مقدمه
انتخاب فضای ذخیره سازی مناسب ، فقط به مقایسه ظرفیت و هزینه نیست. نوع فضای ذخیرهسازی که رایانه شما از آن استفاده میکند برای عملکرد آن مهم است ، از جمله مصرف انرژی و قابلیت اطمینان. درایوهای حالت جامد (SSD) و هارد دیسک (HDD) دو گزینه اصلی ذخیره سازی هستند که باید در نظر گرفته شوند.
هارد دیسک (HDD) چیست؟
HDD یک دستگاه ذخیره سازی داده است که در داخل کامپیوتر زندگی می کند. دیسک های چرخانی درون آن وجود دارد که داده ها به صورت مغناطیسی ذخیره می شوند. HDD دارای یک بازوی با چندین “سر” (مبدل) است که داده ها را روی دیسک می خوانند و می نویسند. این شبیه به نحوه کار یک دستگاه پخش صفحه گردان است که دارای یک صفحه LP (هارد دیسک) و یک سوزن روی بازو (transducers یا مبدل) است. بازو ، سرها را در سراسر سطح دیسک حرکت می دهد تا به داده های مختلف دسترسی پیدا کند.
HDD ها یک فناوری قدیمی در نظر گرفته می شوند، به این معنی که مدت زمان بیشتری نسبت به SSD ها در دسترس بوده اند. به طور کلی، هزینه کمتری دارند و برای دادههایی که نیازی به دسترسی مکرر ندارند، مانند پشتیبانگیری از عکسها، ویدیوها یا فایلهای تجاری، کاربردی هستند. آنها به دو شکل رایج در دسترس هستند: 2.5 اینچ (معمولاً در لپ تاپ ها استفاده می شود) و 3.5 اینچ (در رایانه های رومیزی).
درایو جامد (SSD) چیست؟
SSD ها نام خود را – حالت جامد – گرفتند زیرا از دستگاه های حالت جامد در زیر قاب استفاده می کنند. در SSD تمام داده ها در مدارهای مجتمع ذخیره می شوند. این تفاوت با هارد دیسک ها، به خصوص در اندازه و عملکرد، پیامدهای زیادی دارد.
SSD ها می توانند بدون نیاز به دیسک چرخان ، به شکل و اندازه یک آدامس یا حتی به اندازه یک تمبر پستی کوچک شوند. ظرفیت آنها – یا اینکه چه مقدار داده می توانند نگه دارند – متفاوت است و آنها را برای دستگاه های کوچکتر، مانند لپ تاپ های باریک، قابل تبدیل یا انعطاف پذیر می کند. SSD ها زمان دسترسی را به طور چشمگیری کاهش می دهند زیرا کاربران مجبور نیستند منتظر بمانند تا چرخش پلاتر یا صفحه راه اندازی شود.
SSD ها گران تر از هارد دیسک ها هستند و به ازای هر مقدار فضای ذخیره سازی (به گیگابایت (GB) و یا ترابایت (TB)) محاسبه می شوند، اما این اختلاف قیمت در حال کاهش است زیرا قیمت SSD با سرعت بیشتری نسبت به قیمت هارد دیسک در سال به سال کاهش می یابد.
مقایسه سرعت!
چیزی که درایوهای SSD را به یک انتخاب فزاینده محبوب تبدیل می کند سرعت آنهاست. در سراسر برد، SSD ها از هارد دیسک ها پیشی می گیرند زیرا از مدارهای الکتریکی استفاده می کنند و هیچ قطعه متحرک فیزیکی ندارند. این منجر به زمانهای انتظار کوتاهتر هنگام راهاندازی و تأخیر کمتر در هنگام باز کردن برنامهها یا انجام کارهای محاسباتی سنگین میشود.
این سرعتهای سریعتر منجر به مزایای عملکرد در چندین زمینه میشود، مانند هنگام ورود به سیستم و انتظار برای راهاندازی برنامهها و سرویسها، یا هنگام انجام وظایف ذخیرهسازی فشرده مانند کپی کردن یک فایل بزرگ.
با یک هارد دیسک، عملکرد ، به طورقابل توجهی کاهش می یابد ، در حالی که یک SSD می تواند به کارهای دیگر هم ادامه دهد.
اگرچه هیچ کس هرگز از سرعت بالای رایانه خود شکایت نمی کند ، اما مواقعی وجود دارد که هارد دیسک می تواند منطقی باشد. اگر فایلی با حجم ترابایت دارید که میخواهید ذخیره کنید ، هارد دیسکها همچنان گزینه ارزانتری هستند، اگرچه با قیمتهای پایینتر SSD و فناوریهای NAND جدیدتر که تراکم بیتها را در هر قالب NAND افزایش میدهند، این گزینه در حال تغییر است.
تصمیمات ذخیره سازی رایانه را می توان با در نظر گرفتن داده ها به عنوان سرد یا گرم ساده کرد. دادههای «سرد» ممکن است شامل عکسی باشد که میخواهید در لپتاپ خود نگه دارید، اما هر روز به آنها نگاه نکنید و نیازی به دسترسی سریع به آنها ندارید. HDD ها می توانند انتخابی عالی و مقرون به صرفه برای داده های سرد باشند. از طرفی دیگر ، اگر در کسبوکاری هستید که تراکنشهای بیدرنگ انجام میدهید، فیلمها و عکسها را ویرایش میکنید و نیاز به دسترسی سریع به پایگاه داده فایلها، کلیپهای ویدئویی یا مدلها دارید ، یا حتی فقط سیستم عامل را اجرا میکنید ، از آن به عنوان داده های “گرم” یاد می شود و عملکرد سریع SSD ها ، آن ها را به گزینه ای ایده آل برای زمانی که دسترسی سریع به داده های شما مهم است تبدیل می کند.
استهلاک و پایداری!
میزان استهلاک نوشتن در یک NAND SSD تا حدی به وضعیت داده های موجود در درایو بستگی دارد ، زیرا داده ها در صفحات نوشته می شوند اما در بلوک ها پاک می شوند. هنگام نوشتن داده های متوالی بر روی یک SSD نسبتاً جدید، داده ها را می توان به طور موثر در صفحات متوالی روی درایو نوشت. با این حال، زمانی که بلوکهای کوچک داده نیاز به بهروزرسانی دارند (مانند بازنگری اسناد یا مقادیر عددی)، دادههای قدیمی در حافظه خوانده میشوند، اصلاح میشوند و سپس دوباره در صفحه جدیدی روی دیسک نوشته میشوند. صفحه قدیمی، حاوی داده های منسوخ شده، نامعتبر علامت گذاری شده است. وقتی صفحات خالی دیگر در دسترس نباشند، آن صفحات «نامعتبر» برای استفاده در یک فرآیند پسزمینه به نام «تجزیهشکل» یا «سطح پوشیدن» آزاد میشوند. تمام صفحات معتبر موجود در یک بلوک معین باید ابتدا در سایر مکانهای خالی درایو کپی شوند تا بلوک اصلی فقط حاوی صفحات نامعتبر و منسوخ شده باشد. سپس بلوک اصلی را می توان پاک کرد تا فضایی برای نوشتن داده های جدید آزاد شود.
فرآیندهای NAND سایش سطح داخلی ، منجر به تقویت نوشتن می شود، که در آن کل نوشته های داخلی روی یک SSD بیشتر از نوشته های لازم برای قرار دادن داده های جدید روی درایو است. از آنجایی که هر نوشتن مقداری سلولهای NAND را کاهش میدهد، تقویت نوشتن یکی از دلایل اصلی سایش است. فرآیندهای داخلی به SSD های NAND کمک می کنند تا سایش را به طور مساوی در سراسر درایو توزیع کنند. اما نکته اصلی این است که بارهای کاری سنگین (به ویژه نوشتن تصادفی) باعث می شود که SSD های NAND سریعتر از سایر الگوهای ورودی/خروجی (I/O) فرسوده شوند زیرا باعث تقویت نوشتن بیشتر می شوند.
خبر خوب این است که استقامت سطح درایو SSD همیشه مشخص می شود و در عین حال بدترین حالت الگوهای نوشتن تصادفی را در ذهن دارید. به عنوان مثال، وقتی می شنوید که یک درایو می تواند یک Drive Write در روز انجام دهد، به این معنی است که می توانید حداقل یک درایو کامل داده را با استفاده از نوشتن تصادفی روزانه ، در طول دوره گارانتی درایو (معمولاً 5 سال) بنویسید. این بدین معناست که هارد های SSD ، دارای عمر تقریبا قابل پیش بینی می باشند ، ولی HDD ها را معمولاً می توان بصورت نامحدود استفاده کرد.
مقایسه کلی
وقتی صحبت از ظرفیت به میان میآید ، حافظههای SSD برای رایانهها در ظرفیتهای 120 گیگابایت تا 30.72 ترابایت در دسترس هستند ، در حالی که هارد دیسکها میتوانند از 250 گیگابایت تا 20 ترابایت عرضه شوند.
هنگام اندازه گیری هزینه به ازای هر ظرفیت ، هارد دیسک ها در صدر قرار می گیرند ، اما با کاهش قیمت هاردهای SSD، این تفاوت قیمت کمتر محسوس خواهد بود. با این حال ، با درایوهای SSD، کار بسیار بیشتری در هر سرور انجام میشود که منجر به استفاده از دستگاههای کمتری برای دریافت خروجی مشابه HDD میشود. نتیجه؟ SSD ها TCO کمتری دارند (هزینه کل مالکیت).
قابلیت اطمینان به این صورت تعریف میشود که آیا دادهها همانطور که در نظر گرفته شده، در یک حالت خراب ذخیره میشوند؟ SSD ها به طور کلی قابل اعتمادتر از HDD هستند، که باز هم تابعی از نداشتن قطعات متحرک است. به این دلیل که بدون حرکت، SSD ها تحت تأثیر لرزش یا مسائل حرارتی مربوطه قرار نمی گیرند.
درایوهای SSD معمولاً انرژی کمتری مصرف میکنند و باعث عمر باتری طولانیتر میشوند، زیرا دسترسی به دادهها بسیار سریعتر است و دستگاه اغلب بیکار است. اما هارد دیسک ها هنگام راه اندازی به انرژی بیشتری نسبت به SSD ها نیاز دارند.
هزینه ها!
به خوبی درک شده است که SSD ها به طور قابل توجهی بهتر از HDD ها عمل می کنند و همچنین مزیت قابلیت اطمینان SSD ها تقریباً به خوبی درک شده است. با توجه به این مزیت های ذاتی، SSD ها برای عملکرد نیازی به تکرار ندارند و عموماً برای قابلیت اطمینان نیاز به تکرار بسیار کمتری دارند. عملکرد بالاتر SSD همچنین به روش های بسیار کارآمد تری برای کاهش داده ها نسبت به HDD ها کمک می کند. کاهش داده نسبت داده های میزبان ذخیره شده به ذخیره سازی فیزیکی مورد نیاز است. یک نسبت 50 درصدی معادل نسبت کاهش داده 2:1 است. از آنجایی که کاهش داده به کاربر اجازه می دهد اطلاعات بیشتری نسبت به سخت افزار فیزیکی ذخیره کند، ظرفیت موثر حاصل افزایش می یابد. فنآوریهای فشردهسازی و کپیسازی میتوانند تا حد زیادی ظرفیت ذخیرهسازی خام مورد نیاز برای برآوردن یک نیاز «ظرفیت قابل استفاده» را کاهش دهند.
الگوریتمهای مدرن ، برای SSD بهینهسازی شدهاند و از عملکرد آنها برای فعال کردن نسبت کاهش داده بالا (DRR) بهره میبرند و در عین حال عملکرد بالایی را ارائه میکنند. به عنوان مثال، الگوریتم فشرده سازی Zstandard از فیس بوک به سرعت فشرده سازی و خارج کردن فشرده سازی بسیار سریعتر از HDD می باشد که می تواند بخواند و بنویسد ، بنابراین امکان استفاده از الگوریتم ها ، بر روی SSD ها در زمان واقعی را فراهم می کند. مثال دیگر VMware vSAN است، که در آن فشرده سازی و حذف مجدد ، در تنظیمات تمام فلش ، فقط ارائه می شود.
منبع : www.intel.com
تبلیغات
مطالب دیگر
