Твердотельные накопители ( SSD^(SSDs) ) быстро становятся предпочтительным компьютерным хранилищем для операционных систем и приложений. Вы найдете их в новейших ноутбуках, телефонах, планшетах и ​​даже консолях.

Обладая превосходной производительностью и надежностью, эти накопители производят настоящий фурор, но что такое твердотельный накопитель^(SSD) ? 

Как работают традиционные жесткие диски^{(Hard Disk Drives)} ( HDD^(HDDs) )

Чтобы понять, чем отличаются твердотельные накопители^(SSDs) , нам нужно ненадолго повернуть время вспять и взглянуть на традиционные жесткие диски^{(Hard Disk Drives)} ( HDD^(HDDs) ). Жесткий диск^(HDD) был стандартным типом диска, который до недавнего времени можно было найти практически во всех компьютерах.

Внутри жесткого диска^(HDD) вы найдете один или несколько вращающихся дисков, называемых «пластинами». Каждая пластина разделена на дорожки и сектора. Пластины обычно изготавливаются из алюминия или стекла и покрыты магнитным материалом.

Поверхность диска содержит миллиарды отдельных областей, каждая из которых представляет один бит данных. Область может быть намагничена или размагничена, представляя единицу или ноль.

Поскольку вращающиеся пластины совершают тысячи оборотов в минуту, крошечные головки чтения-записи, прикрепленные к качающимся рычагам, парят на волосок над пластиной, выполняя чтение с диска или запись на него.

Жесткие^(Hard) диски — невероятно сложные устройства с множеством крошечных, точных и хрупких движущихся частей. Это современное чудо, что они работают так же хорошо, как они. 

Как работает твердотельный накопитель (SSD)

SSD имеют больше общего с полупроводниковыми устройствами, такими как процессоры^(CPUs) и оперативная память^(RAM) , чем с жесткими дисками. SSD^(SSDs) и HDD^(HDDs) действуют как устройства хранения, но SSD^(SSDs) работают совсем по-другому.

Внутри типичного SSD вы найдете только компьютерные чипы. В SSD есть микросхема контроллера, которая управляет тем, как и где хранятся данные, но основная часть SSD состоит из микросхем флэш-памяти.

Флэш^(Flash) -память является «энергонезависимой» памятью. Энергонезависимая^(Volatile) память, как и ОЗУ^(RAM) , не сохраняется при отключении питания — хранящиеся там данные исчезают. Напротив, в энергонезависимой памяти (такой как твердотельные накопители^(SSDs) или USB - накопители) ваши данные сохраняются даже при отключении питания. Вот почему флэш^(USB) -накопители USB также называют «флэш-накопителями»!

В современных твердотельных накопителях^(SSDs) (а также в большинстве USB -накопителей и карт памяти) используется тип флэш-памяти, называемый флэш-памятью NAND . Он назван в честь одного из типов логических вентилей, которые можно сделать в микрочипе. В памяти NAND есть «ячейки», которые могут удерживать разные уровни электрического заряда. Измерив уровень заряда в ячейке памяти, вы можете сказать, соответствует ли он единице или нулю. Чтобы изменить содержимое ячейки, вы просто меняете уровень заряда внутри нее.

В мире памяти NAND^(NAND) существует множество различных вариаций технологии . Например, вы могли видеть некоторые твердотельные накопители Samsung^{(Samsung SSDs)} с маркировкой « V-NAND » или «вертикальная » NAND . Здесь ячейки памяти расположены вертикально, что обеспечивает большую емкость при той же площади кремния. Intel 3D NAND также является более или менее той же технологией. 

Типы SSD и интерфейсы

Твердотельные накопители^(SSDs) бывают разных форм-факторов и типов флэш-памяти NAND . Это определяет максимальную производительность SSD , а также его цену.

Типы флэш-памяти

Все флэш^(NAND) -памяти NAND отличаются плотностью данных и производительностью. Вы помните из нашего обсуждения выше, что твердотельные накопители^(SSDs) хранят данные в виде электрических зарядов внутри ячеек памяти. 

Если ячейка хранит только один бит данных, она называется SLC или одноуровневой памятью ячеек^{(single-level cell memory)} . Память MLC^(MLC) (многоуровневая ячейка) и TLC (трехуровневая ячейка) хранит два и три бита данных на ячейку соответственно. Память QLC^(QLC) (четырехуровневая ячейка) доводит ее до четырех бит на ячейку.

Чем больше битов данных вы можете хранить в одной ячейке, тем дешевле может быть ваш SSD или тем больше данных вы можете поместить в одно и то же пространство. Это звучит как отличная идея, но благодаря тому, как работают твердотельные накопители^(SSDs) , диски быстрее выходят из строя при использовании многобитного метода хранения. Память SLC^(SLC) — это самый производительный и самый надежный тип NAND с длительным сроком службы. Тем не менее, он также является самым дорогим и встречается только в высококлассных накопителях.

Таким образом, большинство потребительских твердотельных накопителей^(SSDs) используют MLC или TLC и используют специальные методы для максимально возможного продления срока их службы. Мы рассмотрим вопрос износа твердотельных накопителей^(SSD) чуть позже в этой статье, посвященный недостаткам технологии.

Форм-факторы твердотельных накопителей

SSD^(SSDs) бывают разных форм-факторов. «Форм-фактор» — это просто физическая форма устройства и стандарт соединения, которому оно соответствует. Поскольку твердотельные накопители^(SSDs) изначально предназначались для замены жестких дисков^(HDDs) , первые устройства, предназначенные для потребительских настольных компьютеров, предназначались для размещения в тех местах, где раньше стояли жесткие диски.

Именно здесь на сцену выходит дизайн 2,5-дюймового твердотельного накопителя SATA . ^{( 2.5-inch SATA SSD)}Вы можете просто вынуть свой текущий 2,5-дюймовый жесткий диск ноутбука и подключить один из этих твердотельных накопителей^(SSDs) .

SSD внутри этого корпуса не нужно все это пространство, но это имело смысл, поскольку ноутбуки и большинство современных настольных компьютеров уже имеют отсеки для 2,5-дюймовых дисков и разъемы^(SSD) SATA на своих материнских платах . ^(SATA)Вы также можете приобрести адаптеры, позволяющие разместить 2,5-дюймовый диск в 3,5-дюймовом отсеке настольного компьютера.

Эти 2,5-дюймовые диски не только занимали лишнее место, но и были ограничены скоростью 600 MB/s , поскольку это ограничение интерфейса SATA 3^{(SATA 3)} .

Стандарт mSATA (mini-SATA) решает проблему свободного места. mSATA физически имел ту же форму, размер и разъем, что и стандарт карты PCI Express Mini , но эти два типа карт электрически несовместимы.

Стандарт m SATA теперь заменен стандартом M.2. Твердотельные накопители M.2^{(M.2 SSDs)} могут быть SATA или PCIe , в зависимости от комбинации карты и материнской платы.

Карты M.2 также могут быть двусторонними с компонентами на обеих сторонах, и они различаются по длине. Всегда важно убедиться, что материнская плата вашего компьютера совместима с твердотельным накопителем M.2^{(M.2 SSD)} , который вы хотите с ним использовать!

Твердотельные накопители NVMe^{(NVMe SSDs)} используют стандарт энергонезависимой памяти Express^{(Memory Express)} , благодаря которому компьютер может получить доступ к памяти SSD с помощью ^(SSD)PCIe , который чаще используется для видеокарт. PCIe имеет гораздо большую пропускную способность, чем SATA , что позволяет быстрой памяти SSD полностью раскрыть свой потенциал.

Преимущества твердотельных накопителей

Есть много причин, по которым твердотельные накопители^(SSDs) быстро становятся стандартом в технологии хранения данных. Хотя некоторые ранние проблемы с прорезыванием зубов какое-то время не позволяли им попасть в основной компьютерный мир, сейчас мы можем рекомендовать их всем. Даже новейшие игровые приставки^{(latest video game consoles)} теперь используют SSD . Вот ключевые сильные стороны, которые привели твердотельные накопители^(SSDs) к их нынешней популярности.

SSD быстрые

Самый быстрый механический жесткий диск в мире, Seagate Mach.2 Exos 2X14 , может достигать устойчивой скорости передачи данных 524 MB/s . Это почти так же быстро, как SATA 3 SSD , но типичный механический накопитель, который вы найдете в современных компьютерах, может достигать скорости где-то между 100 MB/s и 250 MB/s , если вы смотрите на рынок высокого класса. .

Типичные твердотельные накопители M.2 PCIe^{(M.2 PCIe SSDs)} , такие как в ноутбуках среднего класса, обеспечивают скорость от 2,5 до 3,5 GB/s . Новейшие твердотельные накопители M.2 PCIe^{(M.2 PCIe SSDs)} приближаются к 8 GB/s , что является ошеломляющим объемом данных. Скорость последовательной^(Sequential) записи обычно немного ниже, чем скорость чтения, но данные летят с огромной скоростью в обоих направлениях.

Дело не только в скорости передачи. Механическим жестким дискам требуется время, чтобы раскрутить пластины и установить головки на место. Поиск нужного места на блюде для запроса данных называется «время поиска». Для твердотельных накопителей^(SSDs) этот показатель задержки фактически равен нулю. 

SSD может мгновенно считывать данные из любого места в своих ячейках памяти и даже делать это параллельно. Независимо от того, как вы его нарезаете, твердотельные накопители^(SSDs) находятся в другой вселенной производительности, чем даже лучшие механические жесткие диски, независимо от того, как вы их нарезаете.

При замене жесткого диска^(HDD) компьютера на твердотельный накопитель^(SSD) вы получаете гораздо более быстрое время загрузки и очень быструю реакцию системы. Просто^(Simply) потому, что вашему ЦП^(CPU) никогда не приходится ждать данных с ваших накопителей. Это фантастический способ дать старой системе Windows новую жизнь.

SSD долговечны

Твердотельные накопители^(SSDs) примерно так же долговечны, как и любой другой твердотельный компонент, такой как ЦП^(CPU) или ОЗУ^(RAM) , без движущихся частей. Если скачок напряжения не уничтожит их, они должны работать бесконечно или, по крайней мере, до тех пор, пока компьютер остается полезным для вас. Флэш^(Flash) -память также очень устойчива к ударным повреждениям, в отличие от жестких дисков, которые легко разрушаются при падении, особенно при вращении пластин.

Эта долговечность делает их идеальными для ноутбуков, и именно поэтому ультрабуки, такие как Apple MacBook Air , i Mac и другие члены семейства компьютеров Mac , имеют встроенные высокопроизводительные твердотельные накопители^(SSDs) .

« Долговечность^(Durability) » в данном случае не относится к явлению износа SSD , которое мы рассматриваем в списке недостатков ниже.

SSD не страдают от фрагментации^{(Suffer From Fragmentation)}

Фрагментация данных^(Data) — настоящая проблема жестких дисков^(HDDs) . Это происходит, когда новые данные записываются в первое доступное место на диске. Таким образом, данные данного файла или набора связанных файлов могут быть разбросаны по всей физической области диска диска.

Это разрушает скорость последовательного чтения и увеличивает время поиска, потому что головки дисков летают повсюду, чтобы найти все части файла. SSD^(SSDs) по самой своей природе не подвержены фрагментации. Дело не в том, что файлы не фрагментированы. Просто это не имеет значения, потому что нет движущихся частей и нет времени поиска, о котором можно было бы говорить. 

Дефрагментация просто приводит к ненужному износу диска. Если вы хотите узнать немного больше о фрагментации SSD , прочтите статью ^(SSD)Нужно ли дефрагментировать SSD?^{(Should You Defrag an SSD?)}

SSD тихие

Жесткие диски шумят! Гул мотора, свист диска, щелкающие звуки головок дисководов, двигающихся взад-вперед — это был фоновый шум для пользователей компьютеров на протяжении десятилетий.

SSD^(SSDs) , напротив, вообще не шумят. Это может показаться тривиальным преимуществом, но шумные компоненты компьютера раздражают. В некоторых случаях использования, таких как компьютеры, используемые для записи звука, уровень звука имеет решающее значение. Были дорогие жесткие диски со специальными креплениями и конструкциями, которые пытались обуздать шум жестких дисков , но с ^(HDD)твердотельными накопителями^(SSDs) проблема полностью решена.

Вот почему теперь у нас может быть такой компьютер, как Apple M1 MacBook Air , в котором нет вентиляторов и механического жесткого диска. Весь компьютер твердотельный и поэтому не издает никакого шума!

SSD компактны и энергоэффективны

Твердотельные накопители занимают гораздо меньше места, чем жесткие диски^(HDDs) , и им требуется гораздо меньше энергии для работы. Это означает, что у нас могут быть более компактные и тонкие компьютеры, планшеты, смартфоны и другие электронные устройства, для которых требуются быстрые энергонезависимые накопители.

Твердотельные накопители^(SSD) могут почти полностью переходить в спящий режим, когда они не используются, и, в отличие от жестких дисков^(HDDs) , они могут практически мгновенно переключаться в режим высокой производительности. В^(Taken) целом энергопотребление SSD особенно важно для увеличения времени автономной работы мобильных компьютеров и других гаджетов, которые их используют. ^(SSD)Электромеханическим устройствам для работы просто требуется больше энергии, чем твердотельным устройствам.

Твердотельные накопители могут уменьшить размер установки

Твердотельные накопители^(SSDs) могут уменьшить размер установки некоторых приложений, особенно видеоигр^{(video games)} . Когда приложения используют быструю потоковую передачу данных в память, разработчики могут дублировать информацию в нескольких местах на жестком^(HDD) диске. Это сокращает время поиска, поскольку головки дисков всегда находятся рядом с копией необходимых данных. Это хитрый трюк, но он достигается за счет места для хранения.

Приложения, разработанные для твердотельных накопителей^(SSDs) , вообще не должны этого делать. Так как SSD практически не имеет задержки и может немедленно считывать данные с любого места на диске, должна присутствовать только одна копия данных.

Такие консоли, как PlayStation 5 , уже показали, насколько твердотельные накопители^(SSDs) могут уменьшить размеры установки, особенно в сочетании со сжатием, что дает нам следующее преимущество.

SSD можно ускорить

Если вы думали, что твердотельные накопители^(SSDs) уже достаточно быстры, вы могли бы ускорить эти диски, чтобы получить действительно высокие показатели производительности. Это все благодаря технологии сжатия. Данные хранятся на SSD в сильно сжатом виде. Когда информация запрашивается, она распаковывается в режиме реального времени, эффективно увеличивая скорость передачи необработанных данных SSD .

Единственная загвоздка в том, что вам нужен мощный процессор для распаковки, но SSD^(SSDs) в настоящее время не включают такой процессор. Оказывается, графические процессоры^(GPUs) отлично справляются с такой работой, поэтому с помощью программных API^(APIs) ( интерфейс прикладного программирования^{(Application Programmer Interface)} ), таких как DirectStorage от Microsoft и RTX IO от Nvidia^{(Nvidia’s RTX IO)} , последние поколения графических процессоров^(GPU) могут ускорять не только 3D-графику, но и производительность твердотельных накопителей^(SSD) .

Недостатки твердотельных накопителей

Твердотельные накопители^(SSDs) обладают многими желательными свойствами, но технология не идеальна. Некоторые аспекты владения SSD не так приятны, как хотелось бы.

SSD дороже

Жесткие диски^(HDD) настолько упали в цене, а объем данных, которые они могут хранить, увеличился до безумного уровня плотности. В результате гигабайт данных на жестком диске^(HDD) стоит намного меньше, чем даже самая дешевая флэш-память NAND.

Цены на твердотельные накопители^(SSD) резко упали за последние несколько лет, но люди, как правило, по-прежнему используют относительно небольшие твердотельные накопители^(SSDs) в диапазоне от 256 до 512 ГБ. Твердотельные накопители^(SSDs) зарезервированы для приложений и операционных систем, в то время как на жестких дисках^(HDDs) по- прежнему есть большое хранилище для медиафайлов или приложений, которые не получают преимуществ от скорости твердотельных накопителей .^(SSD)

Хорошая новость заключается в том, что, как и во всех полупроводниковых технологиях, плотность транзисторов и производственные процессы, вероятно, будут демонстрировать экспоненциальную тенденцию, ведущую к снижению стоимости и увеличению занимаемого места. На данный момент большинство бюджетов требуют сочетания SSD и HDD .

SSD могут изнашиваться

Хотя твердотельные накопители^(SSDs) очень долговечны и могут выдерживать более тяжелые нагрузки, чем жесткие диски^(HDDs) , а также имеют более длительный срок службы, они подвержены износу. Износ SSD происходит из-за того, что запись ^(SSD)SSD^(SSDs) в ячейки памяти разрушительна. Каждый раз, когда в ячейку памяти SSD^(SSD) записывается бит , он лишь немного теряет способность удерживать заряд.

Со временем повторяющиеся записи в ячейку делают ее неработоспособной. Твердотельные накопители SLC^{(SLC SSDs)} могут обрабатывать наиболее повторяющиеся операции записи до того, как данная ячейка будет обжарена, но ячейки MLC , TLC и QLC более уязвимы в этом порядке. Первые потребительские твердотельные накопители^(SSDs) могут скоро выйти из строя, но современные накопители имеют такие стратегии, как выравнивание износа и избыточное выделение ресурсов, чтобы продлить срок службы твердотельных накопителей^(SSD) при записи .

Износ твердотельных накопителей^(SSD) — сложная тема, поэтому ознакомьтесь со статьей « Все, что вам нужно знать об износе твердотельных накопителей^{(Everything You Need To Know About SSD Wear & Tear)} » для подробного обсуждения.

Твердотельные накопители могут быстро сгнивать

Все формы хранения данных в конечном итоге поддаются битовой гнили. ^{(bit rot.)}Это происходит, когда носитель информации изнашивается настолько, что больше не может хранить данные в удобочитаемой форме.

Разные носители гниют по разным причинам, но жесткие диски могут храниться десятилетиями, и гниение битов не будет проблемой. С другой стороны, твердотельные накопители^(SSDs) потенциально могут потерять свои данные уже через несколько лет хранения. Происходит это из-за деградации изолирующего слоя, удерживающего заряд в каждой ячейке памяти. Если сумма просочилась, ячейка пуста и не содержит данных!

Кажется, что битовая гниль происходит быстрее, если твердотельные накопители^(SSDs) хранятся в слишком жаркой среде, но в любом случае они, вероятно, не лучший выбор для хранения данных где-нибудь в ящике.

Восстановление данных SSD сложно^{(SSD Data Recovery Is Hard)} или невозможно

Существует сложная индустрия, основанная на искусстве восстановления данных с механических жестких дисков. Если у вас достаточно денег, вы можете восстановить данные даже с разбитых дисков, так как специалист буквально восстанавливает диск из кусочков.

На более приземленном уровне вы можете восстановить данные, которые были случайно удалены, потому что жесткие диски^(HDDs) не удаляют физические данные, когда вы удаляете их в Windows или другой операционной системе. Вместо этого эта область диска просто помечается для перезаписи. Пока перезапись еще не произошла, вы можете восстановить ее с помощью специального программного обеспечения.

SSD^(SSDs) делает практически невозможным восстановление чего-либо, если диск поврежден или файлы удалены. Если жесткий диск поврежден^{(HDD is damaged)} из-за скачка напряжения, вы все равно можете восстановить его с помощью новой электроники, но, поскольку твердотельный накопитель^(SSD) полностью электрический, вся память может сгореть.

Также не помогает то, что твердотельные накопители^(SSDs) имеют сложные контроллеры, которые делают много вещей с физическими операционными системами данных, о которых они не знают. Например, команда TRIM , используемая твердотельными накопителями SATA^{(SATA SSDs)} , упреждающе удаляет ячейки памяти, помеченные для удаления, чтобы ускорить процесс записи новых данных. Так что трюк с восстановлением на них не сработает!

Будущее за твердотельными

Хотя твердотельные накопители^(SSDs) не идеальны, они представляют собой такой скачок в производительности накопителей, что их возможное доминирование на рынке хранения кажется неизбежным. Мы ожидаем, что со временем даже твердотельные накопители SLC снизятся^{(SLC SSDs)} в цене, в то время как менее долговечные типы твердотельных накопителей^(SSD) станут еще умнее, когда речь заходит об ограничении износа. 

Технология жестких^(Hard) дисков также имела свою долю проблем в первые дни, но у нас есть ощущение, что любые проблемы , которые все еще есть у твердотельных накопителей^(SSDs) , будут решены в рекордно короткие сроки. 

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

Solid Ѕtate 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 против GPT: какой формат лучше для SSD-накопителя?

• Какой лучший формат для внешних жестких дисков? Плюсы и минусы каждого

• Стоит ли дефрагментировать SSD?

• Что делать, если ваш USB-накопитель не отображается

• CD/DVD-привод отсутствует в Windows?

• Как исправить USB-накопитель, показывающий неправильный размер

• Как исправить ошибку «IP-адрес сервера не найден» в Google Chrome

• Кнопка паузы YouTube не исчезает? 6 способов исправить

• ИСПРАВЛЕНИЕ: несистемный диск или ошибка диска в Windows

• Как исправить ошибку «Защита ресурсов Windows не может выполнить запрошенную операцию»

• Порты USB 3.0 не работают? Вот как их исправить

• Полное руководство по устранению неполадок с подключением к домашней группе Windows 7/8/10

• DVD-привод не работает? 5 советов по устранению неполадок

• ИСПРАВЛЕНИЕ: Не удается загрузить файлы с Google Диска?

• Как исправить код ошибки GeForce Experience 0x0003

• Файлы Google Диска отсутствуют или не видны? Вот как их найти

• Почему Ntoskrnl.Exe вызывает высокую загрузку процессора и как это исправить

• Что делать, если ваш второй монитор не обнаружен

• Не удается загрузить Windows с подключенным внешним жестким диском?

• Исправьте «Установка готовит ваш компьютер к первому использованию» при каждой перезагрузке