دنیایی از مدارها در دل حافظه اس اس دی

در طول تاریخ حافظه‌های گوناگونی برای کامپیوترها تولید شد تا در نهایت دو مورد از بهترین‌ها با پیشرفت‌های چشمگیر خود، بازار را در دست گرفتند؛ هارد اچ دی دی و حافظه‌ اس اس دی که هر کدام با ویژگی‌های جالبشان طرفداران مخصوص به خود را دارند. اگر شما هم جزو افرادی هستید که به تکنولوژی ارادت ویژه دارند، قطعا یکی از این دو حافظه را برای استفاده ترجیح می‌دهید و با تمام وجود به برتری آن‌ها اعتقاد دارید. اما اگر با این حافظه‌ها آشنایی ندارید، مقاله‌ی امروز ما در مورد حافظه SSD را از دست ندهید، چرا که قرار است در کنار هم به دنیای مدارهای درون SSD سفر کنیم.

اولین حافظه اس اس دی

در سال 1978 اولین دستگاه ذخیره‌سازی نیمه هادی که به رابط سازگار با هارد درایو مجهز بود تولید شد. این دستگاه که StorageTek STC 4305 نام داشت، به عنوان جایگزینی برای درایو حافظه‌ی ثابت IBM 2305 تولید شد و به‌طور خاص برای ذخیره‌سازی داده‌های دستگاه‌های مجهز به شارژر (CCD) مورداستفاده قرار گرفت. گزارش‌‌ها در آن زمان نشان می‌دادند که StorageTek STC 4305 هفت مرتبه سریع‌تر از حافظه‌ی IBM عمل می‌کند و هزینه‌ی آن نصف هزینه‌ی این حافظه‌ی ثابت است (۴۰۰هزار دلار برای ۴۵ مگابایت حافظه). اگر این دستگاه را اولین حافظه اس اس دی دنیا ندانیم، قطعا می‌توانیم آن را در دسته‌‌ی اولین نمونه‌های حافظه SSD قرار دهیم. StorageTek STC 4305 بعدها با نام تجاری DRAM به فروش رسید. با اینکه پیش از تولید این محصول DRAMهای بسیاری در بازار وجود داشتند که به عنوان جایگزینی برای حافظه‌های HDD به فروش می‌رسیدند اما هیچ‌یک از آ‌ن‌ها به عنوان حافظه اس اس دی مجزا تعریف نشده بودند. به همین خاطر در اواخر دهه‌ی ۱۹۸۰، زیتل (Zitel) خط تولید حافظه‌های اس اس دی با پایه‌ی DRAM را راه‌اندازی کرد و این حافظه‌‌های جدید را با نام تجاری رم دیسک به فروش رساند.

انواع حافظه اس اس دی

حافظه SSD بر اساس نوع اتصال خود به دسته‌ها و انواع گوناگونی تقسیم می‌شود که هریک از آن‌ها ویژگی‌ها و سرعت مخصوص به خود را دارند. اما اگر به‌طور کلی به این دسته‌بندی‌ها نگاه کنید متوجه خواهید شد که حافظه‌های SSD به دو دسته‌ی اتصالات سنتی و جدید تقسیم می‌شوند:

• اتصالات سنتی: اتصالاتی همچون SATA، PCIe، M.2، U.2، mSATA و SATA Express جزو اتصالاتی هستند که حافظه اس اس دی به‌طور سنتی از آن‌ها استفاده می‌کند. اتصالات SATA و M.2 دو مدل از متداول‌ترین اتصالات حافظه اس اس دی برای کاربران عادی است. SATA برای دستگاه‌های قدیمی‌تری مناسب است که دارای اتصالات جدیدتر نیستند و تنها می‌توانند از طریق این پورت با حافظه‌ی خود ارتباط برقرار کنند. حداکثر سرعت اسمی برای این نوع از اتصالات ۶۰۰ مگابایت‌بر‌ثانیه است و این در حالی است که این روزها حافظه اس اس دی می‌تواند با سرعت ۳ گیگابایت‌بر‌ثانیه داده‌های شما را انتقال دهد.
• اتصالات جدید: اتصالات جدید حافظه SSD به دلیل ضعف اتصالات قبلی در رسیدن به حداکثر سرعت انتقال داده‌ها به وجودآمده‌اند. این اتصالات که به اتصال پرسرعت غیرفرار یا NVMe شهرت دارند به عنوان جایگزینی برای پورت‌های کنترل‌کننده‌ی AHCI ساخته شده‌اند و بر خلاف آن‌ها به‌طور ویژه‌ برای استفاده در حافظه اس اس دی به وجود آمده‌اند. این اتصالات جدید با کارایی بالاتر میزان تاخیر در انتقال داده‌ها را کاهش داده‌اند و می‌توانند تا ۲‌ هزار بار سریع‌تر از سایر اتصالات عمل کنند.

کاربردهای حافظه های SSD

همانطور که از نام این ابزار مشخص است، حافظه SSD نوعی مخزن برای ذخیره‌سازی داده‌های گوناگون است. این حافظه که به شکل‌های داخلی و اکسترنال در دسترس است می‌تواند با قرار گرفتن در اجزای داخلی کامپیوتر یا لپ تاپ شما در قالب یک حافظه داخلی پر سرعت ایفای نقش کند و مهم‌ترین فایل‌ها و داده‌های سیستمی کامپیوترتان را درون خود ذخیره نماید. وجود این نوع از حافظه در کامپیوتر شما نه تنها به ذخیره‌سازی داده‌ها منجر می‌شود بلکه نقشی حیاتی در بالا آمدن ویندوزتان ایفا می‌کند.

حافظه اس اس دی خارجی نیز می‌تواند کاربردهای مشابهی داشته باشد، با این تفاوت که تمرکز اصلی این نوع از حافظه بر ذخیره‌سازی داده‌های جانبی و بازیابی آن‌ها در زمان نیاز است. بنابراین می‌توان گفت که حافظه اس اس دی در موارد زیر کاربرد دارد:

• نصب نرم‌افزارهای سنگین یا سیستم عامل

• ذخیره‌سازی فایل‌ها و اطلاعات جانبی

• ذخیره نسخه پشتیبان ویندوز یا نرم افزارهای گوناگون

حافظه SSD لپ تاپ چیست؟!

حافظه اس اس دی یک انتخاب فوق‌العاده برای لپ تاپ‌هاست. لپ تاپ‌ها با هدف افزایش جنب و جوش ما کاربران تولید شده‌اند و به ما اجازه می‌دهند آزادانه و بدون وابستگی به سیم برق از جایی به جای دیگر حرکت کنیم. همین تحرک بالا آن را در برابر حوادثی همچون ضربه دیدن یا افتادن آسیب‌پذیر می‌سازد. به همین خاطر وجود قطعات سخت‌افزاری ماندگار و مقاوم در این کامپیوترها بسیار ضروری است. از آنجا که حافظه SSD هیچ قطعه‌ی متحرکی درون خود ندارد و طراحی منحصر به فرد آن تنها به یک چیپ و یک پورت اتصال وابسته است، این آسیب‌پذیری در برابر ضربه را تا حد زیادی کاهش می‌دهد. از سوی دیگر نبود این قطعات متحرک ابعاد آن را نیز کاهش می‌دهد و فضای کمتری را اشغال می‌کند، بنابراین برای لپ تاپ‌های باریک و کوچک انتخاب مناسبی است. در نهایت حافظه SSD به نسبت HDD از سرعت بسیار بالاتری برخوردار است و این ویژگی در کنار سایر ویژگی‌ها، آن را به حافظه‌ی موردعلاقه‌ی بیشتر تولیدکنندگان لپ تاپ بدل کرده است.

در دل جعبه‌ی جادویی یک SSD چه میگذرد؟

اگر به این فکر می‌کنید که این حافظه چگونه می‌تواند بدون حضور قطعات متحرک به ثبت و بازخوانی اطلاعات شما بپردازد، همراه ما شوید تا نگاهی به درون این جعبه‌ی جادویی کوچک بنیدازیم. تمامی حافظه‌های اس اس دی از دو بخش اصلی تشکیل شده‌اند: یک کنترل کننده فلش و یک تراشه‌ی حافظه‌ی فلش NAND. ساختار کنترل کننده‌ی فلش SSD به گونه‌ای طراحی شده است که بتواند داده‌ها را به‌صورت پی در پی و تصادفی بخواند و بنویسد. این ثبت و خوانش داده‌‌ها درون تراشه‌ی NAND اتفاق می‌افتد که از جنس سیلیکون ساخته شده است. این تراشه‌ها با قرار گرفتن در ساختاری شبکه‌ای ظرفیت‌های گوناگونی را پدید می‌آورند. استفاده از ترانزیستورهای معلق (FGRs) موجب می‌شود داده‌ها درون سلول‌های حافظه اس اس دی ایمن باشند و با قطع شدن منبع انرژی همچنان سر جای خود باقی بمانند.

ذخیره‌ی اطلاعات بر روی حافظه های اس اس دی چگونه انجام می‌شود؟

سیستم خواندن و نوشتن در حافظه اس اس دی به‌صورت منطقی یا ۰ و ۱ است و اگر به خاطر داشته باشید گفتیم که حافظه اس اس دی با استفاده از ترانزیستورهای معلق در فضایی شبکه‌ای نوعی سلول برای ذخیره و حفظ داده‌‌های شما فراهم آورده است. ترانزیستورها به‌صورت پیش‌فرض در حال انتقال جریان الکتریکی به سلول‌های حافظه هستند که در این حالت مقدار ۱ برای آن‌ها متصور می‌شود و هنگامی که شما شروع به ذخیره‌سازی فایل خود می‌کنید، داده‌های شما با مسدود شدن جریان الکتریکی ترانزیستورهای سلولی خاص، درون آن سلول آزاد ذخیره می‌شوند و به مقدار صفر می‌رسند. با قطع شدن این جریان سلول شما نیز مسدود خواهد شد و امکان ذخیره‌ی مجدد داده روی آن سلول وجود نخواهد داشت.

تکنولوژی NAND و NOR چگونه در اس اس دی ها به خدمت گرفته شده است؟

تکنولوژی‌های NAND و NOR در واقع دو نوع خاص از چینش سلول‌های حافظه اس اس دی شما هستند که هر یک با توجه به قرارگیری ترانزیستورها سرعت و شکل خاصی از ذخیره و دسترسی را در اختیارتان قرار می‌دهند. ساختار NOR اولین ساختار منطقی بود که برای حافظه‌های SSD معرفی شد. در این ساختار یک سر سلول‌ها به خط منبع و سر دیگر آن‌ها به خط بیت (Bit line) متصل است که در کنار هم دروازه‌ي NOR را تشکیل می‌دهند. این تکنولوژی باعث افزایش سرعت یافتن و خوانش سلول‌ها می‌شود که همین موضوع این نوع از حافظه اس اس دی را برای اجرای کدها مناسب می‌سازد. با این حال به دلیل وجود پیچیدگی سرعت دسترسی و ذخیره‌ی داده‌ها به شکل چشمگیری افت می‌کند. به همین خاطر ساختار NAND به وجود آمد که با اتصال سریالی تمامی سلول‌های حافظه به یکدیگر، یک دروازه‌ي NAND را شکل می‌دهند که دسترسی به سلول‌ها و همچنین سرعت ثبت و خوانش داده‌‌ها را سرعت می‌بخشد. امروزه تکنولوژی NAND یکی از محبوبترین و متداول‌ترین ساختارها در حافظه‌ي SSD است.

SLC و MLC در اس‌ا‌‌‌س‌دی‌ها

SLC یا Single-level cell و MLC یا Multi-level cell دو نوع خاص از سلول‌‌های حافظه اس اس دی هستند. SLC یا سلول تک مرحله‌ای، حالتی است که طی آن هر بیت از داده‌ در یک سلول مجزا ذخیره‌سازی می‌شود. با اینکه ذخیره‌سازی داده‌ها در چنین سیستم سلولی به تعداد سلول‌‌های تکی بسیار زیادی نیاز دارد، اما ثبت و خوانش داده‌‌ها در این حالت با سرعت بسیار زیادی صورت می‌گیرد. از سوی دیگر این روش از ذخیره‌ی داده‌ها انرژی بسیار کمتری مصرف می‌کند و مقاومت سلول‌های حافظه را افزایش می‌دهد. با این حال تعدد سلول‌ها موجب بالا رفتن قیمت این نوع از حافظه‌های اس اس دی است.

در مقابل حافظه‌های MLC یا سلول‌های چند سطحی، ظرفیت بسیار بالاتری برای ذخیره‌ی داده‌ها دارند و هر بیت از داده در یک سلول ذخیره نمی‌شود. به همین خاطر حافظه‌های MLC قیمت کمتر و سرعت پایین‌تری به نسبت SLCها دارند.

تکنولوژی Wear Leveling چه کمکی به طول عمر حافظه اس اس دی می‌کند؟

حافظه‌‌هایی همچون SSD که از نوع حافظه‌های فلش هستند، اغلب دارای بخش‌های قابل پاکسازی هستند که در دوره‌های زمانی خاصی فعال‌اند. این دوره‌ها معمولا ۳۰۰۰ دور از ۵۰۰۰ دور در نظر گرفته شده‌اند. اما یکی از بخش‌های این نوع ازحافظه‌ها دارای عمر ویژه‌ای است که تا ۱۰۰‌هزار دور قابل استفاده است. این بخش به منظور ردیابی میزان مصرف و حرکت داده‌ها به سمت سلول‌های مختلف طراحی شده است و توسط کنترل‌کننده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ویژگی که به تکنولوژی Wear Leveling شهرت دارد، به شما کمک می‌کند تا داده‌ها به ‌دفعات یکسان و مساوی در تمامی سلول‌های حافظه اس اس دی شما ذخیره شوند و به این ترتیب چرخه‌ی مصرف یکی از بخش‌ها زودتر از سایرین به پایان نمی‌رسد. به این ترتیب عمر حافظه‌ی SSD نیز افزایش می‌یابد و دچار عدم توازن نمی‌شود.

مزایای استفاده از اس‌اس‌دی‌ها

وقتی حرف بهترین حافظه به میان می‌آید همیشه نام حافظه اس اس دی می‌درخشد و تمامی دوست‌داران تکنولوژی از کار با این حافظه قدرتمند لذت می‌برند. اما بیایید ببینیم چرا این حافظه تا این حد محبوب است؟

• این نوع از حافظه‌ها در ساختار خود قطعات متحرک ندارند و به همین خاطر مقاومت بیشتری در برابر ضربه،‌ سایش، لرزش و رطوبت از خود نشان می‌دهند. پس ماندگاری بالاتری دارند.
• یکی دیگر از مزایای حافظه اس اس دی که باز هم از صدقه سر نبود قطعات متحرک است، سرعت بالاتر ثبت و انتقال داده‌‌هاست که آن را از HDDها متمایز می‌سازد.
• وزن پایین‌تر این حافظه‌ها حمل و نقل آن‌ها را ساده‌تر کرده است.
• اس اس دی‌ها برای فعالیت به انرژی بسیار کمتری نیاز دارند. به همین علت عمر باتری لپ تاپ شما را نیز افزایش می‌دهد و آن را مستهلک نمی‌کند.

معایب استفاده از اس‌اس‌دی‌ها

حال که از مزایای دوست داشتنی حافظه اس اس دی صحبت کردیم باید به معایب آن نیز نیم نگاهی داشته باشیم:

• این حافظه‌ها نسبت به هارد HDD از قیمت بالاتری برخوردارند.
• سیستم پیچیده‌ی این حافظه‌ها استخراج داده‌‌ها را با دشواری همراه می‌سازد.
• سلول‌های موجود در SSDها دارای چرخه‌ی مصرفی محدودی هستند که موجب می‌شوند این نوع از حافظه‌ها عمر محدودی داشته باشند.
• در صورت آسیب‌ دیدن تراشه‌های NAND یا سایر تراشه‌‌ها احتمال از دسترس خارج شدن داده‌‌های موجود در حافظه SSD بالا می‌رود.

فایل سیستم حافظه های اس اس دی چیست؟

معمولا حافظه‌های SSD از دو فرمت خاص فایل سیستمی پشتیبانی می‌کنند. FAT 32 و NTFS دو فرمت محبوب حافظه اس اس دی هستند. اما بیایید ببینیم این فرمت‌ها چه هستند؟

FAT 32 یکی از اولین فایل‌های سیستمی مناسب ویندوز است که برای اولین بار در ویندوز ۹۵ مورد استفاده قرار گرفت. این فایل سیستمی بسیار سازگار می‌تواند در تمامی بخش‌های خود عملکردی عالی داشته باشد. فایل‌های FAT 32 تا حجم ۴ گیگابایت و ولیوم سایز ۲ ترابایت را پشتیبانی می‌کنند. اما این نوع از فایل‌های سیستمی از امنیت کافی برخوردار نیستند.

NTFS یا New Technology Files Syste جدیدترین فرمت درایو‌ است که مایکروسافت آن را به عنوان یکی از اجزای ویندوز NT معرفی کرد. یکی از ویژگی‌های فوق‌العاده‌ی این فرمت این است که حجم فایل‌ها و پارتیشن‌ها را محدود نمی‌کند. این موضوع در زمان خواندن یا نوشتن فایل‌‌های بسیار حجیم به کار می‌آید. این فرمت برخلاف FAT 32 از فشرده‌سازی LZ77، رمزنگاری AES و کنترل خواندن و نوشتن پشتیبانی می‌کند. این فرمت اندازه‌ی سکتورها را به ۴ کیلوبایت کاهش می‌دهد که همین موضوع برای حافظه SSD بسیار مهم است.

بازیابی اطلاعات از روی حافظه اس اس دی چگونه انجام می شود؟

بازیابی یا ریکاوری فایل‌ها پاک شده در حافظه SSD کار چندان آسانی نیست و تقریبا به‌طور عادی غیرممکن است. بنابراین اگر به‌طور ناگهانی برخی از فایل‌های خود را از دست دادید باید دست به دامان نرم‌افزارهای بازیابی فایل‌ها از حافظه اس اس دی خود شوید. ابزارهایی همچون Recoverit SSD recovery در این کار به کمکتان خواهند آمد.

پس با نصب نرم‌افزارهایی همچون Recoverit SSD recovery شما می‌توانید با مراجعه به بخش بازیابی فایل‌‌های پاک شده و انتخاب درایو حافظه SSD خود به اسکن آن بپردازید تا ردی از فایل پاک شده‌ی خود پیدا کنید. پس از پیدا شدن فایل‌های پاک شده اغلب نرم‌افزارها یک پیش نمایش از فایل‌‌ها در اختیارتان قرار می‌دهند تا فایل پاک شده‌ی خود را با دقت بیشتری انتخاب کنید. به این ترتیب می‌توانید با انتخاب فایل موردنظر و فشردن دکمه‌ی بازیابی آن را به حافظه SSD باز گردانید و مجددا از فایل خود استفاده کنید.

سخن پایانی

همانطور که می‌بینید حافظه اس اس دی سرشار از شگفتی‌ها و ویژگی‌های جذاب است. تکنولوژی‌های پیشرفته و کارآمد به کار رفته در این حافظه‌ها باعث شده‌اند که آن‌ها سرعتی بسیار باور نکردنی داشته باشند. از سوی دیگر مقاومت و ماندگاری زیادشان در برابر انواع تکان و ضربه محبوبیت آن‌ها را چندین برابر کرده است. اگر شما هم طرفدار یک حافظه کم سرو صدا و سریع هستید که مقاومت خوبی داشته باشد، پیشنهاد می‌کنیم سری به فهرست انواع حافظه SSD بزنید. چرا که علاوه بر تمامی این ویژگی‌های منحصر به فرد، مصرف بسیار پایین حافظه SSD موجب می‌شود تا عمر باتری لپ تاپ شما نیز افزایش پیدا کنید. پس اگر به دنبال یک حافظه درجه یک هستید SSDها را از قلم نیندازید.

نطر شما درمورد حافظه‌های SSD چیست؟ به نظر شما حافظه اینترنال SSD کاربردی تر است یا نسخه‌ی اکسترنال آن؟ تجربه‌ی شما از خرید حافظه اس اس دی چیست؟ لطفا تجربیات، نظرات و سوالات خود را از بخش دیدگاه‌ها با ما در میان بگذارید.