محرک الأقراص ذو الحاله الصلبه هو واحد من مجموعه متنوعه من ذاکره التخزین الدائمه. على عکس ذاکره القرص الثابت الشائعه ، لا یمکن العثور على قطعه فی برنامج تشغیل الحاله الصلبه (SSD) أثناء التنقل. تابعنا لمعرفه المزید عن هذه الذاکره وکیف تعمل.
ماذا تعنی کلمه SSD؟
تشیر کلمه SSD إلى محرک الأقراص ذی الحاله الصلبه ، والتی تعنی "محرک الأقراص ذی الحاله الصلبه". تم استخدام أول SSD فی أجهزه کمبیوتر IBM supercomp من ۱۹۷۰ إلى ۱۹۸۰. یعرف قرص الحاله الصلبه أیضا بالأسماء التالیه:
- محرک الأقراص ذو الحاله الصلبه
- ذاکره غیر دائمه (ذاکره دائمه)
- محرک إلکترونی (محرک کهربائی)
- قرص قائم على الفلاش (قرص حسب تصمیم الفلاش)
- SSD (SSD)
ما هو محرک الأقراص ذو الحاله الصلبه؟
محرک الأقراص ذو الحاله الصلبه (SSD) هو واحد من مجموعه متنوعه من ذاکره القراءه والکتابه الدائمه المصممه بناء على شرائح الفلاش.
على عکس محرکات الأقراص الثابته (التی تستخدم الأحمال المغناطیسیه لتخزین البیانات) ، تقوم محرکات الأقراص ذات الحاله الصلبه بتخزین بیاناتها فی رقائق أشباه الموصلات الصغیره جدا الموجوده داخل رقائقها. متوسط معدل الوصول المباشر إلى کل موقع تخزین بیانات فی هذا النوع من الذاکره هو ۰.۱ مللی ثانیه (یساوی ۰.۰۰۱ ثانیه) وعاده ما تکون سرعه نقل البیانات بین ۷۰ و ۶۰۰ میجابایت / ثانیه.
عاده ، تستخدم هذه الذاکره تقنیه SLC القیاسیه (خلیه أحادیه المستوى مختصره ، تعنی "خلیه أحادیه المرحله") ، والتی تسمح لکل خلیه (مساحه تخزین فی SSD) بتخزین قیمتین فقط (تعبئه أو إفراغ – بت واحد).
فی بعض الأنواع الأخرى من ذاکره SSD التی استخدمت تقنیه MLC (اختصار خلیه متعدده المستویات تعنی "خلیه متعدده المراحل") ، یمکن للخلایا تخزین أربعه أنواع مختلفه من الأوضاع ، وفی هذه الحاله ، یمکن للذاکره تخزین ضعف کمیه البیانات من ذاکره SLC.
ما هی مهمه محرک الأقراص ذات الحاله الصلبه؟
مثل الذاکره الدائمه والجانبیه الأخرى ، فإن محرکات الأقراص ذات الحاله الصلبه (SSD) لها أیضا مهمه تتمثل فی الحفاظ على البیانات بشکل دائم.
ما هی میزات وفوائد محرک الأقراص ذی الحاله الصلبه؟
یحتفظ بالبیانات فی ذاکره SSD على عکس ذاکره الوصول العشوائی حتى فی حاله عدم توصیل مصدر طاقه بها.لا یحتوی هذا النوع من الذاکره على أجزاء متحرکه وبالتالی یعمل بدون صوت تقریبا. هذه المیزه هی أحد الأسباب التی تجعل أجهزه الکمبیوتر المحموله الیوم تستخدم SDD بدلا من HDD.سرعه القراءه والکتابه أعلى بکثیر مقارنه بالأقراص الصلبه ، واستهلاکها للطاقه أقل بکثیر.
باختصار ، تتمیز محرکات الأقراص ذات الحاله الصلبه بمیزات وخصائص فائقه على محرکات الأقراص الثابته ، بما فی ذلک:
- مقاومه للضربات
- سرعه عالیه فی القراءه والکتابه
- استهلاک أقل للطاقه
- تقریبا لا ضجه
- لا تتطلب ذاکره SSD إلغاء التجزئه (اقرأ قسم کتابه البیانات)
- على عکس محرکات الأقراص الثابته ، فهی مقاومه للصدمات والاهتزاز.
- هذه الأنواع من الذاکره عاده لا تولد الکثیر من الحراره.
هذه المیزات نفسها تجعل محرکات الأقراص ذات الحاله الصلبه متفوقه وأکثر تحسینا من محرکات الأقراص الثابته. لذلک عاده ما یستخدمون SDD على أجهزه الکمبیوتر الأحدث بدلا من ذاکره HDD.
ما هی عیوب محرک الحاله الصلبه؟
على الرغم من أن هذه الأنواع من الذاکره لها العدید من المزایا ، إلا أنه لا ینبغی تمریر العیوب:
- تکلفه هذه الأنواع من الذاکره مرتفعه مقارنه بمحرکات الأقراص الثابته. لذلک یفضل المستخدمون محرکات الأقراص الثابته على محرکات أقراص الحاله الصلبه.
- الخلایا لها عمر افتراضی یتم تقلیله بواسطه کل حمل "مکتوب". (بالطبع ، هذا أحد عیوب جمیع المکونات الکهربائیه) یمکن عاده کتابه خلایا محرک الأقراص التی تستخدم تقنیه SLC من ۵۰۰۰۰ مره إلى ۱۰۰۰۰۰ مره. یمکن کتابه الخلایا الموجوده على محرکات الأقراص التی تستخدم معیار MLC بین ۳۰۰۰ و ۵۰۰۰ مره. بالطبع ، تتم إداره هذا بواسطه وحده التحکم ویمکن أن یعمل محرک الأقراص ذو الحاله الصلبه بشکل طبیعی مع هذا القید لسنوات عدیده.
ملاحظه: لا یحتوی محرک الأقراص ذو الحاله الصلبه المبنی على DRAM على حد "خلایا الکتابه".
کیف یعمل قرص الحاله الصلبه؟
تعتمد کیفیه عمل ذاکره SSD على رقائق ورقائق أشباه الموصلات.
یتم تکلیف عدد کبیر جدا ، وإن کان بحجم صغیر جدا من الترانزستورات (وتسمى أیضا الخلایا) ، بالاحتفاظ بالبیانات.
-
محرک أقراص مزود بذاکره مصنوعه من مکونات صلبه مع معیار خلیه أحادیه المستوى
تقوم کل خلیه (ترانزستورات) بتخزین البیانات عن طریق الاحتفاظ بها أم لا. هذا یعنی أن کل خلیه یمکنها تخزین بت واحد فقط (صفر أو واحد).
[معرف التسمیه التوضیحیه = "attachment_1325" align = "aligncenter" width = "361"]
الخلایا فی وضع SLC[/caption]
-
محرک أقراص مزود بذاکره مصنوعه من مکونات صلبه مع میزه الخلایا متعدده المستویات
فی هذا المعیار ، یمکن لکل خلیه حفظ بتتین. هذا یعنی أن کل خلیه یمکنها استیعاب أربع حالات مختلفه. هذه الأوضاع هی ۰۰ ، ۰۱ ، ۱۱ ، ۱۰ (ثنائیا) [معرف التسمیه التوضیحیه = "attachment_1326" align = "aligncenter" width = "361"] الخلایا فی وضع MLC [/]
کیفیه کتابه البیانات فی ذاکره محرک الأقراص ذات الحاله الصلبه:
فی هذا القسم ، ستتعلم کیفیه عمل الذاکره المبنیه على معیار NAND.تتم کتابه البیانات على هذه الأنواع من الذاکره بواسطه وحده تحکم تقوم بتخزین بیانات الإدخال فی الخلایا داخل صفحات الکتل المکونه من خلایا.
ملاحظه: عاده ما تحتوی کل کتله على ۶۴ صفحه یمکن کتابتها. ویمکن لکل صفحه تخزین ۴ کیلوبایت من البیانات. یتم إنشاء هذه الکتل أثناء عملیه تنسیق وتحدید نظام الملفات ، الذی یعتمد حجمه على الإعدادات عند التنسیق. لقد جعلنا حجم العمل أصغر لتسهیل فهمه.
فی البدایه ، افترض أن ذاکره SSD فارغه تماما:
للبدء ، افترض أن لدینا ملف ۴ بایت (على سبیل المثال یحتوی على عباره "بایت"):
سنقوم بحفظ هذا الملف ۴ بایت على ذاکره SSD:
[معرف التسمیه التوضیحیه = "attachment_1329" align = "aligncenter" width = "609"]
ملف ۴ بایت[/caption]
(مقیاس المساحه أکبر) یتم تخزین کل بایت من الملف فی إحدى الصفحات الأولى من الکتله الفارغه:
[معرف التسمیه التوضیحیه = "attachment_1330" align = "aligncenter" width = "418"]
الملف الأول للبیانات المحفوظه[/caption]
الآن ضع فی اعتبارک ملفا آخر بحجم ۸ کیلوبایت:
نقوم أیضا بتخزین هذا الملف ۸ بایت على الذاکره:
[معرف التسمیه التوضیحیه = "attachment_1331" align = "aligncenter" width = "609"]
ملف ۸ بایت[/caption]
یمکنک أن ترى أن الصفحات المرتبطه بالملف الثانی تقع بجوار صفحات الملف الأول (لاحظ أنه فی العملیه الرئیسیه ، یتم تخزین بیانات الملفات فی مجموعات منفصله. راجع برید نظام الملفات لمزید من المعلومات):
[معرف التسمیه التوضیحیه = "attachment_1333" align = "aligncenter" width = "418"]
الملف الثانی البیانات المخزنه[/caption]
الآن نرید حذف ملف من ذاکره محرک الأقراص. نظرا لأن وحده التحکم فی محرک الأقراص ذی الحاله الصلبه لا یمکنها حذف الصفحات واحده تلو الأخرى ، فستحتاج إلى مسح الکتل المرتبطه بها تماما لحذف قیمه (مثل بیانات الملف الأول).
لأننا سنحذف الملف الأول فقط ، لذلک سیتم نقل البیانات من الملف الثانی (التی لا نرید محوها) إلى الکتله الفارغه التالیه:
فی هذه الحاله ، تکون بیانات الملف الأول فقط فی کتله ، ویمکن لوحده التحکم بسهوله حذف بیانات الملف الأول عن طریق حذف الکتله الأولى بأکملها:
[معرف التسمیه التوضیحیه = "attachment_1335" align = "aligncenter" width = "418"]
تمت إزاله الکتله الأولى بالکامل[/caption]
سترى أنه تمت إزاله الکتله الأولى بالکامل:
الآن سنقوم بحفظ العدید من الملفات على الذاکره.
نحفظ ملف ۱۲ بت:
سترى وحده التحکم تخزن البیانات بعد ملء الصفحه الأخیره.
ثم نقوم بحفظ ملف آخر بحجم ، على سبیل المثال ، ۱۶ بت:
یمکنک الآن رؤیه ترکیبه ثلاثه ملفات فی محرک أقراص الحاله الصلبه (SSD).
إذا أردنا حذف الملف الثانی (الأرجوانی) ، فنحن بحاجه إلى ترک جمیع بیاناته فی الکتل وحدها. لذلک نقوم بنقل البیانات التی تأتی مع بیانات الملف الثالث فی کتله إلى کتله فارغه (أو نهایه الکتله مع فراغ):
الآن تقوم وحده التحکم بمسح الکتلتین الثانیه والثالثه تماما:
یمکنک أن ترى أن الملف الثالث (الأرجوانی) محذوف تماما وأن الملفات الأخرى فی مکانها:
کیفیه کتابه البیانات فی ذاکره SSD هی الطریقه التی شاهدتها. بالطبع ، کما ذکر أعلاه ، تغیرت المقاییس لسهوله العمل وفهم أفضل.
قراءه البیانات من محرکات الأقراص ذات الحاله الصلبه:
قراءه البیانات لیست صعبه مثل کتابتها أو تعدیلها. تتمتع وحده التحکم بإمکانیه الوصول المباشر إلى البیانات المطلوبه ، بحیث یمکنها بسهوله استخراج البیانات وإعادتها کمخرجات.
بعض الشرکات المصنعه SSD
فی هذا القسم ، یتم سرد بعض أهم الشرکات المصنعه لمحرکات أقراص SSD على النحو التالی:
