導入
SSD ( ソリッド ステート ドライブ)は、フラッシュ メモリで構成されるデータストレージ用のコンピュータ ハードウェアです。英語の「ソリッドステート」という用語は、データが可動磁気媒体に書き込まれる古典的なハードドライブとは異なり、このハードウェアに可動部品がないことを意味します。
SSD は、プラッター ハードドライブよりもアクセス時間が大幅に速く ( 0.1 ミリ秒対13 ミリ秒)、SATA IIIインターフェイスを使用するモデルでは読み取り速度が最大350 MB/秒、書き込み速度が300 MB/秒に向上し、消費電力も削減されます。このテクノロジーは、多くの人が古典的なハードドライブの後継とみなしていますが、販売価格が非常に高いため、その地位を確立するのに苦労しています。
フラッシュメモリの代わりにDRAM を使用する SSD は、バッテリで限られた時間しか内容を維持できません。
一般的な
ストレージのコンセプト
現時点での SSD の主な目標は、従来のハード ドライブの欠点、つまり機構と壊れやすさ、プラッターの回転速度とヘッドの変位速度に依存するデータ アクセス時間 (速度に応じてのみ進歩する) を克服することです。行われた弱いイノベーションの一部。大部分のドライブは7,200 rpm 、つまり平均遅延が約4.2 ミリ秒で回転し、平均シーク時間 (ヘッドが所定の位置に移動するのに必要な時間) は、一般に公開されているハード ドライブでは8 ミリ秒から12 ミリ秒の間であることがほとんどです。平均アクセス時間は 12 ～ 16 ミリ秒です。この平均アクセス時間は 10 年以上にわたって大きな変化がありませんが、プロセッサ、RAM、ビデオカード、および PC の多くのコンポーネントの速度はすべて大幅に進歩しています。フラッシュ メモリを利用することで、アクセス時間の問題は理論的には解消されます。アクセス時間はわずか0.1 ミリ秒程度であるためです。したがって、コンピュータの応答性は大幅に向上します。
SSD は 2 つの主要な要素で構成されています。 1 つ目は一定数のフラッシュ メモリ チップで、通常、カメラや携帯電話などのメモリ カードで使用されているものと技術的に非常によく似ています。2 つ目は、メモリ チップと残りの部分の間のインターフェイスを可能にするディスク コントローラとファームウェアです。したがって、コンピュータの他の部分がデータの読み取りまたは書き込みを要求したときにデータがどのように処理されるかを管理します。
一般に、SSD は従来の PC のハードドライブを置き換えるため、メモリチップは高品質で模範的な信頼性を備えている必要があります。同様に、コントローラーも特に重要です。技術が数十年にわたって開発されてきたハードドライブとは異なり、SSD はごく最近のものであるため、ローエンドすぎるコントローラーはパフォーマンスに重大な悪影響を及ぼしたり、完全に逆効果になる可能性さえあります。最近では、コントローラーが SSD のパフォーマンスを左右します。同様に、SSD の寿命は、SSD を構成するフラッシュ メモリの寿命に大きく依存しますが、一般的にメーカーは、パフォーマンスと寿命の最適化を理由に、常に販売量よりも多くのメモリを搭載します。
SLC または MLC メモリ タイプ
フラッシュ メモリには 2 つのタイプがあります。各基本セルが単一ビット(2 つの電荷レベル) を保存できる SLC (シングルレベル セル) と、セルが複数のビット (ほとんどの場合、 2 ビットまたは 4 つの電荷レベルですが、2009 年に導入された「X3」MLC では3 ビットまたは 8 つの電荷レベルの場合もあります)。
セルあたり数ビットを保存すると、密度が少なくとも 2 倍になるため、製造コストを大幅に削減できますが、特に書き込み時のパフォーマンスが低下し、セルの寿命が大幅に短縮されます (50nm メモリでは、書き込みあたり100,000回から費やします)。消去サイクルは SLC で10,000 、MLC で 10,000、つまり寿命を 10 で割ったものです。
コンシューマ SSD の大部分は MLC メモリを使用しますが、エンタープライズおよびサーバー SSD には SLC メモリが使用されており、コンシューマ SSD の主な問題である書き込みサイクルの制限が生じます。
TRIMコマンド
最新の SSD モデルで利用できる TRIM コマンドを使用すると、カーネル 2.6.33 以降のLinuxシステムやWindows 7以降のMicrosoftオペレーティング システムなどの最新のオペレーティング システムで、時間の経過によるパフォーマンスの低下を回避できます。ファイルが削除されたときに SSD に通知するために使用されます。 SSD コントローラは、その後の書き込みを最適化するために、以前に使用したフラッシュ メモリ セルを消去し、フラッシュ メモリ テクノロジによって強制される事前の消去を実行することなく実行できます。
SSDからPCI Expressへ
最大速度を実現するために、グラフィックス カードと同様に、PCI Express コネクタを介して SSD がマザーボードに直接接続されています。これにより、特定の SSD は GB/s マークを超えることができますが、SATA インターフェイスは最新世代では600 MB/s 、最も普及している SATA インターフェイスでは300 MB/sに制限されます。
PCI Express フォーマットの SSD は、ほとんどの場合、カード上に直接配置された 2 ～ 8 台の SATA SSD とインターフェースする SATA RAID コントローラで構成されているため、従来の SATA RAID カードに接続するよりもはるかにコンパクトなターンキーRAID ソリューションを入手できます。 2.5または3.5 インチ形式の SATA SSD。