حافظه اس اس دی راهنمای خرید و همه چیز درباره SSD

این متن به منظور کمک در درک مفهومی سطح مبتدی تا متوسط فناوری SSD و همچنین رهبری صنعتی سامسونگ و محصولات منحصربفرد آن دز حوزه درایو جامد SSD برند سامسونگ طراحی شده است. برای درک بهتر، ممکن است قبل از خوانندن مطالب، مروری بر لغتنامه و آشنایی با برخی اصطلاحات اساسی SSD برای درک بهتر این مقاله مفید باشد. مطالب در این کتابچه به ترتیب ارائه شده و می‌تواند به شما در درک واضح SSD کمک کند.

به طور مثال: علاوه بر توضیح اینکه چرا SSDها ارتقاء مقرون به صرفه‌ای نسبت به رقبای مکانیکی سنتی خود هستند، در این متن با فناوری NAND (بنیانگذار SSDها)، فناوری‌های خاص SSD، شاخص‌های عملکرد SSD و ویژگی‌های نرم‌افزار Magician برای حفظ عملکرد بهتر SSD آشنا می‌شوید. این کتابچه نتیجه‌ی تلاش و همکاری بسیاری است و امیدواریم که مفید و اطلاعاتی برای شما باشد.

01: مقدمه‌ای درباره SSDها

چرا SSDها شگفت‌انگیزند؟ در این قسمت، به دلیل‌های شگفت‌انگیز بودن SSDها پرداخته خواهد شد.

فناوری Solid State Drive (SSD) امروزه توجه فراوانی به خود جلب کرده است. SSD یکی از اصلی‌ترین پیشرفت‌ها در فناوری ذخیره‌سازی در سال‌های اخیر است. ارتقاء به یک SSD فقط بهبودهای کوچک در عملکرد را فراهم نمی‌کند بلکه SSD با سرعت دسترسی تصادفی نوآورانه، توانایی چند وظیفه‌ای بالا و مقاومت در برابر حرکت و حمل و نقل و قابلیت اعتماد به خواندن و نوشتن دیتا ، تجربه استفاده از رایانه محاسباتی را تغییر خواهد داد. بیایید به بررسی بیشتر برخی از ویژگی‌های ویژه SSD بپردازیم و ببینیم چرا ممکن است این ارتقاء بهترین ارتقاء باشد که تا به حال انجام داده‌اید.

یک هارد دیسک درایو (HDD) به وسیله یک سرمایه درایو مکانیکی کار می‌کند که باید به صورت فیزیکی جابه‌جا شود تا به مکان‌های مختلف روی دیسک مغناطیسی با سرعت بالا دسترسی پیدا کند. اگر تا به حال داخل یک HDD را دیده باشید، شبیه یک پخش‌کننده ضبط فناوری بالا به نظر می‌رسد. از طرف دیگر، یک Solid State Drive (SSD) بدون قطعه‌های متحرک است و به همین دلیل قادر است با سرعت و دقت یکسان به هر مکان روی درایو دسترسی پیدا کند. این تفاوت، پشت هر یک از مزایایی است که در ادامه بحث خواهند شد.

هارد دیسک‌های مکانیکی

یک هارد دیسک درایو (HDD) با استفاده از سر درایو ( مجهز به هد ) مکانیکی کار می‌کند که برای دسترسی به مکان‌های مختلف روی دیسک مغناطیسی در حال چرخش، باید به صورت فیزیکی حرکت کند. اگر تا به حال داخل یک هارد دیسک درایو را دیده باشید، می‌دانید که کمی شبیه یک پخش‌کننده گرامافون قدیمی اما با مکانیزم مدرن و جدید و پیشرفته به نظر می‌رسد. یک طرف دیگر ماجرا وقتی اس اس دی را بررسی میکنید متوجه می شوید که درایو جامد (SSD) هیچ قطعه متحرکی ندارد و به همین دلیل قادر است با سرعت و دقت بالا به هر مکان روی درایو دسترسی ( همزمان ) پیدا کند. این تفاوت، به عنوان سنگ بنای هر یک از مزایا که در ادامه درباره آن بحث خواهد شد، قرار دارد.

بهبودهای درایوهای حالت جامد (SSD) نسبت به هارد دیسک‌های مکانیکی

بهبودهای اصلی درایوهای نهان حالت جامد (SSD) نسبت به هارد دیسک‌های مکانیکی عبارتند از:

1. سرعت خواندن و نوشتن: درایوهای SSD قادر به سرعت بسیار بالا در خواندن و نوشتن داده‌ها هستند. به عنوان مثال، زمانی که برنامه‌ها را اجرا می‌کنید یا فایل‌های بزرگ را به سیستمتان اضافه یا از آن حذف می‌کنید، درایو SSD به شما تجربهٔ سریع و پاسخگویی فوری را ارائه می‌دهد.
2. زمان کمتر برای دسترسی : در هارد دیسک‌های مکانیکی، زمان لازم برای دسترسی به داده‌ها به علت حرکت مکانیکی سر درایو و تاخیرهای مربوط به آن بسیار بیشتر است. اما در درایوهای SSD، زمان دسترسی به داده‌ها بسیار کوتاه‌تر است و به صورت فوری انجام می‌شود. این باعث می‌شود برنامه‌ها و سیستم عامل به طور کلی سریعتر بارگذاری شوند و کاربران تجربهٔ بهتری داشته باشند.

1. مقاومت بالا: درایوهای SSD بدون قطعه‌های متحرک هستند، بنابراین بر خلاف هارد دیسک‌های مکانیکی که ممکن است در صورت ضربه یا لرزش خراب شوند، SSD ها مقاومت بالایی دارند. این باعث می‌شود که درایو SSD برای استفاده در محیط‌های پر لرزش، حافظه تلفن همراه و دستگاه‌های قابل حمل مانند لپ تاپ ها مناسبتر باشد. استفاده از SSD خرابی دیتا و نیاز به ریکاوری اطلاعات را کاهش می دهد. همچنین باعث می شود لپ تاپ خنک تر کار کرده و از داغ شدن لپ تاپ جلوگیری میکند. این حتی برای عمر مفید باتری لپ تاپ نیز مفید است.
2. کم شدن صدا: به دلیل عدم وجود قطعه‌های متحرک، درایوهای SSD بسیار کم صدا هستند. این به این معنی است که سیستم شما بدون صداهای مربوط به حرکت مکانیکی درایو، آرام و ساکت خواهد بود.

5. کوچک و سبک: درایوهای SSD از طراحی کوچک و سبک برخوردارند. این امر باعث می‌شود که مناسب برای استفاده در دستگاه‌های قابل حمل مانند اس اس دی برای لپتاپ‌ها ، تبلت‌ها و نوت بوک‌ها باشند. در ضمن، این درایوها دارای مصرف برق کمتری هستند که باعث زمان بیشتری از باتری در دستگاه‌های قابل حمل می‌شود.

این تغییرات نسبت به هارد دیسک‌های مکانیکی بهبود‌های مهمی در کارایی، قابلیت اطمینان و تجربه کاربری فراهم می‌کنند.

زمان دسترسی و تاخیر

در هارد دیسک‌های مکانیکی، زمان دسترسی به داده‌ها برای ساختار مکانیکی درایو به معنای حرکت سر درایو و صبر برای رسیدن به موقعیت مورد نظر صورت است. این باعث ایجاد تاخیر در دسترسی به اطلاعات می‌شود. به عبارت دیگر، زمانی که درخواست برای دسترسی به داده صادر می‌شود، نیاز است تا سر هد به موقعیت مورد نظر حرکت کند و پس از قرار گرفتن روی موقیت درستی از دیسک؛ داده قابل دسترسی می‌شود. این تاخیر را به عنوان “لتانسی” می‌نامند. در مقابل، در درایوهای حالت جامد (SSD)، زمان دسترسی به داده‌ها به صورت الکترونیکی و بدون نیاز به حرکت مکانیکی انجام می‌شود. این باعث می‌شود زمان دسترسی به داده‌ها بسیار کوتاه‌تر و تاخیر کمتری داشته باشد. به عبارتی، داده‌ها بلافاصله و بدون نیاز به صبر کردن در دسترس قرار می‌گیرند. با توجه به این تفاوت، درایوهای SSD قادرند به صورت سریع‌تر و با دقت بیشتری به داده‌ها دسترسی پیدا کنند و تاخیر کمتری را تجربه کنید. این امر بهبود قابل توجهی در عملکرد و پاسخگویی سیستم‌ها ایجاد می‌کند.

یکی از دلایلی که درایوهای نهان حالت جامد (SSD) به طور چشمگیری عملکرد بهتری نسبت به درایوهای سخت‌افزاری سنتی (HDD) دارند، زمان دسترسی بسیار سریع آنها است (تاخیر بین درخواست و انجام عملیات خواندن یا نوشتن). یک SSD مدرن زمان دسترسی تصادفی به داده‌ها را حدود 0.1 میلی‌ثانیه یا کمتر دارد، در حالی که HDD‌های مصرفی 2.5 اینچی معمولی حدود 10 تا 12 میلی‌ثانیه یا بیشتر زمان لازم دارند. همانطور که در جدول مقایسه زیر می‌بینید، SSDها بیش از 100 برابر سریعتر از HDDها در دسترسی به داده‌ها هستند، از جمله زمان جستجوی داده و تاخیر. علاوه بر این، در حالی که HDDها تحت تأثیر قرارگیری متمرکز قرار می‌گیرند، SSDها عملکرد پایداری را به دلیل استفاده از مدارهای یکپارچه به جای دیسک‌های چرخان فیزیکی ارائه می‌دهند؛ در حالی که دیسک‌های چرخان باید منتظر موتورها، سرها و بازوها باشند تا به طور فیزیکی موقعیت مکانی داده را پیدا کنند، SSDها می‌توانند با سرعت بسیار بالا به هر مکانی دسترسی پیدا کنند.

بیایید با یک تشبیه ادامه دهیم. تصور کنید شما در حال تهیه یک کیک هستید و نیاز دارید تمام مواد را جمع آوری کنید و یک آشپزخانه بزرگ در یک خانه بزرگ دارید. آرد در کابینت در سمت دیگر اتاق قرار دارد، تخم‌مرغ و شیر در یخچال است، اما شکر را در پایین ساختمان در ماشینتان فراموش کرده‌اید. جمع آوری این مواد ممکن است مدت زمان قابل توجهی را برای شما به همراه داشته باشد، زیرا باید به صورت فیزیکی به محل هر ماده بروید و آن را به منطقه آماده‌سازی کیک بیاورید. حالا تصور کنید که از طریق یک عصای جادویی، تمامی چیزهایی که نیاز دارید بدون اینکه از جایی که ایستاده‌اید حرکت کنید ، فوری قابل دسترسی باشد . چقدر زمان صرفه جویی می‌شود؟ این تشبیه ساده کمک می‌کند تا یکی از مزایای اصلی درایوهای SSD در مقابل HDDها را توضیح دهد. در SSD نیازی به انتظار برای حرکت فیزیکی سر درایو مکانیکی نیست، به همان شکلی که نیازی به حرکت از منطقه پخت کیک در تشبیه بالا نداشتید. نتیجه؟ کامپیوتر شما به شدت پاسخگو تر شده است. حتی در یک مثال دیگر میتوان گفت که سرعت هارد دیسک مغناطیسی مثل درست کردن قهوه است اما سرعت SSD مثل چند قاشق اسپرسو آماده !

کارائی

بازیابی اطلاعات سریع و کارآمد به عنوان بهترین کاربرد SSD شناختنه میشود ، برای طرفداران تعدد وظیفه ( مولتی تسک ) و علاقه‌مندان به سرعت، اس‌اس‌دی (حافظه جامد) مزایای قابل توجهی دارد. زمان دسترسی فوق‌العاده سریع این فناوری باعث بهبود قابل توجهی در عملکرد دستگاه در شرایط عادی تا کارهای سنگین می‌شود. توانایی دسترسی به هر نقطه از درایو بدون کاهش عملکرد به این معنی است که شما می‌توانید با کاهش کمتری در عملکرد، بیشترین تعداد برنامه را به صورت همزمان ( باز ) داشته باشید. همچنین کاربران اس‌اس‌دی تجربه بهبود قابل توجهی در زمان راه‌اندازی سیستم، خاموش شدن، بارگیری برنامه‌ها، مرور وب، نصب برنامه‌ها و کپی فایل دارند.

وقتی که فایل ها را جابجا می کنید ؛ با کاهش تعداد و مدت زمان نمایش جعبه کپی و کاهش مدت نمایش ساعت شناور، متلاشی کردن اعصاب شما کمتر خواهد شد و شما قادر خواهید بود لپتاپ خود را بدون تأخیرهای پیش بینی نشده در اختیار داشته باشید و با تجربه واقعی از قابلیت‌های خوابیدن و بیدار شدن ( SLEEP آماده بکار ) استفاده کنید. این بهبودهای عملکرد به دلیل قابلیت‌های توالی و تصادفی اس‌اس‌دی است. سرعت توالی سریع به شما اجازه می‌دهد فایل‌های بزرگ را سریعتر کپی کنید و عملکرد بهتری در کار با فایل‌های بزرگ مانند ویدیوها داشته باشید. با این حال، عملکرد تصادفی، که با واحد عملیات ورودی/خروجی در ثانیه (IOPS) اندازه‌گیری می‌شود، شاید مهمترین معیار عملکرد برای اس‌اس‌دی محسوب شود.

بهبود تا 200 برابری در فناوری IOPS

بخش قابل توجهی از فعالیت‌های ذخیره‌سازی شامل نوشتن‌های تصادفی فرمت 4K است، که اندازه‌گیری می‌کند که چقدر درایو عملکرد قابل قبولی خواهد داشت. زمانی که داده‌های تصادفی کوچکی را (مانند تغییر قسمتی کوچک از یک فایل ورد یا متنی و ذخیره تغییرات) بنویسد نمی توانید تاثیرات شگفت انگیز SSD را ببینید و کاربران بیشتر از زمان گذاشتن برای کپی فایل‌های بزرگ یا نصب برنامه‌ها، وقت خود را در کارهای چند وظیفه‌ای (مانند ایمیل، مرور وب، گوش دادن به موسیقی و غیره) و کار با فایل‌های کاری و رسانه‌ای مختلف می‌گذرانند که تأثیر آنها توسط IOPS تعیین می‌شود. یک اس‌اس‌دی می‌تواند بهبود تا 200 برابری در IOPS نسبت به یک هارد دیسک معمولی داشته باشد (نتایج ممکن است بر اساس مدل هارد دیسک متفاوت باشد). به همین دلیل، سامسونگ در طراحی خط محصولات اس‌اس‌دی خود، تمرکز قوی را بر عملکرد تصادفی قرار داده است و کاربران را از عملکرد تصادفی برتر تا 100،000 IOPS بهره‌مند می‌کنند. این عملکرد برای دنیای واقعی است؛ عملکردی که روزانه به آن توجه می‌کنید و از آن لذت می‌برید؛ عملکردی که نمایانگر یک پیشرفت چشمگیر در استفاده روزمره ار رایانه است.

پایداری عملکرد

اس‌اس‌دی‌ها به طور مداوم عملکرد یکسان را ارائه می‌دهند و این بدون توجه به حجم داده‌هایی که در آن‌ها ذخیره شده‌اند صورت می گیرد. از سوی دیگر، هارد دیسک‌ها در این امر کمی ضعیف هستند زیرا ممکن است در صورت پر شدن یا حاوی شدن از داده‌های پراکنده بیش از 50٪ عملکرد خود را از دست بدهند. این مسئله ناشی از طبیعت فیزیکی دیسک‌ها است که از قابلیت نوشتن به صورت متوالی در فضای حلقه خارجی پلاک (جایی که سطح بیشتری را پوشش می‌دهد) در اوایل عمر درایو بهره‌مند است. در طول زمان، هنگامی که بخش‌های خارجی با داده‌ها پر می‌شوند، درایو باید به بخش‌های کوچکتر به صورت پیوسته نوشته کند، که به طبیعت خود حجم کمتری از داده‌ها را ذخیره می‌کنند. بنابراین، برای تغییر به بخش بعدی موجود در صورت نیاز به فضای بیشتر، حرکت اضافی مورد نیاز است. علاوه بر این، با استفاده طولانی مدت، داده‌ها پراکنده می‌شوند و موجب می‌شود سر درایو مکانیکی بین بخش‌های داخلی و خارجی پلاک جابجا شود، که عملکرد را به طور منفی تحت تأثیر قرار می‌دهد.

مقاومت در برابر ضربه و مخاطرات فیزیکی

اگر به یک پخش‌کننده رکورد فکر کنید، چقدر مقاوم به ضربه‌های قوی است؟ آیا بازو و سوزن قادرند نیروی قابل توجهی را تحمل کنند؟ اگر خیلی جوان هستید و به پخش‌کننده رکورد آشنا نیستید، به یک پخش‌کننده سی‌دی فکر کنید. اگر بیش از حد مورد ضربه و مخاطرات فیزیکی قرار بگیرد، چه اتفاقی می‌افتد؟ حالا به پخش‌کننده دیجیتالی MP3 یا گوشی موبایل خود فکر کنید. با مقایسه این دستگاه‌ها، کدام را بیشتر اعتماد می‌کنید که با ان به یک سفر هیجان انگیز بروید؟ هر زمان که پیچیدگی قطعات مکانیکی درگیر است، خطر آسیب رساندن به یک یا همه این اجزا بیشتر می‌شود. حتی اگر آسیب محیطی در کار نباشد؛ برخی اشیاء با گذر زمان به طور طبیعی فرسوده می‌شوند و بعضی اشیاء قادر به تحمل هیچ گونه ضربه‌ی ای نیستند.

یک حافظه جامد (SSD) توان دارد که در برابر بیش از 40 برابر لرزش (20G) نسبت به یک درایو سخت (HDD) (0.5G) و تا 1500G شوک (نسبت به کمتر از 350G برای یک HDD معمولی) مقاومت کند. این به این معنی است که داده‌های مهم شما بیشتر از قبل محفوظ می مانند حتی در مواجهه با تکان‌ها و ضرباتی که در زندگی روزمره تان تجربه می‌کنید. همچنین به این معنی است که می‌توانید در حین سفر با قطار یا هواپیما ویدیو تماشا کنید بدون اینکه نگران انقطاع فریم‌ها شوید.

قابلیت اعتماد

حفاظت از داده‌های مهم در دستگاه‌های ذخیره‌سازی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این زمینه، مقایسه بین نوارهای کاست با نسل دیجیتالی آنها یعنی سی‌دی، نشان می‌دهد که کاست‌ها به طور قابل توجهی مستعد خرابی بودند. مکانیزم فیزیکی نوارهای کاست به اسیب شهرت داشت و علی‌رغم مشکلاتی که مانند گیر کردن، گره خوردن و شکستن، پیش می آمد؛ یافتن قطعه موسیقی مورد نظر نیز باعث خستگی بیشتری می‌شد. اما با ظهور سی‌دی، بهبودهای قابل توجهی برای استفاده و امنیت در حین کار نیز به وجود آمد.

این پیشرفت در قابلیت اطمینان و امکان استفاده بهینه در انتقال از هارد‌دیسک به درایوهای حالت جامد مانند اس‌اس‌دی نیز قابل مشاهده است. عدم وجود اجزاء مکانیکی به معنی کاهش قطعاتی است که می‌توانند خراب شوند یا عملکرد نادرستی داشته باشند. در حالی که درایوهای اس‌اس‌دی سامسونگ با میانگین زمان بین خرابی (MTBF) تا 1.5 میلیون ساعت برای درایوهای مصرفی برخوردارند، هارد‌دیسک‌های مصرفی با کیفیت بالا میانگین MTBF حدود 0.5-0.7 میلیون ساعت را ارائه می‌دهند. به خصوص، درایوهای اس‌اس‌دی سامسونگ به دلیل کنترل کیفیت دقیق و فرایندهای مرتب‌سازی پیشرفته‌ی بن، یکی از کمترین نرخ خرابی سالانه (AFR) در این صنعت را دارند. فرآیند مرتب‌سازی بن سامسونگ تنها بهترین کیفیت ناند و استانداردهای مربوطه را برای استفاده در محصولات اس‌اس‌دی انتخاب می‌کند، زیرا این محصولات نیازمند کیفیت بالایی هستند تا اطلاعات مهم کاربران را حفاظت کنند. در واقع، روشهای تضمین کیفیت سامسونگ توسط مشتریان OEM در سراسر جهان تأیید شده‌اند، که هر کدام باید فرآیندهای مربوط به صلاحیت خود را قبل از پیاده‌سازی درایو در محصولات مصرفی اجرا کنند.

بیایید درباره‌ی کارآمدی صحبت کنیم. فکر کنید که شما تنها زمانی که با سرعت بالا دستانتان را به طرز وحشتناکی در هوا می‌زنید، قادر به انجام هر کاری هستید. همین طور، هارددیسک‌ها نیز به همین شکل عمل می‌کنند. وقتی هارددیسک می‌خواهد یک کار را انجام دهد، باید پلاک‌های مغناطیسی خود را به سرعت کامل بچرخاند، که در این فرآیند مقدار قابل توجهی انرژی مصرف می‌شود. به علاوه، سر هد خواننده مکانیکی باید به طور مداوم حرکت کند تا به داده‌های صحیح دسترسی پیدا کند. اما در مقابل، یک درایو حالت جامد (SSD) وجود دارد که به دلیل عدم وجود قطعات مکانیکی، می‌تواند به هر داده‌ای که بخواهد دسترسی پیدا کند و در عین حال مصرف کمی از انرژی را داشته باشد. به عنوان مثال، SSD سری 840 از سامسونگ در حالت عمل میانگیناً 0.127 وات انرژی مصرف می‌کند، در حالی که یک هارددیسک به طور میانگین 1.75 وات انرژی مصرف می‌کند. علاوه بر این، به دلیل سرعت بسیار بالای انجام وظایف، SSD ها بیشتر از هارددیسک ها در حالت آرامش قرار می‌گیرند (در این حالت، سری 840 تنها 0.046 وات انرژی مصرف می‌کند در حالی که هارددیسک 0.8 وات انرژی مصرف می‌کند). این موضوع بهبود قابل مشاهده‌ای در عمر باتری دستگاه و به شما امکان می‌دهد که کمتر وقت خود را صرف جستجوی پریز برق کنید هنگامی که از وسایل دیجیتال خود در حال استفاده در حالت سیار هستید..

استفاده از یک SSD باعث می‌شود که کامپیوتر شما به طرز چشمگیری سریع‌تر، مقاوم‌تر و قابل اعتمادتر شود. در واقع، هیچ ارتقاء تک قطعه‌ای دیگری نمی‌تواند تعداد زیادی تغییر مثبت را در تجربه کاربری ارائه دهد. از محدودیت‌های ذخیره سازی مکانیکی و قدیمی کامپیوترتان آزاد شوید و به عنوان یک کاربر رایانه‌ای خوشحال‌تر و موثرتر عمل کنید.

چرا سامسونگ؟

سامسونگ بیش از ۶ سال است که بزرگترین تامین‌کننده SSD در صنعت ذخیره‌سازی پیش‌نصب شده است. هیچ کس تجربه بیشتری در زمینه SSD ندارد و سابقه بهتری در قابلیت اعتماد دارد. شما می‌توانید به اینکه سامسونگ همچنان به عنوان رهبر در فناوری SSD ادامه خواهد داد، اعتماد کنید، همانطور که می‌توانید به اینکه یک SSD سامسونگ به کامپیوترتان روحیه جدیدی ببخشد، اعتماد کنید.

ساتا برای SSD

SATA نام استاندارد رابطی است که به یک دستگاه ذخیره‌سازی ( در اینجا یک SSD ) امکان ارتباط با سیستم میزبان ( در اینجا یک کامپیوتر یا لپتاپ ) را فراهم می‌کند. این رابط عملکرد تمام ویژگی‌های ذخیره‌سازی را فراهم می‌کند، از درخواست‌های ساده ورودی/خروجی (خواندن/نوشتن) تا ویژگی‌های پیشرفته و قابل فعال‌سازی AHCI مانند صف‌بندی فرمان‌های متعدد (NCQ)، “hot-swapping”، مدیریت انرژی و RAID قابل انجام شدن است. پورت SATA در طول زمان های گذشته ، چندین نسخه مختلف را تجربه کرده است و با هر نسخه، بهبودهای چشمگیری در عملکرد داشته است. نسخه SATA که کامپیوتر به آن مجهز است، تأثیر مستقیمی بر عملکرد حداکثر SSD خواهد داشت. به همین دلیل، درک تفاوت بین هر نسخه SATA و قابلیت‌هایی که هر کدام برای یک SSD مدرن فراهم می‌کنند، بسیار حائز اهمیت است.