Solid-state drive (SSD)

Základní informace

Solid-state drive (SSD; „polovodičový disk“) je nevolatilní paměť, která používá čistě elektronické ukládání dat. Je nástupcem HDD, na rozdíl od kterých nemá žádné pohyblivé mechanické části – větší odolnost proti otřesům, nehlučnost a nižší spotřeba. Pro uložení dat je používána polovodičová flash paměť. Je to zařízení s přímým přístupem k datům, takže je mnohem rychlejší než HDD. SSD může být také zahrnuto v širokém slova smyslu pevného disku jako jeho typ. Kombinací disků SSD a HDD vznikl disk SSHD (= solid state hybrid drive; hybridní disk), který má menší flash paměť, na které je uložen operační systém a často používaná data, a mechanickou část, na které je zbytek dat.

Historie

První SSD disky začaly vznikat už v 70. letech. Známý je např. StorageTek STC 4305, který vyšel v roce 1978 a je považován za jeden z prvních SSD. SSD z této doby byly velice drahé a používala je hlavně armáda (např. v letectví). Tyto první disky většinou používaly DRAM pro ukládání dat, až v 80. a 90. letech se začalo přecházet na flash paměť. V roce 1991 začal prodávat SanDisk první z nich, který měl kapacitu 20 MB. Až od nového tisíciletí začínají být SSD cenově dostupné i pro běžné uživatele. V roce 2009 byl představeno první 1 TB SSD, dnes už existují až 100 TB SSD, takže je vidět, že jejich technologie se nestále rozvíjí. Dnes už postupně vytlačují pevné disky.

Fyzická struktura SSD

SSD na rozdíl od HDD neobsahuje žádné mechanické části, všechna data jsou ukládána na paměť flash, kam jsou vložena jako stránky („pages“) a ty jsou součástí jednotlivých bloků („blocks“). Dále se uvnitř SSD nachází řadič, který provádí všechny operace s daty. Kromě zápisu a čtení ale také zajišťuje třeba to, aby jednotlivé části flash paměti byly využívány rovnoměrně (wear leveling), kvůli jejich omezenému počtu zápisů, nebo také garbage collection, který řeší omezení SSD přepisovat a mazat data pouze po blocích. V některých SSD se také nachází cache, která funguje podobně jako u HDD – přebírá rychleji data od procesoru a až poté je zapisuje na vlastní flash paměť. SSD s pamětí cache jsou díky tomu často mnohem rychlejší.

Pro SSD existuje mnoho různých rozhraní na připojení k počítači. SSD o rozměrech 2,5 palce se často připojují skrze SATA nebo SAS (podobně jako HDD). Mohou ale také být připojena přímo na základní desce skrze PCIe (rozhraní NVMe), aby dosahovaly větších rychlostí zápisu a čtení. I zde je více možných konektorů, nejčastější z nich je M.2, ale setkáme se i s U.2 nebo mSATA. Disky M.2 už nepoužívají starý formát 2,5 palce, místo toho jsou široká pouze 22 mm a dlouhá od 42 do 110 mm.

Technické parametry SSD

1. Kapacita – udávána v GB a TB, udává, kolik dat se na disk vejde, dnes se pohybuje v rozmezí 120 GB až 8 TB; byl však vytvořen už i 100 TB disk
2. Formát disku – udáván v palcích (2,5; 3,5) nebo přesných rozměrech (M.2 2260 = šířka 22 mm, délka 60 mm), potřeba zkontrolovat kompatibilitu se základní deskou
3. Rozhraní – typ a rychlost připojení k počítači, často SATA (pomalejší) nebo M.2 (rychlejší)
4. Typ paměti flash – určuje, kolik každá buňka paměti může uchovávat bitů, SLC (single level cell), MLC (multi level cell), TLC (triple level cell), QLC (quad level cell) = buňka uchovává 1/2/3/4 bity; větší počet bitů na buňku znamená pomalejší rychlost zápisu, avšak zvyšuje hustotu dat a také zmenšuje cenu
5. Rychlost čtení a zápisu – uváděna v MB/s, dnes často okolo 3000 MB/s
6. Životnost – udávána v TBW (terabytes written), udává, kolik TB je možno na SSD zapsat, než začnou odcházet buňky flash paměti, dnes už často tak vysoké hodnoty, že na parametru tolik nezáleží jako v minulosti
7. Cache – SSD s cache jsou většinou rychlejší, větší cache je lepší
8. Typ použití – externí/interní

Porovnání SSD s HDD