SSD ehk pooljuhtketas: kuidas see töötab ja kuidas valida
SSD ehk pooljuhtketas (inglise keeles solid-state drive) on välkmälul põhinev andmesalvesti, millel erinevalt tavalisest HDD-kõvakettast puuduvad liikuvad osad. Tänapäeval on SSD enamikus uutes süle- ja lauaarvutites ning see on üks lihtsamaid viise vanemat arvutit kiiremaks muuta. Selles artiklis selgitame, kuidas SSD töötab, millised on selle eelised ja puudused võrreldes kõvakettaga ning millele valikul tähelepanu pöörata.
Mis on SSD?
SSD väliskuju ja elektrilised ühendused võivad sarnaneda HDD-kettaga, kuid võivad ka erineda – näiteks võib SSD olla teostatud PCIe-laienduskaardina. SSD võib olla ka HDD-ga kombineeritud hübriidkettaks ehk SSHD-ks, kus sagedamini kasutatavad failid paigutatakse kiirema kättesaadavuse huvides SSD-osasse.
SSD lühiajalugu
Pooljuhtketaste algus ulatub 1950. aastatesse. 1970. ja 1980. aastatel kasutati pooljuhtsalvesteid varajastes IBM-i, Amdahli ja Cray superarvutites, kuid kõrge hinna tõttu harva. 1978. aastal töötas USA firma StorageTek välja esimese RAM-mälul põhineva pooljuhtsalvesti ja 1995. aastal esitles Iisraeli firma M-Systems esimest välkmälul põhinevat SSD-d. 2007. aastal ilmus esimene SSD-ga sülearvuti EEE PC 701, millel oli 4 GB salvestusmälu. Alates 2012. aastast hakkas SSD kõvakettaga tõsiselt konkureerima – algul tahvel- ja sülearvutites, seejärel ka lauaarvutites ja välise salvestina.
Kuidas SSD töötab?
SSD põhikomponendid on NAND-välkmälu kiibid ja kontroller, mis ühendab mälukiibid arvuti liidesega. Ketta mahutavuse määravad NAND-komponentide ja nende kiipide arv. Kontroller vastutab SSD kõige olulisemate funktsioonide eest: lugemis- ja kirjutuspuhvrid, veaparandus, kulumise tasandamine ja halbade plokkide kaardistamine. Ilma nende funktsioonideta kuluks ketas enneaegselt.
Alates 2008. aastast kasutatakse pooljuhtketastes NAND-tüüpi välkmälu, sest see võtab kiibil vähem ruumi, on vastupidavam ja kiirem kirjutama. Mäluelemente liigitatakse selle järgi, mitu bitti need salvestavad: SLC salvestab ühe biti, MLC kaks ja TLC kolm bitti.
Andmed kirjutatakse plokkidena, näiteks 4 kB kaupa. Kiiruse ja vastupidavuse suurendamiseks kasutatakse TRIM-tuge: operatsioonisüsteem teatab kontrollerile, millised plokid enam kasulikku infot ei sisalda, nii et need saab eelnevalt kustutada.
SSD ja HDD võrdlus
Kuna SSD ei pea andmete leidmiseks ketast keerutama ega lugemispead liigutama, on see juurdepääsuaja poolest kõvakettast tunduvalt parem. Enamik SSD eeliseid tuleneb sellest, et andmetele pääsetakse ligi täiesti elektrooniliselt, mitte elektromehaaniliselt – see tähendab suuremat edastuskiirust ja mehaanilist vastupidavust. Pooljuhtkettad taluvad äärmuslikke lööke, vibratsiooni ja temperatuure, mistõttu on neid edukalt kasutatud sõjaväe- ja kosmosetööstuses.
Kõvakettal on siiski oma eelised: HDD pakub sama hinna eest märksa suuremat mahtu. SSD gigabaidi hind on aastatega kiiresti langenud, kuid jäi ka 2010. aastate lõpus kõrgemaks kui kõvaketastel, ja hinnavahe kasvab koos mahutavusega. SSD-d on tundlikud ka ootamatu toitekatkestuse suhtes, mis võib põhjustada katkenud kirjutamisi või harvadel juhtudel kogu ketta kaotuse. Üks peamisi andmekao põhjusi SSD-des on püsivara vead.
Liidesed: SATA, SAS ja PCIe
SSD liides määrab, kui kiiresti see arvutiga suhtleb. Tarbija-SSD-des on üks levinumaid SATA, mille versioon 3.0 toetab kuni 6 Gbit/s. Ettevõtetes kasutatav SAS 3.0 jõuab kuni 12 Gbit/s. Kõige kiiremad SSD-d kasutavad PCI Express liidest – PCIe 3.0 x4 toetab kuni 31,5 Gbit/s.
Millele SSD valikul mõelda?
Esmalt kontrolli, millist liidest sinu arvuti toetab. Teiseks mõtle mahule: kuna SSD hind kasvab peaaegu võrdeliselt mahutavusega, kasutavad paljud kiiret SSD-d operatsioonisüsteemi ja programmide jaoks ning suurt kõvaketast arhiivi jaoks. Ja kuna SSD on tundlik toitekatkestuste suhtes, tasub olulistest andmetest alati varukoopia teha.
Kiiruse areng numbrites
SSD-de areng on olnud kiire. 1984. aastal maksis 20 MB pooljuhtketas umbes 1000 dollarit. Varased välkmälul põhinevad kettad ei vajanud andmete säilitamiseks akut, kuid polnud nii kiired kui DRAM-põhised lahendused. 2007. aastal tutvustati PCIe-põhist SSD-d, mis saavutas ühel kaardil 100 000 sisend-väljundoperatsiooni sekundis ja mahutavuse kuni 320 GB. PCI Express ×8 liidesega 1-terabaidine välk-SSD võib saavutada kirjutuskiiruse kuni 654 MB/s ja lugemiskiiruse kuni 712 MB/s. 2008. aastal valmistas Lõuna-Korea firma Mtron Storage Technology 128 GB mahuga SSD.
Uue SSD jõudlus võib olla märksa parem kui mõne nädala kasutamise järel, sest segatud lugemine ja kirjutamine võib jõudlust aja jooksul vähendada. Seetõttu testitakse SSD-sid sageli just siis, kui ketas on täis kirjutatud.