بررسی انواع هارد SSD ، بررسی مزایا و معایب و مقایسه انواع حافظه SSD

در راس هرم دستگاه‌های ذخیره‌سازی، انواع هارد SSD (Solid State Drives) ایستاده‌اند؛ چون از نظر سرعت و عملکرد توجه بیشتری را به خود جلب کرده‌‌اند. این موضوع به‌دلیل پوشش ضعف‌ هاردهای HDD و ارائه دوام و پایداری بهتر است. انواع هارد SSD مجموعه‌ای از ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند که در این مقاله، آن‌ها را توضیح خواهیم داد. به‌علاوه‌که مقایسه‌ای بین انواع آن‌ها خواهیم داشت تا بتوانید با توجه به نیاز و پلتفرم مورد استفاده، بهترین گزینه را انتخاب کنید.

حافظه SSD چیست؟ تعریف به‌زبان ساده

درایو حالت جامد (SSD) نوعی دستگاه ذخیره‌سازی است که از حافظه غیرفرار برای ذخیره داده‌ها به‌شکل دائمی استفاده می‌کند. برخلاف هارد دیسک‌های سنتی (HDD) که به دیسک‌های چرخان و هدهای مکانیکی خواندن/نوشتن متکی هستند، SSDها هیچ قطعه متحرکی ندارند.

حافظه SSD چگونه کار می‌کند؟

در این بخش به توصیف نحوه کار انواع حافظه SSD می‌پردازیم.

۱. تکنولوژی حافظه استفاده‌شده

حافظه SSD داده‌ها را با استفاده از تراشه‌های حافظه فلش مبتنی‌بر NAND ذخیره و بازیابی می‌کند. این ریزتراشه‌ها در مجموعه‌ای متشکل‌از بلوک‌ها، صفحات و سلول‌ها ساخته‌ می‌شوند.

هر سلول در یک SSD می‌تواند چند بیت داده را ذخیره کند – به‌طور معمول دو یا سه بیت در هر سلول. این فناوری‌ها به‌ترتیب با نام‌های فناوری سلولی چندسطحی (MLC) و فناوری سلولی سه سطحی (TLC) شناخته می‌شوند. همین ریزتراشه‌ها به انواع حافظه SSD اجازه می‌دهند تا اطلاعات بیشتری را در هر واحد فضا نسبت‌به HDDها ذخیره کنند.

بیشتر بخوانید: ردیس یا redis چیست؟ با مزایای فوق‌العاده Redis آشنا شوید!

۲. فرآیند نوشتن داده‌ها

برای نوشتن داده‌ها روی یک SSD، تراشه کنترل‌کننده (Controller) که پردازنده هم نام دارد، یک‌ جریان الکتریکی به سلول‌های حافظه می‌فرستد. این جریان بسته‌به مقدار داده مورد نظر، وضعیت ۰ یا ۱ را به خود می‌گیرد.

۳. شیوه خواندن داده‌ها

برای خواندن داده‌ها از یک SSD، کنترل‌کننده جریان الکتریکی را از سلول‌های حافظه بازیابی و آن را به‌عنوان مقدار داده مربوطه تفسیر می‌کند.

۴. نحوه توزیع یک‌نواخت عملیات نوشتن

SSDها از الگوریتم‌های “Wear-leveling” برای توزیع یک‌نواخت عملیات نوشتن در تمام سلول‌های حافظه استفاده می‌کنند. به‌همین‌علت در این حافظه‌ها شاهد افزایش طول عمر درایو هستیم.

۶ مزیت انواع حافظه SSD نسبت‌ به HDD

انواع حافظه SSD به پنج دلیل نسبت‌به HDDها برتری دارند که در این بخش به آن‌ها اشاره می‌کنیم.

۱. عدم استفاده از قطعه مکانیکی

عدم استفاده از قطعات مکانیکی و متحرک مثل بازو و دیسک
زمان دسترسی به داده‌ها به‌صورت بلادرنگ و آنی – البته تا حد زیاد و نه به‌صورت ۱۰۰%

۲. ذخیره‌سازی متفاوت داده‌ها

ذخیره داده‌ها روی ریزتراشه‌ها؛ نه دیسک
عملکرد بهتر در مقایسه با HDD به‌لطف این ریزتراشه‌ها

۳. اندازه کوچک

کوچک و جمع‌و‌جور
قابل نصب روی مادربرد به‌صورت مستقیم

۴. استفاده از پردازنده برای دسترسی به داده‌ها

اتکا به پردازنده (Controller) برای عملیات خواندن، نوشتن، ذخیره‌سازی، بازیابی، مرتب‌سازی و پاک‌سازی داده‌ها
نقطه مقابل آن، HDDها و به‌کارگیری بازوهای مکانیکی برای انجام همین کارها

۵. سرعت بالا

سرعت بیشتر SSD در خواندن داده‌ها – حدود ۱۰ برابر – در مقایسه با HDD به‌دلیل عدم استفاده از قطعات مکانیکی متحرک
سرعت بیشتر SSD در نوشتن داده‌ها روی حافظه – تا ۲۰ برابر بیشتر از HDD
سرعت ۵۰۰ مگابایت بر ثانیه در کپی داده‌ها توسط SSD در مقایسه با سرعت ۱۵۰ مگابایت بر ثانیه HDDها

بیشتر بخوانید: GDDR چیست؟ مقایسه بین حافظه های DDR4, GDDR5 و GDDR6

۶. رمزگذاری و یک‌پارچگی

قابلیت تصحیح خطا (Error Correction) در بسیاری از SSDها
رمزگذاری داده‌ها با هدف محافظت از یک‌پارچگی و امنیت آن‌ها در SSDها

بررسی انواع هارد ssd

انواع هارد SSD مختلفی از درایوهای حالت جامد (SSD) وجود دارد که هرکدام برای کاربردها و نیازهای متفاوتی طراحی شده‌اند. تمایز اصلی بین این SSDها براساس رابط اتصال و ظاهر آن‌ها بیان می‌شود. در ادامه به تشریح شش نوع هارد SSD می‌پردازیم.

۱. SATA

رابط اتصال: SATA III
اندازه: به‌طور معمول ۲.۵ اینچ
سرعت: تا ۵۵۰ مگابایت بر ثانیه
نکات: SSDهای SATA رایج‌ترین مورد در لیست انواع هارد SSD هستند که با بسیاری از سیستم‌ها سازگاری کامل دارند. این نوع عملکرد قابل‌توجهی را نسبت‌به هارد دیسک‌های HDD ارائه می‌دهند؛ اما با رابط اتصال SATA محدود می‌شوند.

۲. NVMe

رابط اتصال: NVMe از راه PCIe
ظاهر: رم‌های M.2، U.2 یا PCIe
سرعت: تا ۷۰۰۰ مگابایت بر ثانیه (در برخی از مدل‌ها سرعتی بالاتر از این میزان)
نکات: SSDهای NVMe انتقال داده را با سرعت بسیار بیشتری در مقایسه با انواع SATA ارائه می‌دهند. به‌همین‌دلیل بهترین انتخاب برای بازی و ویرایش ویدیو هستند. بااین‌حال، نسبت‌به SATAها قیمت بیشتری دارند و گران‌تر هستند.

بیشتر بخوانید: nvme چیست و این نوع حافظه SSD چه ویژگی هایی دارد؟

۳. M.2

رابط اتصال: SATA یا NVMe
ظاهر: مستطیلی و کشیده؛ سایز کوچک اندازه یک آدامس
سرعت: متفاوت؛ نسخه SATA تا ۶۰۰ مگابایت بر ثانیه، نسخه NVMe تا ۳۵۰۰ مگابایت بر ثانیه یا بیشتر
نکات: SSDهای M.2 جمع‌وجور هستند و می‌توانند از رابط‌های SATA یا NVMe استفاده کنند. به‌همین‌علت امکان تطبیق‌پذیری در عملکرد و اندازه با این SSDها فراهم است.

بیشتر بخوانید: تفاوت ssd و m2: راهنمای جامع انتخاب بهترین نوع حافظه

۴. PCIe

رابط اتصال: PCIe
ظاهر: M.2، U.2، یا رم‌های جانبی برای افزودن به دستگاه‌ها
سرعت: حداکثر ۱۵۰۰۰ مگابایت بر ثانیه
نکات: این SSDها از رابط PCIe برای انتقال داده با سرعت بالا استفاده می‌کنند. بنابراین انتظار پیشی گرفتن سرعت را نسبت‌به SATA و NVMe از این نوع داشته باشید.

۵. SAS

رابط اتصال: SAS (Serial Attached SCSI)
ظاهر: 2.۵ اینچ یا U.2
سرعت: تا ۱۲۰۰۰ مگابایت بر ثانیه
نکات: انواع هارد SSD از نوع SAS با تمرکز بر قابلیت اطمینان و عملکرد بالا در محیط‌های سازمانی طراحی شده‌اند. به‌همین‌علت اغلب در مصارف حیاتی که به امنیت داده‌ها و مقیاس‌پذیری نیاز دارند، استفاده می‌شوند.

هر آنچه باید درباره سرور مجازی SSD بدانید را در مقاله “سرور مجازی ssd چیست؟ بررسی مزایا و معایب” بخوانید.

مقایسه انواع SSD با ۶ تفاوت اصلی

در این بخش به مقایسه انواع حافظه SSD می‌پردازیم.

ویژگی	SATA	NVMe	M.2	PCIe	SAS
قابلیت اطمینان	خوب	خوب	وابسته به رابط اتصال	عالی	عالی
ادامه عملیات تحت شرایط سخت	خوب	عالی	وابسته به رابط اتصال	عالی	عالی
مصرف برق	کم	متوسط	کم تا متوسط	متوسط تا زیاد	متوسط تا زیاد
MTBF (میانگین زمان بین شکست)	بالا	بالا	بالا (وابسته به رابط اتصال)	خیلی بالا	خیلی بالا
حفظ داده‌ها	خوب	خوب	خوب	خوب	خوب
مزایا	– مقرون‌به‌صرفه – در دسترس همه	– سرعت بالا – تاخیر کم – استقامت بالا	– جمع‌وجور – همه کاره – سریع	– کارایی بالا – مقیاس‌پذیر	– قابلیت اطمینان بالا – یک‌پارچگی داده‌ها – تصحیح خطا
معایب	– کندتر از NVMe – ظرفیت کمتر در مقایسه با NVMe	– قیمت بالاتر نسبت‌به SATA – مصرف برق بیشتر در مقایسه با SATA	– ظرفیت‌های محدود در برخی مدل‌ها	– هزینه بالاتر نسبت‌به سایر SSDها	– گران‌تر از SATA – فرآیند پیاده‌سازی و استقرار پیچیده

کدام نوع SSD سرعت بیشتری دارد؟

سرعت انواع حافظه SSD براساس مدل‌های خاص، رابط ارتباطی و بار کاری به‌طور قابل‌توجهی متفاوت است. با‌این‌حال ما در جدول زیر، انواع SSD را از نظر سرعت مقایسه کرده‌ایم. این سرعت‌ها براساس مگابایت (MB) هستند.

SATA

NVMe

M.2

PCIe

SAS

۵۰۰-۶۰۰

۷.۰۰۰

SATA: 600

NVMe: 3.500

۱۵.۰۰۰

۱۲.۰۰۰

بیشتر بخوانید: آموزش کامل استفاده از ابزار disk management در ویندوز ۷

دلیل اختلاف قیمتی حافظه های SSD با یکدیگر چیست؟

چهار دلیل کلیدی روی اختلاف قیمت حافظه های SSD تاثیر می‌گذارند که در ادامه آن‌ها را تشریح خواهیم کرد.

۱. فناوری و اجزای سازنده

کنترلر SSD: انواع حافظه SSD از کنترلرهای متفاوتی استفاده می‌کنند که اجزای اصلی ذخیره‌سازی و بازیابی داده‌ها هستند. کنترل‌کننده‌های پیشرفته‌تر می‌توانند عملکرد و قابلیت اطمینان را افزایش دهند؛ اما قیمت‌های بالاتری دارند؛
حافظه Cache: حافظه‌های SSD با کش بیشتر گران‌تر هستند؛ چون این حافظه به افزایش سرعت خواندن و نوشتن کمک می‌کند و ساخت آن مستلزم تکنولوژی‌های پیشرفته و گران‌تر است؛
رابط اتصال: SSDهای جدیدتر که از رابط‌های سریع‌تری مانند PCIe یا NVMe استفاده می‌کنند گران‌تر از SSDهای مبتنی‌بر SATA هستند.

۲. هزینه‌های ساخت

حافظه فلش: تراشه‌های “Flash Memory” استفاده‌شده در SSDها نسبت‌به پیچیدگی و تکنولوژی ساخت دارای قیمت‌های متفاوتی هستند؛
فناوری‌های جدیدتر: هرچه کمپانی سازنده SSD با تکنولوژی هم‌گام باشد، هزینه ساخت بیشتری را به‌دوش می‌کشد که منجر به ایجاد تفاوت قیمت بین انواع حافظه SSD می‌شود؛
اندازه: تولید حافظه‌های SSD کوچک مانند M.2 نسبت‌به SSDهای ۲.۵ اینچی SATA گران‌تر است.

۳. ظرفیت و عملکرد

ظرفیت: حافظه‌های SSD با ظرفیت بالاتر به‌ازای هر یک گیگابایت، گران‌تر از درایوهایی با ظرفیت کمتر هستند. دلیل این موضوع اندازه فیزیکی یک SSD است؛ چون تولید یک حافظه بزرگ‌تر به تجهیزات و قطعات بیشتری نیاز دارد؛
عملکرد: امکان ادامه عملیات تحت شرایط سخت و نرخ بالای فاکتور “MTBF” روی قیمت نهایی حافظه تاثیر می‌گذارند؛ چون قابلیت اطمینان بالاتر رفته و مشتریان سازمانی به‌سمت آن‌ها می‌آیند.

۴. دوام و قابلیت اطمینان

قابلیت اطمینان بالا: حافظه‌های PCIe و SAS در مقایسه با SATA، قابلیت اطمینان بیشتری دارند و دلیل آن هم تکنولوژی‌های به‌کاررفته در این نوع هستند. به‌همین‌دلایل می‌توانیم اختلاف قیمت انواع حافظه SSD را توجیه کنیم؛
استقامت در شرایط سخت: فاکتور استقامت در برابر شرایط سخت را با پارامترهایی مثل مقاومت در برابر شوک الکتریکی، قطعی جریان برق و امکان استفاده از حافظه می‌سنجیم. این فاکتور روی قیمت تمام‌شده SSD تاثیر مستقیمی می‌گذارد.

بیشتر بخوانید: راهنمای جامع و کامل اموزش ساخت سرور ماینکرافت با vps