SSD: Πως λειτουργούν; Πλεονεκτήματα και μειονέκτημα

Αν αγοράσετε ένα νέο υπολογιστή ή αναβαθμίζετε κάποιο παλιό υπολογιστή, μπορεί να αποκτήσετε ένα δίσκο SSD (από το Solid-State Drive) αντί του παραδοσιακού σκληρού (HDD). Η εναλλαγή από HDD σε SSD είναι μία από τις καλύτερες αναβαθμίσεις που μπορείτε να κάνετε σε ένα PC , καθώς θα βελτιώσει κατά πολύ τις επιδόσεις.

Γιατί; Τι κάνει τους SSD τόσο πρωτοποριακούς;

Παρακάτω θα δούμε τι ακριβώς είναι οι SSD, πώς λειτουργούν, γιατί είναι τόσο χρήσιμα αλλά θα μιλήσουμε και το σημαντικότερο μειονέκτημα των SSD. Έτσι αν θέλετε να αλλάξετε δίσκο/ους και σκέφτεστε τους SSD καλό θα ήταν να διαβάσετε το άρθρο.

Υπολογιστές και μνήμη

Για να κατανοήσουμε πώς λειτουργούν οι SSD και γιατί είναι τόσο χρήσιμοι, θα πρέπει πρώτα να καταλάβουμε πώς λειτουργεί η μνήμη του υπολογιστή. Η αρχιτεκτονική μνήμης ενός υπολογιστή χωρίζεται σε τρεις φάσεις:

• Η κρυφή μνήμη (cache)
• Η μνήμη
• Ο δίσκος αποθήκευσης δεδομένων

Κάθε ένα από αυτά τα χαρακτηριστικά εξυπηρετεί σημαντικές λειτουργίες του υπολογιστή σας.

Η κρυφή μνήμη είναι η εσωτερική μονάδα μνήμης. Ο υπολογιστής σας χρησιμοποιεί την κρυφή μνήμη σαν ένα είδος προχείρου για υπολογισμούς και διεργασίες δεδομένων. Οι ηλεκτρικές διαδρομές προς την κρυφή μνήμη είναι οι συντομότερες, καθιστώντας την πρόσβαση στα δεδομένα σχεδόν στιγμιαία. Ωστόσο, η μνήμη cache είναι πολύ μικρή, και έτσι τα δεδομένα που περιέχει θα πρέπει να αντικαθιστώνται συνεχώς.

Η μνήμη RAM (μνήμη τυχαίας προσπέλασης από το Random Access Memory) είναι το μέρος που χρησιμοποιεί ο υπολογιστής σας για να αποθηκεύει δεδομένα που σχετίζονται με προγράμματα και τις διεργασίες που εκτελούνται. Η πρόσβαση στη μνήμη RAM είναι πιο αργή από την πρόσβαση στην κρυφή μνήμη, αλλά σε αμελητέα ποσότητα. Όπως και με τη μνήμη cache τα δεδομένα που περιέχει θα πρέπει να διαγράφονται συνεχώς, συνήθως με κάθε restart του υπολογιστή.

Ο σκληρός δίσκος είναι το μέρος όπου συμβαίνει η μόνιμη αποθήκευση. Εκεί διατηρούνται όλα τα προγράμματα, τα αρχεία ρυθμίσεων, τα έγγραφα, τα αρχεία μουσικής, οι ταινίες και ότι άλλο υπάρχει στο PC σας. Αν προσπαθήσετε να ανοίξετε ένα πρόγραμμα, ο υπολογιστής θα πρέπει να το φορτώσει από τον σκληρό σας δίσκο και μετά από τη μνήμη RAM.

Το πιο σημαντικό πράγμα που πρέπει να κρατήσουμε από όλα τα παραπάνω είναι η μεγάλη διαφορά ταχύτητας μεταξύ των τριών χαρακτηριστικών. Η μνήμη cache και η μνήμη RAM λειτουργούν σε ταχύτητες που μετριούνται σε νανοδευτερόλεπτα, ενώ ένας παραδοσιακός σκληρός δίσκος λειτουργεί σε ταχύτητες που μετριούνται σε χιλιοστά δευτερολέπτου.

Στην ουσία, η γρήγορη κίνηση δεδομένων σε ένα υπολογιστή είναι σχετική και εξαρτάται από την συμφόρηση: δεν έχει σημασία πόσο γρήγορα είναι όλα τα χαρακτηριστικά του. Ένας υπολογιστής μπορεί να φορτώσει και να αποθηκεύσει δεδομένα τόσο γρήγορα όσο μπορεί να διαχειριστεί ο σκληρός σας δίσκος.

Εδώ είναι που έρχονται οι SSD. Οι παραδοσιακοί σκληροί δίσκοι είναι πολύ αργοί σε σχέση με την κρυφή μνήμη και τη μνήμη RAM, ενώ οι SSD είναι ταχύτεροι. Αυτό μειώνει σημαντικά το χρόνο που απαιτείται για τη φόρτωση διαφόρων προγραμμάτων και διαδικασιών και κάνει τον υπολογιστή σας πολύ πιο γρήγορο.

Πώς λειτουργούν  οι δίσκοι Solid-State;

Οι Solid-State Drives εξυπηρετούν τον ίδιο σκοπό με τους κανονικούς σκληρούς δίσκους: αποθηκεύουν δεδομένα και αρχεία για μακροχρόνια χρήση. Η διαφορά είναι ότι οι SSD χρησιμοποιούν έναν τύπο μνήμης που ονομάζεται “flash memory.” Είναι παρόμοια με τη μνήμη RAM, αλλά αντίθετα με τη μνήμη RAM, δεν πρέπει να καθαρίζει τα δεδομένα της κάθε φορά ξεκινάει ο υπολογιστής. Τα δεδομένα σε ένα δίσκο SSD εξακολουθούν να υπάρχουν ακόμη και όταν χάνονται.

Αν τώρα ανοίξουμε ένα κανονικό σκληρό δίσκο, θα δείτε ότι περιέχει μαγνητικές πλάκες με μια βελόνα ανάγνωσης. Πριν η βελόνα διαβάσει ή γράψει δεδομένα, οι πλάκες θα πρέπει να έρθουν στη σωστή θέση.

Από την άλλη πλευρά, οι SSD χρησιμοποιούν ένα πλέγμα ηλεκτρικών κυψελών για την ταχεία αποστολή και λήψη δεδομένων. Αυτά τα πλέγματα χωρίζονται σε τμήματα που ονομάζονται “σελίδες” (pages) και εκεί αποθηκεύονται τα δεδομένα. Πολλές σελίδες μαζί σχηματίζουν ένα “block.”

SSD ονομάζεται “στερεάς κατάστασης” γιατί δεν έχει κινούμενα μέρη.

Οι δίσκοι SSD μπορούν να γράψουν μόνο σε κενές σελίδες που υπάρχουν σε ένα μπλοκ. Στους κανονικούς σκληρούς δίσκους, τα δεδομένα μπορούν να εγγραφούν οπουδήποτε και ανά πάσα στιγμή στο “πιάτο.” Αυτό σημαίνει ότι τα δεδομένα μπορούν να αντικατασταθούν εύκολα. Οι SSD δεν μπορούν να αντικαταστήσουν απευθείας τα δεδομένα στις μεμονωμένες σελίδες. Μπορούν μόνο να γράψουν δεδομένα στις κενές σελίδες που υπάρχουν σε ένα μπλοκ.

Πώς πραγματοποιούν λοιπόν οι SSDs τη διαγραφή δεδομένων; Όταν μερικές σελίδες σε ένα μπλοκ έχουν επισημανθεί σαν αχρησιμοποίητες, ο SSD αποθηκεύει ολόκληρο το μπλοκ στη μνήμη, σβήνει ολόκληρο το μπλοκ και στη συνέχεια επαναφέρει τα δεδομένα από τη μνήμη στο μπλοκ. Θα πρέπει να γνωρίζετε ότι η διαγραφή ενός μπλοκ δεν σημαίνει απαραίτητα ότι τα δεδομένα διαγράφονται πλήρως.

Οι SSDs επιβραδύνονται με την πάροδο του χρόνου.

Σε ένα νέο SSD, φορτώνονται τα μπλοκ γεμάτα κενές σελίδες. Έτσι όταν προσπαθήσετε να γράψετε νέα δεδομένα στον SSD, θα παρατηρήσετε εκπληκτικές ταχύτητες εγγραφής. Ωστόσο, όσο περισσότερα γίνονται τα αποθηκευμένα δεδομένα, και εξαντλούνται οι κενές σελίδες θα έχετε άδειες τυχαίες σελίδες που δεν χρησιμοποιούνται και θα είναι διάσπαρτες σε όλα τα μπλοκ.

Έτσι όπως είπαμε παραπάνω αφού ο SSD δεν μπορεί να διαγράψει απευθείας μια μεμονωμένη σελίδα, κάθε φορά που θέλετε να γράψετε νέα δεδομένα όταν ο δίσκος έχει γεμίσει και υπάρχουν λίγες άδειες και διάσπαρτες σελίδες στα blocks, το SSD θα πρέπει να:

• Βρει ένα μπλοκ με αρκετές σελίδες που έχουν την ένδειξη “unused”
• Καταγράψει ποιες σελίδες σε αυτό το μπλοκ είναι απαραίτητες
• Διαγράψει κάθε σελίδα του μπλοκ
• Επανατοποθετήσει τις απαραίτητες σελίδες στο νέο ​​μπλοκ
• και τέλος να χρησιμοποιήσει τις άδειες σελίδες για να γράψει τα νέα δεδομένα

Έτσι, στην ουσία, μόλις χρησιμοποιήσετε πολλές από τις κενές σελίδες του SSD, ο δίσκος σας θα πρέπει να κάνει όλη την παραπάνω διαδικασία κάθε φορά που θα πρέπει να εγγραφούν νέα δεδομένα. Αυτός είναι ο τρόπος λειτουργίας της μνήμης flash.

Παρόλα αυτά, οι SSD εξακολουθούν να είναι πολύ ταχύτεροι από τους κανονικούς σκληρούς δίσκους.

Το μειονέκτημα των SSD

Τώρα που είδαμε πώς λειτουργεί ένας Solid-State Drive, μπορούμε επίσης να καταλάβουμε και ένα από τα μεγαλύτερα μειονεκτήματά του: η μνήμη flash μπορεί να πραγματοποιήσει ένα πεπερασμένο αριθμό εγγραφών πριν “πεθάνει.”
Έτσι, οι SSD έχουν ένα πεπερασμένο αριθμό εγγραφών. Ωστόσο, αυτό δεν σημαίνει ότι ένας Solid-State Drive δεν θα διαρκέσει πολύ καιρό.
Διαβάζοντας τα παραπάνω και εφόσον θέλετε να αγοράσετε κάποιο δίσκο SSD, ρωτήστε τον προμηθευτή σας για τη μέση διάρκεια ζωής του Solid-State Drive που σας ενδιαφέρει, ή απλά κοιτάξτε την εγγύηση.

_________________________

• Recycle Bin: χάσατε τον κάδο σας; δημιουργήστε νέο
• Windows 10 April: χάσατε την επιφάνεια εργασίας σας;