بایت گیت

  • سیستم عامل
    • فرمت فایل‌ها
    • پشتیبان گیری
    • ویندوز
  • سخت افزار
    • درگاه ها
      • DVI
      • درگاه موازی (Parallel)
      • PS/2
      • درگاه سریال (Serial)
      • USB
      • VGA
    • پردازنده (CPU)
    • حافظه اصلی (RAM)
    • هارد دیسک (HDD)
    • دیسک حالت جامد (SSD)
    • منبع تغذیه (PSU)
  • شبکه و اینترنت
    • اینترنت
      • امنیت
      • مرورگرها
      • پروتکل
      • خطاهای HTTP
    • تجهیزات شبکه
  • سرویس‌ها
    • تبدیل هگز
      • به متن اسکی
      • به باینری
      • به دسیمال
    • تبدیل متن اسکی
      • به هگز
      • به باینری
      • به دسیمال
    • دانلود عکس پروفایل اینستاگرام
  • بایت گیت …
    • نویسندگی در سایت
    • تماس با ما
    • تبلیغات
🔽 نمایش بیشتر
Solid State Drive (SSD)
SSD سخت افزار 

درایو حالت جامد (SSD) چیست و چگونه کار می‌کند؟

9 نوامبر 2013 امیررضا نصیری ۱۶ دیدگاه solid state drive, ssd, ssd چگونه کار میکند, ssd چیست, اس اس دی, حافظه, حافظه دائمی, خواندن در ssd, درایو حالت جامد, دیسک حالت جامد, فلش, کاربرد ssd, مزایا و معایب, مزایای ssd, معایب ssd, نوشتن در ssd

درایو حالت جامد (Solid State Drive) یکی از انواع حافظه‌های ذخیره سازی دائمی است. بر خلاف حافظه‌ی رایج دیسک سخت، در درایور حالت جامد (SSD) قطعه ای را نمی‌توان یافت که در حال حرکت باشد. در ادامه با ما باشید تا با این حافظه و نحوه کار آن بیشتر آشنا شوید.

کلمه SSD به چه معناست؟

کلمه SSD مخفف عبارت Solid State Drive به معنای "درایو حالت جامد" است. اولین SSD در سوپر کامپیوترهای شرکت IBM در سال‌های ۱۹۷۰ تا ۱۹۸۰ استفاده می‌شد. دیسک حالت جامد با نام‌های زیر نیز شناخته می‌شود:

  • Solid State Drive(درایو حالت جامد)
  • Non-volatile memory (حافظه دائمی)
  • Electronic Drive(درایو الکتریکی)
  • Flash-based Disk (دیسک بر پایه طراحی فلش)
  • SSD (اس اس دی)

 

درایو حالت جامد چیست؟

درایو حالت جامد یا SSD یکی از انواع حافظه‌های خواندنی و نوشتنی دائمی است که طراحی آن بر پایه تراشه‌های فلش (Flash) است.

درایو‌های حالت جامد بر خلاف هارد دیسک‌ها (که از بارهای مغناطیسی برای ذخیره داده‌ها استفاده می‌کنند)، داده‌های خود را در چیپ‌های نیمه هادی بسیار ریزی که داخل تراشه هایش وجود دارد، ذخیره می‌کند. سرعت دسترسی مستقیم به هر کدام از مکان‌های ذخیره سازیِ داده در این نوع حافظه‌ها به طور میانگین ۰.۱ میلی ثانیه (برابر ۰.۰۰۱ ثانیه) و سرعت انتقال داده معمولاً بین ۷۰ تا ۶۰۰ مگابایت بر ثانیه است.

معمولاً این گونه حافظه‌ها از تکنولوژی استاندارد SLC (مخفف Single-level cell به معنای "سلول تک مرحله‌ای") استفاده می‌کنند که به هر سلول (فضای ذخیره سازی در SSD) اجازه می‌دهد تا فقط دو مقدار (پر یا خالی - یک بیت) در خود ذخیره کند.

 در برخی دیگر از انواع حافظه‌های SSD که از تکنولوژی MLC (مخفف Multi-level cell به معنای "سلول چند مرحله‌ای") استفاده کرده اند، سلول‌ها می‌توانند چهار نوع حالت مختلف را در خود ذخیره کنند که در این صورت، حافظه می‌تواند دو برابر بیشتر از حافظه‌های SLC، داده ذخیره کند.

 

درایو حالت جامد چه وظیفه‌ای دارد؟

همانند سایر حافظه های دائمی و جانبی، درایوهای حالت جامد (SSD) نیز یک وظیفه دارند و آن حفظ همیشگی داده‌هاست.

 

ویژگی‌ها و مزایای درایو حالت جامد چیست؟

در حافظه‌های SSD بر خلاف RAM حتی زمانی که هیچ منبع تغذیه‌ای به آن وصل نیست، داده‌ها را حفظ می‌کند. این نوع حافظه هیچگونه قطعه متحرکی ندارد و بنابراین تقریبا بدون صدا عمل می‌کند. این ویژگی یکی از دلایلی است که لپتاپ‌های امروزی، بجای HDD از SDD استفاده می‌کنند. سرعت خواندن و نوشتن در مقایسه با HDD بسیار زیاد تر است و مقدار مصرف انرژی آن به مراتب کمتر.

به طور خلاصه درایوهای حالت جامد، ویژگی ها و خصوصیات برتری نسبت به هارد دیسک ها دارند از جمله:

  • مقاوم بودن در برابر ضربات
  • سرعت بالای خواندن و نوشتن
  • مصرف کمتر انرژی
  • تقریبا بدون سر و صدا هستند
  • حافظه‌های SSD نیازی به دیفراگنمت (Defragment) ندارند (بخش نوشتن داده را مطالعه کنید)
  • برخلاف هارد دیسک‌ها، در مقابل شوک و ویبره مقاوم هستند.
  • این نوع حافظه‌ها معمولاً گرمای زیادی تولید نمی‌کنند.

همین ویژگی‌ها، درایوهای حالت جامد را برتر و بهینه‌ تر از هارد دیسک‌ها می‌کند. بنابراین معمولاً در کامپیوترهای جدیدتر، بجای حافظه‌های HDD از SDD استفاده می‌کنند.

 

درایو حالت جامد چه معایبی دارد؟

این نوع حافظه‌ها اگر چه مزایای زیادی دارند، اما نباید از معایب آن نیز گذشت:

  • قیمت تمام شده این نوع حافظه‌ها در مقایسه با هارد دیسک‌ها زیاد است. بنابراین کاربران هارد دیسک‌ها را به SSDها ترجیح می‌دهند.
  • سلول‌ها طول عمری دارند که با هر بار "نوشته شدن" کمتر می‌شود. (البته این مورد جزو معایب همه قطعات الکتریکی است) سلول‌های درایوهایی که از تکنولوژی SLC استفاده می‌کنند، معمولاً قابل نوشته شدن از ۵۰ هزار بار تا ۱۰۰ هزار بار هستند. سلول‌های موجود در درایوهایی که از استاندارد MLC استفاده می‌کنند، می‌توانند بین ۳ هزار تا ۵ هزار بار نوشته شوند. البته این مورد توسط کنترلر (Controller) مدیریت می‌شود و درایو حالت جامد می‌تواند با این محدودیت برای سال‌های زیادی در حالت عادی کار کند.

نکته: درایو حالت جامدهایی که بر پایه DRAM ساخته شده اند، دارای محدودیت "نوشتن سلول‌ها" نمی‌باشند.

 

دیسک حالت جامد چگونه کار می‌کند؟

نحوه کار حافظه‌های SSD بر پایه تراشه‌ها و چیپ‌های نیمه هادی است.

تعدادی بسیار زیاد و البته با اندازه بسیار کوچک از ترانزیستورها (که Cell (سلول) نیز نامیده میشوند) وظیفه حفظ داده‌ها را دارند.

  • درایو حالت جامد با استاندارد Single-Level Cell

 هر یک از سلول‌ها (ترانزیستورها) با نگه داشتن یا نداشتن، داده‌ها را ذخیره می‌کنند. یعنی هر سلول فقط میتواند یک بیت (صفر یا یک) را در خود ذخیره کند.

SSD Single layer cell

سلول‌ها در حالت SLC

  • درایو حالت جامد با استاندارد Multi-Level Cell

در این استاندارد، هر سلول می‌تواند دو بیت را ذخیره کند. یعنی هر یک از سلول‌ها می‌توانند ۴ حالت مختلف را در خود نگه دارند. این حالت‌ها عبارت اند از ۰۰ ، ۰۱ ، ۱۱ ، ۱۰ (به صورت باینری)

SSD Multi layer cell

سلول‌ها در حالت MLC

 

نحوه نوشتن داده‌ها در حافظه‌های درایو حالت جامد:

 در این قسمت با نحوه کار کردن حافظه‌هایی که بر پایه استاندارد NAND ساخته شده اند، آشنا می‌شوید. نوشتن داده بر روی این نوع حافظه‌ها توسط یک کنترلر انجام می‌شود که داده‌های ورودی را در سلول‌هایی در داخل صفحاتی از بلوک‌هایی متشکل از سلول‌ها ذخیره می‌کند.

نکته: معمولاً هر بلوک دارای ۶۴ صفحه (Page) قابل نوشته شدن هستند. و هر صفحه می‌تواند ۴ کیلوبایت داده را در خود ذخیره کند. این بلوک‌ها طی فرایند فرمت و تعیین کردن سیستم فایل ایجاد می‌شوند که اندازه آن‌ها به تنظیمات هنگام فرمت کردن بستگی دارد.  ما برای راحتی درک آن مقیاس کار را کوچکتر کرده‌ایم.

در ابتدای کار فرض کنید حافظه SSD به طور کامل خالی است:

درایو حالت جامد SSD

برای شروع، فرض کنید یک فایل ۴ بایتی (مثلا حاوی عبارت "Byte") داریم :

درایو حالت جامد SSD

قصد داریم تا این فایل ۴ بایتی را بر روی حافظه SSD ذخیره کنیم :

درایو حالت جامد SSD

یک فایل ۴ بایتی

(مقیاس فضاها بزرگتر شده اند) هر بایت از فایل مورد نظر در یکی از صفحات اولین بلوک خالی ذخیره می‌شود:

درایو حالت جامد SSD

داده‌های ذخیره شده فایل اول

حال یک فایل دیگر با حجم ۸ کیلوبایت را در نظر بگیرید:

درایو حالت جامد SSD

این فایل ۸ بایتی را نیز روی حافظه ذخیره می‌کنیم :

درایو حالت جامد SSD

یک فایل ۸ بایتی

مشاهده می‌کنید که صفحات مربوط به فایل دوم در کنار صفحات فایل اول قرار گرفته اند (توجه کنید که در فرایند اصلی، داده‌های فایل‌ها در Clusterهای جداگانه ذخیره می‌شوند. برای اطلاعات بیشتر به پست سیستم فایل مراجعه کنید):

درایو حالت جامد SSD

داده‌های ذخیره شده فایل دوم

حال می‌خواهیم فایلی را از روی حافظه درایو حذف کنیم. به دلیل این که کنترلر درایو حالت جامد نمی‌تواند صفحات را تک به تک حذف کند، بنابراین برای حذف یک مقدار(مثلا داده های فایل اول) باید بلوک‌های مربوط به آن‌ را به کلی پاک کنید.

چون فقط قصد داریم فایل اول را حذف کنیم، بنابراین داده‌های فایل دوم (که قصد پاک کردنش را نداریم) به بلوک خالی بعدی منتقل می‌شوند:

درایو حالت جامد SSD

در این حالت تنها داده‌های فایل اول در یک بلوک هستند و کنترلر می‌تواند به راحتی با حذف کردن کل بلوک اول، داده‌های فایل اول را حذف کند:

درایو حالت جامد SSD

بلوک اول به صورت کامل حذف می‌شوند

مشاهده می‌کنید که کل بلوک اول حذف شده است:

درایو حالت جامد SSD

حال قصد داریم تا چندین فایل دیگر را نیز بر روی حافظه ذخیره کنیم.

یک فایل ۱۲ بیتی ذخیره میکنیم :

درایو حالت جامد SSD

می‌بینید که کنترلر داده‌ها را بعد از آخرین صفحه پر شده ذخیره می‌کند.

سپس یک فایل دیگر با حجم مثلا ۱۶ بیت ذخیره میکنیم :

درایو حالت جامد SSD

حال شما می‌توانید آرایش سه فایل را در یک درایو حالت جامد (SSD) ببینید.

 اگر قصد حذف کردن فایل دوم (بنفش) را داشته باشیم، باید تمام داده‌های آن را در بلوک‌ها تنها بگذاریم. پس داده‌هایی که همراه با داده‌های فایل سوم در یک بلوک هستند را به یک بلوک خالی (یا انتهای بلوکی که جای خالی داشته باشد) می‌بریم:

درایو حالت جامد SSD

حال کنترلر بلوک‌های دوم و سوم را به کلی پاک می‌کند :

درایو حالت جامد SSD

می‌توانید ببینید که فایل سوم (بنفش) به طور کامل پاک شده و سایر فایل ها در سر جای خود هستند :

درایو حالت جامد SSD

نحوه نوشتن داده‌ها در حافظه‌های SSD به این صورت است که مشاهده کردید. البته همانطور که گفته شد مقیاس‌ها برای راحتی کار و درک بهتر تغییر کرده‌اند.

 

خواندن داده‌ها از روی درایوهای حالت جامد:

خواندن داده‌ها به سختی نوشتن و حدف یا تغییر دادن آن نیست. کنترلر دسترسی مستقیم به داده‌های مورد نظر دارد بنابراین می‌تواند به راحتی داده‌ها را استخراج کرده و آن‌ها را به عنوان یک خروجی برگرداند.

 

برخی از تولید کنندگان SSD

در این قسمت تعدادی از مهمترین تولیدکنندگان درایوهای SSD لیست شده اند که عبارت اند از:

  • Fusion-io
  • IBM
  • LSI
  • SanDisk
  • Seagate
  • HGST
امیررضا نصیری
امیررضا نصیری

امیررضا هستم، دانشجوی ارشد نرم‌افزار و مدیر بایت گیت و دلیکس. عاشق کامپیوتر و هر چی که بهش ربط داره! دوست دارم همه چیزو یاد بگیرم و اونا رو یاد بدم. امیدوارم از مطالب سایت استفاده کنید و لذت ببرید.

» بیشتر آشنا شوید!


به اندازه یک از ما حمایت کنید.

💜

به اندازه یکی از گزینه‌های زیر، از ما حمایت مالی کنید:

  • ← هارد دیسک چیست و چگونه کار می‌کند؟
  • درگاه PS/2 چیست و چه کاربردی دارد؟ →

مطالب مرتبط

تصویر اصلی

پیدا کردن مدل مادربورد در ویندوز

17 جولای 2019 پوریا گودرز ۰

چگونه از داغ شدن بیش از حد لپ تاپتان جلوگیری کنید

19 مارس 2019 deepspace ۱

بهترین کارت گرافیک برای استخراج اتریوم کلاسیک

26 مارس 2023 امیررضا نصیری ۰

16 دیدگاه در“درایو حالت جامد (SSD) چیست و چگونه کار می‌کند؟”

  • yousefi
    7 ژانویه 2014 در11:01
    پیوند یکتا

    با تشکر از مطلب مفید شما

    پاسخ
  • محسن
    13 می 2014 در19:16
    پیوند یکتا

    دمت گرم مرسی اقا تشکر

    پاسخ
  • AMS
    31 جولای 2014 در18:53
    پیوند یکتا

    خسته نباشی امیر جان
    سپاس گزار…..

    پاسخ
  • سارا
    1 اکتبر 2014 در13:31
    پیوند یکتا

    ممنون از این مطلب.
    ساختار متادیتا در SSD چطور است؟ ویا اینکه در SSD اطلاعات فایل سیستم چطوری ذخیره میشه؟
    درمورد این مطالب لینکی دارید؟
    مرسی

    پاسخ
    • امیررضا نصیری
      1 اکتبر 2014 در16:15
      پیوند یکتا

      سلام، متادیتا جزو فایل سیستمه یعنی یکی از خواص اونه و ممکنه از فایل سیستمی به فایل سیستم دیگه ای متفاوت باشه. فایل سیستم ها در رکورد MBR {ام بی آر چیست} در یکی از فیلدهای مربوط به پارتیشن ها ذخیره میشه. از طرفی هر پارتیشن (مثلا در فایل سیستم NTFS) دارای یک MFT (مخفف Master File Table) هستش که مثل دیتابیس عمل میکنه و متادیتاهای فایل رو ذخیره میکنه.
      پیشنهاد میکنم دو تا پست {MBR چیست} و {فایل سیستم چیست} رو بخونید. متاسفانه تو هیچ کدوم این موضوع رو یادم نبود بنویسم و تو سریع ترین وقت ممکن اضافه میکنم و این کامنت رو هم آپدیت میکنم. راستی بهتره با نحوه کار NTFS از طریق {این لینک} آشنا شین.
      موفق باشید.

      پاسخ
  • زینب
    1 جولای 2015 در14:57
    پیوند یکتا

    سلام
    ممنون از مطلب مفیدتون

    من بتازگی لپتاپ ASUS N551-jk خریداری کردم که 24گیگ ssd دارد و میخواهم از آن به عنوان cash استفاده کنم اما نمیدونم چطور باید آنرا تعریف کنم
    لطفا مرا راهنمایی کنید و بصورت قدم به قدم 🙂

    در صورت امکان به ایمیلم پاسخ را هم بفرستید
    سپاس

    پاسخ
    • امیررضا نصیری
      1 جولای 2015 در15:40
      پیوند یکتا

      سلام. ویندوز به صورت خودکار از SSD استفاده بهینه میکنه. ولی اگه قصد بهینه ترین استفاده رو دارید برای ویندوز میتونید از برنامه هایی مثل FancyCache یا SuperCache Express استفاده کنید. به شخصه تاحالا امتحانشون نکردم.

      پاسخ
      • زینب
        10 جولای 2015 در13:52
        پیوند یکتا

        سلام
        ممنون از پاسختون

        طبق سرچی که کردم گویا به این راحتی نیست که با نصب این برنامه ها داستان حل شود چطور از مراحل کار مطمین شوم ؟

        🙂

        پاسخ
        • امیررضا نصیری
          11 جولای 2015 در06:00
          پیوند یکتا

          سلام. بله این برنامه ها نیاز به یه سری پیکربندی های خاصی دارن. ولی حتما باید کار کنن!

          پاسخ
  • حمید
    16 جولای 2015 در13:40
    پیوند یکتا

    سلام امیر رضا جان.
    خیلی گلی به شدت ممنون استفاده کردیم.

    پاسخ
    • امیررضا نصیری
      17 جولای 2015 در18:06
      پیوند یکتا

      دمتون گرم آقا حمید 😉

      پاسخ
  • navid
    29 نوامبر 2015 در16:26
    پیوند یکتا

    اومدم یاد گرفتم و رفتم. حیفم اومد تشکر نکنم. ممنون و سپاسگزارم.

    پاسخ
    • امیررضا نصیری
      7 دسامبر 2015 در03:09
      پیوند یکتا

      🙂 خیلی ممنونم.

      پاسخ
  • علی
    31 ژانویه 2016 در22:50
    پیوند یکتا

    دمت گرم

    پاسخ
    • امیررضا نصیری
      3 فوریه 2016 در03:18
      پیوند یکتا

      زنده باشید 🙂

      پاسخ
  • آبان
    1 آوریل 2020 در12:24
    پیوند یکتا

    تشکر از زحمات- استفاده کردم

    پاسخ

دیدگاهتان را بنویسید لغو پاسخ

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دلیکس: OCR فارسی و تبدیل کننده PDF به ورد
  • تبدیل PDF فارسی به ورد تبدیل خودکار و سریع PDF به ورد و انجام OCR فارسی روی تصاویر Delix.ir

همسایه‌های ما

  • دلیکس: OCR تحت وب فارسی
  • موسسه خیریه محک

لینک‌های سریع

  • حمایت از ما
  • تماس با ما
  • تبلیغات در سایت

© تمامی حقوق مادی و معنوی این وبسایت نزد بایت گیت محفوظ است. - شرایط و ضوابط استفاده از وبسایت.