Solid state drive

קובץ:Open HDD and SSD.JPG

המבנה הפנימי של כונן קשיח רגיל, בעל חלקים נעים (משמאל), ושל כונן Solid State המורכב מרכיבי זיכרון (באמצע ומימין)

Solid state drive או בראשי תיבות ssd הוא אמצעי לאחסון מידע המופיע בשתי צורות:

• זיכרון נדיף, בו המידע נמחק בעת הניתוק מהחשמל, בדומה לזיכרונות מסוג זיכרון גישה אקראית.
• זיכרון בלתי נדיף, בו המידע נשאר אגור בתוך רכיבי הזיכרון, בדומה לרכיבי זיכרון הבזק.

מטרתם של זיכרונות אלו להוות תחליף מלא ומהיר לדיסקים קשיחים המהירות נובעת מכך שאין חלקים נעים ולכן זמן הגישה קצר. כמו כן צריכת החשמל נמוכה יותר המשקל קטן יותר ואין רעש (אין חלקים נעים).

עקרונות פעולתו של ה-SSD

ה-SSD הוא דיסק אלקטרוני ללא זרוע מכנית זזה הקיימת בדיסקים רגילים. מנגנוני הגישה לאזור מסוים ב-SSD לצורך קריאה או כתיבה מבוססים על איתור כתובות בזיכרון זה. ה-SSD מדמה דיסק רגיל באמצעות מנגנון וירטואליזציה ממוחשב המותקן בבקר שלו.

יתרונות

היתרון המרכזי של ה-SSD הוא מהירות הגישה אליו העשויה לשפר את ביצועי מערכת המחשב כולה. הסיבה לכך היא שקריאה או כתיבה מדיסקים מהווה במקרים רבים צוואר בקבוק, כלומר: גורם עיקרי להאטת ביצועי מערכת המחשוב. במקרים רבים כ-90% מזמן העיבוד של עבודה מוקדש לקריאה ולכתיבה לדיסקים. הסיבה העיקרית לכך שבשכיחות גבוהה מאוד דיסקים הם צוואר בקבוק במערכות נובעת מכך שפעולתם מכנית בעוד רכיבי המחשב עצמם פועלים באופן אלקטרוני המהיר בסדרי גודל. חשוב לציין שלא תמיד מושג שיפור בביצועי המערכת. רמת השיפור תלויה מאוד בבחירת הקבצים שיבחרו להיות על ה-SSD ועשוי להידרש תהליך מורכב של בחירת קבצים כאלה וביצוע כוונון.

יתרון נוסף עשוי להיות שימוש ב-SSD כתחליף להרחבת זיכרון מרכזי במחשב היקר ממנו. החלפה כזו אינה פשוטה ומחייבת ניתוח ותכנון מורכבים למניעת ירידה גדולה בביצועי המחשב.

חסרונות

החסרונות העיקריים של SSD הם (רובם נחשבים כחסרונות זמניים וצפויים להשתפר עם הזמן והפיתוח הטכנולוגי):

• נפח קטן בהרבה מדיסק רגיל - מאפשר שימוש בו למספר קטן של קבצים התופסים נפח קטן יחסית.
• קושי בשמירת נתונים במקרה של הפסקות חשמל. בניגוד לדיסקים המכניים, הפסקת חשמל או נפילת חשמל עלולה להביא למחיקת תוכן הדיסק כולו. דיסקים עשויים להכיל נתונים חשובים ותוכניות מחשב. פתרון אפשרי לבעיה זו היא הוספת בטריה המופעלת אוטומטית במקרה של תקלה במערכת החשמל.
• מחיר גבוה יחסית לדיסקים רגילים.
• ברוב המקרים Solid state drive אינו ציוד סטנדרטי המוכר על ידי מערכת הפעלה ולכן אין בהם תמיכה במערכת. לצורך עקיפת הבעיה קיימים בבקר ה-SSD מנגנונים לדימוי דיסק רגיל, אך לא בכל המקרים מנגנונים אלה נקיים לגמרי משגיאות.
• בבקרי דיסקים מודרניים יש Cache (זיכרון מטמון). זהו זיכרון אלקטרוני מהיר שבו מאוחסנים חלק מנתוני הדיסק בזמן עבודה ואינם נשמרים בו לאורך זמן. גודל ה-Cache גדל עם ההתפתחות הטכנולוגית והוזלת מחירי הזיכרון דבר המצמצם את פערי הביצועים בין דיסק רגיל לדיסק SSD.

מקומו של ה-Solid State Disk בהיררכית הזיכרונות

בעולם המיחשוב קיימת היררכית זיכרונות במערכת מחשב כשהזיכרונות הגבוהים בהיררכיה מאופינים במהירות גישה גבוהה, נפח קטן ועלות גבוהה. ככל שיורדים בהיררכיה גדל הנפח וקטן המחיר לגודל זהה של זיכרון. הזיכרון המהיר ביותר נמצא במעבדי המחשב עצמם, אחריהם סוגים שונים של Cache והזיכרון המרכזי במחשב. ה-SSD איטי וזול מזיכרונות אלה.

בנוסך להיררכית הזיכרונות הפנימית קיימת היררכיה דומה של אביזרי אחסון חיצוניים כגון: דיסקים וקלטות. הדיסקים מחולקים לקבוצות טכנולוגיות שונות כשהמהירות יותר הן גם היקרות יותר. קלטות נמצאות במקום נמוך יותר בהיררכיה ומשמשות במקרים רבים לצורך גיבוי.

שימוש נכון ב-Solid State Disks

עקרונות שימוש נכון בדיסקים אלה אינם נפרדים מעקרונות שימוש נכון בכל אלמנט אחר הנמצא בהיררכית הזיכרונות. הרעיון המרכזי הוא למקסם תועלות באמצעות אופטימיזציה של יחסי עלות/תועלת. נתונים קריטיים שהשימוש בהם רב או שההשפעה שלהם על ביצועי המחשב גבוהה במיוחד מאוחסנים ברמות גבוהות של ההיררכיה. ככל שחשיבות מהירות איחזור ועדכון הנתונים קטנה, רצוי למקם אותם ברמות נמוכות יותר של ההיררכיה. קובצי נתונים העשויים להתאים לאחסון ב SSD בכפיפות לעיקרון זה, עשויים להיות קובצי מערכת ההפעלה וקובצי תשתיות אחרות, כגון: אינדקס של בסיס נתונים או קבצים חשובים במיוחד של מערכות חשובות לארגון. מן הראוי לציין שתהליך האופטימיזציה אינו תהליך סטטי חד-פעמי ולכן נדרשות איטרציות רבות של תהליך זה. במקרים רבים ניתן לבצע תהליכים אלה באמצעות מוצרי תוכנה ייעודיים במקום ביצוע ידני.