Ako fungujú polovodičové disky?

Ako fungujú polovodičové disky?

V dnešnej dobe, či už kupujete nový počítač alebo upgradujete starý počítač, budete si namiesto tradičného pevného disku (HDD) chcieť kúpiť disk SSD (Solid-State Drive). Prechod z pevného disku na SSD je skutočne jedným z najlepšie upgrady výkonu počítača, ktoré môžete urobiť .





Ale ako? A prečo? Čo robí z SSD takú prelomovú technológiu?



V tomto článku sa presne dozviete, čo sú to SSD, ako vlastne SSD fungujú a fungujú, prečo sú SSD disky také užitočné a čo je jedna z najdôležitejších nevýhod SSD diskov, o ktorých by ste mali vedieť. Ak namiesto toho hľadáte radu ohľadom nákupu, odporúčame vám prečítať si náš článok o tom, čo je potrebné zvážiť pred kúpou disku SSD.





Pochopenie počítačov a pamäte

Aby sme pochopili, ako disky SSD fungujú a prečo sú také užitočné, musíme najskôr pochopiť, ako funguje pamäť počítača. Architektúra pamäte počítača je rozdelená do troch aspektov:

  1. The cache
  2. The Pamäť
  3. The dátový disk

Každý z týchto aspektov plní dôležitú funkciu, ktorá určuje, ako fungujú.



Cache je najvnútornejšia pamäťová jednotka. Pri behu váš počítač používa vyrovnávaciu pamäť ako akési ihrisko na výpočty a postupy údajov. Elektrické cesty do vyrovnávacej pamäte sú najkratšie, takže prístup k dátam je takmer okamžitý. Cache je však veľmi malá, takže sa jej údaje neustále prepisujú.

Kredit na obrázok: AddyTsl/ Shutterstock



Pamäť je stredná cesta. Možno ho poznáte aj pod názvom RAM (Random Access Memory). Tu váš počítač ukladá údaje súvisiace s programami a procesmi, ktoré sú aktívne spustené. Prístup k RAM je pomalší ako prístup do vyrovnávacej pamäte, ale iba zanedbateľne.

Dátový disk je miesto, kde je všetko ostatné trvalo uložené. Sú v ňom uložené všetky vaše programy, konfiguračné súbory, dokumenty, hudobné súbory, filmové súbory a všetko ostatné. Ak chcete získať prístup k súboru alebo spustiť program, počítač ho musí načítať z dátovej jednotky a do pamäte RAM.



Obrazový kredit: Scanrail1/ Shutterstock

Dôležité je vedieť, že medzi týmito tromi je obrovský rozdiel v rýchlosti. Medzipamäť a pamäť RAM pracujú pri rýchlostiach v nano sekúnd, tradičný pevný disk pracuje rýchlosťou v Národná sekúnd.

Dátový disk je v podstate prekážkou: bez ohľadu na to, ako rýchlo je všetko ostatné, počítač dokáže načítať a ukladať údaje len tak rýchlo, ako to dátový disk zvládne.

Tu nastupujú disky SSD. Kým tradičné pevné disky sú rádovo pomalšie ako vyrovnávacia pamäť a RAM, disky SSD sú oveľa rýchlejšie. To môže výrazne skrátiť čas potrebný na načítanie rôznych programov a procesov a váš počítač sa bude cítiť oveľa rýchlejšie.

Ako fungujú polovodičové disky?

SSD disky slúžia rovnakému účelu ako pevné disky: ukladajú údaje a súbory na dlhodobé použitie. Rozdiel je v tom, že disky SSD používajú typ pamäte nazývanej „flash pamäť“, ktorá je podobná pamäti RAM--ale na rozdiel od pamäte RAM, ktorá svoje údaje vymaže vždy, keď sa počítač vypne, údaje na jednotke SSD pretrvávajú, aj keď stratia napájanie.

ako urobiť fotografiu priehľadnou

Ak by ste rozobrali typický pevný disk, videli by ste hromadu magnetických platní s ihlou na čítanie-niečo ako prehrávač vinylových platní. Predtým, ako môže ihla čítať alebo zapisovať údaje, sa platne musia otočiť na správne miesto.

Na druhej strane SSD disky používajú mriežku elektrických článkov na rýchle odosielanie a prijímanie údajov. Tieto mriežky sú rozdelené do sekcií nazývaných „stránky“ a na týchto stránkach sa ukladajú údaje. Stránky sú zoskupené do „blokov“.

SSD disky sa nazývajú „polovodičové“, pretože neobsahujú žiadne pohyblivé časti.

Obrazový kredit: Jiří Václavek / Shutterstock

Prečo je to potrebné vedieť? Pretože disky SSD môžu zapisovať iba na prázdne stránky v bloku. Na pevné disky je možné údaje kedykoľvek zapísať na akékoľvek miesto na platni, čo znamená, že údaje je možné ľahko prepísať. Jednotky SSD nemôžu priamo prepísať údaje na jednotlivých stránkach. Môžu zapisovať údaje iba na prázdne stránky v bloku.

Ako teda SSD disky riešia vymazanie údajov? Keď je dostatok stránok v bloku označených ako nepoužitých, jednotka SSD uloží údaje celého bloku do pamäte, vymaže celý blok a potom údaje znova prevezme z pamäte späť do bloku, pričom nepoužité stránky ponechá prázdne. Všimnite si toho, že vymazanie bloku nemusí nutne znamenať, že dáta sú úplne preč. (Ako bezpečne odstrániť údaje na disku SSD!)

To znamená, že SSD sa postupom času spomaľujú.

Keď máte nový disk SSD, je celý nabitý blokmi plnými prázdnych stránok. Keď zapisujete nové údaje na disk SSD, môže okamžite zapisovať na tieto prázdne stránky ohromujúcou rýchlosťou. Ako sa však zapisuje stále viac údajov, prázdne stránky sa minú a zostanú vám náhodne nepoužívané stránky roztrúsené po blokoch.

Pretože disk SSD nemôže priamo prepísať jednotlivú stránku, zakaždým, keď chcete od tohto bodu zapisovať nové údaje, musí disk SSD:

  1. Nájdite blok s dostatkom stránok označených ako „nepoužité“
  2. Zaznamenajte, ktoré stránky v tomto bloku sú stále potrebné
  3. Obnovte každú stránku v tomto bloku na prázdnu
  4. Prepíšte potrebné stránky do čerstvo resetovaného bloku
  5. Vyplňte zostávajúce stránky novými údajmi

V podstate teda, keď prejdete všetky prázdne stránky z nákupu nového disku SSD, váš disk bude musieť prejsť týmto procesom vždy, keď chce písať nové údaje. Takto funguje väčšina flash pamäte.

To znamená, že je to stále oveľa rýchlejšie ako tradičný pevný disk a nárast rýchlosti stojí za kúpu disku SSD cez pevný disk.

Nevýhoda polovodičových diskov

Teraz, keď vieme, ako funguje jednotka SSD, môžeme pochopiť aj jednu z jej najväčších nevýhod: flash pamäť dokáže udržať iba obmedzený počet zápisov, než zomrie.

Existuje veľa vedy, ktoré vysvetľujú, prečo sa to deje, ale stačí povedať, že keď sa používa SSD, elektrické náboje v každej z jeho dátových buniek sa musia pravidelne resetovať. Žiaľ, elektrický odpor každého článku sa pri každom resete mierne zvyšuje, čo zvyšuje napätie potrebné na zápis do tohto článku. Nakoniec sa požadované napätie stane také vysoké, že do konkrétneho článku nie je možné zapisovať.

Dátové bunky SSD majú teda konečný počet zápisov. To však neznamená, že SSD nevydrží dlho! Prečítajte si náš článok na priemerná životnosť pevných diskov, SSD a flash diskov ak chceš vedieť viac. Našťastie teraz lepšie porozumiete fungovaniu diskov SSD.

zdieľam zdieľam Tweet E -mail Oplatí sa upgradovať na Windows 11?

Windows bol prepracovaný. Stačí to však na to, aby ste sa presvedčili o prechode z Windows 10 na Windows 11?

Čítajte ďalej Súvisiace témy
  • Technológia vysvetlená
  • Jednotka SSD
O autorovi Joel Lee(1524 publikovaných článkov)

Joel Lee je šéfredaktorom MakeUseOf od roku 2018. Má titul B.S. v informatike a viac ako deväť rokov profesionálnych skúseností s písaním a úpravami.

Viac od Joela Leeho

prihlásiť sa ku odberu noviniek

Pripojte sa k nášmu bulletinu a získajte technické tipy, recenzie, bezplatné elektronické knihy a exkluzívne ponuky!

Kliknutím sem sa prihlásite na odber