Pooljuhtketas: erinevus redaktsioonide vahel

'''Pooljuhtketas''' (''Solid State Drive'' ehk '''SSD''') on [[välismälu]]–[[andmekandja]], mis kasutab [[püsimälu]] [[info]] hoiustamiseks. SSD-d eristuvad tavalistest [[kõvaketas]]test (''Hard Disk Drive'' ehk HDD), mis on [[elektromehhaaniline|elektromehhaanilised]] seadmed ja koosnevad pöörlevaist [[laeng]]utega metallketastest ja lugemis-/kirjutamispeast. SSD-d kasutavad selle asemel [[mikrokiip]]e, [[hävimälu]] ja [[püsimälu|säilmälu]] ning ei sisalda mingeid liikuvaid osi. [[Operatsioonisüsteem]]ile paistab pooljuhtketas tavalise kõvakettana ning selle kasutamiseks pole vaja spetsiaalseid [[draiver]]eid. HDD-ga võrreldes on SSD vastupidavam füüsilistele löökidele, on vaiksem ja energiasäästlikum. Lisaks on pooljuhtketastel väiksemlühem [[pöördusaeg]] ja [[latentsusaeg]]. Kuna [[Kõvaketas|HDD]] ja SSD kasutavad samu liideseid, siis on HDD enamikul juhtudelenamasti asendatav SSD-ga.<ref name="SNIA-101">{{cite web|title=Solid State Storage 101: An introduction to Solid State Storage|url=http://www.snia.org/apps/group_public/download.php/35796/SSSI%20Wht%20Paper%20Final.pdf|publisher=[[SNIA]]|date=January 2009}}</ref>

SSD -kõvaketta eelis tavalise ketta ees on oluliselt suurem kiirus, hetkelpraegu on uusimad SSD -kettad tavalistest ketastest kuni kümme korda kiiremad. SSD -kõvakettaid jagunevad kahte põhilisse rühma: SLC ja MLC. SLC ehk ''Single Level Cell'' on kallim ja kiirem, ning sellel on suurem kirjutuskordade arv ligikaudu ~100 000 korda. SLC -ketta teeb kallimaks 1-bitine kontroller. MLC -ketastes on ühes üksuses neli erinevat olekut, mis võimaldab hoida 2- bitti ühes üksuses ja see teebki need nii palju odavamaks. Kirjutuskordade arv on MLC -ketastel aga väiksem ~10 000 korda. KiireimadKiireimate SSD -ketaste kiirus on hetkelpraegu 550-600550–600 MB/s lugemisel ja 520 MB/s kirjutamisel. Hinnavahe SLC- ja MLC -ketaste vahelhinnavahe on kümnekordne.

Alates 2010. aastast kasutab enamik pooljuhtkettaid [[Välkmälu#NAND_flash|Nand-tüüpi välkmälu]], mis säilitab infot ka ilma pideva elektritoiteta. Hävimälu ([[muutmälu]]) kasutavad SSD-d on olemas olukordadeks, kus vajatakse veel kiiremat [[pöördusaeg|pöördumist]], aga andmete püsivus pärast [[elektrivool]]u katkemist pole oluline või kasutataksepärast akusidtoite andmetelõppemist salvestamisekskasutatakse pärastandmete salvestamise vooluajaks lõppuakutoidet.<ref name="SNIA-101"/>

[[Hübriidketas]] hõlmab HDD ja SSD omadusi ühes seadmes. Kuna SSD -kettad on võrdlemisi kallid, on paljud tootjad välja toonud turule hübriidkettad, mis koosnevad 4GB4 SSDGB SSD-kettast ja 500GB500 GB tavalisest kõvakettast, – selle eeliseks on see, et kõvaketas paigutab ise tihedamini kasutatavamad failid SSD osasse, et neid oleks kiiremini võimalik kiiremini kätte saada.

===Esimesed SSD-d kasutasid RAM'-i ja sarnast tehnoloogiat===

1978. aastal tutvustas [[Texas Memory Systems]] 16 -[[kilobait|kilobaidist]] (KBkB) muutmälu pooljuhtketast naftafirmadele seismilisteksseismiliste andmete kogumiseks.<ref>{{cite web|url=http://www.storagesearch.com/chartingtheriseofssds.html | title=SSD Market History - Charting the 30 Year Rise of the Solid State Disk Market | publisher=storagesearch.com}}</ref> JärgnevalJärgmisel aastal arendas [[StorageTek]] välja esimese tänapäevase pooljuhtketta tüübi.<ref>{{cite web |url=http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19930003944_1993003944.pdf |title=Enterprise Storage Report for the 1990s |publisher=Storage Technology Corproation |author=Moore, Fred}}</ref> 1983. aastal avaldatud Sharp PC-5000 kasutas 128 kilobaidiseidkB pooljuhtsalvesti kasettepooljuhtsalvestikasette, mis sisaldasid [[mullmälu]].<ref>{{cite web|url=http://www.atarimagazines.com/creative/v10n1/55_The_Sharp_PC5000_a_desk.php |title=The Sharp PC-5000; a desktop computer in a portable package |publisher=Creative Computing |author=Ahl, David H. |date=1984-01}}</ref> 1984. aastal oli Tall Grass ettevõttel 40MB-ne40 MB magnetlintvarundamisüksus sisseehitatud 20MB-se20 MB pooljuhtkettaga. 20 megabaidistMB SSD üksust oli võimalik kasutada kõvaketta asemel. Septembris 1986, tutvustas Santa Clara Systems BatRam'i 4 megabaidist (MB) massmäluseadet, mida oli võimalik laiendada kuni 20MB20 MB-ni, kasutades 4MB-seid4 MB mälumooduleid. Komplekt sisaldas endas akut, et säilitada mälukiibi sisu, kui massiiv ei ole vooluvõrgus.<ref>{{cite book|url=http://books.google.com/?id=by8EAAAAMBAJ&pg=PA54&lpg=PA54&dq=batram+santa+clara+systems&q=batram%20santa%20clara%20systems |title=Battery-Powered Mass Storage System Offered |publisher=InfoWorld |author=Waurzyniak, Patrick |date=1986-09-08}}</ref> 1987. aastal tuli EMC korporatsioon SSD turule ketastega mini-arvutitele. Ometi eemaldus EMC peatselt sellest ärist.<ref>{{cite web|url=http://www.storagesearch.com/chartingtheriseofssds.html | title=SSD Market History - Charting the 30 Year Rise of the Solid State Disk Market | publisher=storagesearch.com | author=Kerekes, Zsolt}}</ref>

SSD on olnud turul [[sõjavägi|sõjaväe]] ja nišituru jaoks üheksakümnendate1990. aastate keskpaigast. SSD-d on viimasel ajal ilmunud nii [[sülearvuti]]tesse kui ka ultramobiilsetesse sülearvutitesse. SSD -kettad ei ole veel hinna poolest võrreldavad HDD-ga, hind sõltub nii tootjast, mahust ja andmekiirustest. Praeguseks ajaks on suhteliselt odavaks muutunud [[USB-välkmälu]] seadmed, mis on juba enamikel inimestel kodudes olemas. Trend on, et kaheiga aastasepaari intervalliaasta jooksul vähenevad SSD hinnad poole võrra ja mahutavus suureneb 2kaks korda. Selle tulemusena on välkmälu põhisedvälkmälupõhised SSD-d saanud järjest populaarsemaks sülearvutites, [[tahvelarvuti]]tes ja [[ultramobiilne sülearvuti|ultramobiilsetes sülearvutites]].

Kuni 2009. aastani olid SSD-d peamiselt kasutuseskasutusel sellistes valdkondades, kus salvestisüsteemi kiirus pidi olemaoli elulise tähtsusega. Kuna [[välkmälu]] on saanud SSD tavaliseks komponendiks, on see viinud alla SSD hinnad ja suurendanud nende mahutavust. Selle tõttu on SSD hakanud jõudsalt liikuma ka tavakasutaja käsutusse. Organisatsioonid,SSD miskiirusest saavad kasu SSD kiirustest on näiteks [[telekommunikatsioon]]ifirmad, voogvideo teenustvoogvideoteenust pakkuvad firmad ja samuti ka [[börs]]iettevõtted. Rakendused, mis saaksid andmete kiiremast salvestamisest ja lugemisest kasu, on lõputud. SSD väiksem energiatarve ja suurem töökindlus võrreldes HDD-ga võimaldab ka raha kokku hoida, sest kulub vähem elektrit ja liikuvate osade puudumise tõttu on purunemisoht palju väiksem.

Välkmälu põhisedVälkmälupõhist SSD-d saab kasutada ka operatsioonisüsteemide paigaldamiseks. Ülekirjutamiskindla välkmälul põhineva kettaga, millel on peal operatsioonisüsteem ja erinevad aplikatsioonidrakendustarkvara, saab asendada mõõtmetelt suuremaid ja vähem töökindlamaidtöökindlaid kettaajameid erinevates arvutites, vähendades sellega samuti kulutusi arvutiriistvaraleriistvarale.

==SSD jaoks optimiseeritudoptimeeritud failisüsteemid==

[[Windows]]i versioonid enne [[Windows 7]]-t on optimeeritud HDD, mitte SDD jaoks. [[Windows Vista]] sisaldab [[ReadyBoost]], et kasutada ära välkmälu süsteemi kiirendamiseks, kuid ei sobi SSD jaoks. Mõned Vista operatsioonid, kui neid ei keelata, lühendavad SSD eluiga. Kõvaketta defragmentimine peaks olema keelatud, sest SSD puhul ei ole erilist tähtsust, kus kohas erinevad failifailide osad kettal asuvad. Kuid pidevaltfailide liigutadespideval faileliigutamisel ühest kohast teise, vähendab suurestilüheneb SSD eluiga oluliselt. Saalefaili ([[Page file]]) kasutus peaks samuti olema keelatud, sest ka pidevad faili uuendused toovad samuti kaasa kettalefailiuuendused mittekulutavad vajalikkuketast kulumisttarbetult.

Windows 7 on optimeeritud nii SSD kui ka HDD jaoks. Operatsioonisüsteem otsib SSD ketta olemasolu-ketast ja kui ta selle leiab, siis opereerib ta selle kettagasellega teistmoodi, kui HDD-ga. Kui leitakse SSD olemasoluleitakse, siis keelatakse sellised funktsioonid nagu ketta defragmentimine, [[Superfetch]], ReadyBoost. Tänu sellele kestab SDD kauem, kuna ei toimu üleliigseid kirjutamis- ja lugemistsükleid, mis vähendavad SSD eluiga.

Hädavajalikku [[TRIM]] funktsiooni toetab [[Linux]] alates [[kernel]]i versioonist 2.6.33, kuid see lahendus eeldab ka failisüsteemi koostööd. HetkelPraegu on TRIM tugi suures osas olemas ext4 failisüsteemis (-o discard<ref>{{cite web |url=http://www.mjmwired.net/kernel/Documentation/filesystems/ext4.txt |title=Linux Kernel Documentation :: filesystems : ext4.txt }}</ref>) ja alles arenduses olevas btrfs failisüsteemis<ref>{{cite web |url=http://comments.gmane.org/gmane.comp.file-systems.btrfs/5504 |title=Development of the BTRFS linux file system}}</ref>. Tavaliselt ei tee installeerimistarkvara automaatselt ära sobilikku [[partitsioon]]i lähendamist.

* [[Paralleel-ATA|Paralleel-ATA (IDE)]] liides (tavaliselt asendatud juba SATA -liidesega)

* (ParallelParalleel) [[SCSI]] (tavaliselt kasutatakse serverites; tänapäeval SAS-i pooltiga välja vahetatud)

On keeruline võrrelda omavahel SSD-sid ja tavalisi (pöörlevaid) [[kõvaketas|kõvakettaid]]. Traditsioonilised HDD reeperid (inglise ''benchmarks'') keskenduvad näitajatele, milles nad on nõrgad, näiteks pöörlemise [[latentsusaeg|latetentsusajale]] ja [[otsinguaeg|otsinguajale]]. Kuna SSD-d ei pöörle ega otsi andmeid kettalt üles (HDD mõttes), võivad SSD-d sellistes testides tohutult paremaid tulemusi näidata. See-eest võistlevad pooljuhtkettad kõvaketastega segalugemise ja -kirjutamise osas ning jõudlus võib aja jooksul degradeeruda. SSD testimiseks tuleb võtta (kasutuses olev) täis ketas, kuna uue ja tühja ketta kirjutamise sooritustulemus võib olla palju parem kui pärast aastaidmitmeaastast kasutamist.<ref>[http://www.stec-inc.com/downloads/whitepapers/Benchmarking_Enterprise_SSDs.pdf Benchmarking Enterprise SSDs]</ref>

Võrdlus peegeldab iseloomulikke tunnuseid ja eiega pruugi kindla seadme puhul kehtida.

| [[Suvapöördus|Suvapöördumise]] <nowiki/>aeg<ref>{{cite news |url=http://www.nytimes.com/2008/12/11/technology/personaltech/11basics.html |title=Computing Without a Whirring Drive |work=[[The New York Times]] |date=2008-12-11 |page=B9 |last=Markoff |first=John |quote=Using a standard Macintosh performance measurement utility called Xbench, the Intel solid-state drive increased the computer’s overall performance by almost half. Disk performance increased fivefold.}}</ref>

| Üldiselt madal, sest andmeid saab lugeda otse ükskõik millisest kohast; Kasutusaladelkasutusaladel, kus kõvaketta andmete otsimine on piiravakspiirav faktorikstegur, on tulemuseks kiirem käivitus ja applikatsiooniderakenduste stardiaeg (vaata [[Amdahl'i seadus|Amdahl'i seadust]]).<ref name=xbitSSDvsHD>{{cite web |title = SSD, i-RAM and Traditional Hard Disk drives |date = 2008-04-23 |url=http://www.xbitlabs.com/articles/storage/display/ssd-iram.html |first = Aleksey |last = Meyev |work = X-bit labs}}</ref>

| Lugemise jõudlus ei muutu vastavalt sellele, kus info SSDlSSD-l paikneb.

| Kui andmed on fragmenteerunud, siis info välja lugemine võib anda erinevaid vastamis-aeguvastamisaegu.

| Pooljuhtkettad ei saa kasu defragmentatsioonistdefragmentimisest ([[Failisüsteem#Fragmentatsioon|fragmentatsiooni]] eemaldamisest), sest sellel on SSD-delele minimaalne effektefekt ja iga defragmentatsioonidefragmenteerimisega protsesskasutatakse lisab uusi kirjutamisiära NAND-välkmälu välkmälule,kirjutuskordi millelja onlühendatakse niigi piiratud eluiga.<ref>{{cite web | url=http://www.intel.com/support/ssdc/hpssd/sb/CS-029623.htm#5 | title=Intel High Performance Solid State Drive - Solid State Drive Frequently Asked Questions}}</ref><ref>{{cite web | url = http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc731650%28WS.10%29.aspx | title=Windows Defragmenter | publisher = microsoft.com | date = 2010-04-23}}</ref>

| HDDdHDD-d vajavad defragmentatsioonidefragmentimist pärast kestvat töösolekut või info kustutamist ja kirjutamist.

| SSD-del ei ole liikuvaid osi ja müra ei tekitateki

| HDD-del on liikuvad osad (pead, mootor) ja tekitavad erineval tasemel müra olenevalt mudelist.

| Välkmälu ja trükiplaaditrükkplaadi materialmaterjal on väga kerged võrreldes HDD-dega.

| MõnededMõnel välkmälu kontrolleritelkontrolleril võib olla mitu välkmälu kiipi kirjutamas ja lugemas erinevat infot samal ajal.

| Pooljuhtkettad, mis kasutavad välkmälu, on piiratud arv kordi kirjutatavad.<ref name=CWorldLackluster2>{{cite web|title=Solid-state disk lackluster for laptops, PCs| url=http://www.computerworld.com/action/article.do?command=viewArticleBasic&taxonomyName=Storage&articleId=9112065&taxonomyId=19&pageNumber=1| author=Lucas Mearian| date=2008-08-27 | quote = Corporate-grade SSD uses single-level cell (SLC) NAND memory and multiple channels to increase data throughput and wear-leveling software to ensure data is distributed evenly in the drive rather than wearing out one group of cells over another. And, while some consumer-grade SSD is just now beginning to incorporate the latter features (p. 1). It matters whether the SSD drive uses SLC or MLC memory. SLC generally endures up to 100,000 write cycles or writes per cell, while MLC can endure anywhere from 1,000 to 10,000 writes before it begins to fail, [according to Fujitsu's vice president of business development Joel Hagberg] (p. 4).}}</ref><ref>{{cite web |url = http://www.storagesearch.com/ssdmyths-endurance.html |title = SSD Myths and Legends - "write endurance" |first = Zsolt |last = Kerekes | publisher = StorageSearch.com}}</ref><ref>{{cite web|url=http://robert.penz.name/137/no-swap-partition-journaling-filesystem-on-a-ssd/ |title=No SWAP Partition, Journaling Filesystems, …on a SSD? |publisher=Robert.penz.name |date=2008-12-07}}</ref><ref>{{cite web|url= http://thunk.org/tytso/blog/2009/03/01/ssds-journaling-and-noatimerelatime/ |title=SSDs, Journaling, and noatime/relatime |publisher=Thunk.org | date=2009-03-01}}</ref> DRAM'-il (dünaamilise suvapöördumisegasuvapöördusega mälul) põhinevatel pooljuhtketastel pole kirjutuskordade arvul piiranguid.

| NAND -välkmälu ei saa üle kirjutada, selle asemel tuleb ümber kirjutada eelnevalt kustutatud blokkidesseplokkidesse. Kui tarkvaralise [[krüpteerimine|krüpteeringu]] programm krüpteerib juba SSDlSSD-l paiknevat infot, siis "üle kirjutatudülekirjutatud" andmed on ikka kaitsmata, krüpteerimata ja andmevargale kättesaadavkättesaadavad (kettal-põhineval riistvarakrüpteeringu puhul seda probleemi ei esine). Lisaks ei saa andmeid turvaliselt kustutada kirjutades algseid andmeid üle kirjutades ilma kettasse sisse-ehitatudsisseehitatud eriliste "Secure Erase" protseduurideta.<ref>{{cite web | url= http://www.pcworld.idg.com.au/article/258066/ssds_hot_without_security_risks/?pp=2 | title=SSDs are hot, but not without security risks | publisher = IDG Communications | date = 2010-08-01}}</ref>

| 2010. aasta oktoobri seisuga maksavad NAND Flash SSDdSSD-d umbes 1,4-2,0 USD üksühe gigabait(GB) kohta.

| 2010. aasta oktoobri seisuga maksavad 3.5" HDDdHDD-d umbes 0,1 USD üks GB ja 2.5" HDD -kettad 0,2 USD üks GB.

| 2010. aasta oktoobri seisuga on pooljuhtkettaid saadaval kuni 2TB2 suurustesTB pooljuhtkettaid, enamasti siiski 512GB512 GB või vähem.

| 2010. aasta oktoobri seisuga on HDD tavallisedtavalised mahud 2-3TB3 TB või vähem.

| Lugemis- ja kirjutamiskiiruste sümmeetria.

| Odavamate pooljuhtketaste korral on kirjutamiskiirused oluliselt madalamadväiksemad kui lugemiskiirused. Tippjõudluse ja kindlate tootjate SSD-del on kirjutamis- ja lugemiskiirus tasakaalus.

| FreeVabade blockplokkide availabilitysaadavus andja TRIM

| Pooljuhtketaste jõudlust mõjutab kõvasti saada olevatesaadaolevate vabade, programmeeritavate blokkideplokkide olemasolu. VaremkirjutatudVarem andmeblokidkirjutatud andmeplokid, mis ei ole enam kasutuses, on võimalik taaskasutusse võtta [[TRIM|TRIM'i]] poolt; kuid isegi TRIM'-iga vähem vabu programmeeritavaid andmeblokkeandmeplokke tähendab madalamatväiksemat jõudlust.<ref name="SSD Anthology">{{cite web | url = http://www.anandtech.com/printarticle.aspx?i=3531 | title = The SSD Anthology: Understanding SSDs and New Drives from OCZ | date = 2009-03-18 | publisher = AnandTech.com}}</ref><ref>[http://www.anandtech.com/show/2865/3 The SSD Improv: Intel & Indilinx get TRIM, Kingston Brings Intel Down to $115] Anandtech</ref><ref>{{cite web | url = http://www.pcper.com/article.php?aid=669&type=expert&pid=1 | title = Long-term performance analysis of Intel Mainstream SSDs | date = 2009-02-13 | publisher = PC Perspective}}</ref>

| HDDdHDD-d ei ole mõjutatud vabadest blokkidestplokkidest võiega TRIM-i funktsionaalsusest või funktsionaalsuse(selle puudumise)stpuudumisest.

| Tippjõudluse välkmälul põhinevad pooljuhtkettad kasutavad tavaliselt ainult 1/3 kuni 1/2 voolusttoitest, mis kulub HDD-dele; Tippjõudluse DRAM SSDdSSD-d vajavad tavaliselt sama palju elektrit kui HDDdHDD-d ja vaajavadvajavad voolutoidet ka siis, kui ülejäänud süsteem on välja lülitatud..<ref>{{cite web | url = http://www.tomshardware.com/2007/11/07/hyperdrive_4_redefines_solid_state_storage/ | title = HyperDrive 4 Redefines Solid State Storage: HyperDrive 4 - The Fastest Hard Disk In The World? | first = Patrick | last = Schmid | date = 2007-11-07 | publisher = Tom's Hardware}}</ref><ref>{{cite web | url = http://www.infoworld.com/d/data-explosion/ssd-crash-course-what-you-need-know-763 | title = An SSD crash course: What you need to know | first = Matt | last = Prigge | date = 2010-06-07 | publisher = InfoWorld}}</ref>

| Tippjõudluse HDDdHDD-d vajavad tavaliselt 12-1812–18 vattiW; sülearvutitele mõeldud kettad kasutavad tavaliselt 2 vattiW.