هارد چیست؟

CPU از سه واحد اساسی تشکیل می شود: واحد حافظه ، واحد کنترل و واحد حساب و منطق (ALU). هر سه واحد برای عملکرد رایانه ها ضروری هستند. در این مقاله در مورد درایوهای هارد دیسک و نقشی که آنها در شکل گیری بخش لاینفک واحد حافظه ایفا می کنند صحبت می کنیم.

هاررد دیسک به طور خلاصه دبه زبان انگلیسی HDD اصلی ترین و بزرگترین دستگاه ذخیره سازی رایانه است که شامل مدار الکترونیکی و حرکت قطعات برای ذخیره داده ها با استفاده از قطب های مغناطیسی است. داده هایی که بر روی درایو های هارد دیسک ذخیره میشوند دائمی است و حتی اگر کامپیوتر خاموش شود باز هم در جای خود باقی است.

شرکت های ذخیره سازی داده های آمریکایی Seagate Technologies و Western Digital ، Hitachi و Toshiba تولید کنندگان پیشرو درایوهای دیسک سخت هستند.

پس از معرفی آن در سال 1956 ، ساختار داخلی HDD تغییر چندانی نکرده است ، به جز اینکه ابعاد ان تغییر یافته است. هارد دیسک این اساساً شامل پلاترهای دیسک سخت (مواد مغناطیسی به شکل دیسک) در داخل محفظه بسته شده هوا است.

از داخل ، یک طرف محفظه ، برد کنترل الکترونیکی است که کنترلر دیسک نام دارد. همچنین موتوری وجود دارد که پلاتترها را در 3600 یا 7200 دور در دقیقه در زیر صفحه می چرخاند.

معماری اتصال

این هارد دیسک ها با استفاده از کابل برق و ATA ، SATA یا SCSI از طریق درگاه های انتهای عقب به مادربرد وصل می شوند. کابل دقیق b استفاده می شود به نوع HDD بستگی دارد و معمولاً همراه با HDD است.

حافظه ssd (اس اس دی) چیست؟

سوال: هارد اس اس دی چیست
جواب: درایو حالت جامد (SSD)یا حافظه اس اس دی نسل جدیدی از دستگاههای ذخیره سازی است که در رایانه ها استفاده می شود. SSD ها دیسک های سخت مکانیکی سنتی را با استفاده از حافظه مبتنی بر فلش جایگزین می کنند ، که به طور قابل توجهی سریعتر است.

فناوری های ذخیره سازی دیسک سخت قدیمی کندتر عمل می کنند ، که اغلب باعث می شود رایانه شما کندتر از آنچه لازم است باشد. SSD ها به دلیل کم بودن زمان خواندن و ورودی های سریع ، کامپیوترها را بطور قابل توجهی سرعت می بخشند.

SSD ، کوتاه شده عبارت Solid State Drive ، یک وسیله ذخیره سازی است که از مجموعه های مدار مجتمع به عنوان حافظه برای ذخیره داده ها استفاده می کند. این دستگاه از یک واحد کنترل ، یک واحد ذخیره سازی (تراشه NAND Flash یا DRAM) ، یک حافظه نهان اختیاری (یا بافر) و یک رابط تشکیل شده است.

تراشه کنترل اصلی اس اس دی چیست؟

هر هارد اس اس دیدارای یک واحد کنترلی است (که اصطلاحاً آن را کنترلر اصلی نیز می نامند) که جزء اصلی آن یک تراشه کنترل اصلی است.
این کنترلر دارای دو عملکرد زیر است:

اتصال محل ذخیره سازی به interface (درگاه) ، تا داده ها به رایانه منتقل شوند.

مسئول تکمیل دستورالعملهای مختلف در SSD. به عنوان مثال: خواندن و نوشتن داده ها ، تسطیح فرسودگی(WL) ، مدیریت بلوک بد ، بررسی و تصحیح خطا (ECC) ، بازیافت حافظه (GC) و غیره.

در یک کلام ، کیفیت تراشه اصلی کنترل مستقیماً عمر SSD را تعیین می کند.

تراشه حافظه چیست؟

به طور کلی تراشه های حافظه را می توان به دو نوع تقسیم کرد: تراشه فلش NAND و تراشه DRAM.

DRAM ، مختصر حافظه دسترسی تصادفی پویا ، دارای سرعت خواندن و نوشتن سریعتر از تراشه فلش NAND است. با این حال ، پس از خاموش کردن ، DRAM داده را از دست می دهد. بر اساس نکات فوق ، DRAM معمولاً در بانکهای حافظه (memory bak استفاده می شود و فقط چند SSD معدود از آن استفاده می کنند.

فلاش NAND یک فناوری ذخیره سازی غیر فرار است ، یعنی داده ها پس از قطع برق هنوز در جای خود باقی میمانند. با توجه به مزایای آن مانند مصرف برق پایین ، قیمت پایین و عملکرد خوب ، از آن در SSD ها بسیاری استفاده می شود.

تراشه فلش NAND را می توان به حافظه های فلش SLC (سلول تک سطح) ، حافظه فلش MLC (سلول چند سطح) ، TLC (سلول سه سطح) و QLC (سلول چهار سطح) تقسیم کرد. علاوه بر این ، تراشه های فلش NAND را می توان به حافظه های فلش NAND و حافظه فلش 3D NAND نیز تقسیم کرد.

تراشه بافر چیست؟

تراشه بافر در کنار تراشه کنترلر ایستاده است. با استفاده از آن ، SSD ها می توانند داده ها را سریعتر پردازش کنند. با این حال ، به منظور صرفه جویی در هزینه ، برخی از راه حل های ارزان قیمت SSD تراشه های کش را از بین می برند ، که مطمئناً عملکرد SSD را خراب می کند.

رابط چیست؟

رابط دیسک سخت اتصال بین هارد دیسک و سیستم میزبان است که برای انتقال داده ها بین آنها استفاده می شود. رابط دیسک سخت سرعت اتصال بین هارد دیسک و کامپیوتر را تعیین می کند.

به طور کلی ، SSD مشخصات رابط کاربری مشابه دیسک سخت معمولی دارد. به عنوان مثال ، ممکن است دارای رابط هایی مانند SATA ، mSATA ، M.2 و U.2 باشد. این رابط ها از پروتکل AHCI پشتیبانی می کنند.
با این حال ، SSD همچنین دارای یک رابط است که فقط از پروتکل NVMe پشتیبانی می کند ، یعنی PCI

انواع حافظه SSD 

SSD ها را می توان با توجه به دو عامل طبقه بندی کرد: تراشه حافظه (یعنی فضای ذخیره سازی) و رابط.

SSD مبتنی بر DRAM و SSD مبتنی بر Flash

با توجه به فضای ذخیره سازی ، هارد اس اس دی ها می توانند به طور عمده به دو نوع تقسیم شوند: SSD های مبتنی بر DRAM و SSD های مبتنی بر فلش.

اس اس دی مبتنی بر DRAM ، DRAM را به عنوان رسانه ذخیره سازی خود پذیرفته است. با دستیابی به داده های بسیار سریع ، عموماً کمتر از 10 میکروثانیه مشخص می شود. بنابراین ، در درجه اول برای تسریع در برنامه های کاربردی مورد استفاده قرار می گیرد که در غیر این صورت با تأخیر در SSD های فلش یا HDD های سنتی نگه داشته می شوند.

اما ، به دلیل اینکه فرار است و برای محافظت از امنیت داده ها به نیروی مستقل احتیاج دارد ، دامنه کاربرد نسبتاً کمی دارد.
SSD مبتنی بر فلش ، عمدتا حافظه فلش NAND غیر فرار را اتخاذ می کند. در مقایسه با DRAM ، فلاش NAND از هزینه کمتری برخوردار است و امکان ذخیره داده ها بدون منبع تغذیه ثابت و از اطمینان از تداوم داده ها از طریق قطع برق ناگهانی را فراهم میکند.

نکته: سایر رسانه های ذخیره سازی برای SSD مانند 3D XPoint وجود دارد. این یک فناوری جدید حافظه غیر فرار است که در سال 2015 توسط اینتل و میکرون اعلام شده است. در مقایسه با SSD های مبتنی بر NAND ، SSD های مبتنی بر 3D XPoint دارای سرعت و استقامت بالاتری هستند. قیمت هر بیت در مقایسه با NAND گرانتر است اما ارزانتر از dram است.

SATA SSD، M.2 SSD، U.2 SSD، PCI-E SSD، NVMe SSD

مطابق رابط ، هارد اس اس دی را می توان به SATA SSD ، M.2 SSD ، U.2 SSD ، PCI-E SSD و غیره نیز تقسیم کرد. NVMe SSD نشان می دهد که این SSD از پروتکل NVMe استفاده می کند ، که به رابط نیز مربوط می شود. تا حدودی نوع رابط بر سرعت انتقال داده SSD تأثیر خواهد گذاشت.

مزایای SSD

در مقایسه با HDD ها ، SSD ها دارای مزایای زیر هستند:

• سرعت سریع تر. از آنجا که هارد اس اس دی از حافظه فلش استفاده می کند ، سرعت خواندن نسبت به دیسک سخت سنتی نسبتاً سریعتر است. علاوه بر این ، هیچ هدی در SSD وجود ندارد ، بنابراین زمان جستجو نزدیک به 0 است.
•  مقاومت بیشتر در برابر شوک جسمی. هرگونه ضربه جسمی (مانند لرزش ، حرکات زیاد یا نوسانات دما) بر SSD ها به همان اندازه HDD تأثیر نمی گذارد زیرا هیچ قسمت متحرکی برای شکستن وجود ندارد.
•  مصرف برق کمتر و تولید گرمای کمتر. بسیاری از حافظه اس اس دی به قدرت کمتری نیاز دارند و گرمای کمتری تولید می کنند ، در نتیجه کاهش مصرف برق به ویژه در لپ تاپ هایی که مستعد داغ شدن هستند، کاهش می یابد.
• بدون سر و صدا. درایوهای حالت جامد فاقد موتور مکانیکی و فن هستند ، بنابراین مقدار نویز کار 0 db است.
• دامنه وسیعی از دمای کاری. یک هارد دیسک معمولی فقط می تواند در محدوده 5 تا 55 درجه سانتیگراد کار کند. با این حال ، بسیاری از SSD می توانند در دمای بین -10 تا 70 درجه سانتیگراد کار کنند.
• حمل آسان. در مقایسه با دیسک سخت معمولی ، SSD از نظر وزن سبک تر است.

معایب SSD

SSD ها نیز دارای معایبی هستند. در اینجا برخی از آنها را مشاهده میکنید

• Flash SSD ها دارای چرخه نوشتن محدود هستند ، که مربوط به طول عمر SSD است. SLC SSD دارای 100000 چرخه نوشتن است ، در حالی که سطح ورودی عمومی SSD که معمولاً از MLC استفاده می کند ، تنها 10000چرخه نوشتن دارد.در تئوری ، هنگامی که چرخه نوشتن به پایان رسید ، SSD از کار می افتدد. بنابراین ، در تئوری ، طول عمر HDD طولانی تر از طول عمر SSD است. اما واقعیت این است که SSD می تواند پس از رسیدن به محدوده چرخه نوشتن ، باز هم مورد استفاده قرار گیرد همینطور SSD نسبت به HDD کمتر مستعد خراب شدن است زیرا هیچ قسمت متحرک ندارد.
•  اس اس دی(ssd) گیگابایت بسیار گران تر از هارد دیسک مکانیکی سنتی است ، بنابراین ارتقاء SSD با همان ظرفیت گیگابایت ممکن است منجر به هزینه های قابل توجهی شود.