputer Anda kompatibel dengan M.2 SSD yang ingin Anda gunakan dengannya!

NVME SSD Gunakan standar Non-Volatile Memory Express, yang merupakan bagaimana komputer dapat mengakses memori SSD menggunakan PCIe yang lebih umum digunakan untuk kartu grafis. PCIe memiliki lebih banyak bandwidth daripada SATA, memungkinkan memori SSD cepat mencapai potensi penuhnya.

Keuntungan SSD

Ada banyak alasan mengapa SSD dengan cepat menjadi standar dalam teknologi penyimpanan. Sementara beberapa masalah gigi awal membuat mereka keluar dari dunia komputer arus utama untuk sementara waktu, mereka sekarang berada pada titik di mana kita dapat merekomendasikan mereka kepada siapa pun. Bahkan konsol video game terbaru sekarang menggunakan SSD. Berikut adalah kekuatan utama yang telah memimpin SSD menuju popularitas mereka saat ini.

SSD cepat

Hard drive mekanik tercepat secara global, mesin seagate.2 EXOS 2x14, dapat mencapai laju transfer berkelanjutan 524 MB/s. Itu hampir secepat SATA 3 SSD, tetapi drive mekanik khas yang akan Anda temukan di komputer hari ini dapat mencapai suatu tempat antara 100 MB/s dan 250 MB/s jika Anda melihat high-end pasar.

Khas m.2 PCIe SSD, seperti yang ditemukan di laptop kelas menengah, menawarkan 2.5 hingga 3.5 GB/s. M terbaru.2 PCIe SSD mendekati 8 GB/s, yang merupakan jumlah data yang membingungkan. Kecepatan tulis berurutan biasanya sedikit lebih lambat dari kecepatan baca, tetapi data terbang dengan kecepatan luar biasa di kedua arah.

Ini juga bukan hanya tentang kecepatan transfer. Hard drive mekanis perlu waktu memutar piring dan memindahkan kepala drive ke tempatnya. Menemukan tempat yang tepat di piring untuk permintaan data dikenal sebagai "mencari waktu". Untuk SSD, angka latensi itu secara efektif nol.

SSD dapat langsung membaca data dari lokasi mana pun di dalam sel memorinya dan bahkan melakukannya secara paralel. Tidak peduli ke arah mana Anda mengirisnya, SSD berada di alam semesta kinerja yang berbeda dari hard drive mekanik terbaik, tidak peduli ke arah mana Anda mengirisnya.

Saat meningkatkan HDD komputer ke SSD, Anda mengalami waktu boot yang jauh lebih cepat dan responsif sistem yang sangat tajam. Hanya karena CPU Anda tidak pernah harus menunggu data dari drive penyimpanan Anda. Ini adalah cara yang fantastis untuk memberikan kehidupan baru sistem windows yang lama.

SSD tahan lama

SSDS sama tahan lama dengan komponen solid-state lainnya seperti CPU atau RAM tanpa bagian yang bergerak. Kecuali jika lonjakan daya menghancurkan mereka, mereka harus berjalan tanpa batas atau setidaknya selama komputer tetap berguna bagi Anda. Memori flash juga sangat tahan terhadap kerusakan dampak, tidak seperti hard drive yang mudah dihancurkan jika jatuh, terutama saat piring -piring berputar.

Daya tahan ini membuat mereka sempurna untuk laptop, dan itulah sebabnya ultrabook seperti Apple MacBook Air, iMac, dan anggota keluarga komputer Mac lainnya memiliki SSD terintegrasi berkinerja tinggi.

"Daya Daya Daya Tahan" dalam hal ini tidak merujuk pada fenomena keausan SSD, yang kami liput di bawah daftar kerugian di bawah ini.

SSD tidak menderita fragmentasi

Fragmentasi data adalah masalah nyata pada HDD. Itu terjadi ketika data baru ditulis ke ruang pertama yang tersedia di drive. Jadi file yang diberikan atau set file terkait mungkin memiliki data yang tersebar di seluruh area piring fisik drive.

Ini menghancurkan kecepatan baca berurutan dan menambahkan satu ton pencarian waktu karena kepala drive terbang di semua tempat untuk menemukan semua bagian file. SSD, karena sifatnya, tidak menderita fragmentasi. Bukannya file tidak terfragmentasi. Hanya saja itu tidak masalah karena tidak ada bagian yang bergerak dan tidak ada waktu untuk dibicarakan.

Defragmenting hanya menempatkan pakaian yang tidak perlu di drive. Jika Anda ingin tahu lebih banyak tentang fragmentasi SSD, baca jika Anda mencurahkan SSD?

SSD diam

Hard drive berisik! Dengungan motor, dugaan disk, suara klik kepala drive bergerak bolak -balik - itu adalah kebisingan latar belakang bagi pengguna komputer selama beberapa dekade.

SSD, sebaliknya, tidak membuat suara sama sekali. Ini mungkin tampak seperti keuntungan sepele, tetapi komponen komputer yang bising menjengkelkan. Dalam beberapa kasus penggunaan, seperti komputer yang digunakan untuk perekaman suara, tingkat suara sangat penting. Ada hard drive yang mahal dengan pemasangan dan desain khusus yang telah mencoba mengekang kebisingan HDD, tetapi dengan SSD, masalahnya benar -benar terpecahkan.

Inilah sebabnya mengapa kita sekarang dapat memiliki komputer seperti Apple M1 MacBook Air, yang tidak memiliki kipas dan tidak ada hard drive mekanis. Seluruh komputer adalah keadaan solid dan karenanya tidak membuat suara apa pun!

SSD kecil dan hemat daya

SSD mengambil lebih sedikit ruang daripada HDD, dan mereka membutuhkan lebih sedikit kekuatan untuk bekerja. Itu berarti kita dapat memiliki komputer, tablet, smartphone, dan perangkat elektronik lainnya yang lebih kecil dan lebih tipis.

SSDS dapat hampir seluruhnya tidur saat tidak digunakan, dan, tidak seperti HDD, mereka dapat beralih ke mode kinerja tinggi hampir secara instan. Secara keseluruhan, konsumsi daya SSD sangat penting untuk mendapatkan daya tahan baterai yang lebih baik dari komputer seluler dan gadget lainnya yang menggunakannya. Perangkat elektromekanis hanya membutuhkan lebih banyak energi daripada perangkat solid-state untuk beroperasi.

SSD dapat menyusut ukuran pemasangan

SSDS dapat mengurangi ukuran instalasi beberapa aplikasi, terutama video game. Ketika aplikasi mengandalkan streaming data ke dalam memori dengan cepat, pengembang dapat menduplikasi informasi di beberapa lokasi di piring HDD. Ini mengurangi waktu mencari karena kepala drive selalu dekat dengan salinan data yang dibutuhkannya. Ini trik yang cerdas, tetapi datang dengan mengorbankan ruang penyimpanan.

Aplikasi yang dirancang untuk SSD tidak perlu melakukan ini sama sekali. Karena SSD hampir tidak memiliki latensi dan dapat membaca data dari mana saja di drive segera, hanya satu salinan data yang harus ada.

Konsol seperti PlayStation 5 telah menunjukkan berapa banyak SSD yang dapat mengecilkan ukuran pemasangan, terutama dikombinasikan dengan kompresi, yang membawa kita ke keuntungan berikutnya.

SSD dapat dipercepat

Jika Anda berpikir bahwa SSD sudah sangat cepat, Anda bisa mempercepat drive ini untuk beberapa angka kinerja yang benar-benar berkecepatan tinggi. Semuanya berkat teknologi kompresi. Data disimpan di SSD dalam bentuk yang sangat terkompresi. Ketika informasi diminta, itu didekompresi secara real-time, secara efektif memperkuat kecepatan transfer data mentah SSD.

Satu -satunya tangkapan adalah bahwa Anda memerlukan prosesor yang kuat untuk mendekompresi, tetapi SSD saat ini tidak termasuk prosesor seperti itu. Ternyata GPU sangat baik dalam melakukan jenis pekerjaan ini, jadi menggunakan API perangkat lunak (Application Programmer Interface) seperti Microsoft's DirectStorage dan NVIDIA RTX IO, generasi GPU baru -baru ini dapat mempercepat tidak hanya grafik 3D tetapi kinerja SSD juga.

Kerugian SSD

SSD memiliki banyak atribut yang diinginkan, tetapi teknologinya tidak sempurna. Beberapa aspek kepemilikan SSD tidak seaneh yang kami inginkan.

SSD lebih mahal

HDD telah turun dalam harga begitu banyak dan telah meningkatkan jumlah data yang dapat mereka simpan ke tingkat kepadatan gila. Hasilnya adalah bahwa gigabyte data HDD harganya jauh lebih murah daripada bahkan nand flash termurah.

Harga SSD telah turun drastis selama beberapa tahun terakhir, tetapi orang -orang umumnya masih menggunakan SSD yang relatif kecil di kisaran 256GB hingga 512GB. SSD disediakan untuk aplikasi dan sistem operasi, sementara HDD masih memiliki penyimpanan massal untuk file media atau aplikasi yang tidak mendapat manfaat dari kecepatan SSD.

Berita baiknya adalah, seperti semua teknologi semikonduktor, kepadatan transistor dan proses manufaktur cenderung menunjukkan tren eksponensial yang mengarah ke biaya yang lebih rendah dan jumlah ruang yang lebih signifikan. Untuk saat ini, sebagian besar anggaran membutuhkan campuran penyimpanan SSD dan HDD.

SSD bisa aus

Sementara SSD sangat tahan lama dan dapat menahan hukuman lebih dari HDD, sementara juga memiliki kehidupan operasional yang lebih lama, mereka menderita keausan. Keausan SSD terjadi karena SSD menulis ke sel memori adalah destruktif. Setiap kali sedikit ditulis ke sel memori SSD, ia kehilangan kemampuannya untuk menampung sedikit.

Seiring waktu, tulis yang diulang ke sel membuatnya tidak bisa dioperasikan. SSD SLC dapat menangani tulisan yang paling berulang sebelum menggoreng sel yang diberikan, tetapi sel MLC, TLC, dan QLC lebih rentan, dalam urutan itu. SSD konsumen awal bisa segera mati dengan mengkhawatirkan, tetapi hari ini drive memiliki strategi seperti leveling keausan dan overprovisioning untuk memperluas daya tahan tulis SSD.

SSD Wear adalah topik yang rumit, jadi lihat semua yang perlu Anda ketahui tentang SSD Wear & Tear untuk diskusi mendalam.

SSD dapat mengalami busuk bit cepat

Semua bentuk penyimpanan data pada akhirnya menyerah sedikit busuk. Ini terjadi ketika media penyimpanan sangat terdegradasi sehingga tidak dapat lagi menyimpan data dalam bentuk yang dapat dibaca.

Media yang berbeda mendapatkan sedikit busuk karena berbagai alasan, tetapi hard drive dapat disimpan selama beberapa dekade tanpa sedikit busuk menjadi masalah. SSD, di sisi lain, berpotensi kehilangan data setelah hanya beberapa tahun penyimpanan. Ini terjadi karena degradasi lapisan isolasi yang menjaga muatan di setiap sel memori. Jika jumlahnya bocor, selnya kosong dan tidak mengandung data!

Tampaknya sedikit busuk terjadi lebih cepat jika SSD disimpan di lingkungan yang terlalu panas, tetapi bagaimanapun, mereka mungkin bukan pilihan terbaik untuk menyimpan data di laci di suatu tempat.

Pemulihan data SSD sulit untuk tidak mungkin

Ada industri canggih yang dibangun di sekitar seni memulihkan data dari hard drive mekanik. Jika Anda memiliki cukup uang untuk dibelanjakan, Anda bahkan dapat memulihkan data dari drive yang telah dihancurkan, sebagai spesialis benar -benar membangun kembali drive dari potongan -potongan.

Pada tingkat yang lebih biasa, Anda dapat memulihkan data yang secara tidak sengaja dihapus karena HDD tidak menghapus data fisik saat Anda menghapusnya di Windows atau sistem operasi lain. Sebaliknya, area drive itu hanya ditandai untuk ditimpa. Selama timpa belum terjadi, Anda dapat memulihkannya menggunakan perangkat lunak khusus.

SSD membuat hampir tidak mungkin untuk memulihkan apa pun jika drive rusak atau file dihapus. Jika HDD rusak oleh lonjakan listrik, Anda masih dapat membangunnya kembali dengan elektronik drive baru, tetapi karena SSD sepenuhnya listrik, semua memori dapat digoreng.

Ini juga tidak membantu bahwa SSD memiliki pengontrol canggih yang melakukan banyak hal dengan sistem operasi data fisik yang tidak mereka ketahui. Sebagai contoh, perintah trim yang digunakan oleh SATA SSDS pre-emptive menghapus sel memori yang telah ditandai untuk dihapus untuk mempercepat proses penulisan data baru. Jadi trik yang belum dikeluarkan tidak akan berhasil pada mereka!

Masa depan adalah keadaan solid

Sementara SSD tidak sempurna, mereka mewakili lompatan dalam kinerja penggerak penyimpanan sehingga dominasi pasar penyimpanan akhirnya tampaknya tak terhindarkan. Seiring waktu kami berharap bahkan SSD SLC turun dalam harga, sementara tipe SSD yang kurang tahan lama akan menjadi lebih pintar ketika datang untuk membatasi keausan.

Teknologi hard drive juga memiliki masalah yang adil di masa -masa awal, tetapi kami merasa masalah apa pun yang masih dimiliki SSD yang masih akan diselesaikan dalam waktu singkat.