» » » آیا می دانید SSD ها چگونه کار می‌کنند؟







XML error in File: http://digiato.com/feed/

XML error: Opening and ending tag mismatch: hr line 5 and body at line 6

لوییس هرناندز:/ نیمار و امباپه در پاری سن ژرمن خواهند ماند

لوییس هرناندز، مدیر ورزشی باشگاه پاری سن ژرمن از ماندن نیمار و کیلیان امباپه در این تیم خبر داد.

سرمربی بلژیک و تشویق هازارد به جدایی از چلسی

روبرتو مارتینز، سرمربی تیم ملی بلژیک معتقد است زمان آن فرا رسیده ادن هازارد دیگر از چلسی جدا شود.

خبر خوش به یونایتد؛ اینتر و قربانی کردن پریشیچ

ممکن است ایوان پریشیچ، ستاره کروات اینتر میلان به زودی راهی منچستریونایتد شود.

عجیب اما واقعی: گتوزو در آستانه اخراج از میلان

اخبار حاکی از آن است که به زودی گنارو گتوزو، سرمربی جوان میلان شغل خود را از دست خواهد داد.

برتری یک گله اکسین مقابل ملوان

تیم های دسته اولی اکسین و ملوان امروز در دیداری تدارکاتی در سرعین اردبیل به مصاف هم رفتند.


آیا می دانید SSD ها چگونه کار می‌کنند؟

SSD یا درایو حالت جامد (Solid-state drive) نوع نسبتا جدیدی ازحافظه‌های رایانه‌ای هستند
که به جای HDD ها (یا همان هارد دیسک، دیسک سخت …) بکار می‌روند. این نوع از حافظه‌ها در دنیای رایانه‌ها بسیار پرکاربرد شده اند.
بیشترین استفاده‌ی آن‌ها در لپتاپ‌ها و دیگر دستگاه‌های قابل حمل مشابه است.

طرز کار هارد دیسک‌ها به این صورت است که اطلاعات به صورت مغناطیسی روی یک صفحه‌ی گردان (دیسک) ذخیره می‌شوند.
این دیسک با سرعت بسیار بالا می‌چرخد و یک بازو‌ی مکانیکی‌، روی آن حرکت می‌کند و اطلاعات را از روی آن می‌خواند.

برسام، SSD ها از فناوری حافظه‌های فلش استفاده می‌کنند. یعنی می‌توان یک SSD را مثل مجموعه‌ای از حافه‌های فلش تصور کرد
که بهم متصل شده اند. استفاده نکردن از عضو مکانیکی در این حافظه‌ها باعث می‌شود
که به میزان قابل توجهی، مصرف برق در آن‌ها کمتر از هارد دیسک‌ها باشد به همین دلیل استفاده از آن‌ها در دستگاه‌هایی
که از انرژی باطری استفاده می‌کنند بهتر از هارد دیسک است.
به رغم ظاهر بیرونی یکسان، SSD و HDD ها هیچ شباهتی از نظر کارکرد و درون به هم ندارند.

به رغم ظاهر بیرونی یکسان، SSD و HDD ها هیچ شباهتی از نظرمحتویات و کارکرد به هم ندارند.

SSD از دو بخش کلی تشکیل شده است؛ بخش حافظه‌ی فلش (NAND flash memory) و بخش کنترل (کنترلر).

کنترلر
کنترلر یک پردازنده است که طبق دستورات سیستم عامل مخصوص آن (Firmware)، دستورات رایانه‌ای که SSD به آن متصل شده است را انجام می‌دهد. می‌توان گفت رایانه به کنترلر دستور می‌دهد که این اطلاعات را ذخیره کن و یا بخوان و کنترلر باید ساز و کار و فرایند‌های مخصوص را برای انجام این دستورات انجام دهد. ویژگی‌های خاص یک SSD (مثل ویژگی‌هایی که باعث می‌شوند
عمر یک مدل دستگاه نسبت به مدل‌های مشابه بیشتر باشد) همان ویژگی‌های کنترلر آن می‌باشند.

عموم وظایف کنترلر عبارت اند از: خواندن، نوشتن و حذف کردن اطلاعات، پیدا کردن نقص‌ها، رمز گذاری(Encryption)،
جمع آوری اطلاعاتی که قرار است حذف شوند، متعادل سازی میزان ذخیره‌ی اطلاعات در سلول‌های حافظه و …

حافظه‌های فلش
امروزه تمام SSD ها از فناوری حافظه‌های فلش NAND استفاده می‌کنند. این نوع حافطه‌ها به صورت مدارهایی بر روی یک برد الکترونیکی بسته شده اند. مدل‌های Enterprise (مدل‌هایی که مخصوص کارهای خاص مثل صنعت، تجارت و … ساخته می‌شوند) از سلول های NAND تک لایه‌ای استفاده می‌کنند. این نوع حافظه‌ها سریع‌تر و بادوام‌تر هستند در صورتی که مدل‌های معمولی که از سلول‌های چندلایه‌ای استفاده می‌:کنند، ارزان‌تر هستند.

در هارددیسک‌ها اطلاعات به صورت مغناطیسی ذخیره می‌شوند در صورتی که در SSD ها سلول‌های حافطه، اطلاعات را به صورت ولتاژ ذخیره می‌کند. در هر سلول ولتاژ دوحالت دارد. یا هست (۱) یا نیست (۰) یعنی اطلاعات به صورت ۰ و ۱ ذخیره می‌شوند. خواندن اطلاعات از این سلول‌ها برای کنترلر کار ساده‌ایست ولی ذخیره‌‌ی اطلاعات کاری پیچیده و دشوار می‌باشد.
ساختمان داخل یک SSD

ساختمان داخل یک SSD
سلول‌های حافطه درون SSD ها ویژگی‌های خاصی دارند. اولین ویژگی آن‌ها محدودیت توانایی آن‌ها در تعداد دفعات ذخیره ی اطلاعات است. یعنی روی هر سلول حافظه می‌توان به تعداد دفعات مشخصی اطلاعات ذخیره کرد(که به آن P/E گفته می‌شود). یا به عبارتی عمر مفید سلول‌های حافظه به تعداد دفعات ذخیره‌ی اطلاعات بر روی آن بستگی دارد. برای جلوگیری از خراب شدن زودهنگام دستگاه و استفاده از تمام ظرفیت آن، کنترلر، تکنیکی دارد که به آن wear-leveling گفته می‌شود. بوسیله‌ی این تکنیک، کنترلر تشخیص می‌دهد که روی کدام سلول‌ها اطلاعات فراوان‌تر ذخیره شده است و روی کدام سلول‌ها کمتر. بعد با این آمار مدیریت می‌:کندکه دفعه‌ی بعدی که اطلاعات می‌خواهد ذخیره شود، بهتر است روی کدام سلول‌ها ذخیره شود، یا چه اطلاعاتی می‌بایست از روی یک سری از سلول‌ها به جای دیگر انتقال یابند، تا سلول‌های دستگاه عمر یکسانی داشته باشند و در طول عمر SSD بتوان از تمام ظرفیت دستگاه استفاده کرد.

ویژگی خاص دیگری که در حافظه‌های فلش NAND وجود دارد، این است که بر خلاف هارد دیسک‌ها، اطلاعات در آن‌ها نمی‌توانند روی اطلاعات قبلی ذخیره شوند (Overwrite). یعنی برای اینکه اطالاعات جدید ذخیره شوند لازم است اطلاعات قبلی از روی سلول‌های حافطه پاک شوند و بعد اطلاعات جدید روی آن‌ها ذخیره شوند.

ویژگی خاص سوم این حافظه‌ها این است که حذف اطلاعات به سادگی ذخیره‌ی اطلاعات روی سلول‌های حافظه نیست! سلول‌های حافطه به صورت گروه، گروه دسته بندی شده اند. عموما به هر ۴ کیلوبایت از آن‌ها یک صفحه و به هر ۵۱۲ کیلوبایت یا ۱۲۸ صفحه یک بلوک می‌گویند. قضیه اینجاست که اطلاعات را می‌توان به صورت صفحه، صفحه ذخیره کرد، ولی باید به صورت بلوک، بلوک حذف نمود.

البته هنگامی که یک کاربر اطلاعات را از روی حافطه‌ی SSD حذف می‌کند، در حقیقت حذف صورت نمی‌گیرد بلکه اطلاعات به این عنوان علامت‌گذاری می‌شوند. وقتی که کاربر می‌خواهد اطلاعات جدید روی حافظه بریزد، کنترلر اطلاعات قبلی باقی‌مانده روی سلول‌ها که کاربر اعلام کرده آن‌ها را نمی‌]خواهد، را حذف می‌کند. به این کار garbage collection می‌گویند. لذا می‌توان گفت؛ اگر یک حافظه‌ی SSD نو نباشد، فرایند ذخیره به همراه فرایند حذف انجام می‌شود.

Wear-leveling و Garbage collection دو فرایندی هستند که باعث می‌شوند ذخیره‌ی اطلاعات زیاد‌تر از میزان مورد نیاز انجام شود.
به این پدیده Write amplification می‌گویند.

این کار برای بهینه کار کردن دستگاه، ضروری است ولی خود باعث کم شدن عمر و توان دستگاه می‌شود. مهم ترین دلیل وقوع این پدیده Garbage collection است. به این صورت که هنگام حذف کردن اطلاعات یک بلوک برای ذخیره‌ی اطلاعات جدید می‌بایست صفحاتی که اطلاعاتشان نباید حذف شوند، به بلوک دیگر انتقال یابند تا اطلاعات این بلوک را بتوان با خیال راحت حذف کرد. به این خاطر برای ذخیره‌ی اطلاعات جدید، می‌بایست مرتباً اطلاعات روی سلول‌ها جابجا شوند.

Over-provisioning (یا OP)
OP یعنی یک مقدار بین ۷ تا ۲۸ درصد از فضای کل حافظه‌ی SSD، کنار گذاشته شود تا کنترلر بتواند به خیال راحت از این فضا برای انتقال‌ اطلاعات در حین Garbage collection و Wear-leveling استفاده کند. به این دلیل ممکن است دیده باشید SSD هایی که قابلیت OP دارند با ظرفیت‌هایی مانند ۱۲۰، ۲۴۰، یا ۴۸۰ گیگابایت به جای ۱۲۸، ۲۵۶ و ۵۱۲ گیگابایت عرضه می‌شوند. برخی از SSD ها مثل Samsung 840 Pro به کاربر این امکان را می‌دهند تا خود میزان OP را به صورت دستی تعیین کند.

IOPS چیست؟
IOPS یا Input/Output Operations Per Second واحد سنجش میزان دسترسی تصادفی به اطلاعات است. دسترسی تصادفی یعنی اطلاعات در هر کجای حافظه که باشند بتوان به آن‌ها دسترسی پیدا کرد و مکان فیزیکی تاثیری در سرعت خواندن اطلاعات نداشته باشد. این میزان هرچه بالاتر باشد، یعنی سرعت خواندن اطلاعات بیشتر است. یعنی سیستم عامل زودتر بوت می‌شود و نرم‌افزارها سریع‌تر اجرا می‌شوند. به خاطر بالا بودن IOPS در RAM به آن RAM یعنی حافظه با دسترسی تصادفی (Random Access Memory) می‌گویند. بالا بودن IOPS برگ برنده‌ی SSD‌ ها در برابر هارد دیسک‌ها می‌باشد. این مقدار برای هارد دیسک‌ها بین ۷۵ تا ۲۵۰ است در صورتی که برای SSD ها از ۵۰۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ یا حتی بیشتر می‌باشد.
نسخه ی قابل چاپ
نویسنده: فرض اله باقرزاده بازدیدها: 98 نظرات: 0
2018

KHORSHID E SHAB