Твърд диск – класически или flash базиран?
Вероятно сте чували за станалите вече доста популярни Solid State дискове, както и за това, че те са един вид бъдещето на системите за запаметяване на информация. Подобна гледна точка е доста едностранчива, понеже Solid State Drive (SSD) устройствата имат както доста предимства, така и сериозни недостатъци в сравнение с обикновения твърд диск. Тъй като, както всички много добре знаем, на рекламите не бива да се вярва безрезервно, нека съпоставим двете технологии рамо до рамо, за да видим как всъщност стоят нещата в реалността.
SSD – скорост, размери, пестеливост
Обикновено производителите или търговците на SSD дисковете наблягат на няколко основни характеристики, по-основните от които са именно тези – висока скорост на трансфер, малки размери и изключително ниска консумация на енергия. Тъй като предимствата на Flash паметта като цяло и SSD дисковете в частност лесно могат да се открият в интернет, нека разгледаме по-скоро недостатъците на технологията.
В интерес на истината скоростта на SSD устройствата далеч не е толкова по-висока от тази на обикновения твърд диск. Това се дължи на факта, че в тях се използва Flash памет, която има своите ограничения. Този тип памет е създаден през 1984 г. от д-р Фуджио Масуока, работещ в „Toshiba“. На практика всяка една клетка памет във flash паметта представлява отделен обособен транзистор, чийто строеж е малко по-различен от този на обикновения полупроводников транзистор. В конструкцията на транзистора- клетка на flash паметта освен с обикновения гейт електрод, наречен контролиращ гейт, разполагаме с още един, носещ името плаващ гейт (Floating Gate – FG).
Тъй като FG е напълно изолиран както от сорса на транзистора, така и от дрейна му, инжектирането на електрони в него ще ги запази там до момента, в който приложим електродвижещо напрежение с цел тяхното изваждане. От технологична гледна точка наличието на електрони в FG представлява именно логическата 1 или 0, която трябва да бъде запаметена от клетката.
Състоянието, в което се намира FG, може да бъде „про- четено“ чрез следната процедура: наличието на електрони в FG създава негово собствено електромагнитно поле, което в известна степен променя отпушващото напрежение (treshold voltage) на транзистора. Чрез отчитането на стойностите на това напрежение става възможно разбирането на факта дали във FG имаме налични електрони или не. За съжаление тези операции по четене или запис отнемат доста време, ето защо бива разработена споменатата вече NAND памет, при която адресирането на клетките не е индивидуално, а е на блоков принцип.
Благодарение на това NAND Flash паметите могат да извършват операциите по четене и запис значително по-бързо в сравнение с NOR Flash. По подобен начин стоят нещата и с класическите твърди дискове и тяхната файлова система, където минималната клетка с информация зависи от това дали използваме FAT, FAT32, NTFS, Ext2 и т.н. Недостатък на тази система се явява фактът, че за да изтрием дори един бит от блока, се налага да изтрием целия блок – технологията на адресиране в NAND паметите просто не позволява индивидуално опериране на отделните клетки. По тази причина произволното четене/запис от SSD дисковете все пак продължава да се извършва значително по-бавно в сравнение с класически твърд диск. И ако все пак това ви се струва прекалено бавно, поинтересувайте се колко време отнема изтриването и препрограмирането на EEPROM чип с обем 500KB, който на практика може да се причисли към NOR паметта.
Освен проблемите със скоростта на произволното четене недостатък на NAND паметите е ограниченият брой операции на инжектиране или изваждане на електрони от FG. Макар животът на NAND клетките да е зачително по- дълъг поради по-различната база, на която се извършват тези операции, повечето типове устройства имат живот от около 300 до 500 хиляди цикъла на запис. На пръв поглед този брой може да изглежда огромен за устройства като фотоапарати, GSM или дори flash базирани МР3 плейъри, но в твърдия диск на една система записването на данни е в пъти повече в сравнение с тях (особено що се отнася до swap файловете на операционната система).
За финал оставих най-основния недостатък на SSD устройствата, който несъмнено всеки потребител е забелязал – тяхната цена. Ако в настоящия момент цената за гигабайт на класически твърд диск се движи под 1 USD, то съответната цена за гигабайт при SSD устройствата е около 15 USD или дори повече.
HDD – една добре позната технология
За обикновения твърд диск, използван до момента в системите, едва ли има много какво да се каже. В този случай имаме пред себе си технология, доведена до съвършенство, предлагаща несравнима с SSD цена на гигабайт, а за финал и със значително по-голям обем, осигуряван от моделите като цяло. Въпреки това нека обърнем внимание на отрицателните страни на класическите твърди дискове.
Консумацията на енергия е сред най-основните недостатъци на един твърд диск, особено когато става въпрос за използването му в преносима система. В допълнение към това наличието на подвижни части в устройството значително повишава рисковете за него по време на работа в преносимите компютри. В това отношение предимствата на SSD над обикновения твърд диск са неоспорими.
В крайна сметка?
Ако трябва да разсъдим трезво, така дългоочакваният край на класическия твърд диск се предрича от над 10 години, но така и не се превърна в реалност. Истината е, че производителите на твърди дискове влагат усилия в постоянното усъвършенстване и доразработване на технологиите, което значително удължава живота на твърдите дискове като алтернатива на другите методи. В допълнение към това скорошното въвеждане на технологията на перпендикулярен запис значително увеличи обемите, които могат да се съхраняват на същата площ от диска в сравнение с досега, а като следствие на това се повиши и скоростта на четене и запис. Дали SSD и HDD ще се окажат смъртни врагове или добри приятели, допълващи се в своята работа? Следете битката между тях, защото това тепърва предстои да се разбере.
