Hvordan fungerer Solid State-stasjoner?

I disse dager, om du kjøper en ny datamaskin eller oppgraderer en gammel datamaskin, vil du kjøpe en solid state drive (SSD) i stedet for en tradisjonell harddisk (HDD). Faktisk er bytte fra HDD til SSD en av de beste PC-oppgraderingene du kan gjøre.

Men hvordan? Og hvorfor? Hva gjør SSD en gjennombruddsteknologi?

I denne artikkelen lærer du nøyaktig hvilke SSD-er, hvordan SSD-er faktisk fungerer og fungerer, hvorfor SSD-er er så nyttige, og den ene store ulempen til SSD-er du bør vite om. Hvis du leter etter å kjøpe råd i stedet, anbefaler vi at du leser artikkelen vår om hva du bør vurdere før du kjøper en SSD 5 ting du bør vurdere når du kjøper en SSD 5 ting du bør vurdere når du kjøper en SSD Verden av hjemmebruk er i bevegelse mot solid statstasjoner for lagring. Skal du kjøpe en? Les mer .

Forstå datamaskiner og minne

For å forstå hvordan SSD-er fungerer, og hvorfor de er så nyttige, må vi først forstå hvordan datamaskinminnet fungerer. En datas minnearkitektur er delt inn i tre aspekter:

1. De cache
2. De hukommelse
3. De datastasjon

Hvert av disse aspektene tjener en viktig funksjon som bestemmer hvordan de fungerer.

Cachen er den innerste minnerenheten. Når du kjører, bruker datamaskinen din cachen som en slags lekeplass for databeregninger og prosedyrer. De elektriske veiene til hurtigbufferen er de korteste, noe som gjør datatilgangen nesten øyeblikkelig. Cachen er imidlertid svært liten, slik at dens data blir stadig overskrevet.

Minnet er midt bakken. Du kan kanskje kjenne det som RAM (Random Access Memory). Dette er hvor datamaskinen lagrer data relatert til programmene og prosessene som kjører aktivt. Tilgang til RAM er tregere enn tilgang til hurtigbufferen, men bare ubetydelig så.

Datadriften er hvor alt annet lagres for permanent. Det er der alle programmene dine, konfigurasjonsfiler, dokumenter, musikkfiler, filmfiler og alt annet holdes. Når du vil ha tilgang til en fil eller kjøre et program, må datamaskinen laste den fra datastasjonen og til RAM.

Det viktige å vite er at det er en stor fartforskjell mellom de tre. Mens cache og RAM opererer med hastigheter i nanosekunder, en tradisjonell harddisk kjører med hastigheter i millisekunder.

Datamaskinen er i hovedsak flaskehalsen: uansett hvor fort alt annet er, kan en datamaskin bare laste og lagre data så raskt som datastasjonen kan håndtere det.

Dette er hvor SSD-er går inn. Mens tradisjonelle harddisker er størrelsesorden langsommere enn cache og RAM, er SSD-er mye raskere. Dette kan betydelig redusere mengden tid det tar å laste inn forskjellige programmer og prosesser, og vil få datamaskinen til å føle seg mye raskere.

Hvordan fungerer Solid State-stasjoner?

SSD-er tjener samme formål som HDD-er: de lagrer data og filer for langvarig bruk. Forskjellen er at SSDer bruker en type minne som heter “flashminne,” som ligner RAM-men i motsetning til RAM, som sletter sine data når datamaskinen slår av, fortsetter dataene på en SSD selv når det mister strøm.

Hvis du tok fra hverandre en vanlig HDD, ser du en stabel med magnetiske plater med en lesernål som en vinylopptaker. Før nålen kan lese eller skrive data, må platene spinne rundt til riktig sted.

På den annen side bruker SSDer et rutenett av elektriske celler for raskt å sende og motta data. Disse gridene er delt inn i seksjoner som kalles “sider,” og disse sidene er hvor data lagres. Sider er klumpet sammen for å danne “blokker.”

SSD er kalt “solid-state” fordi de ikke har bevegelige deler.

Hvorfor er dette nødvendig å vite? Fordi SSDer bare kan skrive til tomme sider i en blokk. I harddisker kan data skrives til hvilket som helst sted på platen når som helst, og det betyr at dataene enkelt kan overskrives. SSD-er kan ikke overskrive data direkte på enkelte sider. De kan bare skrive data til tomme sider i en blokk.

Så hvordan håndterer SSDer data sletting? Når nok sider i en blokk er merket som ubrukte, forplikter SSD hele dataens minne til minne, sletter hele blokken, og gjenforbinder dataene fra minnet tilbake til blokken mens de ubruktede sidene blinker tomt. Vær oppmerksom på at slette en blokk ikke nødvendigvis betyr at dataene er helt borte. (Slik sletter du data på en SSD på en sikker måte!)

Dette betyr at SSDer blir langsommere over tid.

Når du har en frisk SSD, er den lastet helt med blokker fulle av tomme sider. Når du skriver nye data til SSD, kan den umiddelbart skrive til de tomme sidene med lynrask hastighet. Men etter hvert som flere og flere data blir skrevet, går tomme sider ut og du er igjen med tilfeldige ubrukte sider spredt over blokkene.

Siden en SSD ikke kan overskrive en enkelt side direkte, hver gang du vil skrive nye data fra dette punktet, trenger SSD å:

1. Finn en blokk med nok sider merket “ubrukt”
2. Legg inn hvilke sider i den aktuelle blokken som fremdeles er nødvendige
3. Tilbakestill hver side i den aktuelle blokken til tomt
4. Skriv om nødvendig de nødvendige sidene i den nyrestiltige blokken
5. Fyll de resterende sidene med de nye dataene

Så i det hele tatt, når du har gått gjennom alle de tomme sidene fra et nytt SSD-kjøp, må stasjonen din gå gjennom denne prosessen når den vil skrive nye data. Slik fungerer de fleste flashminne.

Når det er sagt, er det fortsatt mye raskere enn en tradisjonell harddisk, og hastighetsgevinstene er absolutt verdt kjøp av en SSD over en harddisk.

Ulempen til Solid State Drives

Nå som vi vet hvordan en solid state-stasjon fungerer, kan vi også forstå en av sine største ulemper: Flash-minne kan bare opprettholde et begrenset antall skriver før den dør.

Det er mye vitenskap som går inn for å forklare hvorfor dette skjer, men det er nok å si at når en SSD brukes, må de elektriske ladningene i hver av dataselene periodisk tilbakestilles. Dessverre øker den elektriske motstanden til hver celle litt med hver tilbakestilling, noe som øker spenningen som er nødvendig for å skrive inn i den cellen. Til slutt blir den nødvendige spenningen så høy at den aktuelle cellen blir umulig å skrive til.

SSD-dataceller har således et begrenset antall skrivinger. Men det betyr ikke at en SSD ikke varer lenge! Ta en titt på vår artikkel om gjennomsnittlig levetid på harddisker, SSDer og flash-stasjoner Harddisker, SSD-er, flashdrivere: Hvor lenge vil lagringsmediene dine siste? Harddisker, SSD-er, Flashdrivere: Hvor lenge vil lagringsmediene dine siste? Hvor lenge vil harddisker, SSDer, flash-stasjoner fortsette å fungere, og hvor lenge vil de lagre dataene dine hvis du bruker dem til arkivering? Les mer hvis du vil vite mer. Forhåpentligvis har du nå en bedre forståelse av hvordan solid-state-stasjoner fungerer.

Utforsk mer om: Solid State Drive.