هاردهای SSD نسل جدیدی از حافظههای ذخیره‌سازی هستند که با استفاده از حافظههای فلش به جای اجزای مکانیکی، سرعت و کارایی بالاتری را نسبت به هارد دیسکهای سنتی (HDD) ارائه می‌دهند. این حافظه‌ها با مزایایی چون دسترسی سریع‌تر به دادهها، مقاومت در برابر ضربه و لرزش، مصرف انرژی کمتر و عمر طولانی‌تر به یکی از محبوب‌ترین گزینه‌های ذخیره‌سازی داده در دستگاه‌های دیجیتال تبدیل شده‌اند.
حافظههای SSD یا Solid-State Drive (درایو حالت جامد) در انواع مختلفی تولید می‌شوند که هر کدام ویژگیها و کاربردهای منحصر‌به‌فرد خود را دارند. از نسل‌های اولیه با ظرفیت‌های کم تا مدل‌های پیشرفته با سرعت‌های خیره‌کننده، SSDها راه طولانی را تا به امروز طی کرده‌اند. در این مقاله از مجله تکنولوژی لیپک ما با مفهوم حافظه SSD، تکنولوژی ساخت و انواع مختلف آن آشنا خواهیم شد و به بررسی تفاوتهای عملکردی هارد SSD و هارد HDD خواهیم پرداخت.
هارد SSD یا Solid-State Drive یک قطعه سخت‌افزاری ذخیره‌سازی اطلاعات است که از حافظه فلش برای ذخیره دائمی فایل‌ها استفاده می‌کند. برخلاف هاردهای سنتی که دادهها را روی دیسکهای چرخان ذخیره می‌کنند، اس اس دی‌ها از حافظه فلش مبتنی بر NAND برای ذخیره دیتا روی یک تراشه غیر فرار بهره می‌برند. این یعنی حتی زمانی که برق قطع می‌شود، اطلاعات روی تراشه دست نخورده باقی می‌ماند.
اس اس دی‌ها کاربردهای فراوانی دارند و از آنها می‌توان برای نگهداری اطلاعات در کامپیوترهای شخصی، بازی‌های کامپیوتری، دوربین‌های دیجیتالی، سیستم‌های پخش‌کننده موسیقی، گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها استفاده کرد. ناگفته نماند که حافظههای اس اس دی از هارددیسک‌های HDD گران‌تر هستند و به‌طور کلی برای کارهایی که به سرعت زیادی نیاز دارند مثل گیم‌ها، وب هاستینگ، مشاغل و شرکت‌ها به‌کار می‌روند.
اجزای کلیدی ساختار هارد SSD عبارتند از؛
اگه تصمیم گرفتید که با حافظه SSD کار کنید، قبل از هر چیز باید با انواع مختلف فرم فاکتورهای آن آشنا شوید که براساس طول، عرض هارددرایور، سرعت و انواع اتصالات دارای مجموعه‌ای از ویژگیها، عملکرد‌ها و قیمت‌های مخصوص به خود هستند. به‌طور کلی انواع حافظه اس اس دی به مدل‌های SATA، NVMe، M.2، U.2، SAS و PCIe دسته‌بندی می‌شوند که در ادامه به مشخصات هر کدام اشاره می‌کنیم.
مدل‌های زیر، رایج‌ترین فاکتورهای اس اس دی هستند:
هاردهای SATA رایج‌ترین اس اس دی‌های موجود در بازار هستند و از رابط Serial ATA (SATA) برای اتصال به مادربرد کامپیوتر استفاده می‌کنند. این درایورها سرعتی برابر با 600 مگابایت بر ثانیه دارند که برای کارهای محاسباتی روزمره مانند مرور وب، ویرایش اسناد و تماشای فیلم بسیار مناسب است. همچنین اس اس دی‌های ساتا در ظرفیت‌های مختلف از 128 گیگابایت تا 4 ترابایت موجود هستند و با اکثر نوت‌بوک و لپ‌تاپ‌ها سازگاری دارند.
هاردهای NVMe، به‌عنوان سریع‌ترین نوع اس اس دی‌های موجود از رابط PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) برای اتصال به مادربرد کامپیوتر بهره می‌برند که سرعت خواندن/نوشتن سریع‌تری را نسبت به SATA SSD ارائه می‌دهد. درایورهای NVMe برای کارهای محاسباتی سطح بالا مانند بازی، ویرایش ویدیو و پردازش داده مناسب هستند و همچنین با ظرفیت‌های مختلفی از 256 گیگابایت تا 4 ترابایت تولید می‌شوند.
هاردهای M.2 اس اس دی‌های‌های کوچکی هستند که با رابط PCIe به مادربرد کامپیوتر متصل می‌شوند. طراحی این درایورها به‌گونه‌ای است که مستقیماً روی مادربرد نصب شده و باعث صرفه‌جویی در فضا و بهبود جریان هوای درون کیس کامپیوتر می‌گردند. اس اس دی‌های M.2 در طول‌ها و عرض‌های مختلفی موجودند که متداول‌ترین آنها طول 80 میلی‌متر و عرض 22 میلی‌متر است. این نوع SSD برای لپ‌تاپ‌های بسیار نازک و دسکتاپ‌های جمع‌و‌جور که فضای محدودی دارند، مناسب است.
هاردهای U.2 اس اس دی‌های سازمانی با رابط PCIe برای اتصال به مادربرد هستند. این درایورها برای مراکز داده و سایر محیط‌های محاسباتی سطح بالا که عملکرد و قابلیت اطمینان بسیار مهم است، طراحی شده‌اند. اس اس دی‌های U.2 سرعت خواندن و نوشتن بالا و ویژگی‌های پیشرفتهای مانند محافظ هدررفت انرژی و محافظ دادهها را ارائه می‌دهند. همچنین در ظرفیت‌های مختلف از 400 گیگابایت تا 16 ترابایت تولید می‌شوند.
هاردهای SAS اس اس دی‌های سازمانی با رابط SAS برای اتصال به مادربرد کامپیوتر هستند. این درایورها نیز برای مراکز داده و سیستم‌های محاسباتی سطح بالا که قدرت اجرا و ایمن بودن اهمیت زیادی دارد، ساخته شده‌اند. اس اس دی‌های SAS نیز مانند مدل U.2 سرعت بالایی در خواندن و نوشتن دادهها دارند و مشخصات ویژه‌ای مانند قابلیت حفاظت از هدررفت انرژی و اطلاعات را ارائه می‌دهند.
همچنین هاردهای SAS قابل تعویض هستند، به این معنی که می‌توان آنها را در زمان کار و پردازش تعویض کرد و زمان افت سیستم را کاهش داد. علاوه‌بر این در ظرفیت‌های مختلف از 200 گیگابایت تا 15 ترابایت موجود هستند.
هاردهای PCIe نیز از رابط PCIe برای اتصال به مادربرد کامپیوتر استفاده می‌کنند. این درایورها سرعت خواندن و نوشتن بیشتری در مقایسه با SATA SSD دارند و برای کارهای محاسباتی سطح بالا مانند بازی، ویرایش ویدیو و پردازش داده مناسب هستند. اس اس دی‌های PCIe با ظرفیت‌های مختلف از 256 گیگابایت تا 4 ترابایت تولید می‌شوند.
هارد SSD یا درایو حالت جامد به جای استفاده از دیسکهای چرخان و بازوهای مکانیکی که در هارد دیسکهای سنتی (HDD) یافت می‌شود، از تراشه‌های نیمه‌رسانا برای ذخیره دادهها استفاده می‌کند. این تراشه‌ها که با نام فلش مموری NAND شناخته می‌شوند، اطلاعات را در میان میلیون‌ها سلول ذخیره کرده و از یک کنترلر و اعمال ولتاژهای متفاوت برای خواندن و نوشتن دادهها استفاده می‌کند. این فرآیند با حذف زمان لازم برای حرکت قطعات مکانیکی و بالا بردن سرعت خوانش دادهها منجر به بهبود عملکرد کلی سیستم، سریع‌تر شدن زمان بوت سیستم‌عامل، انتقال فایل‌ها و زمان بارگذاری نرم‌افزارها و بازی‌ها می‌شود.
علاوه‌بر این، اس اس دی‌ها به‌دلیل نداشتن قطعات متحرک، در برابر ضربه و جریان‌های الکتریکی مقاوم‌تر هستند. این درایورها همچنین مصرف برق کم‌تری دارند و بدون تولید صدای اضافه کار می‌کنند که این ویژگیها آنها را برای استفاده در لپ‌تاپ‌ها و دستگاه‌های قابل حمل ایده‌آل می‌سازد.
انواع مختلف حافظههای فلش مبتنی بر NAND را با عملکرد و دوام متفاوت در زیر مشاهده می‌کنید.
حافظههای SSD که نسل پیشرفته‌تر درایورهای ذخیره‌سازی هستند، به‌دلیل سرعت بالا و قابلیت اطمینانشان جایگاه ویژه‌ای در دنیای تکنولوژی پیدا کرده‌اند. به‌طوری که مزایای بسیار و معایب اندک استفاده از درایورهای اس اس دی سبب محبوبیت و همه‌گیری این قطعات سخت‌افزاری پیشرو شده است. در ادامه به معرفی نقاط قوت و ضعف استفاده از هارد SSD می‌پردازیم.
بیشتر بخوانید: راهنمای خرید هارد اکسترنال HDD و SSD
درایوردهای SSD و هارد دیسکهای HDD، هر دو وظیفه ذخیره‌سازی دادهها را برعهده دارند، اما آنچه سبب تمایزشان می‌شود در ساختار داخلی‌شان نهفته است. در واقع حافظههای HDD به دیسکهای چرخان متکی هستند و عملکردی شبیه به رم کامپیوتر دارند. بنابراین اگر می‌خواهید در زمان ارتقای سیستم یک انتخاب آگاهانه داشته باشد و بهترین گزینه را برای کامپیوتر شخصیتان انتخاب کنید، بهتر است با تفاوتهای کلیدی حافظه SSD و HDD آشنا شوید.
با وجود ارزان‌تر شدن درایورهای SSD در چند سال گذشته، باز هم تفاوت قیمتی آنها با هارد دیسکهای HDD قابل توجه است. در واقع، در زمان انتخاب بین مدل‌های SSD و HDD، اولین چیزی که به چشم می‌آید اختلاف قیمت آنها است؛ قیمت هارد اس اس دی دو تا سه برابر بیشتر از HDD با همان مقدار حافظه است.
توجه داشته باشید با خرید SSD گران‌تر که ظرفیت پایین‌تری دارد، روی سرعت، اثربخشی و طول عمر بیشتر سرمایه‌گذاری کرده‌اید. در حالی که با قیمت کمتر می‌توانند یک هارد HDD با حافظه بیشتر تهیه کنید.
وقتی صحبت از ظرفیت به میان می‌آید، به نظر می‌رسد که اچ دی دی‌ها جایگاه برتر را از آن خود کرده‌اند. ظرفیت حافظه هاردهای HDD بدون اینکه افزایش قیمت زیادی داشته باشد به مرور زمان بزرگتر شده و برای ذخیره مقدار وسیعی از دادهها مانند فیلم‌ها، آرشیوهای موسیقی، نسخه‌های بکاپ برای طولانی‌مدت بسیار مناسب است. از سوی دیگر، SSDها هم ظرفیت حافظه‌ی بالایی دارند اما فضای کم‌تری نسبت به هارد دیسک‌ها در قیمت‌های مشابه ارائه می‌دهند.
به‌عبارتی تفاوت قیمتی SSD و HDD بر تفاوت آنها از لحاظ ظرفیت حافظه نیز تاثیر گذاشته و امکان خرید حافظه‌ی بیشتر با قیمت پایین‌تر را به یکی از معدود مزایای هارد دیسکهای سنتی تبدیل کرده است.
سرعت مهم‌ترین فاکتوری است که هارد HDD و SSD را از هم متمایز می‌کند. درایوهای SSD همیشه عملکردی سریع‌تر از هارد دیسکهای مکانیکی داشته‌اند و با پیشرفتهای اخیر تکنولوژی، این شکاف سرعتی حتی بیشتر شده است. در مقابل، هارد دیسکهای HDD از پلاترهای چرخان استفاده می‌کنند و سرعت آنها به ظرفیت RPM (دور در دقیقه) وابسته است؛ هر چه RPM بیشتر باشد، عملکرد درایو هم سریع‌تر خواهد بود.
RPM خیلی از هاردهای ارزان‌قیمت معادل 5400 دور در دقیقه است که آهسته‌ترین سرعت در بین هاردهای مدرن به‌حساب می‌آید. پس بهتر است برای عملکرد سریع‌تر به سراغ هارد دیسک‌هایی با RPM بالاتر مانند 7200 بروید؛ عددی که اغلب اچ دی دی‌ها را با آن اندازه‌گیری می‌کنند.
برای ارزیابی دقیق‌تر بیایید سرعت خواندن و نوشتن دادهها را با واحد مگابایت بر ثانیه (MB/s) محاسبه کنیم. به‌عنوان مثال، یک هارد SATA III با RPM 5400 ممکن است سرعتی حدود 100MB/s داشته باشد، در حالی که یک هارد با RPM 7200 می‌تواند به سرعتی تا 150MB/s برسد. نکته اینجاست که هارد SSD به‌دلیل نداشتن قطعات متحرک به RPM وابسته نبوده و بیشتر به تکنولوژی مورد استفاده و نوع اتصال دادهها بستگی دارد. اما با وجود اتصال SATA III که ممکن است سرعت اس اس دی‌ها را محدود کند، این درایوها همچنان چهار برابر سریع‌تر از هارد دیسکهای مکانیکی عمل می‌کنند.
سرعت میانگین یک PCIe/M.2 SSD چیزی بین 1.2GB/s تا 1.4GB/s است و اگر بوجه‌ی بیشتری برای خرید هارد کنار بگذارید، می‌توانید به سرعت 2.2GB/s هم برسید. به‌عبارتی، تفاوت هارد HDD و SSD از نظر سرعت می‌تواند به 10 برابر هم برسد.
درایوهای حالت جامد (SSD) و درایوهای هارد دیسک (HDD) ذخیره‌سازی و بازیابی اطلاعات را به دو شیوه مختلف انجام می‌دهند. در واقع، HDDها از دیسکهای چرخان مکانیکی و هد خواندن/نوشتن برای ذخیره‌سازی و دسترسی به دادهها استفاده می‌کنند؛ دیسک شروع به چرخش می‌کند و امکان خواندن یا نوشتن داده را برای بازوی خواندن – نوشتن فراهم می‌آورد. هرچه پلاتر سریع‌تر بچرخد، سرعت هارد درایو که سرعت پاسخ‌گویی سیستم‌عامل و بارگذاری و باز شدن نرم‌افزارهای نصب شده را تعیین می‌کند هم بیشتر خواهد بود.
از سوی دیگر درایورهای SSD به حافظه‌ی فلش NAND مجهزند که از راه اعمال ولتاژ به سلول‌های تراشه عمل می‌کنند و هرچه حجم حافظه فلس مموری بیشتر باشد، فضای ذخیره‌سازی SSD هم زیادتر است. پیشرفت تکنولوژی امکان داشتن چیپ‌های NAND و رسیدن به ظرفیت یکسان با درایورهای سنتی را برای درایورهای SSD فراهم کرده است.
مقایسه مصرف انرژی بین حافظههای SSD و HDD، نشان می‌دهد که درایورهای حالت جامد به‌طور کلی انرژی کم‌تری مصرف می‌کنند. این مزیت به‌دلیل طراحی غیر مکانیکی هاردهای SSD است که باعث شده انرژی کم‌تری صرف فعل و انفعالات مربوط به خواندن و نوشتن دادهها گردد. علاوه‌بر این، اس اس دس‌ها سرعت بالاتری در دسترسی و انتقال دادهها دارند که می‌تواند به کاهش زمان مورد نیاز برای انجام کارها و در نتیجه کاهش مصرف انرژی کلی بی‌انجامد.
معمولاً درایورهای SATA SSD (هاردهای بزرگ‌تری که شکلی مشابه HDD دارند) زیر 5W مصرف انرژی دارند و مدل‌های M.2 SSD (درایوهای کوچک‌تر) می‌توانند تا 7-8W کاهش مصرف داشته باشند. در مجموع، این درایوها قادرند به 10mW و در وضعیت‌های مصرف انرژی کمتر، حتی به 3mW نیز برسند.
در واقع پس از تغییر هارد لپ تاپ از HDD به SSD، اولین تفاوتی که نظرتان را جلب می‌کند کاهش مصرف باتری (به‌طور میانگین 30 تا 45 دقیقه طول عمر بیشتر) خواهد بود. بنابراین برای دستگاه‌های قابل حمل یا سیستم‌هایی که دائماً روشن هستند، هارد SSD انتخاب به‌صرفه‌تری است.
با اینکه هاردهای SSD ذاتاً ابعاد کوچک‌تری دارند، ولی به مرور زمان و برای سازگاری بیشتر از نظر ظاهری به هاردهای HDD نزدیک‌تر شده‌اند. در کل درایورهای HDD در ابعاد 3.5 اینچ (برای کامپیوترهای رومیزی) و 2.5 اینچ (برای لپ‌تاپ) تولید می‌شوند؛ سایز بزرگتر به معنی وجود پلاترهای بیشتر در داخل درایو و در نتیجه حافظه‌ی ذخیره‌سازی بیشتر است.
با این حال، درایورهای SSD با فرم فاکتورهای 2.5 اینچی، M.2 ،mSATA و U.2 که هر کدام برای نیازها و فضاهای خاص طراحی شده‌اند، تنوع بیشتری در ابعاد و اندازه دارند. اس اس دی 2.5 اینچی رایج‌ترین نوع و بسیار شبیه به شکل آشنای هارد دیسکهای سنتی است در حالی که مدل‌های M.2، با ابعاد ظریف مخصوص لپ تاپ‌های باریک و دستگاه‌های قابل حمل ساخته شده و مستقیماً روی مادربرد نصب می‌شوند. همچنین درایوهای U.2 که کمی ضخیم‌تر از اس اس دی‌های 2.5 اینچی هستند، معمولاً در بخش‌‌های سازمانی و سرورهای پیشرفته استفاده می‌شوند.
رابط‌ها نیز مدل‌های متفاوتی دارند. به‌طوری که SATA یک انتخاب سنتی است و برای سایزهای استاندارد به‌کار می‌رود. اما NVMe نسبت به PCIe سرعت انتقال داده‌های سریع‌تری دارد و به‌طور فزاینده‌ای در دستگاه‌های مدرن محبوب شده است.
حافظه SSD برای کارهای مهندسی و گرافیکی گزینه بهتری است چون SSD سرعت بیشتری برای ذخیره و بارگذاری اطلاعات دارد. از طرف دیگر، حافظه SSD برای کارهای کامپیوتری که به سکوت و تمرکز کامل نیاز دارند نیز مناسب‌تر است. از نظر دوام هم و نحوه نگهداری هم باید گفت حافظه SSD دوام بیشتری دارد و برای حمل در کیف و جابه‌جایی مناسب‌تر و ایمن‌تر است.
با توجه به ویژگی‌هایی که اس اس دی‌ها دارند که شامل سرعت خواندن و نوشتن اطلاعات، مصرف کم برق، دوام و ماندگاری بالاتر است، نتیجه می‌گیریم که نقاط قوت این حافظه نسبت به نقاط ضعفش بیشتر است و بنابراین اگر قیمت در اولویت انتخاب شما نیست، ارزش هزینه کردن دارد.
در جدول زیر می‌توانید مشخصات هاردهای SSD و HDD را با هم مقایسه کنید.
| مشخصات | هارد SSD | هارد HDD |
| نام اصلی | Solid State Drive | Hard Disk Drive |
| نحوه کار | دادهها را روی مدارهای الکترونیکی ذخیره می‌کند. | دادهها را روی صفحات مکانیکی و مغناطیسی ذخیره می‌کند. |
| پروسه خواندن دادهها | برای بازیابی اطلاعات که به آن فرایند خواندن نیز می‌گویند، کنترلر سلول‌های حافظه خاص را پیدا کرده و ترانزیستورهای مناسب را فعال می‌کند. | کنترلر ورودی/خروجی سیگنالی را ارسال می کند که بازوی محرک را برای خواندن دادهها حرکت می‌دهد. |
| پروسه نوشتن دادهها | قبل از اینکه داده‌های جدید روی SSD نوشته یا برنامه‌ریزی شود، یک بلوک از داده‌های ذخیره‌شده در تراشه حافظه فلش باید به‌صورت الکتریکی پاک گردد. | هدهای بازوهای مکانیکی به کمک مغناطیس دادهها را روی دیسکهای در حال چرخش می‌نویسد. |
| عملکرد | سرعت بالا، بدون سروصدا و مصرف انرژی کمتر | سرعت کمتر، گرمای بیشتر و پرسروصدا |
| قیمت | گران‌تر | ارزان‌تر با حجم ذخیره‌سازی بزرگتر |
| قابل اعتماد بودن | آسیب‌پذیری کمتر | دوام کمتر |
درایورهای SSD از حافظه فلش برای ذخیره دادهها استفاده می‌کنند، در حالی که هاردهای HDD دارای دیسکهای چرخان و بازوی مکانیکی برای خواندن/نوشتن دادهها هستند.
هاردهای SSD به‌طور قابل توجهی سریع‌تر از هاردهای HDD هستند، زیرا قطعات متحرک ندارند و در نتیجه با سرعت بیشتری به دادهها دسترسی داشته و آنها را انتقال می‌دهند.
درایوهای SSD مثل HDD قطعات متحرکی ندارند بنابراین در صورتی که زمین بیفتند یا ضربه ببینند، آسیب نمی‌بینند. این ویژگی باعث می‌شود که این حافظه‌ها در دماهای بالا و پایین خراب نشوند، بنابراین نسبت به HDD ها قابل اعتمادترند.
نقطه ضعف حافظه SSD نسبت به HDD قیمت آن است. قیمت حافظه SSD تقریباً 2 برابر هارددیسک‌هاست. همین موضوع باعث می‌شود کامپیوترهایی که از حافظه SSD پشتیبانی می‌کنند، گران‌تر از بقیه باشند. برای آگاهی قیمت انواع هاردهای HDD اکسترنال روی گزینه زیر کلیک کنید.
هارد SSD به‌دلیل هزینه فناوری حافظه فلش که پیشرفته‌تر است و عملکرد و دوام بهتر، قیمت بالاتری دارد.
بله، بسیاری از کامپیوترها از SSD و HDD به‌طور هم‌زمان پشتیبانی می‌کنند و به شما امکان می‌دهند تا از SSD برای سیستم‌عامل و برنامه‌ها و از HDD برای ذخیره‌سازی داده‌های بزرگتر استفاده کنید.
بله، اس اس دی‌ها معمولاً انرژی کم‌تری نسبت به هارد دیسک‌ها مصرف می‌کنند که موجب بهینه‌شدن عمر باتری لپ تاپ‌ها می‌شود.
حافظه SSDها برعکس HDDها صدایی تولید نمی‌کنند، بنابراین بهترین گزینه برای زمانی‌ست که مشغول کار کردن هستید و به آرامش نیاز دارید.
با وجود نقاط قوتی که در حافظه SSD هست اما در زمینه بازیابی اطلاعات، نقطه ضعف مهمی دارد. در صورتی که اطلاعات ذخیره شده در هارد SSD از دست برود، نمی‌توانید آنها را به دقت و سلامت HDD بازیابی کنید.
منابع: techtarget.com | amazon.com | pcmag.com