Dela med sig:
Hur fungerar Solid State Drives?
Idag, om du köper en ny dator eller uppgraderar en gammal dator, vill du köpa en solid state drive (SSD) istället för en vanlig hårddisk (HDD). Att byta från HDD till SSD är faktiskt en av de bästa datoruppgraderingarna du kan göra.
Men hur? Och varför? Vad gör SSD till en sådan genombrottsteknik?
I den här artikeln lär du dig exakt vilka SSD-er, hur SSD-enheter faktiskt fungerar och fungerar, varför SSD-er är så användbara, och den stora nackdelen med SSD-enheter som du borde veta om. Om du letar efter köprådgivning istället rekommenderar vi att du läser vår artikel om vad du bör tänka på innan du köper en SSD 5 saker du bör tänka på när du köper ett SSD 5 saker du bör tänka på när du köper en SSD statliga enheter för lagring. Ska du köpa en? Läs mer .
Förstå datorer och minne
För att förstå hur SSD: er fungerar och varför de är så användbara måste vi först förstå hur datorns minne fungerar. En dators minnesarkitektur är uppdelad i tre aspekter:
- De cache
- De minne
- De datadisk
Var och en av dessa aspekter tjänar en viktig funktion som avgör hur de fungerar.
Cacheminnet är den innersta minnesenheten. När du kör, använder din dator cacheminnet som en slags lekplats för datakalkyler och procedurer. De elektriska vägarna till cacheminnet är kortast, vilket gör datatillgången nästan omedelbar. Cacheminnet är dock väldigt liten så att dess data ständigt skrivs över.
Minnet är mitten. Du kanske känner det som RAM (Random Access Memory). Här lagras din dator data relaterade till program och processer som körs aktivt. Tillgång till RAM är långsammare än åtkomst till cacheminnet, men bara försumbar så.
Dataukenheten är där allt annat lagras för permanentitet. Det är där alla dina program, konfigurationsfiler, dokument, musikfiler, filmfiler och allt annat hålls. När du vill komma åt en fil eller köra ett program behöver datorn ladda den från datauken och till RAM.
Det viktiga att veta är att det finns en stor hastighetsskillnad mellan de tre. Medan cache och RAM arbetar med hastigheter i nanosekunder, en traditionell hårddisk arbetar med hastigheter i millisekunder.
I huvudsak är dataupptaget flaskhalsen: oavsett hur fort allt annat är, kan en dator bara ladda och spara data så snabbt som datatorn kan hantera det.
Det är här SSD: erna går in. Medan traditionella hårddiskar är storleksordningar långsammare än cacheminnet och RAM, är SSD mycket snabbare. Detta kan avsevärt minska den tid det tar för att ladda olika program och processer, vilket gör datorn mycket snabbare.
Hur fungerar Solid State Drives?
SSD-enheter har samma syfte som hårddiskar: de lagrar data och filer för långvarig användning. Skillnaden är att SSD använder en typ av minne som heter “flashminne,” vilket liknar RAM-men, till skillnad från RAM, som rensar sin data när datorn slår ner, fortsätter data på en SSD även när det förlorar ström.
Om du tog isär en vanlig hårddisk, så skulle du se en stapel magnetplattor med en läsningsnål som en vinylplattform. Innan nålen kan läsa eller skriva data måste plattorna rotera till rätt plats.
Å andra sidan använder SSD: er ett nät av elektriska celler för att snabbt skicka och ta emot data. Dessa rutor är separerade i sektioner som heter “sidor,” och dessa sidor är där data lagras. Sidor klumpas samman för att bilda “block.”
SSDs heter “fast tillstånd” eftersom de inte har några rörliga delar.
Varför är det nödvändigt att veta? Eftersom SSD-filer bara kan skriva till tomma sidor i ett block. I hårddiskar kan data skrivas till vilken plats som helst på plattan när som helst och det betyder att data lätt kan skrivas över. SSD kan inte direkt skriva över data på enskilda sidor. De kan bara skriva data till tomma sidor i ett block.
Så hur hanterar SSD: er data borttagning? När tillräckligt många sidor i ett block är markerade som oanvända, förplikter SSD hela blockets värde till minne, raderar hela blocket och återförbindar data från minnet tillbaka till blocket medan de oanvända sidorna är tomma. Observera att radering av ett block inte nödvändigtvis betyder att data är helt borta. (Hur man raderar data på en SSD på ett säkert sätt!)
Det betyder att SSD: er blir långsammare över tiden.
När du har en ny SSD, laddas den helt med block full av tomma sidor. När du skriver nya data till SSD kan den genast skriva till de tomma sidorna med flammande hastigheter. Men eftersom fler och fler data skrivs ut, går tomma sidor ut och du är kvar med slumpmässiga oanvända sidor spridda genom blocken.
Eftersom en SSD inte kan skriva över en enskild sida direkt, varje gång du vill skriva nya data från den tiden måste SSD:
- Hitta ett block med tillräckligt många sidor markerade “oanvänd”
- Spela in vilka sidor i det blocket som fortfarande är nödvändiga
- Återställ varje sida i det blocket till tomt
- Skriv om de nödvändiga sidorna i det nyligen nollställda blocket
- Fyll de övriga sidorna med de nya uppgifterna
Så i huvudsak, när du har gått igenom alla tomma sidor från ett nytt SSD-köp, måste din enhet gå igenom den här processen närhelst den vill skriva ny data. Så fungerar det flesta flashminne.
Det sagt är det fortfarande mycket snabbare än en traditionell hårdvara, och hastighetsvinsterna är absolut värda köp av en SSD över en hårddisk.
Nackdelen med Solid State Drives
Nu när vi vet hur en solid state-enhet fungerar, kan vi också förstå en av dess största nackdelar: flashminne kan bara upprätthålla ett begränsat antal skriv innan den dör.
Det finns mycket vetenskap som går ut på att förklara varför detta händer, men det är tillräckligt att säga att när en SSD används, måste de elektriska laddningarna inom varje datacell periodiskt återställas. Tyvärr ökar varje cells elektriska resistans något med varje återställning, vilket ökar den spänning som är nödvändig för att skriva in i den cellen. Så småningom blir den nödvändiga spänningen så hög att den speciella cellen blir omöjlig att skriva till.
Sålunda har SSD-dataceller ett begränsat antal skrivningar. Men det betyder inte att en SSD kommer inte att vara länge! Kolla in vår artikel om de genomsnittliga livslängden för hårddiskar, hårddiskar och flash-enheter Hårddiskar, SSD-enheter, flashdatorer: Hur länge kommer din lagringsmedia att gå? Hårddiskar, SSD: er, Flash-enheter: Hur länge kommer din lagringsmedia att gå? Hur länge kommer hårddiskar, SSD-enheter, flashdrivrutiner att fungera och hur länge kommer de att lagra dina data om du använder dem för arkivering? Läs mer om du vill veta mer. Förhoppningsvis har du nu en bättre förståelse för hur solid state-enheter fungerar.
Utforska mer om: Solid State Drive.