Go back

Dyski SSD i HDD

Andrzej Pająk

SSD

Solid State Dirve to dyski półprzewodnikowe. Podstawą ich działania są kości pamięci nieulotnej flash podobne do tych, jakie wykorzystywane są w pendrive’ach czy kartach SD stosowanych w aparatach cyfrowych i telefonach. W przeciwieństwie do dysków twardych HDD – Hard Disk Drive – w obudowie SDD nie znajdziemy żadnych elementów mechanicznych, a tylko bardzo gęsto upakowane w kościach pamięci setki miliardów tranzystorów. To właśnie te półprzewodnikowe elementy zwane komórkami pamięci przechowują w postaci zer i jedynek nasze dane: zdjęcia, muzykę, dokumenty. W wielkim uproszczeniu potrzeba do tego jeszcze tylko specjalnego kontrolera, który poda „adresy” komórek, w których trzeba zapisać (albo z których trzeba odczytać) dane. Co najważniejsze, te operacje wykonywane są na wielu komórkach na raz.

HDD

W Hard Disk Drive operacje odczytu lub zapisu odbywają się zupełnie inaczej. Po pierwsze dane zgromadzone są na talerzach magnetycznych. Kontroler napędu dysku musi przekręcić talerz, ustawić odpowiednio głowicę i dopiero wtedy może zacząć odczytywać dane. Jeśli zapisane są one sekwencyjnie (jedne za drugim) to idzie mu to dość sprawnie . W przypadku dużej defragmentacji dysku sytuacja się komplikuje, bo co chwilę ponownie trzeba tracić czas na pozycjonowanie głowicy i odczytywanie krok po krogu rozsypanych na talerzu danych. W rezultacie sam czas wyszukiwania danych w przypadku HDD wynosi 5-20 ms.

SSD jest szybsze i bezpieczniejsze

SDD działa 100 razy szybciej. Nie oznacza to, że w praktyce dyski SSD są finalnie 100 razy szybsze od dysków HDD, ale szczególnie ten parametr przekłada się na znacznie szybsze uruchamianie się systemu operacyjnego, aplikacji, ładowanie kolejnych poziomów w grach czy kopiowanie plików. Największą różnicę widać podczas instalowania dużych programów oraz pracy w aplikacjach, które często odwołują się do dużych plików zapisanych na dysku (obróbka wideo).

Brak elementów mechanicznych w SSD sprawia, że dyski półprzewodnikowe są odporne na przeciążenia związane z przenoszeniem laptopów, takimi jak wstrząsy czy upadkami. SSD są również bardziej energooszczędne, lżejsze i… cichsze, co czyni je zdecydowanie lepszym wyborem do laptopów.

SDD nie jedno ma imię: SATA III

Od wielu lat dyski montowane w laptopach zamknięte są w 2,5-calowych obudowach. W tym formacie dostępne są zarówno dyski magnetyczne jak i SSD, a ich cechą wspólną jest interfejs Serial ATA III (SATA), który zadebiutował w 2009 roku. Teoretycznie przepustowość tej magistrali oferuje szybkość przesyłania danych na poziomie 6 Gb/s. W praktyce ta wartość spada do ok. 4,8 Gb/s (600 MB/s ). Z punktu widzenia dysków HDD taka wartość jest więcej niż wystarczająca, bo dyskom, których talerze kręcą się z prędkością 7200 obr./min. i tak trudno wyciągnąć więcej niż 100 MB/s. Jednak po podłączeniu do interfejsu SATA III dyski SSD osiągają transfery na poziomie 530 i 500 MB/s odpowiednio dla operacji odczytu/zapisu danych. Oczywiście to znacznie więcej niż to co oferuje stara technologia HDD, ale znacznie mniej niż to co oferują współczesne dyski półprzewodnikowe.

YouTube: Porównanie SSD vs. HDD

M.2 – To tylko złącze!

Żeby w laptopach zastąpić dziesięcioletni interfejs SATA III czymś bardziej współczesnym producenci stworzyli złącze M.2. Zaprojektowane zostało jako ustandaryzowany slot, do którego będzie można podłączać nowoczesne dyski SSD, jak i również karty rozszerzeń zawierające inne interfejsy takie jak Bluetooth, NFC, GPS czy WiFi.

Najważniejsze, że złącze M.2 pozwala obejść wąskie gardło jakim jest interfejs SATA III. Jest to możliwe dzięki temu, że do komunikacji z płytą główną laptopa może (nie musi!) korzystać z bardzo szybkiego interfejs PCI-Express (PCIe). Dysk SSD zgodny z PCI-E 3.0 x4 może osiągać transfery dla zapisu w granicach 3500 MB/s oraz odczytu na poziomie 2000 MB/s. Oznacza to ok. 7-krotnie lepsze rezultaty niż w przypadku SSD na SATA!

Trzeba tylko pamiętać, że M.2 to tylko złącze. Zgodne z nim dyski SSD mogą występować zarówno w wersji SATA jak i PCIe. Żeby było jeszcze trudniej te ostanie mogą wykorzystywać dwa różne protokoły do komunikacji kontrolera dysku z systemem operacyjnym: archaiczny, odchodzący do lamusa AHCI, który nigdy nie był dostosowany do obsługi dysków SSD podłączonych do magistrali PCIe oraz nowoczesny, szybki i energooszczędny NVMe (Non-Volatile Memory Express). Nas interesuje tylko ten drugi.

YouTube: M.2 NVMe SSD - M.2 kontra SSD

Dysk do notebooka

W 2020 roku za laptopowi standard można uznać dyski SSD. Są jak to już zostało powiedziane szybsze i bardziej wytrzymałe niż klasyczne HDD. Jednak to jaki dysk SSD znajdziemy w notebooku zależy od jego ceny. Optymalna konfiguracja to 256-512 GB dysk główny, pracujący w standardzie PCIe uzupełniony o drugi pojemny dysk SSD PCIe lub SATA III, który będzie służył jako magazyn danych.

HDD: głowice i talerze, które są główną przyczyną gorszej wydajności i ryzyka uwarii.

dysk_HDD.webp

SSD m. 2

dysk_SSD_M2.webp

SSD SATA

dysk_SSD_SATA.webp