فناوری تازه اینتل و کمک به افزایش سرعت کامپیوترهای مبتنی بر هارد دیسک

اگر برای خرید یک SSD سری به بازار بزنید با جعبه هایی پر از نوشته های عجیب و غریب روبرو می شوید که احتمالاً جز سردرگم شما فایده دیگری ندارند. در نهایت احتمالاً تصور می کنید این موارد اهمیت چندانی ندارند و فقط ظرفیت و شاید هم سرعت مهم است؛ غافل از اینکه فرصت یک خرید هوشمندانه را از خود گرفته اید. اما خرید یک اس اس دی به سادگی هارد دیسک نیست و به همین دلیل تصمیم گرفتیم راهنمای کاملی برای خرید این حافظه ها را در اختیارتان قرار دهیم. با دیجیاتو همراه باشید تا تمامی نکات مهم در انتخاب و خرید اس اس دی را تشریح کنیم.

فرم فکتور؛ وقتی ابعاد مهم می‌شود

اولین موردی که باید به آن توجه کنید فرم فکتور است. مرسوم ترین مدل هایی که به فروش می رسند 2.5 اینچی هستند اما مدل های دیگری از جمله M.2 هم در بازار موجودند. اینکه کدام را باید انتخاب کنید بستگی به مادربرد لپتاپ یا دسکتاپ شما دارد. امروزه سه مدل زیر مرسوم ترین فرم فکتورها هستند:

• 2.5 اینچی SATA
• M.2 PCIe
• M.2 SATA

اس اس دی 2.5 اینچی

هارد دیسک های 2.5 اینچی لپتاپ ها معمولاً ضخامتی 7 یا 9 میلی متری دارند. اما قطر تقریباً تمامی SSDهای 2.5 اینچی امروزی 7 میلی متر است و احتمالاً برای قرار دادن آنها به جای هارد دیسک های 9 میلی متری به مشکل خواهید خورد. برای حل این مشکل برخی تولید کنندگان از جمله ADATA در جعبه بعضی مدل ها براکت ویژه افزیش ضخامت را قرار می دهند. در کامپیوترهای دسکتاپ می توانید به سادگی SSD را روی جای مخصوص کیس های جدید نصب کنید. در مورد کیس های قدیمی تر اما شرایط متفاوت است. برخی از سازندگان SSDها براکت ویژه ای برای نصب در جایگاه 3.5 اینچی را در جعبه محصولات خود عرضه می کنند.

علاوه بر این باید توجه داشته باشید که تقریباً تمامی SSDهای امروزی با درگاه SATA 3 (با سرعت 6 گیگابیت بر ثانیه) سازگار هستند. اگر این درایوها را به درگاه های SATA 2 یا SATA 1 متصل کنید سرعت انتقال به نصف و یک چهارم کاهش پیدا می کند. با این حال باز هم سرعت بالاتری را در مقایسه با هارد دیسک های قدیمی تجربه خواهید کرد.

اس اس دی M.2 PCIe

پیش از توضیح این فرم فکتور بیایید کمی بیشتر در مورد NVMe بدانیم. زمانی که SSD ها از راه رسیدند درگاه های SATA به راحتی از پس انتقال داده ها با حداکثر سرعت چیپ ها بر می آمدند اما با سریع تر شدن چیپ های NAND محدودیت های SATA خود را نشان داد. ابداع پروتکل NVMe راهکار جدید برای کار با حافظه های فلش بود تا ارتباط از طریق درگاه های پر سرعت تر PCI اکسپرس را ممکن کند. نسخه های امروزی NVMe امکان انتقال تا 32 گیگابایت بر ثانیه را دارند. برای درک میزان تفاوت کافیست این مقدار را با حدود 750 مگابایت بر ثانیه SATA 3 مقایسه کنید. البته به یا د داشته باشید که پشتیبانی یک SSD از این پروتکل الزماً به معنی دست یافتن آن به حداکثر سرعت NVMe نیست.

آخرین نسخه این استاندارد 1.3 است که در مقایسه با نسخه 1.2 قابلیت هایی از جمله بهبودهای مربوط به مجازی سازی، کنترل حرارتی توسط میزبان و ... را شامل می شود. لیست کامل تغییرات این دو نسخه را می توانید در وبسایت مرجع nvm EXPRESS مشاهده نمایید. بیشتر اس اس دی های PCIe که به بازار عرضه می شوند از استاندارد NVMe 1.3 بهره می برند.

نسل های مختلف PCIe هم تعیین کننده پهنای باند قابل انتقال از درگاه ها هستند، به عنوان مثال نسل اول، دوم و سوم به ترتیب امکان انتقال با سرعت 250، 500 و 984.6 مگابایت بر ثانیه را دارند. در صورتی که یک ضریب در کنار آنها قید شود، پهنای باند هم چند برابر می شود. در حال حاضر بیشتر مدل های M.2 PCIe موجود در بازار با نسل سوم PCIe و 4X (با عبارت PCIe Gen3x4 روی جعبه) سازگارند. طبیعتاً مدل های با نسل های پایین تر یا ضریب کمتر حداکثر سرعت انتقال محدودتری خواهند داشت.

اما در انتخاب بین مدل های مختلف M.2 PCIe باید به جزئیات مهمتر دیگری هم توجه کنید و آن اندازه اس اس دی ها است. مدل های امروزی M.2 در سه اندازه 2240 ، 2260 و 2280 تولید می شوند. دو عدد اول نشان دهنده عرض به میلی متر هستند و دو عدد انتهایی هم طول SSD (به میلی متر) را مشخص می کنند. بیشتر مادربردهای دسکتاپ قابلیت نصب هر سه اندازه را دارند اما لپتاپ ها معمولاً تنها از یک سایز پشتیبانی می کنند. به همین دلیل باید قبل از خرید، از درگاه پشتیانی شده اطمینان پیدا کنید. همچنین باید اشاره کرد که معمولاً مدل های کوچکتر، ظرفیت و سرعت پایین تری دارند.

یکی از مواردی که معمولاً کمتر به آن توجه می شود قطر مدل های M.2 PCIe است. بیشتر SSD های با این فرم فکتور دارای چیپ هایی در دو طرف هستند. این موضوع در مادربرد کامپیوترهای دسکتاپ چندان مهم نیست اما درگاه M.2 در برخی از لپتاپ های فاصله اندکی به ماردبورد دارد و تنها می توان مدل هایی با چیپ هایی در یک طرف (از جمله ADATA SX6000 Pro) را انتخاب کرد.

اس اس دی M.2 SATA

سرعت مدل های M.2 SATA مشابه با مدل های 2.5 اینچی SATA است اما ابعادی مشابه مدل های M.2 PCIe دارند. در انتخاب آنها هم باید به اندازه های مشابه با M.2 PCIe توجه داشته باشید.

انتخاب بر اساس سرعت، قیمت و ظرفیت

در بحث سرعت درایوها باید IOPS و حداکثر سرعت خواندن و نوشتن متوالی را تشریح کرد. IOPS یا عملیات ورودی-خروجی در ثانیه معیاری برای اندازه گیری کارایی تجهیزات ذخیره سازی است. معمولاً از ابزارهایی از قبیل Iometer (توسعه یافته توسط اینتل)، IOZone و FIO برای سنجش IOPS استفاده می شود. کاربرد اولیه این معیار هم برای یافتن بهترین پیکربندی تجهیزات ذخیره سازی در سرورها بوده است.

اما روی مقدار IOPS که از سوی تولید کنندگان اعلام می شود چندان نمی توان حساب کرد؛ چرا که عوامل متعددی از جمله درایورها، کارکردهای سیستم عامل در پس زمینه و پیکربندی  سخت افزاری سیستم ها می توانند بر نتایج آن اثر بگذارند.

اعداد حداکثر سرعت خواندن و نوشتن متوالی که از سوی تولید کننده ها اعلام می شود اما به واقعیت نزدیک تر است و تا حد زیادی می توان به آنها اعتماد کرد. ظرفیت انتخابی هم بستگی به نیاز شما دارد. اگر تنها قصد نصب ویندوز و برنامه های اداری معمول روی اس اس دی را دارید یک مدل 120 گیگابایت هم جواب کارتان را می دهد. اما اگر گیمر هستید بهتر است به دنبال مدل هایی با حداقل ظرفیت 240 گیگابایت باشید.

علاوه بر این به یاد داشته باشید که معمولاً در یک مدل، نمونه های پر ظرفیت تر سرعت بالاتر و البته قیمت بیشتری هم دارند. یکی از مهمترین نکات در مورد مدل های با ظرفیت پایین تر را هم نباید از یاد برد. بیشتر تولید کننده ها سرعت مربوط به بالاترین ظرفیت را روی جعبه ها قید می کنند، در حالی که برای یافتن سرعت اعلامی ظرفیت های دیگر باید به وبسایت آنها مراجعه کرد. به همین دلیل چندان هم به سرعت قید شده روی جعبه اکتفا نکنید.

اما اگر کامپیوترتان از هر دو درگاه های SATA و M.2 PCIe پشتیبانی می کند تکلیف چیست؟ در این شرایط بهتر است به سراغ مدل های سریع تر M.2 PCIe بروید. البته به یاد داشته باشید که مدل های SATA بسیار ارزان قیمت تر هستند ولی سرعت چندین برابری مدل های M.2 PCIe ارزش هزینه کردن را دارد. مدل های SATA و M.2 SATA تفاوت چندانی با هم ندارند و می توانید قیمت معمولاً پایین تر مدل های 2.5 اینچی را در اولویت قرار دهید.

فاکتورهای تعیین کننده طول عمر؛ MTBF و TBW

یکی از اصلی ترین سوالاتی که همواره در مقایسه هارد دیسک ها و اس اس دی ها مطرح می شود این است که طول عمر کدام کمتر است و آیا اس اس دی های آنقدر کم دوام هستند که نگرانشان باشیم؟ برای پاسخ به این سوالات باید به دو موضوع اشاره کنیم: MTBF و TBW.

MTBF میانگین زمان بین دو خرابی است. به عبارتی مشخص کننده مدت زمانی است که انتظار می رود یک سیستم در حال کار دوباره خراب شود. در بسیاری از تجهیزات کامپیوتر از جمله هارد دیسک ها این عدد در حدود یک تا 2 میلیون ساعت و گاه بیشتر اعلام می شود. در اس اس دی ها هم شرایط کم و بیش مشابه است. اما TBW که در اس اس دی ها به آن اشاره می شود میزان تحمل درایو بر اساس مقدار ترابایت نوشته شدن روی چیپ ها است. TBW در هارد دیسک ها اهمیت چندانی ندارد چرا که از نظر تئوری می توان تا بی نهایت ترابایت روی هارد دیسک ها نوشت اما در SSDها باید به آنها توجه کرد.

 

با این حال مقدار TBW در اس اس دی ها برای بیشتر کاربران بیش از حد نیاز است. به عنوان مثال در مدل یک گیگابایتی SX6000 Pro از ADATA که یک میان رده به شمار می آید این مقدار 600 ترابایت اعلام شده. به این ترتیب این مدل می تواند تا 600 ترابایت نوشتن را بدون خرابی تحمل کند.

شاید این میزان به نظرتان کم بیاید. اما تصور کنید با استفاده معمول روزانه 5 گیگابایت که شامل دانلود، وبگردی و استفاده های اداری روزمره باشد، 128 هزار روز (حدود 350 سال) طول می کشد تا درایو به حداکثر این عدد برسد. با این میزان نوشتنِ روزانه حتی مدل های اقتصادی با TBW برابر 50 ترابایت هم تا 27 سال دوام خواهند داشت. در برخی کاربردهای خاص از جمله فایل سرورها اما شرایط متفاوت است و مقدار نوشتن روزانه بسیار بیشتر از این میزان خواهد بود. به همین دلیل در این شرایط بهتر است مدل های با دوام بالاتر را انتخاب کنید. با یک حساب سر انگشتی ساده می توانید طول عمر تخمینی مورد نیاز خود را محاسبه کرده و مدل مناسب را انتخاب کنید.

به طور خلاصه می توان گفت این مسئله که اس اس دی ها میزان نوشتن کمتری از هارد دیسک ها را تحمل می کنند حقیقت دارد اما برای بیشتر کاربران چندان موضوع مهمی به حساب نمی آید. در نهایت باید اشاره کرد که اعداد اعلام شده برای TBW و MTBF توسط تولید کننده ها، تخمینی است و به احتمال بسیار کم ممکن است دستگاه شما زودتر از این هم خراب شود. تکنولوژی چیپ های حافظه در SSDها هم در طول عمر آنها موثر هستند که در ادامه به آن می پردازیم.

تکنولوژی‌های متنوع چیپ‌های حافظه

شاید این سوال برایتان مطرح شده باشد که چرا بعضی از SSD ها ظرفیت مشابه ولی قیمت متفاوتی دارند؟ در پاسخ باید گفت که موارد متعددی در این موضوع دخیل هستند: رم های DDR که برای کش کردن اطلاعات استفاده می شوند، انواع تکنولوژی های سلول حافظه NAND و در نهایت کنترلر که وظیفه ارتباط بین چیپ ها و کامپیوتر را بر عهده دارد. اما در بین اینها از مواردی که نقش مهمی در قیمت نهایی دارند، چیپ های NAND هستند.

حافظه های NAND از تعداد زیادی سلول تشکیل شده اند که می توانند بیت ها را در خود ذخیره کنند. ساختار این سلول ها نحوه ثبت داده ها در SSD ها را مشخص می کند. به عنوان مثال در چیپ SLC یا «سلول تک سطحی» (Single Level Cell) هر سلول تنها می تواند یک بیت را نگهداری کند. چیپ های TLC، MLC و QLC از تعداد بیت های 2، 3 و 4 برابر در هر سلول بهره می برند. اما تفاوت این چیپ ها در چیست؟

تولیدکنندگان تلاش می کنند با تولید سلول هایی با قابلیت ذخیره بیت های بیشتر، هزینه تولید را کاهش و ظرفیت حافظه ها را افزایش دهند. مدل های مجهز به چیپ های SLC در بین گران ترین ها هستند و معمولاً ظرفیت های پایین تر اما در عوض بالاترین دوام را دارند. به همین دلیل معمولا انتخاب اول برای سرورهایی هستند که تعداد عملیات نوشتن در اولویت است. مدل های TLC، MLC و QLC اما برای کاربردهای عادی نظیر لپتاپ ها و دسکتاپ های گیمینگ و کاری مناسب هستند. این مدل ها هم معمولاً آن قدر دوام بالایی دارند که بدون نگرانی از خراب شدن بتوانید برای سال ها روی کارکرد بدون نقص آنها حساب کنید.

قابلیت OP و دلیل ظرفیت‌های متفاوت

زمانی که کمپانی ها یک حافظه SSD را تولید می کنند فضایی از حافظه را تحت عنوان قابلیت overprovisioning (یا به اختصار OP) و به عنوان ذخیره در نظر می گیرند. این فضا با این که حجم قابل استفاده توسط کاربر را کاهش می دهد اما موجب افزایش کارایی SSD می شود و کنترلر می تواند از آن برای انتقال کارآمدتر داده ها بهره ببرد.

قابلیت OP با فراهم کردن بافری برای مدیریت یا حدف داده ها امکان حذف سریع تر اطلاعات از روی چیپ ها را فراهم می کند. علاوه بر این موجب می شود تقریباً در تمامی شرایط امکان دستیابی به بالاترین سرعت خواندن-نوشتن فراهم شود و طول عمر و پایداری درایو هم بهبود یابد. معمولاً در حدود 7 درصد از فضای SSD ها برای OP در نظر گرفته می شود. برای دستگاه هایی که تعداد عملیات نوشتن در آنها بیشتر از معمول است بالاتر بودن حجم رزرو شده می تواند کارایی را افزایش دهد. به لطف OP، از دید کاربر در نهایت زمان کمتری برای پاک کردن، کپی یا جابجایی اطلاعات صرف می شود.

اما چرا باید در خرید به OP توجه کرد؟ اگر به دنبال خرید یک حافظه SSD باشید حتماً با نمونه های متفاوتی مواجه شده اید که حجمشان اندکی متفاوت است؛ مثلا 240 در مقابل 256 گیگابایت. دلیل این است که برخی از تولیدکنندگان به ویژه در مدل های با ظرفیت بالاتر فضای تضمین شده ای را برای OP در نظر نمی گیرند و فرض می کنند که احتمالاً درایو همواره یک فضای خالی را در دسترس خواهد داشت.

در نهایت می توانید بر اساس استفاده خود مدل های مختلف را انتخاب کنید. اگر میزان عملیات نوشتن روی درایو زیاد است (به عنوان مثال در یک فایل سرور) بهتر است مدل هایی با فضای ذخیره شده OP را خریداری کنید. اما اگر قصد استفاده اداری، وب گردی یا بازی را دارید و قرار نیست SSD را تا خِرخره پر کنید می توانید به دنبال مدل هایی بدون فضای ذخیره شده OP باشید.

سخن پایانی

خرید یک هارد دیسک موضوع چندان پیچیده ای نیست. فقط کافیست بین 2.5 یا 3.5 اینچی انتخاب کنید و سپس ظرفیت، سرعت گردش و نهایتاً مدل مورد نظر خود را مد نظر قرار دهید اما در مورد SSDها شرایط پیچیده تر از این حرف هاست. بیشتر کاربران در خرید اس اس دی تنها به فرم فکتور، ظرفیت و نهایتاً سرعت قید شده روی جعبه اکتفا می کنند؛ در حالی که با در نظر گرفتن مواردی که گفته شد می توانند بهترین خرید بر اساس نیاز خود را داشته باشند.

در انتخاب اس اس دی باید علاوه بر فرم فکتور به مقادیری از جمله سرعت خواندن و نوشتن، تکنولوژی های چیپ های حافظه و TBW توجه داشته باشید. علاوه بر این به موارد نوشته شده روی جعبه ها اکتفا نکنید و به وبسایت تولیدکننده ها هم نیم نگاهی بیاندازید.

گارانتی مورد مهم دیگر است. خرابی اس اس دی ها چندان معمول نیست اما در موارد معدودی با بلوک های خراب مواجه می شوند یا دیگر امکان خواندن یا نوشتن داده های روی آنها وجود ندارد. در این شرایط گارانتی محصول (بسته به شرایط قید شده در گارانتی) می تواند از صرف هزینه بیشتر برای خرید محصول جدید بی نیازتان کند.

برخی از تولیدکنندگان SSDها همچنین لایسنس اوریجینال نرم افزار انتقال اطلاعات از هارد دیسک قدیمی به اس اس دی را ارائه می کنند که با استفاده از آنها از نصب مجدد ویندوز یا کپی دستی فایل خلاص می شوید. ADATA لایسنس اوریجینال برنامه Acronis True image را به همراه اس اس دی های خود ارائه می کند.

پیشنهاد می کنیم مطلب دیجیاتو در مورد تفاوت های فنی هارد دیسک و SSD و نیز مقایسه خدمات شرکت های گارنتی SSD در ایران را مطالعه نمایید. همچنین در دیجیاتو به مقایسه بین کارایی هارد دیسک و اس اس دی در یک کامپیوتر اقتصادی پرداخته ایم.