SSD диски - что это такое? Как поменять жесткий диск на SSD. Полный разбор Устанавливаем Windows на новый SSD

Преимущество SSD дисков по сравнению с традиционными накопителями на жёстких дисках на первый взгляд очевидны. Это высокая механическая надёжность, отсутствие движущихся частей, высокая скорость чтения/записи, низкий вес, меньшее энергопотребление. Но всё ли так хорошо как кажется?

Разбираем ssd.

Для начала рассмотрим, что же такое SSD. SSD – это твердотельный накопитель (англ. SSD, Solid State Drive или Solid State Disk ), энергонезависимое, перезаписываемое запоминающее устройство без движущихся механических частей с использованием флэш-памяти. SSD полностью эмулирует работу жёсткого диска.

Посмотрим, что у SSD внутри и сравним с его близким родственником USB Flash.

Как видно отличий не так много. По сути SSD - это большая флэшка. В отличие от флэшек, в SSD используется микросхема DDR DRAM кеш-памяти, в связи со спецификой работы и возросшей в несколько раз скоростью обмена данными между контроллером и интерфейсом SATA.

Контроллер ssd.

Главной задачей контроллера является обеспечение операций чтения/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.

Казалось бы всем известны преимущества твердотельных по сравнению с традиционными накопителями на жёстких дисках (HDD): высокая механическая надёжность, отсутствие движущихся частей, высокая скорость чтения/записи, низкий вес, меньшее энергопотребление. Но давайте посмотрим все ли так хорошо как кажется?

Что же такое SSD ? SSD – это (англ. SSD , Solid State Drive или Solid State Disk ) твердотельный накопитель, энергонезависимое, перезаписываемое запоминающее устройство без движущихся механических частей с использованием флэш-памяти. полностью эмулирует работу жёсткого диска.

Посмотрим что у SSD диска внутри и сравним с его близким родственником USB Flash.

Как видно из фотографии - отличий не так уж и много. По сути - это та же большая флэшка. В отличие от флэшек, в используется микросхема DDR DRAM кеш-памяти, в связи с спецификой работы и возросшей в несколько раз скоростью обмена данными между контроллером и интерфейсом SATA .

Контроллер SSD диска

Главной задачей контроллера является обеспечение операций чтения/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 . 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 .

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 накопителя .

Flash память

В SSD накопителях 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.

Как работает SSD накопитель

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 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:

считывает блок, содержащий модифицируемый блок во внутренний буфер/кеш;
модифицирует необходимые байты;
выполняет стирание блока в микросхеме флэш-памяти;
вычисляет новое местоположение блока в соответствии с требованиями алгоритма перемешивания;
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 накопителей становится проблемой. В , 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 накопителе содержит полезные данные, тем чаще приходится прибегать к процедуре чтение>модификация>очистка>запись, вместо прямой записи. Вот здесь пользователи 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 дисков они просто не требовались, но появление SSD накопителей 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, 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 накопителей «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 от Intel существует специальная утилита SSD Toolbox, которая может выполнять процедуру синхронизации с ОС по расписанию. Кроме оптимизации, утилита позволяет выполнять диагностику SSD накопителя и просматривать SMART-данные всех накопителей компьютера. С помощью SMART, можно оценить текущую степень износа SSD диска – 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.

О надёжности SSD накопителей

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.

SSD Kingston HyperX 2.5`, SATA 6Gb/s, 240 Гб

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.

Безопасность SSD дисков

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.

Оптимизация SSD накопителей

Для того, чтобы диск прослужил вам долго, нужно всё, что часто меняется (временные файлы, кеш браузера, индексирование) необходимо перенести на HDD, отключить обновление времени последнего доступа к папкам и каталогам (fsutil behavior set disablelastaccess 1). Отключить в ОС дефрагментацию файлов.
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.
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.
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.

Преимущества SSD накопителей

высокая скорость чтения любого блока данных не зависимо физического от расположения (более 200 Мб/с);
низкое энергопотребление при чтении данных с накопителя (приблизительно на 1 Ват ниже, чем у HDD);
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);
бесшумность и высокая механическая надёжность.

Недостатки SSD дисков

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

Заключение

В связи с высокой стоимостью и небольшим объёмом памяти использовать их для хранения данных нецелесообразно. Зато они отлично подойдут в качестве системного раздела, на который инсталлируется ОС и на серверах для кэширования статичных данных.

Покажу как поменять жесткий диск HDD на скоростной SSD диск. Купил SSD диск Samsung 850 Evo на 250 Гб. и установил его себе в ноутбук. Затем установил Windows и все программы на новый SSD диск.

Купил я свой SSD диск Samsung 850 SSD EVO 120 ГБ SATA III на АлиЭкспресс . Хотел заказать вначале такой Samsung 750 SSD EVO 120 ГБ SATA III (он на 120 ГБ и дешевле), но в итоге заказал на 250 ГБ., хотя мог бы обойтись и 120 ГБ. Пришёл SSD Samsung 850 EVO спустя примерно 12 дней (самый быстрый товар который пришёл с AliExpress).

Посылка хорошо запакована и уплотнена пенополистиролом. Внутри коробочка пластиковая, а в ней SSD диск.

Вот спецификации этого SSD диска. Мои тесты скорости чтения, записи внизу страницы.

1. Скопируйте всю нужную вам информацию с вашего диска

Если у вас также как у меня всего одно место под жесткий диск в ноутбуке, то вначале скопируйте всю информацию с вашего жесткого диска себе на внешний диск или на другой комп. Или купите . Чтобы вы смогли потом подключить ваш снятый HDD диск по USB и скачать с него всё, что вам нужно на ваш новый SSD диск.

Вот наглядное видео это переходника.

2. Снимаем жесткий диск и ставим SSD

Выключите ноутбук, отключите ноутбук от всех проводов, переверните его и выньте батарею ноутбука. Теперь на задней крышке ноутбука найдите надпись HDD - это место, где установлен ваш жесткий диск. У меня на ноутбуке Samsung NP-R560 он слева снизу. Жесткий диск закрыт крышкой с двумя винтиками.

Откручиваем эти два винтика закрывающие жесткий диск ноутбука.

Снимаем крышку закрывающую жесткий диск. На ней должны быть стрелочки показывающие в какую сторону надо тянуть, чтобы сдвинуть крышку.

Вот он жесткий диск моего ноутбука. На нем крышка алюминия, чтобы лучше рассеивать тепло и есть язычок, чтобы проще было снимать его. Достаточно просто взять за этот язычок и потянуть влево, чтобы отсоединить жесткий диск от разъема.

Готово, жесткий диск отключен от ноутбука и разъемов. Поднимаем его и убираем в сторону.

Вот так выглядит ноутбук без диска.

Теперь вставляем SSD диск на место HDD диска.

Аккуратно вставляем его на место старого HDD диска. Я также алюминиевую пластину от старого HDD поставил на новый SSD.

Закрываем крышку жесткого диска.

Закручиваем винтики крышки.

Готово. Теперь переворачиваем ноутбук вставляем все провода в него, ставим батарею обратно и включаем ноутбук.

3. Устанавливаем Windows на новый SSD

На новом SSD диске ничего нет и ОС (Windows) тоже нет, поэтому теперь надо установить на него Windows. Вы получите вот такую ошибку при попытке загрузки с нового SSD диска на котором еще нет операционной системы Windows.

Partition table invalid or corrupted. Press any key to continue…

Вам необходимо вставить вашу загрузочную флешку и загрузиться с неё.

Если у вас еще нет загрузочной флешки, то пора бы её уже сделать.

Вот видео о том, как настроить BIOS для установки Windows с загрузочной флешки.

Теперь когда есть загрузочная флешка и загрузка происходит с неё, то устанавливаем Windows на новый SSD. Выбираем наш SSD он будет отмечен как «Незанятое пространство на диске 0» и нажимаем «Далее» и устанавливаем Windows.

Начнется копирование файлов Windows, затем подготовка к установки, установка компонентов, установка обновлений, завершение. Компьютер будет несколько раз перезагружаться. После первой перезагрузки можете вынуть загрузочную флешку.

Если никогда не устанавливали Windows через BIOS, то вам вам видео по этой теме.

После того как установили Windows на новый SSD диск, поменяйте приоритет загрузки в BIOS, чтобы вначале загрузчик Windows искался на SSD диске. Хотя если все загружается и работает, то можете ничего не менять уже. Я зайду в BIOS, Boot - Boot Device priority.

И клавишей F5 или F6 перемещу SSD диск на самый верх, чтобы вначале искался загрузочный сектор на SSD диске, а потом уже на остальных дисках, если не был обнаружен на SSD.

4. Сравнение скорости SSD с HDD и USB дисками

С помощью программы CrystalDiskMark 3 я измерил скорость записи и чтения своего HDD диска еще до его снятия и замены на SSD. Скорость чтения с него была примерно 100 МБ.\сек. при последовательном чтении и записи.

Скорость внешнего жесткого диска подключенного по USB 2.0 составила примерно 30 МБ.\сек.

Скорость флешки подключенной по USB 2.0 составила также около 30 Мб.\сек.

Скорость SSD диска подключенного по SATA II составила примерно 200 МБ.\сек. Это в два раза больше, чем было у меня на HDD.

Но я бы мог получить от этого SSD гораздо больше, если бы у меня был ноутбук поновее с SATA III интерфейсом для жесткого диска. Поскольку у меня ноутбук 2008 года на нем более старый и медленный интерфейс для жесткого диска SATA II. На новых ноутбуках стоят SATA III уже.

Пропускная способность интерфейса SATA 3 достигает 6 Гбит/с.
Пропускная способность интерфейса SATA 2 достигает 3 Гбит/с.

Судя по отзывам на AliExpress для моего SSD диска владельцы SATA III получают скорость чтения в 500 МБ.\сек.

Можете также попробовать настройку SSD диска.

Замену ноутбука на более новый, которое я долгое время планировал я не смог сделать, так как цены сильно выросли.

Раньше хотел купить такой. Цена на 2014 год

Нет. Пока такие цены. Я не могу себе это позволить. Если я не купил ноутбук за 35 тысяч, то уж за 90 тысяч я тем более не куплю.

Цена на 2016 год

Что я заметил после замены HDD на SSD:

За что мы любим Intel Developers Forum , который ежегодно проходит к США и с некоторых пор уже не проводится в России, так это за мотивацию к размышлениям. Высокопоставленные лица Intel обязаны следить за тенденциями и своим видением двигать корпорацию в будущее. Когда с ними удаётся пообщаться поближе, можно исхитриться ухватить этот кусочек футуристического настроения, попасть в струю веры в светлое неизбежное. Главное, относиться ко всему без фанатизма, а то ведь, из пресс-релизов мы обычно узнаём, что технологии, они такие впечатляющие, все продукты революционные, и мысли инновационны даже, если ничего интересного, в действительности, не происходит. Но Intel смело стоит сказать спасибо за IDF, где из потока маркетинговой информации, сваливающегося на и без того забитые головы корреспондентов ведущих российских изданий, выезжающих на IDF из года в год, всё же легко удаётся вычленить действительно ценные моменты. Одной из таких тем, активно муссировавшихся на IDF в августе 2008 года, является тема SSD, и благодаря некоторым техническим семинарам, нам удалось взглянуть на SSD и с несколько новой точки зрения.

Классический жёсткий диск и SSD в разобранном виде.

Твёрдотельные накопители на базе флэш-памяти (SSD ), без сомнения, являются дисками будущего для компьютеров всех типов, от ультракомпактных MID (мобильных интернет-устройств) и недорогих нетбуков (типа ASUS EeePC , Acer Aspire One и т.д.) до мощных рабочих станций и серверов. Эксперты уже с достаточной уверенностью предрекают, что через несколько лет в массовых компьютерах SSD полностью заменят классические HDD. Произойдёт это не так быстро, как нам хотелось бы, но уже к 2012 году доля SSD и гибридных дисков по отдельности должна превысить долю классических HDD.

К 2012 году доля классических жёстких дисков в компьютерах существенно уменьшится, на место HDD придут гибридные диски и SSD.

Важнее другой момент - на Intel Developers Forum , проходившем с 18 по 22 августа в Калифорнии, технические эксперты Intel особо подчёркивали, что для полноценной загрузки новейших 4-ядерных 8-поточных процессоров Intel Core i7 (микроархитектура Nehalem) возможностей классической дисковой подсистемы на базе уже HDD недостаточно. Нам наглядно продемонстрировали, что некоторые приложения просто не успевают загрузить процессор работой, потому что возможностей HDD не хватает, чтобы подкачать нужный объём данных для обработки с дисковой подсистемы.

Собственно, это неудивительно - хотя производительность HDD из года в год увеличивается, остальные компоненты системы эволюционируют значительно быстрее. Так в Intel на основе собственных данных утверждают, что с 1996 года производительность процессоров выросла в 175 раз, в то время как накопителей на жёстких дисках только в 1,3 раза. Мы позволим себе не поверить в эту цифру, но, в любом случае, рост скорости передачи данных у HDD действительно невелик. Самые лучшие и дорогостоящие модели недалеко уходят за 100 Мбайт/с.

Дисковая подсистема является одной из самых медленных в компьютере. Медленнее разве что флэшки и оптические диски, то есть накопители переносящие данные, не предназначенные для оперативной обработки.

На IDF мы видели, что массив из четырёх SSD в RAID 0 может обеспечить стабильную скорость чтения фотографий и видео с диска на скорости до гигабайта (!) в секунду, и именно такая скорость самым явным образом сказывается на том, успевает ли многоядерный процессор получить достаточно данных для обработки. Для сравнения, недавно в редакции THG мы собирали для ряда тестов систему RAID 0 на основе четырёх простых HDD с интерфейсом SATA II. Согласно тестам, скорость чтения с этих дисков не превысила 240 мегабайт в секунду в лучших моментах.

Из более высокоскоростных серверных HDD со сверхбыстрыми моторами можно выжать скорость заметно большую - в лаборатории THG восемь накопителей Seagate Cheetah ($200 за каждый HDD ёмкостью 73 Гбайт) со скоростью вращения шпинделя 15 000 оборотов в минуту показали в массиве RAID 0 скорость до 575 Мбайт/с на чтении и 388 Мбайт/с на записи. Хороший показатель, но до стабильного гигабайта в секунду на чтении ему далековато.

Восемь этих SSD-накопителей в RAID 0 показали скорость чтения порядка 564 Мбайт/с. Intel утверждает, что четыре новейших SSD-накопителя Intel X25-E обеспечивают гигабайт в секунду.

Скорость дисковой подсистемы становится узким местом не во всех сценариях, но уже не так мало ситуаций, когда хотелось бы получить полосу пропускания пошире - это касается и работы с несжатым видео HD, и с фотографиями в высоком разрешении, в форматах типа TIFF и RAW, и при работе с медиатекой, и даже при одновременной работе нескольких приложений (скажем, антивируса и игры). Хороший пример - на системе с четырёхъядерным (восьмипоточным, благодаря Hyper-Threading) процессором Core i7 Extreme, на архитектуре, известной под кодовым именем Nehalem, при обработке медиатеки с фотографиями и видео с классического HDD, загрузка процессора не превышала 20 процентов, в то время как на полностью идентичной системе с несколькими SSD в RAID 0, тот же процессор в определённые моменты мог быть загружен даже на 80%.

Так может ли софт нагрузить многоядерный процессор? Несомненно. Но только, если он правильно оптимизирован, и, конечно, если он будет успевать подкачивать данные с жёсткого диска. Бесполезно надеяться увидеть полную загрузку даже Core 2 Duo в Adobe Photoshop Lightroom, если жёсткий диск компьютера не успевает записывать 100-мегабайтные TIFF, сконвертированные из RAW вашей цифровой зеркальной камеры.

Сравнение некоторых характеристик HDD и SSD.

Получается, современному многоядерному процессору в некоторых случаях медленная дисковая подсистема не даёт дышать данными полной грудью. И здесь бесполезно увеличивать объёмы кэша, скорость оперативной памяти и другие показатели - вы можете сколько угодно денег потратить на материнскую плату с трёхканальным доступом к памяти, на быструю DDR3, на иные компоненты. Но если данные не успели считаться с диска, значит, их нельзя обработать. Как вы понимаете, бесполезно сравнивать скорость чтения в гигабайт в секунду с возможностями даже самых быстрых классических HDD. Эксперты Intel настоятельно рекомендовали нам при тестировании процессоров на архитектуре Nehalem использовать именно RAID-массивы на основе SSD, чтобы дисковая подсистема не стала узким местом. Посмотрим.

Благодаря установке SSD вместо HDD, в PCMark Vantage рейтинг компьютера может увеличиться в полтора раза

В любом случае, нужно понимать, что скорость чтения данных с диска становится узким местом далеко не всегда. Скажем, это не так критично для игр или работы в Интернете. Но может быть важным при загрузке приложений или работе с большими файлами, скажем, когда компьютер считывает огромный 50-гигабайтный файл MPEG-2 HD и переводит его в более скромный 4-гигабайтный DivX.

Позвольте, всё это звучит так красиво, но становятся ли все эти замечательные SSD распространёнными? Мы бы сказали иначе - SSD привлекают сегодня повышенное внимание, как высокоскоростные и имеющие громадный потенциал продукты. Своего рода Lamborghini и Ferrari от накопителей - недоступные среднестатистическому водителю. То есть, с практической точки зрения, у SSD есть один убийственный недостаток - стоимость мегабайта SSD безумно выше, чем у традиционного жёсткого диска.

Убедить обычного пользователя, которому некуда выложить фотографии, домашнее видео и музыку, предпочесть 64 быстрых гигабайта пяти сотням более медленных гигабайт невозможно никакими ссылками на скорость запуска приложений. Рынок же продвинутых пользователей, которым эта высочайшая производительность требуется, традиционно ограничен. Мы считаем, что массовая экспансия SSD на компьютеры начнётся к моменту, когда ёмкость их станет достаточной для повседневных нужд (записи видео, хранения медиатеки, рабочих файлов и обеспечения запаса ёмкости), а цена позволит войти в средний ценовой диапазон.

Новые SSD от Intel: 2,5-дюймовая и 1,8-дюймовая модели.

Это хорошо отражают прилавки магазинов. Попробуйте сегодня в "Цифровом" или каком-нибудь "М.Видео" найти на прилавке SSD - их нет. Ведущие российские тестовые лаборатории сталкиваются с проблемой даже получить эти накопители на тестирование. А в Сан-Франциско, в магазинчике за углом от отеля, где разместились наши журналисты, запросто продаются SSD от OCZ, ёмкостью от 32 до 128 Гбайт. И старшая модель там стоит всего $515 (без местных налогов).

Постепенно SSD входят в среднеценовой диапазон, но как показали исследования, проведённые специалистами тестовых лабораторий THG, за более-менее вменяемые деньги в Европе сегодня предлагаются модели, которые могут или не обеспечить высокой производительности, или отнять у ноутбука драгоценные минуты работы от батареи. Редкие SSD из имеющихся в продаже (только не в России), обеспечивают все потенциальные преимущества технологии - высокую производительность и увеличение срока работы ноутбука от батереи. Чтобы не быть голословными, адресуем вас к нашей сравнительной статье по 14 моделям SSD.

На IDF журналистам раздавали муляжи SSD формата 1,8", которые протестировать не получится.

Буквально на днях была опубликована статья, в которой сравнивается целых четырнадцать моделей твердотельных накопителей . Впечатляющее количество, если сравнивать с жёсткими дисками, которые производит всего несколько компаний. Среди них не было только моделей от Intel, и лишь потому, что они ещё не продаются. На IDF было представлено, в общей сложности, три семейства, в каждом из которых будет выпускаться несколько типоразмеров.

Intel считает, что скоро SSD должны органично вписаться во все сегменты мобильных систем - от MID до высокопроизводительных ноутбуков. Три линейки в модельном ряду эти намерения подтверждают.

Прежде чем мы расскажем о технических характеристиках, отметим другой интересный факт - собственный корреспондент THG на IDF получил информацию, что SSD-диски Intel будут продаваться не только под собственным брендом корпорации, но и под брендом Kingston . Сначала Kingston выпустит дорогие накопители линейки Extreme класса Enterprise, позднее могут появиться и более доступные Mainstream модели. На демонстрационном стенде Kingston, развёрнутом на IDF, были установлены два ноутбука, в одном из которых был смонтирован классический жёсткий диск со скоростью вращения шпинделя 5 400 об/мин, а во втором SSD-накопитель корпоративного класса ёмкостью 64 Гбайт.

Одновременный запуск компьютера и старт ряда тяжёлых приложений наглядно демонстрировали разительную разницу в производительности, при прочих равных спецификациях. Так ноутбук с SSD на несколько минут (!) быстрее запускал пакет программ после первичного запуска Windows Vista.

Серии Mainstream и Extreme основаны на памяти MLC и SLC, соответственно. Несмотря на это, серия Mainstream должна обеспечить скорость порядка 250/70 мегабайт в секунду для чтения/записи.

Собственно, именно заявленная производительность SSD от Intel более всего впечатляет. Так согласно информации, полученной от специалистов на IDF, скорости чтения/записи у новых 1,8 и 2,5-дюймовых моделей серии Mainstream (X18-M и X25-M) составят 250/70 мегабайт в секунду. Для сравнения, в обзорном тестировании THG самый быстрый накопитель SSD продемонстрировал скорость порядка 123 Мбайт/с. Первоначально, накопители SSD серии Mainstream будут выпускаться в двух вариантах - ёмкостью 80 и позднее, ёмкостью 160 Гбайт. Это касается и ультракомпактных 1,8-дюймовых, и классических "ноутбучных" 2,5-дюймовых моделей. Что касается названий, скажем, Intel SSD X18-M означает, что это 1,8-дюймовый накопитель серии Mainstream.

Муляж Intel X18-M SSD в натуральную величину. Работоспособный продукт в продаже окажется к концу 2008 года.

Все диски серии M основаны на памяти MLC. Массовое производство менее ёмких 80-гигабайтных дисков начнётся в течение месяца, а 160-гигабайтные SSD корпорация Intel начнёт выпускать в первом квартале 2009 года.

Вторая представленная серия 2,5-дюймовых дисков, относящаяся к классу Extreme (X25-E), будет иметь меньшую ёмкость, но более высокие скоростные характеристики за счёт использования памяти SLC NAND, и, соответственно, стоить эти диски будут ощутимо дороже. Данные модели позиционируются, как минимум, на энтузиастов, но, скорее, предназначены для сегмента решений уровня предприятия. Модели Intel X25-E Extreme будут выпускаться в меньших номиналах - младшая модель ёмкостью 32 Гбайт появится в продаже ближе к концу 2008 года, а более ёмкая 64-гигабайтная модель в первом квартале 2009 года. Если по скорости чтения модели Extreme-серии похожи на M-серию (250 Мбайт/с), то скорость записи у них значительно выше, и составляет 170 Мбайт в секунду (против 70 Мбайт/с для серии M).

Спецификации накопителей Intel SSD серии Mainstream (M) и Extreme (E).

Прокомментировать цены на накопители Intel в настоящее время не смогли, но по этому поводу есть несколько соображений. Вероятнее всего, старшие накопители серии Extreme ёмкостью 64 Гбайт будут стоить более тысячи долларов. Но младшие модели класса Mainstream, демонстрирующие очень и очень хорошие характеристики по скорости чтения, и при этом имеющие большу ю ёмкость, должны стоить вполне разумных (для SSD) денег. Скажем, мы ожидали бы, что модель ёмкостью 80 Гбайт будет стоить в диапазоне $200-300 в США, чтобы успешно конкурировать с 64-гигабайтными дисками других производителей. Что касается цены в России, то она традиционно непредсказуема, но точно низкой не будет.

Наконец, последняя серия накопителей, которой на IDF уделялось не очень много внимания, относится к классу наиболее доступных. SSD-диски серии Intel Z-P230 имеют чрезвычайно компактные размеры, и предназначены для использования в нетбуках либо MID-устройствах. Этим объясняется и невысокая, даже по сравнению с жёсткими дисками, производительность - всего до 35 Мбайт/с при чтении данных, и совсем скромные 7 Мбайт/с при записи. Данные накопители не интересны с точки зрения апгрейда системы, и, конечно, их невозможно будет купить в магазине. Имея ёмкость от 4 до 16 Гбайт, они окажутся в некоторых моделях недорогих ноутбуков, класса ASUS EeePC или Acer Aspire One.

Сегментирование NAND-продуктов Intel в топовых продуктах накопители серий M и E, в среднем сегменте решения с Turbo Memory, в нетбуках и других недорогих компьютерах дешёвые и низкоскоростные модели серии Z.

Диски Intel Z-P140 для самых компактных MID - малый размер, низкая скорость, разумная цена.

Диски Intel Z-P140 ещё меньше - на фотографии хорошо видно, что они умещаются на кончике пальца. Удел этих накопителей, ёмкостью от 2 до 16 Гбайт, это MID-устройства. Термин MID ещё достаточно нов, поэтому стоит пояснить, что под данной аббревиатурой, расшифровывающейся как Mobile Internet Device, подразумеваются миниатюрные компьютеры, своего рода переходные модели между нетбуками и коммуникаторами. Современные MID, это эволюция концепции UMPC - маленькие и аккуратные бесклавиатурные или слайдерные компьютеры, которые, в том числе, могут работать даже под управлением Windows Vista, XP или Linux. В Intel верят, что именно благодаря MID-устройствам люди во всём мире будут пользоваться интернетом ещё чаще. Впрочем, это уже совсем другая тема, о которой мы расскажем со страниц THG в следующий раз.

MID-устройства это развитие класса UMPC. Доступные и компактные, они должны дать возможность работать в интернете где угодно.

Ещё один тип MID - по размерам немногим больше коммуникатора на базе процессора ARM и Windows Mobile, но работает с нормальным Windows.