V posledních měsících se stále více hovoří o nové generaci disků, která se označuje jako SSD (Solid State Disc) a považuje se za nástupce klasických pevných disků. Zda jsou SSD opravdu tak dobré, jaké jsou jejich přednosti i možnosti a jak fungují – to vám přiblížíme v tomto článku. Jako příklad nám poslouží 16GB SSD disk Hama, který jsme podrobili testům.
Klasický pevný disk
V úvodu si připomeneme, jak vypadá a funguje klasický pevný disk, který většinou máte ve svém počítači. Největší prostor klasického disku vyplňují magnetické datové plotny. Na těch se data uchovávají tak, že se daná oblast na plotně pomocí tzv. hlav magnetizuje a podle směru siločar pak dokáže zpětně hlava přečíst, zda se v oblasti nachází zapsaná hodnota 0 nebo 1.
Na základním tištěném obvodě – na desce (dále jen PCB) – se nachází rychlá vyrovnávací paměť (nejčastěji o kapacitě 2, 8 nebo 16 MB), která pomáhá optimalizovat datový tok. Data se nezapisují na datové plotny okamžitě, nejprve totiž putují do vyrovnávací paměti. Až ve chvíli, kdy je to strategicky výhodné, se data fyzicky uloží na povrch datových ploten. Výsledkem je efektivnější práce disku, a tím i vyšší přenosový výkon. Pojďme se podívat, jak vše funguje v praxi.
Jak to funguje: čtení
Například si chcete pustit svoji oblíbenou MP3 skladbu ve Win¬ampu. Vyberete si tedy v Průzkumníku písničku a spustíte Winamp. Procesor odešle na pevný disk požadavek na čtení dané písničky. Disk ví, že daná písnička je uložena například v oblasti 10548 na plotně číslo 4, ale to je vše.
Ihned tedy do oblasti 10548 přesune hlavu disku 4. Jakmile hlava dorazí, nemůže začít okamžitě načítat data. Nejprve musí počkat, až se vlivem rotace datové plotny dostane požadovaný sektor přímo pod čekající čtecí hlavičku. Tedy tak, aby byla hlava na začátku dané písničky (nelze přece začít číst od půlky písničky). Jakmile se správně natočí i plotna, může hlava začít číst. Době, než se hlava i plotna připraví ke čtení, se říká přístupová doba (Seek Time) a běžným diskům to trvá okolo 10 ms (milisekund). Protože není při každém hledání dat přístupová doba stejně dlouhá, udává se průměrná přístupová doba (Average Seek Time).
Hlava nyní bere jednotlivé sektory na disku tak, jak jdou za sebou, a zkoumá, jakým způsobem je daný sektor zmagnetizován. To probíhá za průchodu elektrického proudu. Podle způsobu průchodu elektrického proudu hlava rozeznává pouze stavy 1 a 0. Postupným načítáním nul a jedniček se získá obsah celého požadovaného sektoru. Stejným procesem se postupně načte celá písnička. Pak se může hlava věnovat dalším úkolům. Rychlost zápisu je různá a závisí především na rychlosti otáčkách ploten a na tom, kde daná datová oblast na disku leží (na okraji plotny je vyšší rychlost než u středu).
Takto tedy funguje čtení u pevného disku s klasickými datovými plotnami, nyní je na řadě zápis.
Jak to funguje: zápis
Zápis funguje obdobně, ale nějaké rozdíly zde pochopitelně jsou. Odlišme dva případy. V prvním zapisujeme několik bajtů dlouhý údaj do registru, v druhém zálohujeme film z DVD na pevný disk.
V případě krátkého zápisu do registru disk využije svoji ultrarychlou vyrovnávací paměť a data dočasně zapíše do ní. Na datové plotny data zapíše až tehdy, když disk nebude mít jiné úkoly. Jak takový zápis na plotny proběhne, to si ukážeme na případu zálohy DVD filmu.
Pokud zálohujete na pevný disk například DVD film, nemůže v tomto případě disk použít svoji vyrovnávací paměť, protože je příliš malá, a tak začne okamžitě zapisovat na datové plotny. Napřed přesune hlavu do oblasti, kde je volné místo, počká, až se první volný sektor dostane pod zapisovací hlavičku, a zápis může začít.
Zápis funguje obdobně jako čtení. Rozdíl je pouze ten, že hlava nezkoumá, jak je daná oblast zmagnetizovaná, ale sama mění magnetickou orientaci částic na povrchu datové plotny. Opět bere sektor za sektorem, dokud nezapíše celý soubor. V případě, že není k dispozici dostatek souvislého datového prostoru o velikosti celé písničky, musí se hlava přesunout na další volné místo a pokračovat v zápisu tam.
Solid State Disk se vším všudy: Hama SSD 16GB 2.5"
Nyní se podíváme, jak fungují SSD disky a zároveň si tak představíme testovaný disk Hama SSD 16GB.
Solid State Disc je zjednodušeně řečeno pouze několik rychlých NAND flash pamětí (flashová paměť, která se nevymaže, pokud je přerušen přívod elektrické energie), naskládaných na jedno PCB, který používá standardní komunikační rozhraní. SSD je v podstatě vlastně rychlý, velkokapacitní flash disk (i klasické USB klíčenky mají NAND flash paměti a od SSD se příliš neliší).
Jak to funguje
Disky SSD díky absenci jakýchkoliv pohyblivých částí fungují velice jednoduše. Při čtení vyhledají data na daném paměťovém čipu a nechají si je z paměti přečíst,
při zápisu vyhledá volné místo na čipu a data tam zapíše. Velkou výhodou je, že nemusí čekat, až se hlavy disků přesunou nebo až se diskové plotny správně natočí. Vše je vždy okamžitě k dispozici.
Závěr
SSD disky jasně představují budoucnost úložných zařízení. Výhody pevných disků v podobě vysoké kapacity a relativně rychlého sekvenčního čtení a zápisu nevydrží dlouho. Jak jsme se přesvědčili z odpovědi Dr. Josepha Regerema (Fujitsu-Siemens) při návštěvě firemní výstavy VisIT, nasazení SSD disků do prostředí datových center se předpokládá přibližně za tři roky, než se SSD disky plně prosadí i v takto kapacitně náročných oblastech. SSD navíc netrpí vyšší náchylností k poruchám díky mechanickým součástem, dlouhou vyhledávací dobou, hlučností a vibracemi způsobenými pohyblivými částmi, což jsou všechno neduhy dnešních klasických pevných disků. Ty mají oproti SSD i další nevýhody: velikost a hmotnost. SSD navíc nabízejí při několikanásobně rychlejší přístupové době, stejně rychlém zápisu a přístupu ve všech částech média a odolnosti i nižší odběr elektrického proudu. Aktuální nevýhodou jsou dnes jejich nízké kapacity a cena.
7 0592/TJi ?
Verdikt
Pokud máte dostatek peněz a chcete rychlý a spolehlivý systémový disk, pořiďte si jej už dnes. My jsme s ním byli maximálně spokojeni a při práci s operačním systémem spolehlivě předčí i modely Raptor od Western Digital. Na běžné ukládání dat je samozřejmě nekřesťansky drahý.
Hama SSD 16GB
Tento disk je prvním zástupcem SSD v ostrém testu a kromě výsledků samotného disku Hama naleznete v tabulce pro srovnání i výsledky klasických disků Hitachi Deskstar HDT725032VLA360, Maxtor DiamondMax 21 STM3500630AS, Samsung SpinPoint S250 HD250HJ a Western Digital Caviar WD3200AAKS. ? Testy probíhaly na sestavě Intel Core 2 Quad Q6600, 2× 1 GB Corsair XMS2 800 MHz CL5, Asus P5N32-E SLI PLUS, 250 GB Seagate ST3250624AS, Windows XP SP2 s využitím programů h2benchw, PCMark05 a FC Test. ? V programu h2benchw jsme testovali Seek Time (jak při čtení, tak při zápisu) a průměrné rychlosti čtení a zápisu, protože program testuje každý sektor disku samostatně a na závěr z naměřených hodnot udělá průměr. ? Z PCMark05 jsme zařadili testy XP Startup, Application Loading a Virus Scan. ? V rámci programu FC Test jsme spustili jednotlivě i v sérii následující skripty, simulující tyto činnosti: ? Instalace: kopírování 414 souborů o celkové velikosti 575 MB. ? Práce s MP3: čtení i zápis 271 souborů, které mají celkově 990 MB. ? Práce OS: čtení 9 006 souborů s celkovou velikostí 1 060 MB. ? Práce s programy: čtení i zápis 8 504 souborů o velikosti 1 380 MB. ? Při testu se samozřejmě projevily hlavní přednosti technologií SSD. Zatímco klasické pevné disky se díky pohybu zahřívají a při špatném větrání disku může dojít k přehřívání, u SSD díky absenci pohyblivých částí nic takového nehrozí. Díky tomu, že Solid State Disc využívá pouze flash paměti na PCB, má disk i velmi nízký odběr. V klidu pouze necelou 0,1 W, v zátěži přes 1 W. Díky tomu je eliminován i zbytkový zdroj případného přehřívání disků. Z konstrukce je jasné, že v tomto případě nelze hovořit o vibracích nebo hluku při provozu.
Název testu Jednotky Hama SSD 16GB Hitachi HDT725032VLA360 Maxtor STM3500630AS Samsung
HD250HJ Western Digital WD3200AAKS
16 GB 320 GB/16 MB cache/
/7 200 ot./min. 500 GB/16 MB cache/
/7 200 ot./min. 250 GB/8 MB cache/
/7 200 ot./min. 320 GB/16 MB cache/
/7 200 ot./min.
h2benchw seek při zápisu ms 0,21 ?7,57 18,01 ?7,87 ?9,57
při čtení ms 0,21 13,15 13,65 13,58 13,26
sekvenční zápis MB/s ?21,62 ?59,84 62,21 79,39 64,73
sekvenční čtení MB/s ?27,73 ?59,89 63,36 82,61 65,07
PCMark 05 XP Startup MB/s ?18,59 ?12,31 10,07 10,40 11,57
Application Loading MB/s ?17,24 ?8,8 ?7,82 ?7,46 ?8,95
Virus Scan MB/s ?47,51 108,53 86,23 78,24 93,52
FCTest instalace MB/s ?10,72 ?19,59 18,41 28,31 26,21
MP3 zápis MB/s ??9,81 ?41,63 45,14 47,93 48,29
čtení MB/s ?43,91 ?60,81 50,97 63,81 63,42
Programy zápis – 1 instance MB/s ??9,74 24,8 18,41 37,95 33,80
zápis – 2 instance MB/s ??6,88 ?21,53 18,56 37,83 28,47
zápis – 4 instance MB/s ??4,33 ?20,76 18,35 37,73 27,41
čtení – 1 instance MB/s ?86,86 ?47,12 42,55 42,57 65,03
čtení – 2 instance MB/s 102,96 25,6 16,55 39,44 34,34
čtení – 4 instance MB/s ?97,89 ?24,35 15,86 18,90 23,49
Operační systém MB/s ?63,58 ?46,43 36,24 46,21 63,64
Teploty disků
(Everest) v klidu °C 21 40 46 38 40
v zátěži °C 21 48 52 42 45
Odběry disků v klidu W 0,07 7,62 8,26 7,74 8,71
v zátěži W 1,25 17,7 14,52 14,16 15,31
Cena za 1GB Kč 498,25 6,2 5,4 6,96 6,34
Hama SSD 16 GB
Kapacita: 16 GB
Formát: 2,5 "
Spotřeba v klidu: 0,7 W Spotřeba při zátěži: 1,25 W
Provozní teplota:
–25 °C až +85 °C
Hmotnost: 47 g
Klady: výkon, hmotnost, spotřeba, velikost
Zápory: značně vysoká cena, nízká kapacita
Cena vč. DPH: 7 972?Kč
www.alza.cz
Hodnocení: 3
PŘEDPLATNÉ
ČLÁNKY DO MAILU