هارد SSD قطعه‌ای کوچک با توانمندی برزگ

هارد SSD یا همان هارد دیسک‌ حالت جامد، به حافظه‌هایی اطلاق می‌شوند که در ساختار آن‌ها هیچ قطعه‌ متحرکی به کار نرفته باشد. در ساخت این نوع هارد از فناوری به کار رفته در ساخت حافظه‌های مبتنی بر فلش(SD-Ram) استفاده شده است. به کارگیری فناوری مبتنی بر SD-Ram در طراحی و تولید این هارد ها سبب شده است تا زمان فراخوانی داده‌های ذخیره شده بر روی هارد، به حداقل ممکن برسد.

هارد SSD در دهه 70 و 80 میلادی، به عنوان اولین حافظه کامپیوترهای IBM، به کار گرفته شدند. قیمت بالای این نوع هارد، استفاده گسترده از آن‌ها را به شدت محدود کرده بود. برای رفع این چالش، شرکت‌های تولیدکننده نیمه هادی‌ها، تلاش‌های متعددی را برای طراحی و تولید اقتصادی قطعات نیمه رسانا با قابلیت ذخیره‌سازی اطلاعات را آغاز کردند.

سرانجام در سال‌های آخر دهه 80 میلادی شرکت استورج تک، اولین هارد امروزی از این نوع را با حجم ذخیره‌سازی مناسب و توان حفظ و نگهداری اطلاعات طولانی مدت را به بازار عرضه کرد. این نوع هارد به دلیل مقاومت بالا و پایداری در برابر ضربات شدید،

لرزش و تغییرات دمایی، در صنایع فضایی و نظامی مورد استفاده قرار گرفتند. از این سال به بعد انواع متعددی از این نوع هارد با قابلیت اتصال از طریق SATA به بازار مصرف عرضه شده‌اند.

ساختار هارد SSD

• واحد کنترل کننده هارد SSD

واحد کنترل کننده هارد مسئول برقراری ارتباط ایمن و پایدار بین واحد ذخیره‌ساز هارد با کامپیوتر میزبان، کشف و تصحیح خطاهای احتمالی (ECC) و رمزنگاری اطلاعات را به عهده دارد.

این واحد، از شاخص‌های اصلی در ارزیابی و تعیین کیفیت و بهره‌وری این نوع هارد است. واحد کنترل کننده هارد که توسط شرکت‌های SandForce، Micron و Intel به بازار عرضه شده‌اند عملکرد بهتری را نسبت به دیگر واحدهای کنترل کننده هارد موجود در بازار، از خود نشان داده‌اند.

• واحد ذخیره‌ساز هارد

اغلب سازندگان هارد از حافظه فلش غیرفرار NAND در طراحی و تولید ساختار این نوع هارد استفاده می‌کنند. اگرچه سرعت تبادل اطلاعات در حافظه فلش غیرفرار NAND کمتر از حافظه فلش مبتنی بر فناوری DRAMهاست، اما NANDها با قیمت به نسبت پایین خود و نیز نگهداری اطلاعات بدون نیاز به منبع تغذیه، گزینه مناسبی برای به کارگیری در ساختار هارد هستند.

پایین‌تر بودن سرعت تبادل اطلاعات در حافظه NAND به به کارگیری واحدهای کنترل‌کننده پیشرفته‌تر به نحو چشمگیری بهبود یافته است. اگرچه نوع مبتنی بر فناوری DRAM این هارد از سرعت تبادل اطلاعات بالاتری برخوردار هستند اما نیازمندی آن‌ها منبع تغذیه الکتریکی برای ذخیره‌سازی اطلاعات، سبب شده است تا از آن‌ها بیشتر در سرورها استفاده شود.

• Cache یا بافر هارد

در ساختار این نوع هارد با تعبیه یک حافظه کوچک DRAM به عنوان Cache همراه با به کارگیری واحدهای کنترل‌کننده پیشرفته، تلاش شده است تا بیشترین سرعت تبادل اطلاعات ممکن را برای هارد، فراهم شود.

تفاوت هارد HDD و هارد SSD

هارد HDD ابزار ذخیره‌ساز الکترومکانیکی است. هارد HDD دارای صفحات مغناطیسی است که به دور محور هارد می‌چرخند. اطلاعات توسط هدهایی که بر روی هر یک از این صفحات مغناطیسی تعبیه شده‌اند، بر روی صفحات حک و یا خوانده می‌شونند. در این نوع هارد، سوزن هد با قرارگیری بر روی صفحات مغناطیسی هارد، مکان‌یابی اطلاعات مورد نظر را انجام می‌دهد. با پیدا شدن مکان ذخیره‌سازی اطلاعات، اطلاعات ذخیره شده، استخراج و به رم کامپیوتر انتقال داده شده و برای عمل پردازش به پروسسور فرستاده می‌شوند. با توجه به این که تمامی این مراحل اعم از جابه‌جایی سوزن، گردش هد و همچنین عمل آدرس‌یابی در این هارد به صورت مکانیکی انجام می‌شوند، سبب به وجود آمدن گرما، بالا رفتن مصرف انرژی و نیز ایجاد زمان تاخیر در خواندن و نوشتن اطلاعات می‌شود. تمامی این رخدادها سبب بروز چالش‌هایی همچون طولانی ‌شدن زمان بوت ‌سیستم، استهلاک قطعات مکانیکی، تولید گرمای زیاد توسط هارد و در نهایت کاهش بهره وری عملیات پردازشی کامپیوتر، خواهند شد. علاوه بر این، هارد HDD در برابر ضربه ی فوق‌العاده حساس و آسیب‌پذیر است، به گونه‌ای که ممکن است با ضربه‌ای کوچک، هارد بسوزد و یا قسمتی از اطلاعات آن غیر قابل دسترس شوند.

در سوی دیگر، هارد SSD یک ابزار ذخیره ساز الکترونیکی است و هیچگونه قطعه متحرکی در ساختار خود ندارد. در این نوع هارد اطلاعات بر روی میکروچیپ‌های نیمه‌رسانا، حک و یا خوانده می‌شوند. سرعت این هارد در تبادل اطلاعات از سرعت فلش دیسک‌های USB معمولی بسیار بیشتر است. عدم وجود قطعات متحرک در این هارد و در نتیجه عدم نیاز به زمان برای آغاز حرکت و جابجایی قطعات متحرک در این نوع هارد، سبب شده است تا این هارد از توانایی آغاز نوشتن یا خواندن فوری اطلاعات برخوردار باشد.

مزایای هارد SSD

• بالا بودن سرعت ذخیره‌سازی و بازخوانی اطلاعات
• پایین بودن مصرف انرژی هارد و در نتیجه کاهش مصرف باتری لپ‌تاپ و یا کاهش مصرف انرژی در سرورها
• مقاومت هارد و پایداری بالای آن در برابر ضربه و شرایط سخت فیزیکی
• بی سر و صدا بودن عملکرد هارد
• تولید گرمای بسیار کمتر نسبت به هارد HDD

معایب هارد SSD

• عدم قابلیت رمزنگاری اطلاعات: بسیاری از این نوع هارد توانایی بازنویسی اطلاعات در جایگاه اولیه خود را ندارند و تنها اطلاعات را در بلاک جدید ذخیره و یا بر روی اطلاعات قبلی بازنویسی می‌کنند. به عبارت دیگر در بسیاری از این نوع هارد قابلیت Overwrite کردن اطلاعات وجود ندارد. در این صورت، پس از رمزنگاری، اطلاعات اولیه همچنان قابل دسترس هستند.
• قیمت بالا: قیمت این نوع هارد تقریبا 10 برابر دیگر هاردهاست.

کلام آخر

با ظهور نسل‌های جدید هارد SSD، حضور و نقش هارد HDD رو به افول گذاشته است. در حال حاضر، قیمت پایین‌تر، تنها مزیت هارد HDD است که با ظهور فناوری‌های جدید ساخت واحدهای ذخیره‌ساز NAND و کاهش چشم‌گیر قیمت این نوع از واحدهای ذخیره‌ساز، از بین خواهد رفت. هارد SSD از نظر سرعت، توانایی حفاظت از اطلاعات، مصرف انرژی و اندازه و ابعاد نسبت به هارد HDD، از جایگاه بهتر و بالاتری برخوردار است. همچنین نبود قطعات متحرک میکانیکی، عملکرد بی‌صدایی را برای سیستم‌های دارای این نوع هارد به ارمغان آورده است.

در نهایت بهترین انتخاب بین هارد HDD و هارد SSD، با توجه به نیاز کاربر تعیین خواهد شد. اگر سرعت تبادل اطلاعات از اهمیت بیشتری برخوردار است، هارد SSD گزینه مناسب است. در سوی دیگر، اگر ظرفیت ذخیره‌سازی بالا در ازای بودجه پایین مد نطر باشد، هنوز استفاده از هارد HDD بهترین گزینه است. استفاده همزمان از هر دو نوع هارد در یک سیستم نیز یک راهکار هوشمندانه است. در این راهکار تلفیقی، اجرای سیستم عامل، نرم‌افزارها و بازی‌ها با استفاده از هارد SSD خواهد بود و هارد HDD با ظرفیت ذخیره‌سازی بالا، ابزاری برای  برای آرشیو فایل‌ها و اطلاعات کاربر خواهد بود.