Dyski HDD nadal są jeszcze najpowszechniej używanymi nośnikami w komputerach osobistych. Jednak powoli ten trend się zmienia. Ostatnimi czasy serwisy komputerowe zauważają większe zainteresowanie dyskami SSD. Klienci coraz częściej decydują się na zwiększenie wydajności kosztem pojemności dysku w komputerze.
W dzisiejszych czasach jednak to dobry dysk SSD powoli staje się kluczowym elementem nowoczesnego komputera. To właśnie dzięki niemu komfort korzystania z komputera znacznie wzrasta. Prędkości działania nawet najwolniejszych z nich i tak są sporo większe od wydajności HDD.
Idea konstrukcyjna dysku SSD nie jest bardzo skomplikowana. W uproszczeniu składa się z kilku podstawowych elementów:
- kości pamięci flash, w których przechowywane są dane użytkownika.
- kontroler – zarządza pracą nośnika. Odpowiada za dystrybucje, logiczna adresację komórek pamięci, szyfrowanie i korekcję błędów zapisu.
- złącze komunikacyjne wraz ze złączem zasilania – zamontowane na płycie głównej z pozostałymi elementami interfejs komunikacyjny służy do podłączenia do komputera.
Pamięci flash to innymi słowy, starsza pamięć programowalna EEPROM, która mogła być zapisywana i kasowana elektrycznie. Flash jest zatem jej konstrukcyjnym następcą. Struktura i założenie działania komórki pamięci flash jest bardzo porównywalna do komórki pamięci operacyjnej RAM stosowanej od dawna w komputerach. Jednakże w odróżnieniu od pamięci RAM, pamięć FLASH nie potrzebuje zasilania do podtrzymania informacji. We FLASHu zastosowano tzw. trzecią bramkę pływającą tranzystora, która przy raz zadanym napięciu potrafi na stałe przetrzymać elektrony nawet gdy napięcie zostanie odłączone. Taki układ tranzystorów łącznie z bramką pływającą stanowi komórkę pamięci, która jest w stanie przechować jeden bit danych.
Na wytrzymałość oraz wydajność całego nośnika wpływ ma rodzaj zastosowanych kości NAND ( każda komórka takiej pamięci ma ograniczoną ilość operacji). Jeżeli chodzi o wytrzymałość pamięci NAND możemy podzielić ze względu na konstrukcję:
- Najtrwalsze (najdroższe i najrzadziej spotykane) są kości SLC (Single Level Cell), - w tym rozwiązaniu każda komórka przechowuje jeden bit informacji. Taka konstrukcja pamięci, jest najbardziej wydajna i najtrwalsza. Jest to także rozwiązanie najdroższe, z przeznaczeniem głównie do serwerów.
- najpopularniejsze są moduły MLC (Multi Level Cell), - umożliwiają zapisywanie w jednej komórce dwóch bitów danych. Za to nadrabiają pojemnością i niskimi kosztami produkcji.
- najtańsza opcja to TLC (Triple Level Cell) czyli układów wyposażonych w osiem poziomów napięcia pozwalających zapisać 3 bity informacji w jednej komórce. - Są one najtańsze w produkcji, ponieważ przy zapisywaniu danej ilości informacji potrzeba 3 razy mniej komórek niż w dyskach z SLC. Jednak nie bez konsekwencji . Układy TLC mają znacznie krótszą żywotność niż układy SLC - ograniczenia w liczbie zapisów (liczba odczytów nie ma ograniczeń). W zależności od typu kości liczba zapisów potrafi różnić się w znacznym stopniu. Jeżeli chodzi o SLC jest to ok 100 000 cykli, MLC wytrzymuje do 10 000 natomiast TLC to już tylko 1 000. TLC jest stosowane w dyskach powszechnego użytkowniku, więc długowieczność może budzić obawy. Jednak producenci dysków SSD zastosowali tam sprytne rozwiązanie , dzięki któremu pamięci MLC a nawet TLC nie są przesadnie krótkotrwałe. Użyto w nich bowiem mikrokontrolery, które niwelują ich wady, odpowiednio zarządzając procesem zapisu i odczytu danych. Procedury ,które są zastosowane w oprogramowaniu takich kontrolerów efektywnie ograniczają zużycie komórek pamięci, a skomplikowane algorytmy inteligentnie rozmieszczają dane przed zapisaniem w pamięci.
Najnowocześniejszym współczesnym rozwiązaniem są kości typu 3D ( V-NAND Flash pozwalające na zwielokrotnienie pojemności pojedynczej pamięci).
Poszczególne Komórki w pamięciach typu Flash mogą być ustawione i łączone w dwojaki sposób. Komórki pamięci są zatem systematyzowane w wiersze i kolumny za pomocą linii poziomych (słowa), natomiast komórki pojedynczej kolumny są połączone liniami pionowymi (bitu). W związku z tymi połączeniami można wyróżnić dwa typy pamięci Flash –NOR i NAND. W tych rozwiązaniach zastosowano odmienną strukturę logiczną, a także sposób odczytywania i zapisywania bitów. Układ stosowany w pamięciach typu NOR pozwala adresować i odczytywać pojedyncze komórki. W pamięciach typu NAND nie można odwoływać się bezpośrednio do poszczególnych komórek pamięci, lecz tylko do całych wierszy (stron pamięci).
NANDy mają też pewne technologiczne i konstrukcyjne ograniczenia. Aby zapisać komórkę w pamięci flash, konieczne jest jej skasowanie. Nie można bowiem zapisać danych do zajętej komórki. Można zapisać i odczytać każdą pojedynczą komórkę pamięci, aczkolwiek kasować można już tylko całe bloki komórek. Ta cecha pamięci NAND determinuje cały zapis danych na nośniku SSD. Oczywiście całym tym procesem steruje kontroler, który szereguje zapis i zarządza kasowaniem pustych komórek. W najnowszych rozwiązaniach kontroler „czyści” kasowane komórki podczas procesu bezczynności dysku w tle, by przyspieszyć procesy późniejszych operacji. Ze względu na szybkość działania w dyskach SSD stosuje się pamięci NAND
Nośniki SSD powszechnie oferowane użytkownikom najczęściej występują w obudowach – 1,8” lub 2,5”i są wyposażone w złącze SATA. Natomiast te ze złączem M.2 montuje się bezpośrednio w slocie na płycie głównej i występują w formie płytki elektroniki. Interfejsów stosowanych w dyskach SSD jest wiele. Najbardziej rozpowszechnionym jest złącze SATA III, identyczne jak w tradycyjnych dyskach HDD. To rozwiązanie pozwala na maksymalny transfer do 600 Mb/s (ograniczenia technologii SATA) - w praktyce jest to znacznie mniej.
Ze względu na coraz wyższą sprawność pamięci flash, opracowano nowy szybszy interfejs specjalnie dla dysków SSD - PCI-Express (jest on także wykorzystywany do obsługi kart graficznych) oraz mSATA (stosowane przede wszystkim w notebookach) oraz wspomniane już M.2, wykorzystujące magistralę PCI-Express, oferujące transfer na poziomie do kilkunastu GB/s
- W odróżnieniu od HDD dyski SSD osiągają bardzo szybkie czasy dostępu do Danych. HDD musi się rozkręcić ustawić głowice w odpowiednim miejscu nad talerzem i dopiero wtedy może odczytać dane. W SSD dane są dostępne niemalże od ręki.
- Z racji swojej konstrukcji dyski SSD osiągają o wiele większe szybkości transferu danych niż dyski magnetyczne. Współczesne modele Dyków SSD mogą przesyłać nawet kilka GB danych na sekundę (SATA do 600 Mb/s, natomiast PCIe x4 aż do 32 Gb/s). Ograniczają je tylko standardy oraz kompatybilność z poprzednimi standardami SATA.
- Wszystkie dyski SSD pracują bezgłośnie, dzięki wyeliminowaniu części mechanicznych. Mają też dużo większą wytrzymałość na urazy zewnętrzne czy temperaturę.
- Jeżeli chodzi o zastosowanie SSD w komputerach przenośnych - duże znaczenie ma niższe zużycie prądu od dysku HDD oraz waga.
Wszystkie te cechy sprawiają, że dyski SSD zyskały szczególne uznanie wśród użytkowników komputerów przenośnych.
- Krytyczną wadą nośników półprzewodnikowych jest technologiczne „zużywanie” się modułów pamięci, co wymusiło na producentach zastosowanie mikrokontrolera, który ma zarządzać procesami wymiany danych, logiczną adresację komórek czy szyfrowanie danych. Skomplikowanie tego systemu w bardzo dużym stopniu utrudnia odzyskanie Danych w przypadku awarii takiego SSDeka. Należy bowiem odwrócić proces algorytm adresacji oraz scramblera XOR, żeby w ogóle poskładać dane użytkownika.
- Oprogramowanie (firmware) nie jest w ogóle udostępniane przez producentów. Nie można też zdobyć dokumentacji dotyczącej funkcjonalności takiego kontrolera. To najściślej strzeżone tajemnice. Technicy w laboratorium Odzyskiwania danych muszą więc, na własną rękę odtworzyć działania i algorytmy kontrolera tak, aby w ogóle uzyskać dostęp do danych użytkownika. W niektórych przypadkach czasem stosuje się też tzw. metodę „chip off” . Polega ona na wylutowaniu z płyty drukowanej dysku, kości pamięci flash i odczytaniu ich przy pomocy specjalnego programatora, a potem zestawienia tych danych z zastosowaniem emulacji oprogramowania oryginalnego kontrolera.
Kupując zatem, dysk SSD zyskujemy wydajność. Jednak nie oznacza to, że dyski SSD się nie psują. Psują się w podobnym stopniu jak talerzowe, a odzyskanie z nich danych jest przeważnie bardziej skomplikowane i czasochłonne, niż w przypadku tradycyjnych dysków talerzowych. Pocieszające jest to, że niektóre laboratoria jak All Data Recovery z Warszawy wykonują bezpłatną analizę i wycenę kosztów.
Warto, więc zadbać o kopie zapasową, bowiem dyski SSD potrafią przestać prawidłowo działać, nie wysyłając wcześniej użytkownikowi żadnych ostrzeżeń.
Wszystko wskazuje na to, że przyszłość należy do dysków półprzewodnikowych. Mimo, że są nadal sporo droższe od HDD i oferują przy tym gorszy stosunek ceny do pojemności, ale to właśnie one, z dużym prawdopodobieństwem, mają szansę niedługo stać się standardem. Technologia idzie w tym kierunku, że finalnie SSD będą niedługo w stanie zaoferować większe pojemności niż HDD. Poza tym coraz większy rozwój urządzeń mobilnych stymuluje zastosowanie pamięci półprzewodnikowych.
Źródła:
https://www.alldatarecovery.pl/uslugi/odzyskiwanie-danych-z-ssd
https://centrumodzyskiwaniadanych.pl/uszkodzony-dysk-ssd-jak-odzyskac-dane-i-naprawic-dysk-ssd/
Brak komentarza, Twój może być pierwszy.
Dodaj komentarz