SSD накопичувачі змінили застарілі HDD (жорсткі диски) і перевершують їх у всьому: швидкості читання/запису, компактності, стабільності роботи.  Якщо у вас довго не завантажується операційна система чи відеогра, дратує низька швидкість копіювання файлів – можливо час змінити свій старий жорсткий диск на новий, швидкий SSD.  Для того, щоб краще розуміти який SSD підійде для вашого ПК або ноутбука ми підготували цей матеріал.

 

Зміст:


 

Яка конструкція у SSD накопичувача, та як він працює?

 

Solid State Drive, або SSD – це це пристрій для запису/зчитування/зберігання даних у цифровому вигляді. За конструкцією такий накопичувач має багато спільних рис зі звичайною флешкою. Це друкована плата, на якій розпаяні кілька мікросхем флеш-пам'яті, контролер і інтерфейс для підключення всієї конструкції до материнської плати ПК.  По-суті, від флешки SSD накопичувач відрізняється просунутою логікою обробки процесів та вищими швидкостями обміну даними.

 

Ось так виглядає твердотільний накопичувач схематично:

схема твердотільного накопичувача


І, фактично, на прикладі 2,5” Sata 3.0 формфактора:

приклад 2,5” Sata 3.0 формфактора

 

Відмінності між SSD та HDD

 

Аби краще розуміти у чому переваги та недоліки твердотільних накопичувачів відносно HDD, необхідно детальніше дослідити конструкцію та принципи роботи жорстких дисків.

Ось так виглядає у розрізі HDD диск. Саме “диск”, тому що інформація зберігається саме на намагнічених дисках.

конструкція HDD диска

Спеціальна голка зчитує з диска дані, (за схожим принципом працює відтворення музики з вінілових платівок).  Для цього диск необхідно обертати і швидкість зчитування залежатиме від швидкості обертання диска.  Підключається такий девайс через інтерфейс SATA.  У спадок від нього перші SSD отримали формфактор 2,5" (за діаметром магнітних дисків компактних HDD).

 

Тепер, коли ми вже розуміємо як працюють жорсткі диски, можемо говорити про основні відмінності між ними та твердотільними накопичувачами:

  • конструкція. SSD не має жодних рухомих деталей.  Замість намагнічених дисків – мініатюрні чіпи пам’яті, а доступ до даних здійснюється через шину данных – контактну доріжку на друкованій платі;

  • мініатюрні розміри плати SSD. Твердотільні накопичувачі набагато менші за HDD, а в пластикові кейси формату 2,5” їх вміщують, щоб не змінювати стандартів монтажних роз’ємів у типових корпусах ПК та ноутбуків;

  • швидкість передачі даних обмежена лише можливостями контролера пам’яті та пропускною здатністю інтерфейсу підключення (а не швидкістю обертання дисків).

 

У цій таблиці ми привели та порівняли середні швидкості читання та завантаження відносно повільного SSD (SATA III) та швидкого HDD (7200 об/хв).

 

Характеристики

HDD

SSD
швидкість читання, Мб/с

120

500-600

час завантаження Windows, сек

55-75

8-10

 

Відмінності між моделями для ноутбуків та ПК

 

Це питання часто ставлять ті, хто ще встиг побути сучасником засилля HDD "дисків", тому, що для корпусів десктопних ПК досі виробляють 5,25 і 3,5 "HDD, а для ноутбуків - 2,5".

У твердотільних накопичувачів із сумісністю простіше:

  • Під корпуси для ПК підійдуть накопичувачі форм-фактору 2,5 "(незалежно від робочого інтерфейсу).  M.2 і PCIe SSD накопичувачі монтуються просто на материнську плату (Їх установка можлива тільки в тому випадку якщо материнка оснащена відповідним слотом);

  • під ноутбуки підійдуть всі типи SSD, крім тих, що призначені для десктопних роз'ємів PCIe.  Через стоншення корпусів сучасних ноутбуків в них, переважно, використовують самі компактні формати – M.2 та 2,5" без оболонки (мікросхема, без корпусу, вставляється безпосередньо в слот на платі) та з оболонкою (такий варіант універсальніший та частіше зустрічається).  Роз'єм під M.2 на материнських платах деяких ноутбуків може працювати як з PCIe так і з SATA 3 інтерфейсами, BIOS розпізнає їх автоматично.  Але є і такі, що підтримують якийсь один окремий інтерфейс.  Інформацію щодо сумісності конкретних моделей краще уточнювати на офіційному сайті виробника ноутбука.

 

Формфактори SSD 

 

При виборі твердотільного накопичувача в першу чергу варто звернути увагу на форм-фактор, адже саме від нього залежить, чи зможемо ми розмістити його в пристрої. Нижче ми перерахуємо найбільш поширені варіанти.

 

2.5-дюймові SSD

2.5-дюймовий SSD

Найпоширеніший тип SSD.  Як згадувалось раніше, це продиктовано необхідністю сумісності з частиною сучасних корпусів ПК та ноутбуків.  Саме такого формату дотримуються під час виробництва компактних HDD для ноутбуків.  Встановити подібний SSD накопичувач можна в будь-який ПК та  відносно старі лептопи (якщо там раніше стояли SATA HDD 2,5 ").  Інтерфейс може бути:

  • SATA

  • mSATA

  • PCIe

 

PCI Express (SSD AIC (Add-in Card)

PCI Express (SSD AIC (Add-in Card)

Встановлюються в слоти PCI Express на материнській платі (подібно до дискретних відеокарт), тобто сумісні з будь-яким сучасним десктопним ПК, за наявності вільного слота PCIe.  Такий формфактор SSD цікавий тим, що накопичувач перебуває поза зонами значного нагрівання на платі.  Тому навіть невеликий радіатор зможе ефективно відводити від нього тепло.  Використання шини PCI Express забезпечує відмінну швидкість читання/запису;

 

M.2 SSD

Типорозмір SSD M.2 формату

Найбільше такі накопичувачі схожі на планки оперативної пам'яті.  За розміром це найменші з усіх SSD.  Є певна градація за їх довжиною в межах формфактора.  Типорозмір записується як 22XX, де 22 – ширина, а XX – максимальна довжина планки (міліметри).  Вони підходять як для сучасних десктопних ПК, так і для ноутбуків (крім тих, де SSD розпаяний на материнській платі).  За інтерфейсом підключення вони бувають:

  • SATA M.2;

  • mSATA. Компактний формат накопичувачів для ноутбуків. 

  • NVME (підключаються до PCIe слотів);

 

Типи флеш-пам'яті в SSD накопичувачах. Термін служби

 

Продуктивність та термін служби будь-якого твердотільного накопичувача залежать від типу пам'яті.  Їх кілька основних видів, і майже десяток різних варіацій.  Але всі сучасні моделі побудовані на пам'яті, що працює за методом з'єднання комірок масиву NAND.  Якщо без технічних подробиць – це така система комірок пам'яті, при якому вони зберігають інформацію без зовнішнього джерела живлення.  А ось за здатністю комірок запам'ятовувати певну кількість біт інформації SSD підрозділяються на 3 типи:

 

тип пам’яті

час стирання, мс

кількість біт, що їх можна записати в одну комірку

циклів перезапису

MLC

3

2

3000

TLC

4,5

3

1000

QLC

6

4

500

 

Як бачимо з таблиці, найнадійніша, щодо збереження даних – MLC пам'ять, але вона, одночасно, є найдорожчою.  Проте зараз, вона подекуди витісняється TLC аналогами SSD накопичувачів, що поступово, з вдосконаленням технологій, наздоганяють її за рівнем надійності, залишаючись більш доступними.

 

Що ж тоді таке: V-NAND, 3D NAND, 3D TLC?

Ці приписки до основного типу говорять нам про те, що комірки флеш-пам'яті розміщуються на платі в кілька шарів (тоді як просто тип, без приписок – це одношарове розміщення).

 

Термін служби SSD накопичувачів

 

Що більше біт можна записати в одну клітинку, то більш містким буде SSD накопичувач, але, пропорційно, зменшуються його продуктивність та термін служби.  Відповідно, з популярних на ринку типів MLC найдорожча і "витриваліша", а QLC найдоступніша, але не така "живуча".

Ресурс накопичувача витрачається тільки під час перезапису комірки – читання не береться до уваги.  Зчитувати можна скільки завгодно.  Виробниками SSD закладається також певна кількість резервних комірок, які користувачеві відпочатку недоступні.  У міру "вигорання" базових секторів, контролер починає використовувати цей резерв.  Коли й резерв вичерпується – SSD буде працювати до останньої працездатної секції, потому записані файли блокуються і будуть доступні тільки для читання.

Ресурс перезапису виробники позначають параметром TBW – terabytes written і ця цифра показує який обсяг інформації потрібно перезаписати, до того, як ефективний обсяг вашого SSD почне зменшуватися.

 

 

Як визначити приблизний ресурс SSD без складних обчислень?

 

Параметр «напрацювання на відмову» можна взагалі не розглядати, тому що виробники вираховують його за складною формулою, для кількох "усереднених" за характеристиками пристроїв з партії.  Якби самі виробники сприймали всерйоз ці цифри, вони б давали 10-15 років гарантії (мінімальний термін "напрацювання на відмову" для найбюджетніших SSD) на свої накопичувачі.

Інша річ – ресурс перезапису.  На нього вже можна орієнтуватися.  Наприклад, за 110 TBW (скільки Терабайт інформації можна перезаписати) і стандартної гарантії 12 місяців, на SSD об'ємом 128 ГБ треба буде здійснити близько 880 циклів повного перезапису, тобто щодня скачувати й записувати поверх старої по 300 Гб інформації.  Ось формула для розрахунку:

 

1 Тб = 1024 Гб

110 Тб х 1024/128 Гб = 880 (циклів повної перезапису)

 

Природно звичайний користувач такий ресурс, навіть за рік, не вичерпає.  І мова про середньо бюджетні TLC-чіпи пам'яті.  Якщо брати MLC, то гарантія буде 36 місяців, а ресурс зросте пропорційно.

 

Швидкість читання/запису.  Що варто про неї знати?

 

Що вища швидкість читання/запису – то швидше завантажується ваша операційна система, графічні полігони в іграх, копіюються об'ємні файли.  Загальна швидкодія будь-якого SSD визначається низкою чинників.  Наведемо блок-схему для наочності:

фактори, які впливають на швидкість читання / запису SSD

Зазначена виробником швидкість читання/запису, як правило – зроблена в "тепличних" умовах і може відрізнятися від реальної на 10-15% в середньому.  Ось що слід врахувати, щоб розуміти на яку швидкість можна розраховувати:

  • інтерфейс підключення.  Підсумкова швидкість читання/запису з будь-якого SSD обмежена можливостями інтерфейсу підключення.  Контролери вже давно забезпечують достатні швидкості всередині самого чіпа, тому підключення до материнки є своєрідним "вузьким горлом пляшки".  Навіть якщо контролер дозволяє отримати велику швидкість, в реальності вона буде трохи нижче ніж пропускна здатність інтерфейсу:

    • SATA III обмежений 500-600 Мб/сек (реальна пропускна здатність інтерфейсу - 6 Гб/сек, але її необхідно розділити на 10-12 каналів підключення, що окремо виводяться під кожен роз’єм до однієї з ліній Sata III);

    • PCIe 3.0 - 1 Гбіт/сек;

    • PCIe 4.0 - від 2 Гбіт / сек.

  • заповненість диска.  SSD більшості типів не рекомендується заповнювати більш ніж на 70%.  За 50% та менше швидкості будуть оптимальними;

  • обсяг файлів, що записуються та їх кількість.  Якщо в архіві 100500 папок і дрібних файлів, процес триватиме довше – адже на ініціалізацію запуску кожного файлу будуть потрібні додаткові мілісекунди.  Тоді як фільм на 20 Гб, одним файлом, буде копіюватися на швидкості близькій до максимальної.

 

Обсяг пам'яті

 

  • 120 Гб.  Найбюджетніші рішення. Як правило, їх достатньо для установки та комфортного функціонування операційної системи;

  • 240 Гб.  Мінімальний обсяг, якщо ви хочете встановити 1-2 гри на основний SSD диск, щоб прискорити їх завантаження;

  • 500 Гб.  Оптимальний вибір у 2020 для невеликої бібліотеки ігор плюс операційна система;

  • 1 Тб і вище.  Знадобитися тим, хто тримає на ПК значну медіатеку і для професійної роботи з медіа.

 

Додаткові нюанси

 

  • Охолодження.  Що вища швидкість роботи конкретної моделі SSD, то більше вона нагрівається.  Надлишкові температури не йдуть на користь будь-яким мікросхемам.  Тут потрібно звертати увагу на наявність в комплекті до накопичувача чи материнської плати радіатора і термопрокладок для відводу тепла.  Але це важливо тільки для працюючих на інтерфейсі PCIe моделей;

  • підтримка накопичувачем функції S.M.A.R.T.  дозволить вам відслідковувати його стан за допомогою Windows або iOS (утилітами типу CrystalDiskInfo).  У цій же програмі ви можете оцінити реальну швидкість читання/запису;

  • функція TRIM дозволяє очищати комірки від "сміття" в даних, що істотно збільшує ресурс SSD.

 

Виробники SSD накопичувачів

 

Є лише кілька виробників, які самі виробляють чіпи пам'яті та контролери, інші бренди збирають SSD з чужих комплектуючих під своїми торговими марками.

Серед відомих виробників елементної бази виділяються такі бренди як Intel і Samsung.  Зі списку тих, хто збирає твердотільні накопичувачі не з власних комплектуючих, найбільш примітні: ADATA, Apacer, Kingston, Transcend.  Продукція підприємств-вендорів далеко не завжди поступається моделям від брендів з повним циклом виробництва, тому, що вони займаються не тільки складанням мікросхем, але й оптимізацією роботи всього пристрою.  Обирати ж варто не за брендами, а за відгуками в інтернеті на кожну конкретну модель та по її параметрам.

 

Переваги та недоліки SSD накопичувачів

 

ПеревагиНедоліки
висока швидкість читання/записувисока, відносно HDD, ціна за 1 Гб
безшумністьтехнічно складне відновлення втрачених даних
компактність 
низькі витрати електроенергії 

 

Корисні поради щодо вибору

 

  • визначте для яких задач вам потрібен SSD накопичувач. Аби просто прискорити завантаження Windows та збільшили швидкодію під час копіювання файлів цілком достатньо SATA III моделей. Швидкості від 1000 Мб/сек знадобляться лише геймерам та тим, хто працює з великою кількістю  файлів (монтаж, програмування, дизайн, верстка);

  • аби не розраховувати ресурс накопичувача просто запам'ятайте: від 80 до 120 TBW – для “домашнього” використання, від 130 до 200 TBW – для максимальної надійності в офісі чи для робочих задач;

  • Що більший обсяг – то вищий загальний ресурс накопичувача.