آشنایی با دیسک های جامد

دیسک‌های وضعیت جامد ‌(Solid state drives‌)، نوعی از دیسک‌های سخت هستند که از حافظه وضعیت پایا ‌(Solid state memory)‌ برای ذخیره دایم داده‌ها استفاده می‌کنند. دیسک جامد رابطی مانند دیسک‌ سخت را شبیه‌سازی می‌کند، به همین جهت به‌سادگی می‌توان در بسیاری از نرم‌افزارها آنها را جایگزین کرد. ‌ ‌
در معماری اولین دیسک‌های جامد، که در سرورهای ‌IBM‌ و ‌Amdahl‌ به‌کار می‌رفت، از نیمه‌هادی‌ها به‌جای لامپ‌های خلاء الکترونی استفاده شده بود. دیسک‌های جامد که امروزه با حضور نوت‌بوک‌های کوچک کاربرد بیشتری پیدا کرده‌اند، مصرف برق کمتری دارند. اما سرعت انتقال اطلاعات‌ شان نسبت به دیسک‌های سخت پایین‌تر است. اما با توجه به این‌که هیچ بخش متحرکی همچون دیسک‌های سخت ندارند، در هنگام خواندن داده و همچنین سرعت دسترسی و جستجوی داده، سرعت کمتری نسبت به دیسک‌های سخت دارند. ‌ ‌

امروزه دیسک‌های جامد دو نوع معماری دارند: ‌ ‌

1– معماری برمبنای فلش:
دیسک‌های مبتنی بر این معماری فضای کمی را اشغال می کنند و نیازی به باتری ندارند. فلش‌دیسک‌ها که امروزه استفاده از آنها بسیار متداول شده است، بر مبنای همین معماری ساخته می‌شوند. این نوع دیسک‌ها هنوز از دیسک‌های مبتنی بر معماری ‌DRAM‌ کندتر عمل می‌کنند، اما عملکردشان از دیسک‌های سخت قدیمی بهتر است. ‌ این نوع دیسک‌های جامد از دو مولفه جانبی بهره می‌برند:
حافظه نهان ‌ cache‌:‌ ‌فلش دیسک‌ها از میزان کمی حافظه سریع ‌DRAM‌ به‌عنوان حافظه نهان استفاده می‌کند. عملکرد این حافظه نهان مشابه عملکرد حافظه نهان در دیسک‌های سخت است. همچنین فهرست دایرکتوری‌ها در این حافظه نگهداری می‌شود. ‌ ‌
منبع تغذیه:‌ ‌یک جور منبع ذخیره کننده انرژی است که برای اطمینان حاصل کردن از یکپارچگی اطلاعات استفاده می‌شود. به‌عنوان مثال هنگامی که برق برود، اطلاعات حافظه نهان به‌ کمک انرژی ذخیره شده در این منبع به دیسک منتقل می‌شود. بسته به‌ روش نوشتن و خواندن، سرعت دیسک‌های جامد متغیر است. دیسک‌های جامد تولیدی اینتل™میکرون به‌خاطر توزیع داده به‌ روشی مشابه ‌RAID‌ سطح صفر، سرعت بالایی در خواندن و نوشتن داده‌ها، تا 250 مگابایت بر ثانیه دارند. ‌ ‌

2– معماری بر مبنای ‌DRAM‌:
دیسک‌های جامدی که بر مبنای حافظه‌های موقتی چون ‌DRAM‌ ساخته می‌شوند، سرعت دسترسی داده بالایی (کمتر از یک‌هزارم میلی ثانیه) دارند و برای سرعت بخشیدن به نرم‌افزارهایی به‌ کار می‌روند که در صورت استفاده از نوع اول این دیسک‌ها، دچار کندی عملکرد می‌شود. این نوع فلش دیسک‌ها، از مولفه‌هایی همچون یک باتری داخلی بهره می‌برند که در صورت از بین رفتن برق داده‌ها تا زمانی که از حافظه موقت به دیسک پشتیبان منتقل شود، حفظ خواهد شد و بعد از فراهم شدن مجدد نیروی برق، داده‌ها از دیسک پشتیبان به فلش دیسک مبتنی بر حافظه موقت منتقل خواهد شد و عملیات معمول ادامه پیدا خواهد کرد. ‌ ‌
این نوع فلش دیسک‌ها وقتی به‌کار می‌آیند که سیستم مورد استفاده به حداکثر حجم حافظه موقت خود رسیده باشد. برای مثال، در سیستم‌های 32‌بیتی ‌x86‌ که حداکثر حافظه جانبی 4 گیگابایت است، می‌توان این حافظه را با کمک دیسک جامد نوع دوم بیشتر کرد و فایل‌های ‌Swap‌ یا فایل‌های صفحه‌بندی ‌(Paging)‌ را روی این دیسک قرار داد. با توجه به محدودیت گذرگاه انتقال داده‌ای که دیسک‌های جامد به آن متصل‌اند، انتقال اطلاعات نمی‌تواند هم‌ اندازه سرعت انتقال اطلاعات در حافظه جانبی باشد، اما این نوع دیسک‌ها از هر دیسک سخت دیگری سریع‌تر عمل می‌کنند و بازدهی سیستم‌ها را به‌طور محسوس بالا می‌برند. ‌

دیسک سخت یا دیسک جامد؟
این نوع دیسک‌ها در مقایسه با دیسک‌های سخت از ویژگی‌ها و ضعف‌هایی برخوردارند. سرعت شروع بیشتر، دسترسی تصادفی بهتر، بی‌صدایی، حجم کمتر، مصرف برق پایین‌تر و سازگاری در بازه حرارتی گسترده‌ تر از مزیت‌های دیسک‌های جامد نسبت به دیسک‌های سخت به‌ شمار می‌آیند. اما در مقابل، هزینه این دیسک‌ها نسبت به دیسک‌های سخت بیشتر است. افزایش حجم دیسک‌های سخت تا حد زیادی پیشرفت کرده است، سرعت نوشتنشان کمتر است و سرانجام این‌ که در دیسک‌های بزرگ‌ تر، مصرف برق به‌ صورت تصاعدی بیشتر می‌شود.