Jednotky SSD^(SSDs) (Solid State Drive ) sa rýchlo stávajú preferovaným počítačovým úložiskom pre operačné systémy a aplikácie. Nájdete ich v najnovších notebookoch, telefónoch, tabletoch a dokonca aj konzolách.

S vynikajúcim výkonom a odolnosťou sú tieto disky skutočným hitom, ale čo je to vlastne SSD ? 

Ako fungujú tradičné pevné disky^{(Hard Disk Drives)} ( HDD ).^(HDDs)

Aby sme pochopili, v čom sú SSD^(SSDs) iné, musíme krátko vrátiť čas a pozrieť sa na tradičné pevné disky^{(Hard Disk Drives)} ( HDD^(HDDs) ). HDD bol donedávna štandardným typom disku, ktorý ste našli prakticky vo všetkých počítačoch.

Vo vnútri HDD nájdete jeden alebo viac rotujúcich diskov nazývaných „platters“. Každý tanier je rozdelený na stopy a sektory. Taniery sú zvyčajne vyrobené z hliníka alebo skla a sú potiahnuté magnetickým materiálom.

Povrch taniera obsahuje miliardy jednotlivých oblastí, z ktorých každá predstavuje jeden bit údajov. Oblasť môže byť magnetizovaná alebo demagnetizovaná, čo predstavuje jednotku alebo nulu.

Keď sa rotujúce platne pohybujú tisíckami otáčok za minútu, malé čítacie a zapisovacie hlavy pripojené k výkyvným ramenám sa vznášajú len vlások nad platňou, ktorá číta alebo zapisuje do jednotky.

Pevné^(Hard) disky sú neuveriteľne komplikované zariadenia s mnohými malými, presnými a krehkými pohyblivými časťami. Je moderným zázrakom, že fungujú tak dobre, ako fungujú. 

Ako funguje SSD (Solid State Drive).

SSD majú viac spoločného s polovodičovými zariadeniami, ako sú CPU^(CPUs) a RAM , než pevné disky. SSD^(SSDs) aj HDD^(HDDs) fungujú ako úložné zariadenia, ale SSD^(SSDs) fungujú veľmi odlišným spôsobom.

Vo vnútri typického SSD nájdete iba počítačové čipy. Je tu čip radiča SSD , ktorý spravuje, ako a kde sa ukladajú dáta, no väčšinu SSD tvoria čipy flash pamäte.

Flash pamäť je „nezávislá“ pamäť. Nestála^(Volatile) pamäť, podobne ako RAM , nezostane po vypnutí napájania – údaje v nej uložené zmiznú. Naopak, s energeticky nezávislou pamäťou (ako sú SSD^(SSDs) alebo USB disky) vaše dáta zostanú zachované, aj keď je napájanie vypnuté. To je dôvod, prečo sa USB flash disky označujú aj ako „flash disky“!

Moderné SSD^(SSDs) (a väčšina USB flash diskov a pamäťových kariet) používajú typ flash pamäte nazývanej NAND flash pamäť. Je pomenovaný podľa jedného z typov logických brán, ktoré môžete vytvoriť v mikročipe. V pamäti NAND sú „bunky“, ktoré môžu držať rôzne úrovne elektrického náboja. Meraním úrovne nabitia v pamäťovej bunke môžete zistiť, či predstavuje jednotku alebo nulu. Ak chcete zmeniť obsah bunky, jednoducho zmeníte úroveň nabitia v nej.

Vo svete pamätí NAND existuje veľa rôznych variácií technológie . Napríklad ste mohli vidieť niektoré SSD disky Samsung^{(Samsung SSDs)} označené ako „ V-NAND “ alebo „vertikálne “ NAND . Tu sú pamäťové bunky naskladané vertikálne, čo umožňuje väčšiu úložnú kapacitu pri rovnakej silikónovej stope. 3D NAND^(NAND) od Intelu je tiež viac-menej rovnaká technológia. 

Typy SSD a rozhrania

SSD^(SSDs) sa dodávajú v rôznych formách a typoch NAND flash pamäte. To určuje maximálny výkon SSD , ako aj jeho cenu.

Typy flash pamäte

Všetky blesky NAND nie sú rovnaké z hľadiska hustoty dát a výkonu. Z našej diskusie vyššie si pamätáte, že SSD^(SSDs) ukladajú dáta ako elektrické náboje vo vnútri pamäťových buniek. 

Ak bunka uchováva iba jeden bit údajov, nazýva sa to SLC alebo jednoúrovňová pamäť bunky^{(single-level cell memory)} . Pamäť MLC^(MLC) (multi-level cell) a TLC (triple-level cell) ukladá dva a tri bity dát na bunku. Pamäť QLC^(QLC) (quad-level cell) má štyri bity na bunku.

Čím viac bitov dát môžete uložiť do jednej bunky, tým lacnejší môže byť váš SSD alebo tým viac dát môžete vložiť do rovnakého priestoru. Znie to ako skvelý nápad, ale vďaka tomu, ako fungujú SSD disky^(SSDs) , disky umierajú rýchlejšie pri použití viacbitovej metódy ukladania. Pamäť SLC^(SLC) je najvýkonnejší a najodolnejší typ NAND s dlhou životnosťou. Je však zároveň najdrahší a nachádza sa len v špičkových jednotkách.

Väčšina SSD^(SSDs) pre spotrebiteľov ako taká používa MLC alebo TLC a využíva špeciálne metódy na čo najväčšie predĺženie ich životnosti. Problematike opotrebovania SSD^(SSD) sa budeme venovať trochu neskôr v tomto článku pod nevýhodami technológie.

SSD Form Factors

SSD^(SSDs) sa dodávajú v rôznych formách. „Formový faktor“ je jednoducho fyzický tvar zariadenia a aký štandard pripojenia spĺňa. Pretože SSD^(SSDs) boli pôvodne navrhnuté tak, aby nahradili HDD^(HDDs) , prvé zariadenia určené pre spotrebiteľské stolné počítače boli určené na zasunutie tam, kde boli predtým pevné disky.

Tu prichádza na rad 2,5-palcový SATA SSD^{( 2.5-inch SATA SSD)} dizajn. Môžete jednoducho vybrať váš súčasný 2,5-palcový pevný disk notebooku a zapojiť jeden z týchto SSD^(SSDs) .

SSD vo vnútri tohto krytu nepotrebuje toľko miesta, ale dávalo to dokonalý zmysel, pretože notebooky a väčšina moderných stolných počítačov už má na svojich základných doskách 2,5-palcové šachty pre jednotky a konektory SATA . ^(SATA)Môžete si tiež zakúpiť adaptéry, ktoré vám umožnia umiestniť 2,5-palcový disk do 3,5-palcovej pozície stolného počítača.

Okrem toho, že zaberali zbytočné miesto, tieto 2,5-palcové disky boli obmedzené na 600 MB/s , pretože to je limit rozhrania SATA 3 .

Priestorový problém rieši štandard mSATA (mini-SATA). mSATA mal fyzicky rovnaký tvar, veľkosť a konektor ako štandard karty PCI Express Mini^{(PCI Express Mini)} , ale tieto dva typy kariet sú elektricky nekompatibilné.

Štandard m SATA bol teraz nahradený štandardom M.2. M.2 SSD^{(M.2 SSDs)} môžu byť SATA alebo PCIe v závislosti od kombinácie karty a základnej dosky.

Karty M.2 môžu byť aj obojstranné s komponentmi na oboch stranách a líšia sa dĺžkou. Vždy je dôležité uistiť sa, že základná doska vášho počítača je kompatibilná s M.2 SSD , ktorý s ňou chcete používať!

Jednotky NVMe SSD^{(NVMe SSDs)} používajú štandard Non-Volatile Memory Express , čo je spôsob, akým môže počítač pristupovať k pamäti SSD pomocou ^(SSD)rozhrania PCIe^(PCIe) , ktoré sa častejšie používa pre grafické karty. PCIe má oveľa väčšiu šírku pásma ako SATA , čo umožňuje rýchlej SSD pamäti naplno využiť svoj potenciál.

Výhody SSD diskov

Existuje mnoho dôvodov, prečo sa SSD^(SSDs) rýchlo stávajú štandardom v technológii ukladania. Zatiaľ čo niektoré ranné problémy ich na chvíľu vylúčili z bežného počítačového sveta, teraz sú v bode, kedy ich môžeme odporučiť komukoľvek. Dokonca aj najnovšie videoherné konzoly^{(latest video game consoles)} teraz používajú SSD . Tu sú kľúčové silné stránky, ktoré viedli SSD^(SSDs) k ich súčasnej popularite.

SSD sú rýchle

Najrýchlejší mechanický pevný disk na svete, Seagate Mach.2 Exos 2X14 , dokáže dosiahnuť trvalé prenosové rýchlosti 524 MB/s . To je takmer také rýchle ako SATA 3 SSD , ale typický mechanický disk, ktorý dnes nájdete v počítačoch, môže dosahovať niekde medzi 100 MB/s a 250 MB/s , ak sa pozeráte na špičkový trh. .

Typické M.2 PCIe SSD disky^{(M.2 PCIe SSDs)} , ako napríklad tie, ktoré sa nachádzajú v notebookoch strednej triedy, ponúkajú 2,5 až 3,5 GB/s . Najnovšie M.2 PCIe SSD^{(M.2 PCIe SSDs)} sa blížia k 8 GB/s , čo je ohromujúce množstvo dát. Rýchlosť sekvenčného^(Sequential) zápisu je zvyčajne o niečo nižšia ako rýchlosť čítania, ale dáta letia obrovským tempom v oboch smeroch.

Nejde len o prenosové rýchlosti. Mechanické pevné disky potrebujú čas, aby sa roztočili taniere a presunuli hlavy disku na miesto. Nájdenie správneho miesta na tanieri pre žiadosť o údaje je známe ako „čas hľadania“. Pre SSD^(SSDs) je toto číslo latencie v skutočnosti nula. 

SSD dokáže okamžite čítať dáta z ľubovoľného miesta v rámci svojich pamäťových buniek a dokonca to môže robiť paralelne. Bez ohľadu na to, akým spôsobom to rozdelíte, disky SSD^(SSDs) sú v inom výkonnom vesmíre ako aj tie najlepšie mechanické pevné disky, bez ohľadu na to, akým spôsobom ich rozdelíte.

Pri inovácii pevného disku^(HDD) počítača na SSD zažijete oveľa rýchlejšie časy spúšťania a veľmi rýchlu odozvu systému. Jednoducho^(Simply) preto, že váš procesor^(CPU) nikdy nemusí čakať na dáta z vašich úložných jednotiek. Je to fantastický spôsob, ako dať starému systému Windows^(Windows) nový život.

SSD sú odolné

SSD^(SSDs) sú približne také odolné ako akékoľvek iné polovodičové komponenty, ako je CPU alebo RAM , bez pohyblivých častí. Ak ich nezničí prepätie, mali by bežať neobmedzene dlho alebo aspoň dovtedy, kým vám bude počítač užitočný. Flash pamäť je tiež veľmi odolná voči poškodeniu nárazom, na rozdiel od pevných diskov, ktoré sa pri páde ľahko zničia, najmä keď sa taniere otáčajú.

Táto odolnosť ich robí ideálnymi pre notebooky, a preto majú ultrabooky ako Apple MacBook Air , i Mac a ďalší členovia rodiny počítačov Mac vysokovýkonné integrované SSD disky^(SSDs) .

„ Odolnosť^(Durability) “ v tomto prípade neodkazuje na fenomén opotrebovania SSD , ktorý uvádzame v zozname nevýhod nižšie.

SSD disky netrpia fragmentáciou^{(Suffer From Fragmentation)}

Fragmentácia dát^(Data) je na HDD^(HDDs) skutočným problémom . Stáva sa to, keď sa nové údaje zapíšu na prvé dostupné miesto na disku. Takže daný súbor alebo skupina súvisiacich súborov môže mať svoje dáta roztrúsené po celej oblasti fyzického taniera disku.

To ničí rýchlosť sekvenčného čítania a pridáva veľa času na vyhľadávanie, pretože hlavy jednotky lietajú všade, aby našli všetky časti súboru. SSD disky^(SSDs) vďaka svojej podstate netrpia fragmentáciou. Nie je to tak, že súbory nie sú fragmentované. Ide len o to, že na tom nezáleží, pretože tu nie sú žiadne pohyblivé časti a žiadny čas na hľadanie. 

Defragmentácia len zbytočne opotrebováva disk. Ak sa chcete dozvedieť niečo viac o fragmentácii SSD , prečítajte si ^(SSD)Mali by ste defragmentovať SSD?^{(Should You Defrag an SSD?)}

SSD sú tiché

Pevné disky sú hlučné! Hučanie motora, hučanie disku, cvakajúce zvuky pohybujúcich sa hláv mechaniky tam a späť – to bol hluk pozadia pre používateľov počítačov v priebehu desaťročí.

^(SSDs)Naproti tomu SSD nevydávajú žiadny hluk. Môže sa to zdať ako triviálna výhoda, no hlučné počítačové komponenty sú otravné. V niektorých prípadoch použitia, ako sú počítače používané na nahrávanie zvuku, sú hladiny zvuku kritické. Existujú drahé pevné disky so špeciálnym uchytením a dizajnom, ktoré sa snažili obmedziť hluk HDD , ale s ^(HDD)SSD^(SSDs) je problém úplne vyriešený.

To je dôvod, prečo teraz môžeme mať počítač ako Apple M1 MacBook Air , ktorý nemá žiadne ventilátory ani mechanický pevný disk. Celý počítač je polovodičový a preto nevydáva žiadny hluk!

SSD sú malé a energeticky efektívne

SSD zaberajú oveľa menej miesta ako HDD^(HDDs) a potrebujú oveľa menej energie, aby fungovali. To znamená, že môžeme mať menšie a tenšie počítače, tablety, smartfóny a ďalšie elektronické zariadenia, ktoré vyžadujú rýchle energeticky nezávislé úložné jednotky.

SSD disky^(SSD) môžu prejsť takmer úplne do režimu spánku, keď sa nepoužívajú, a na rozdiel od HDD^(HDDs) sa dokážu prepnúť do vysokovýkonného režimu takmer okamžite. Celkovo^(Taken) je spotreba energie SSD obzvlášť dôležitá pre lepšiu výdrž batérie mobilných počítačov a iných zariadení, ktoré ich používajú. ^(SSD)Elektromechanické zariadenia jednoducho potrebujú na svoju činnosť viac energie ako polovodičové zariadenia.

SSD disky môžu zmenšiť veľkosť inštalácie

Jednotky SSD^(SSDs) môžu zmenšiť veľkosť inštalácie niektorých aplikácií, najmä videohier^{(video games)} . Keď sa aplikácie spoliehajú na rýchly prenos dát do pamäte, vývojári môžu duplikovať informácie na viacerých miestach na platni HDD . To skracuje časy vyhľadávania, pretože hlavy disku sú vždy blízko kópie údajov, ktoré potrebuje. Je to šikovný trik, ktorý však ide na úkor úložného priestoru.

Aplikácie určené pre SSD^(SSDs) to vôbec nemusia robiť. Keďže SSD nemá prakticky žiadnu latenciu a dokáže okamžite čítať dáta odkiaľkoľvek na disku, musí byť prítomná iba jedna kópia dát.

Konzoly ako PlayStation 5 už ukázali, ako veľmi môžu SSD^(SSDs) zmenšiť veľkosť inštalácie, najmä v kombinácii s kompresiou, čo nás privádza k ďalšej výhode.

SSD je možné zrýchliť

Ak ste si mysleli, že SSD^(SSDs) sú už dosť rýchle, mohli by ste tieto disky zrýchliť a dosiahnuť tak skutočne vysokorýchlostné výkonové čísla. To všetko vďaka kompresnej technológii. Dáta sú uložené na SSD v silne komprimovanej forme. Keď sú požadované informácie, sú dekomprimované v reálnom čase, čím sa efektívne zosilňujú rýchlosti prenosu nespracovaných dát SSD .

Jediný háčik je v tom, že na dekomprimáciu potrebujete výkonný procesor, no SSD^(SSDs) v súčasnosti takýto procesor neobsahujú. Ukázalo sa, že GPU^(GPUs) sú vynikajúce pri vykonávaní tohto typu práce, takže pomocou softvérových rozhraní API^(APIs) ( Application Programmer Interface ), ako je Microsoft DirectStorage a Nvidia RTX IO^{(Nvidia’s RTX IO)} , môžu nedávne generácie GPU zrýchliť nielen 3D grafiku, ale aj výkon SSD .

Nevýhody SSD diskov

Disky SSD^(SSDs) majú veľa požadovaných vlastností, ale technológia nie je dokonalá. Niektoré aspekty vlastníctva SSD nie sú také príjemné, ako by sme chceli.

SSD sú drahšie

Pevné disky^(HDD) klesli na cene a zvýšili množstvo dát, ktoré môžu uložiť, na šialenú úroveň hustoty. Výsledkom je, že gigabajt dát na HDD stojí oveľa menej ako aj ten najlacnejší NAND flash.

Ceny SSD^(SSD) za posledných niekoľko rokov prudko klesli, ale ľudia vo všeobecnosti stále používajú relatívne malé SSD^(SSDs) v rozsahu 256 GB až 512 GB. SSD^(SSDs) sú vyhradené pre aplikácie a operačné systémy, zatiaľ čo pevné disky^(HDDs) majú stále veľkokapacitné úložisko pre mediálne súbory alebo aplikácie, ktoré nevyužívajú rýchlosti SSD .

Dobrou správou je, že rovnako ako všetky polovodičové technológie, hustota tranzistorov a výrobné procesy budú pravdepodobne vykazovať exponenciálny trend vedúci k nižším nákladom a väčšiemu množstvu priestoru. V súčasnosti si väčšina rozpočtov vyžaduje kombináciu úložiska SSD a HDD .

SSD sa môžu opotrebovať

Aj keď sú disky SSD^(SSDs) veľmi odolné a dokážu odolať väčšiemu trestu ako pevné disky^(HDDs) , pričom majú dlhšiu životnosť, trpia opotrebovaním. Opotrebenie SSD^(SSD) nastáva, pretože zápis SSD do pamäťových buniek je deštruktívny. ^(SSDs)Zakaždým, keď sa do pamäťovej bunky SSD zapíše bit , táto len trochu stratí schopnosť udržať náboj.

Opakované zápisy do bunky ju časom znefunkčnia. SLC SSD^{(SLC SSDs)} zvládnu väčšinu opakovaných zápisov pred vyprážaním danej bunky, ale bunky MLC , TLC a QLC sú v tomto poradí zraniteľnejšie. SSD^(SSDs) pre prvých spotrebiteľov by mohli znepokojivo čoskoro zomrieť, ale dnes majú disky stratégie, ako je vyrovnávanie opotrebovania a nadmerné poskytovanie, aby sa predĺžila výdrž SSD pri zápise .

Opotrebenie SSD^(SSD) je zložitá téma, takže si pozrite Všetko, čo potrebujete vedieť o opotrebovaní SSD, kde^{(Everything You Need To Know About SSD Wear & Tear)} nájdete hĺbkovú diskusiu.

SSD disky môžu mať rýchlu bitovú rotáciu

Všetky formy ukladania dát nakoniec podľahnú bitovej hnilobe. ^{(bit rot.)}Stáva sa to vtedy, keď sa pamäťové médium natoľko znehodnotí, že už nedokáže udržať dáta v čitateľnej forme.

Rôzne médiá trochu hnijú z rôznych dôvodov, ale pevné disky je možné skladovať desiatky rokov bez toho, aby to bolo problémom. Na druhej strane SSD disky môžu potenciálne stratiť svoje dáta už po niekoľkých rokoch skladovania. ^(SSDs)Stáva sa to v dôsledku degradácie izolačnej vrstvy, ktorá udržuje náboj v každej pamäťovej bunke. Ak množstvo unikne, bunka je prázdna a neobsahuje žiadne údaje!

Zdá sa, že k hnilobe dochádza rýchlejšie, ak sú SSD disky^(SSDs) uchovávané v príliš horúcom prostredí, ale v každom prípade pravdepodobne nie sú tou najlepšou voľbou na ukladanie údajov niekde do zásuvky.

Obnova dát SSD je ťažko^{(SSD Data Recovery Is Hard)} nemožná

Existuje sofistikovaný priemysel vybudovaný okolo umenia obnovy dát z mechanických pevných diskov. Ak máte dosť peňazí na míňanie, môžete dokonca obnoviť dáta z rozbitých diskov, pretože špecialista doslova prestavuje disk z kúskov.

Na bežnejšej úrovni môžete obnoviť údaje, ktoré boli náhodne odstránené, pretože pevné disky^(HDDs) nevymažú fyzické údaje, keď ich odstránite v systéme Windows^(Windows) alebo inom operačnom systéme. Namiesto toho je táto oblasť disku jednoducho označená na prepísanie. Pokiaľ k prepísaniu ešte nedošlo, môžete ho obnoviť pomocou špeciálneho softvéru.

SSD disky^(SSDs) takmer znemožňujú obnovenie čohokoľvek, ak je disk poškodený alebo sú odstránené súbory. Ak sa pevný disk poškodí^{(HDD is damaged)} elektrickým prepätím, stále ho môžete prestavať s novou elektronikou disku, ale keďže je SSD úplne elektrický, všetka pamäť sa môže smažiť.

Nepomáha ani to, že SSD disky^(SSDs) majú sofistikované radiče, ktoré s fyzickými dátovými operačnými systémami robia veľa vecí, o ktorých nevedia. Napríklad príkaz TRIM používaný SATA SSD^{(SATA SSDs)} preventívne vymaže pamäťové bunky, ktoré boli označené na vymazanie, aby sa urýchlil proces zápisu nových dát. Takže trik na obnovenie nebude fungovať!

Budúcnosť je v pevnom stave

Aj keď SSD^(SSDs) nie sú dokonalé, predstavujú taký skok vo výkone úložných jednotiek, že ich prípadná dominancia na trhu úložných zariadení sa zdá byť nevyhnutná. V priebehu času očakávame, že aj SLC SSD zlacnie^{(SLC SSDs)} , zatiaľ čo menej odolné typy SSD budú ešte inteligentnejšie, pokiaľ ide o obmedzenie opotrebovania. 

Technológia pevných^(Hard) diskov mala v začiatkoch tiež značnú časť problémov, ale máme pocit, že akékoľvek problémy, ktoré SSD^(SSDs) stále majú, budú vyriešené v rekordnom čase. 

What Is a Solid State Drive (SSD)? Plus, the Pros and Cons

Solid State Drives (SSDs) are quickly becoming the preferred computer storage for operating systems and apps. You’ll find them in the latest laptops, phones, tablets, and even consoles.

With excellent performance and durability, these drives are making a real splash, but what exactly is an SSD? 

How Traditional Hard Disk Drives (HDDs) Work

To grasp what makes SSDs different, we need to briefly turn back the clock and look at traditional Hard Disk Drives (HDDs). An HDD was the standard type of drive you’d find in virtually all computers until recently.

Inside the HDD, you’ll find one or more spinning disks called “platters.” Each platter is divided into tracks and sectors. The platters are usually made from either aluminum or glass and are coated with magnetic material.

The platter’s surface contains billions of individual areas that each represent a single bit of data. The area can be magnetized or demagnetized, representing a one or a zero.

As the spinning platters move at thousands of revolutions per minute, tiny read-write heads attached to swinging arms float a hair’s breadth above the platter reading from or writing to the drive.

Hard disk drives are incredibly complicated devices with many tiny, precise, and fragile moving parts. It’s a modern marvel that they work as well as they do. 

How a Solid State Drive (SSD) Works

SSDs have more in common with semiconductor devices like CPUs and RAM than hard disk drives. SSDs and HDDs both act as storage devices, but SSDs work in a very different way.

Inside a typical SSD, you’ll find only computer chips. There’s the SSD’s controller chip, which manages how and where data is stored, but the bulk of an SSD consists of flash memory chips.

Flash memory is “non-volatile” memory. Volatile memory, like RAM, does not persist when power is turned off—the data stored there disappears. By contrast, with non-volatile memory (like SSDs or USB drives), your data persists even when the power is turned off. This is why USB thumb drives are also referred to as “flash drives”!

Modern SSDs (and most USB flash drives and memory cards) use a type of flash memory called NAND flash memory. It’s named after one of the types of logic gates you can make in a microchip. Within NAND memory, there are “cells” that can hold different electrical charge levels. By measuring the charge level in a memory cell, you can tell whether it represents a one or a zero. To change the contents of a cell, you simply alter the level of charge inside it.

There are many different variations in the technology within the world of NAND memory. For example, you may have seen some Samsung SSDs labeled “V-NAND” or “vertical” NAND. Here the memory cells are stacked vertically, allowing for more storage capacity in the same silicon footprint. Intel’s 3D NAND is also more or less the same technology. 

Types of SSDs and Interfaces

SSDs come in a variety of form factors and NAND flash memory types. This determines the maximum performance of an SSD as well as its price.

Flash Memory Types

All NAND flash isn’t the same for data density and performance. You’ll recall from our discussion above that SSDs store data as electrical charges inside memory cells. 

If a cell only stores a single bit of data, it’s called SLC or single-level cell memory. MLC (multi-level cell) and TLC (triple-level cell) memory store two and three bits of data per cell, respectively. QLC (quad-level cell) memory takes it to four bits per cell.

The more bits of data you can store in a single cell, the cheaper your SSD can be, or the more data you can stuff into the same space. This sounds like a great idea, but thanks to how SSDs operate, drives die more quickly when using a multi-bit storage method. SLC memory is the best-performing and most durable type of NAND with a long lifespan. However, it’s also the most expensive by far and only found in high-end drives.

As such, most consumer SSDs use MLC or TLC and employ special methods to extend their useful lifespans as much as possible. We’ll cover the issue of SSD wear a little later in this article under the disadvantages of the technology.

SSD Form Factors

SSDs come in various form factors. A “form factor” is simply the physical shape of the device and what connection standard it conforms to. Because SSDs were initially designed to replace HDDs, the first devices meant for consumer desktops were intended to slot in where hard drives were before.

This is where the 2.5-inch SATA SSD design comes into the picture. You can simply take out your current 2.5-inch laptop hard drive and plug one of these SSDs in.

The SSD inside this casing doesn’t need all that room, but it made perfect sense since laptops and most modern desktops already have 2.5-inch drive bays and SATA connectors on their motherboards. You can also purchase adapters that let you place a 2.5-inch drive into a desktop’s 3.5-inch bay.

Apart from taking up unnecessary space, these 2.5-inch drives were limited to 600 MB/s since that’s the limit of the SATA 3 interface.

The mSATA (mini-SATA) standard solves the space issue. mSATA was physically the same shape, size, and connector as the PCI Express Mini card standard, but the two types of cards are electrically incompatible.

The mSATA standard has now been replaced by the M.2 standard. M.2 SSDs can be SATA or PCIe, depending on the card and the motherboard combination.

M.2 cards can also be double-sided with components on both sides, and they vary in length. It’s always important to make sure that your computer’s motherboard is compatible with the M.2 SSD you want to use with it!

NVMe SSDs use the Non-Volatile Memory Express standard, which is how the computer can access SSD memory using the PCIe that’s more commonly used for graphics cards. PCIe has much more bandwidth than SATA, allowing fast SSD memory to reach its full potential.

The Advantages of SSDs

There are many reasons why SSDs are rapidly becoming the standard in storage technology. While some early teething troubles kept them out of the mainstream computer world for a while, they are now at the point where we can recommend them to anyone. Even the latest video game consoles now use SSD. Here are the key strengths that have led SSDs towards their current popularity.

SSDs Are Fast

The fastest mechanical hard drive globally, the Seagate Mach.2 Exos 2X14, can reach sustained transfer rates of 524 MB/s. That’s very nearly as fast as a SATA 3 SSD, but the typical mechanical drive you’ll find in computers these days can achieve somewhere between 100 MB/s and 250 MB/s if you’re looking at the high-end of the market.

Typical M.2 PCIe SSDs, such as those found in mid-range laptops, offer 2.5 to 3.5 GB/s. The latest M.2 PCIe SSDs are getting close to 8 GB/s, which is a mind-boggling amount of data. Sequential write speeds are usually a little slower than read speeds, but data is flying at a tremendous pace in both directions.

It’s not just about transfer speeds, either. Mechanical hard drives need time spinning up platters and moving drive heads into place. Finding the right spot on the platter for a data request is known as “seek time”. For SSDs, that latency number is effectively zero. 

SSD can instantly read data from any location within its memory cells and even do it in parallel. No matter which way you slice it, SSDs are in a different performance universe than even the best mechanical hard drives, no matter which way you slice it.

When upgrading a computer’s HDD to an SSD, you experience much faster boot times and very snappy system responsiveness. Simply because your CPU never has to wait for data from your storage drives. It’s a fantastic way to give an old Windows system new life.

SSDs Are Durable

SSDs are about as durable as any other solid-state component such as a CPU or RAM with no moving parts. Unless a power surge destroys them, they should run indefinitely or at least as long as the computer remains useful to you. Flash memory is also very resistant to impact damage, unlike hard drives that are easily destroyed if they fall, especially while the platters are spinning.

This durability makes them perfect for laptops, and it’s why ultrabooks such as the Apple MacBook Air, iMac, and other members of the Mac computer family have high-performance integrated SSDs.

“Durability” in this case doesn’t refer to the phenomenon of SSD wear, which we’re covering under the list of disadvantages below.

SSDs Don’t Suffer From Fragmentation

Data fragmentations are a real problem on HDDs. It happens when new data is written to the first available space on the drive. So a given file or set of related files might have their data scattered all over the physical platter area of the drive.

This destroys sequential read speeds and adds a ton of seek time because the drive heads are flying all over the place to find all the parts of a file. SSDs, due to their very nature, don’t suffer from fragmentation. It’s not that files aren’t fragmented. It’s just that it doesn’t matter because there are no moving parts and no seek time to speak of. 

Defragmenting just puts unnecessary wear on the drive. If you want to know a little more about SSD fragmentation, read Should You Defrag an SSD?

SSDs are Quiet

Hard drives are noisy! The hum of the motor, the whoosh of the disk, the clicking sounds of the drive heads moving back and forth — that’s been the background noise for computer users over the decades.

SSDs, in contrast, make no noise at all. This might seem like a trivial advantage, but noisy computer components are annoying. In some use cases, such as computers used for sound recording, sound levels are critical. There have been expensive hard drives with special mountings and designs that have tried to curb HDD noise, but with SSDs, the problem is completely solved.

This is why we can now have a computer like the Apple M1 MacBook Air, which has no fans and no mechanical hard drive. The entire computer is solid-state and therefore makes no noise whatsoever!

SSD are Small and Power Efficient

SSDs take up way less room than HDDs, and they need much less power to work. That means we can have smaller and thinner computers, tablets, smartphones, and other electronic devices that require fast non-volatile storage drives.

SSDs can go almost entirely to sleep when not in use, and, unlike HDDs, they can switch to high-performance mode almost instantly. Taken as a whole, SSD power consumption is especially important to get better battery life from mobile computers and other gadgets that use them. Electromechanical devices simply need more energy than solid-state devices to operate.

SSDs Can Shrink Installation Sizes

SSDs can reduce the installation sizes of some applications, especially video games. When applications rely on data streaming into memory rapidly, the developers may duplicate information in multiple locations on the HDD platter. This cuts down on seek times because the drive heads are always close to a copy of the data it needs. It’s a clever trick, but it comes at the expense of storage space.

Applications designed for SSDs don’t need to do this at all. Since the SSD has virtually no latency and can read data from anywhere on the drive immediately, only one copy of the data must be present.

Consoles like the PlayStation 5 have already shown how much SSDs can shrink install sizes, especially combined with compression, which brings us to the next advantage.

SSDs Can Be Accelerated

If you thought that SSDs were already plenty fast, you could speed up these drives for some truly high-speed performance numbers. It’s all thanks to compression technology. The data is stored on the SSD in a heavily-compressed form. When the information is requested, it’s decompressed in real-time, effectively amplifying the raw data transfer speeds of the SSD.

The only catch is that you need a powerful processor to decompress, but SSDs currently don’t include such a processor. It turns out that GPUs are excellent at doing this type of work, so using software APIs (Application Programmer Interface) such as Microsoft’s DirectStorage and Nvidia’s RTX IO, recent generations of GPU can accelerate not just 3D graphics but SSD performance as well.

The Disadvantages of SSDs

SSDs have many desirable attributes, but the technology isn’t perfect. Some aspects of SSD ownership aren’t quite as pleasant as we’d like.

SSDs are More Expensive

HDDs have come down in price so much and have increased the amount of data they can store to insane levels of density. The result is that a gigabyte of HDD data costs much less than even the cheapest NAND flash.

SSD prices have fallen precipitously over the last few years, but folks are generally still using relatively small SSDs in the 256GB to 512GB range. SSDs are reserved for applications and operating systems, while HDDs still have mass storage for media files or applications that don’t benefit from SSD speeds.

The good news is that, like all semiconductor technology, transistor density and manufacturing processes are likely to show an exponential trend leading to lower cost and more significant amounts of space. For now, most budgets call for a mix of SSD and HDD storage.

SSDs Can Wear Out

While SSDs are very durable and can stand up to more punishment than HDDs, while also having longer operational lives, they suffer from wear. SSD wear happens because SSDs write to memory cells is destructive. Every time a bit is written to an SSD memory cell, it loses its ability to hold a charge just a little.

Over time, repeated writes to a cell make it inoperable. SLC SSDs can handle the most repeated writes before frying a given cell, but MLC, TLC, and QLC cells are more vulnerable, in that order. Early consumer SSDs could die alarmingly soon, but today drives have strategies such as wear leveling and overprovisioning to extend the write endurance of the SSD.

SSD wear is a complex topic, so have a look at Everything You Need To Know About SSD Wear & Tear for an in-depth discussion.

SSDs Can Have Rapid Bit Rot

All forms of data storage eventually succumb to bit rot. This happens when the storage medium degrades so much that it can no longer hold the data in a readable form.

Different media get bit rot for various reasons, but hard drives can be stored for decades without bit rot being a problem. SSDs, on the other hand, can potentially lose their data after only a few years of storage. This happens due to the degradation of the insulating layer that keeps the charge in each memory cell. If the amount leaks out, the cell is empty and contains no data!

It seems that bit rot happens more quickly if SSDs are kept in an environment that’s too hot, but either way, they probably aren’t the best choice for storing data in a drawer somewhere.

SSD Data Recovery Is Hard to Impossible

There’s a sophisticated industry built around the art of recovering data from mechanical hard drives. If you have enough money to spend, you can even recover data from drives that have been smashed up, as a specialist literally rebuilds the drive from pieces.

On a more mundane level, you can recover data that’s been accidentally deleted because HDDs don’t delete the physical data when you delete them in Windows or another operating system. Instead, that area of the drive is simply marked to be overwritten. As long as the overwriting hasn’t happened yet, you can recover it using special software.

SSDs make it almost impossible to recover anything if the drive is damaged or files are deleted. If an HDD is damaged by an electrical surge, you can still rebuild it with new drive electronics, but since an SSD is entirely electrical, all of the memory could be fried.

It also doesn’t help that SSDs have sophisticated controllers that do a lot of things with physical data operating systems they don’t know about. For example, the TRIM command used by SATA SSDs pre-emptively deletes memory cells that have been marked for deletion to speed up the process of writing new data. So the undelete trick won’t work on them!

The Future Is Solid-State

While SSDs aren’t perfect, they represent such a leap in storage drive performance that their eventual dominance of the storage market seems inevitable. Over time we expect even SLC SSDs to come down in price, while less durable SSD types will become even smarter when it comes to limiting wear. 

Hard drive technology also had its fair share of problems in the early days, but we have a feeling whatever issues SSDs still have will be solved in record time. 

Related posts

• MBR vs GPT: Ktorý formát je lepší pre jednotku SSD?

• Aký je najlepší formát pre externé pevné disky? Výhody a nevýhody každého

• Mali by ste defragmentovať SSD?

• Čo robiť, keď sa váš USB disk nezobrazuje

• Chýba v systéme Windows jednotka CD/DVD?

• Chýbajú alebo nie sú viditeľné súbory na Disku Google? Tu je návod, ako ich nájsť

• 10 nápadov na riešenie problémov, keď váš Amazon Fire Stick nefunguje

• Nefunguje DVD mechanika? 5 tipov na riešenie problémov

• Mapy Google nefungujú: 7 spôsobov, ako to opraviť

• Tlačidlo Print Screen nefunguje v systéme Windows 10? Ako to opraviť

• Prečo Ntoskrnl.Exe spôsobuje vysoký CPU a ako to opraviť

• OPRAVA: Adblock nefunguje na Crunchyroll

• Nedá sa spustiť systém Windows s pripojeným externým pevným diskom?

• Tlačidlo pozastavenia YouTube nezmizne? 6 spôsobov, ako opraviť

• Tipy na riešenie problémov, keď Bluetooth nefunguje na vašom počítači alebo smartfóne

• 9 opráv, keď Xbox Party Chat nefunguje

• Jednotka SSD vs pevný disk – porovnanie

• WiFi sa neustále odpája? Tu je návod, ako to opraviť

• Oprava „Inštalácia pripravuje váš počítač na prvé použitie“ pri každom reštarte

• Ako opraviť klávesy na klávesnici systému Windows, ktoré prestávajú fungovať