SSD

Твердотілий накопичувач (англ. SSD, solid-state drive) — комп'ютерний запам'ятовувальний пристрій на основі мікросхем пам'яті та контролера керування ними, що не містить рухомих механічних частин.

Розрізняють два види твердотілих накопичувачів: SSD на основі динамічної пам’яті (подібної до оперативної пам'яті комп'ютерів) і SSD на основі флеш-пам'яті.

Твердотілі накопичувачі використовуються в компактних пристроях: ноутбуках, нетбуках, комунікаторах і смартфонах. Деякі відомі виробники переорієнтувались на випуск твердотілих накопичувачів вже повністю. Наприклад, Samsung продав бізнес з виробництва жорстких дисків компанії Seagate.

Існують і так звані гібридні жорсткі диски, що з'явилися в тому числі через пропорційно вищу вартість твердотілих накопичувачів^[коли?] і поєднують в одному пристрої як основний накопичувач на твердих магнітних дисках (HDD), так і тве��дотілий накопичувач відносно невеликого обсягу (4-8 ГБ) в ролі кешу (для збільшення продуктивності, швидкого холодного запуску системи, зниження енергоспоживання)^[1]. Такі диски використовуються в основному в переносних пристроях (ноутбуках) і там, де продуктивність має більше значення, ніж ціна.

Ринкова частка SSD поки не досягла^[коли?] рівня ринкової частки твердих дисків, але темпи зростання обсягів продаж SSD значно перевищують темпи зростання обсягів продажів твердих дисків ^{[2] [3]}.

• 1978 рік — американська компанія StorageTek розробила перший напівпровідниковий накопичувач сучасного типу (заснований на RAM-пам'яті).
• 1982 рік — американська компанія Cray представила напівпровідниковий накопичувач на RAM-пам'яті для своїх суперкомп'ютерів Cray-1 зі швидкістю 100 Мбіт/с і Cray X-MP зі швидкістю 320 Мбіт/с та з підтримкою 8, 16 або 32 та 64 млн 64 розрядних слів ^[4].
• 1995 рік — ізраїльська компанія M-Systems представила перший напівпровідниковий накопичувач на flash-пам'яті.
• 2007 рік — корпорація Intel випустила накопичувач Z-P140. Розміри 12х18х1,39 мм. Швидкість читання 40 мегабайт на секунду, а швидкість запису — 30 мегабайт на секунду. Низьке енергоспоживання^{[5] [6]}.
• 2007 рік — компанія Fusion-io анонсувала карту SSD, що підключається через PCIe, з 100 000 операціями вводу/виводу за секунду (IOPS), і з ємністю до 320 гігабайт.
• 2008 рік — Південнокорейській компанії Mtron Storage Technology вдалося створити SSD накопичувач зі швидкістю запису 240 МБ/с і швидкістю читання 260 МБ/с, який вона продемонструвала на виставці в Сеулі. Об'єм — 128 ГБ. За заявою компанії, випуск таких пристроїв мав початися вже у 2009 році.
• 2009 рік — Super Talent Technology випустила SSD об'ємом 512 гігабайт. У цьому ж році компанія OCZ представляє SSD об'ємом 1 терабайт.^[7]
• У грудні 2009 року, корпорація Micron Technology анонсувала SSD, що використовує інтерфейс SATA 3.0.^[8]

Зараз найпомітнішими компаніями, які інтенсивно розвивають SSD-напрям в своїй діяльності, можна назвати Intel, Kingston, Samsung Electronics, SanDisk, Corsair, Renice, OCZ Technology, Crucial та ADATA. Крім того, свій інтерес до цього ринку демонструє Toshiba.

Ключовими компонентами SSD є контролер і пам'ять для зберігання даних. Основним компонентом пам'яті в SSD традиційно була DRAM, енергозалежна пам'ять, але з 2009 року це найчастіше NAND (флеш-пам'ять) - енергонезалежна пам'ять.

Накопичувачі, побудовані на енергонезалежній пам'яті (NAND SSD), з'явилися відносно недавно^[коли?], але через набагато нижчу (проти RAM SSD) вартість (від 2 доларів США^[9] за гігабайт) почали впевнено завойовувати ринок. До недавнього^[коли?] часу вони істотно поступалися традиційним накопичувачам — твердим дискам — у швидкості запису, але компенсували це високою швидкістю пошуку інформації (початкового позиціювання). Зараз^[коли?] уже випускаються твердотілі накопичувачі Flash зі швидкістю читання й запису, що в рази перевершують можливості твердих дисків.^{[джерело не вказане 2820 днів]}

Ці накопичувачі побудовані на мікросхемах динамічної пам'яті (DRAM, найчастіше використовується як оперативна пам'ять комп'ютерів) і характеризуються надшвидкими читанням, записом і пошуком інформації. Основним їх недоліком є надзвичайно висока вартість^[коли?] (від 80 до 800 доларів США за гігабайт). Використовуються вони переважно для прискорення роботи великих систем керування базами даних і потужних графічних станцій. Такі накопичувачі, як правило, оснащені акумуляторами для збереження даних при втраті живлення, а більш дорогі моделі — системами резервного та/або оперативного копіювання.

Переваги перед твердими дисками (HDD):

• відсутність рухомих частин;
• висока швидкість читання і запису, що нерідко перевершує пропускну здатність інтерфейсу жорсткого диска (SATA II — 3 ГБ/с, SATA III — 6 ГБ/с, SCSI тощо);
• низьке енергоспоживання;
• повна відсутність шуму (немає рухомих частин і вентиляторів охолодження);
• висока механічна стійкість;
• широкий діапазон робочих температур;
• стабільність часу зчитування файлів, незалежно від їх розташування або фрагментації;
• малі габарити і вага;
• великий модернізаційний потенціал, як самих накопичувачів, так і технологій їх виробництва;
• набагато менша чутливість до зовнішніх електромагнітних полів.

Вади:

• Одна з вад SSD — обмежена кількість циклів перезапису. Звичайна (MLC, Multi-level cell, багаторівневі комірки пам'яті) флеш-пам'ять дозволяє записувати дані приблизно 10 000 разів. Більш дорогі види пам'яті (SLC, Single-level cell, однорівневі осередки пам'яті)  — понад 100 000 разів. Для боротьби з нерівномірним зносом застосовуються схеми балансування навантаження. Спостерігається тенденція до поступового переходу у персональних комп'ютерах від MLC-пам'яті до TLC, що вдосконалюється провідними виробниками напівпровідників. Такий підхід дає суттєвий приріст продуктивності^{[джерело не вказане 1338 днів]}, але ще дещо зменшує ресурс накопичувача. Але контролери стають дедалі "розумнішими" та їхні мікропрограми покращуються (іноді з можливостями оновлення користувачем через спеціалізоване ПЗ), та все краще "вирішують", куди краще записати дані, щоби накопичувач якнайдовше працював. Контролер зберігає інформацію про кількість перезаписів кожного з блоків і, за необхідності, «міняє їх місцями» з резервними^[10];
• Проблеми сумісності SSD накопичувачів із застарілими^{[коли?][11]} версіями ОС сімейства Microsoft Windows, які не враховують специфіку SSD-накопичувачів і додатково зношують їх. Використання операційними системами механізму підкачування сторінок також зменшує термін експлуатації SSD-накопичувачів;
• Ціна гігабайту SSD-накопичувачів є істотно вищою за ціну гігабайта HDD-накопичувача. До того ж, вартість SSD прямо пропорційна їх ємності, тоді як вартість традиційних твердих дисків залежить від кількості пластин і повільніше росте при збільшенні об'єму накопичувача.

Спостерігається тенденція здешевлення флеш-пам'яті та покращення більшості характеристик таких накопичувачів, що відіграє значну роль при виборі системного диску для ПК.

Файлові системи ext4, Btrfs, XFS, JFS та F2FS включають в себе підтримку функції скидання (так зване «прибирання сміття» — TRIM). Станом на листопад 2013 року ext4 можна рекомендувати як безпечний вибір. F2FS — це сучасна файлова система, оптимізована для роботи з флеш-пам'яттю. З технічної точки зору це дуже хороший вибір, але вона все ще перебуває в експериментальній стадії.

З 2010 року стандартні дискові утиліти Linux почали дбати про відповідне вирівнювання розділів за типовими налаштуваннями.^[12]

В ОС Windows 7 введена спеціальна оптимізація для роботи з твердотілими накопичувачами. За наявності SSD-накопичувачів ця операційна система працює з ними інакше, ніж зі звичайними HDD-дисками. Наприклад, Windows 7 не застосовує до SSD-накопичувача дефрагментацію, технології Superfetch і ReadyBoost та інші техніки випереджувального читання, які прискорюють завантаження застосунків зі звичайних HDD.

Попередні версії Microsoft Windows такої спеціальної оптимізації не мають і розраховані на роботу тільки зі звичайними твердими дисками. Тому, наприклад, деякі файлові операції Windows Vista, якщо їх не вимкнути, можуть зменшити термін служби SSD-накопичувача. Операція дефрагментації повинна бути вимкнена, оскільки вона практично ніяк не впливає на продуктивність SSD-носія і лише додатково зношує його.

Компанія Dell 9 вересня 2011 заявила про першу на ринку комплектацію ноутбуків Dell Precision з твердотілою пам'яттю обсягом 512 ГБ одним накопичувачем і 1 Тб двома накопичувачами, для моделей комп'ютерів M4600 і M6600, відповідно. На момент оголошення виробник встановив ціну 1 120 доларів США за один накопичувач об'ємом 512 ГБ з інтерфейсом SATA3.

Операційна система Mac OS X, починаючи з версії 10.7 (Lion), повністю здійснює TRIM-підтримку для встановленої в системі твердотілої пам'яті.

З 2010 року компанія Apple представила комп'ютери лінійки Air, які повністю комплектуються тільки твердотілою пам'яттю на основі Флеш-NAND. До 2010 р. покупець ще міг обрати для цього комп'ютера комплектацію зі звичайним твердим диском, але подальший розвиток лінійки, на користь максимального полегшення та зменшення корпус��в комп'ютерів цієї серії, спричинив повну відмову від звичайних твердих дисків на користь твердотілих накопичувачів. Обсяг твердотілих накопичувачів в комп'ютерах серії Air становить від 64 до 512 гігабайт.

• Твердий диск
• Гібридний твердий диск
• Комп'ютерна пам'ять
• Жорсткий диск
• Дефрагментація
• Карта пам'яті
• Флеш-пам'ять
• HDDScan
• Z-P140

• Порівняльний аналіз побічного електромагнітного випромінювання SSD та HDD накопичувачів / Микола Романюков // Правове, нормативне та метрологічне забезпечення системи захисту інформації в Україні. — 2014. — Вип. 1 (27). — С.23-28. — ISSN 2074-9481.

• Надёжность SSD: результаты ресурсных испытаний [обновлено 16.12.19] // 3DNews Daily Digital Digest. — 2018. — 1 января.