Lekcija 2.18. - Sekundarne memorije: poluvodičke
SSD disk
Solid-state drive (SSD) (poznat kao i solid-state disk iako ne sadrži stvarni disk, niti pogonski motor koji vrti disk), koristi integrirani skup sklopova kao memoriju za trajnu pohranu podataka (slika 2). SSD tehnologija primarno koristi elektronička sučelja kompatibilna s tradicionalnim ulazno-izlaznim diskovima, koji dopuštaju jednostavne zamjene u uobičajenim programima.
Dodatno, nova U/I sučelja (eng. I/O - Input/Output), kao što je SATA Express, dizajnirane su za rješavanje specifičnih zahtjeva SSD tehnologije.
SSD nema mehaničku komponentu. Ovo ga razlikuje od tradicionalnih elektromehaničkih diskova kao što su HDD ili disketa, koji sadrže disk koji se vrti i pomične glave.
U usporedbi s elektromehaničkim diskovima, SSD je otporniji na fizičke šokove, radi tiše, ima manje vrijeme pristupa. No, dok je cijena SSDa padala kroz vrijeme, potrošački razred SSD-ova je još osam do devet puta skuplji po jedinici pohrane od potrošačkog razreda HDD-a.
Od 2014., većina SSD-a koristi memoriju temeljenu na NAND tehnologiji koja sadrži podatke bez struje.
Slika 2. Građa SSD diska
Funkcije kontrolera:
Svaki SSD uključuje kontroler s elektronikom koja povezuje komponente NAND memorije s računalom domaćinom. Kontroler je ugrađeni procesor koji izvodi kod na razini firmwarea i jedan je od najvažnijih faktora SSD performansi. Neke od funkcija kontrolera su:
Ispravljanje grešaka u kodu (Error-correcting code, ECC)
Poravnanje (eng. wear levelling)
Mapiranje loših blokova
Čitanje i upravljanje ometanjima čitanja
Predmemoriranje čitanja i pisanja
Skupljanje smeća (engl. garbage collection)
Enkripcija
Jedna od temeljnih zadaća kontrolera SSD diska je osigurati ravnomjerno trošenje svih ćelija diska kako se zbog ograničenja u broju zapisivanje neke ćelije ne bi potrošile brže od drugih. Ta tehnologija naziva se eng. wear levelling, a pri tome vrlo važnu ulogu ima i proces skupljanja smeća odnosno algoritam koji se koristi za odabir najboljeg bloka za brisanje i pisanje. Isto tako ovdje valja spomenuti i TRIM naredbu koju operacijski sustav šalje disku kako bi ukazao na podatke koji se više ne koriste, a to je važno za disk jer se tada te ćelije mogu obrisati i ponovno zapisati.
SSD najčešće dolazi ili u obliku kućišta dimenzija 3.5”, 2.5” i 1.8” (koja se priključuju na SATA ili SATA Express sabirnicu) ili u obliku standarndih PCI Express kartica. No, zbog svojih tehničkih karakteristika moguće ga je uklopiti i u drugačija pakiranja - tako npr. postoje i SSD-ovi na manjim karticama (Slika 3):
mSATA - koristi PCI Express Mini Card fizički priključak i kompatibilan je s PCI Express Mini Card sučeljem, ali zahtijeva i dodatnu vezu prema SATA kontroleru.
M.2 - poznatiji i kao Next Generation Form Factor (NGFF), je prirodni prijelaz od mSATA prema korisnijim i naprednijim sučeljima. Dok je mSATA iskoristila prednosti postojećih sučelja i konektora, M.2 je dizajniran da maksimizira prostor i performanse koje nudi kartični priključak.
Slika 3. Usporedba mSATA (lijevo) i M.2 (desno) SSD diska
Na slici 4. vidi se tipičan M.2 priključak (crveno zaokružen) na modernoj matičnoj ploči, u koji je umetnuta SSD kartica M.2 formata.
Slika 4. M.2 priključak na matičnoj ploči