ما هو محرك الأقراص ذو الحالة الصلبة (SSD)؟ تعريف SSD

أثناء شراء جهاز كمبيوتر محمول جديد ، ربما تكون قد شاهدت أشخاصًا يتجادلون حول ما إذا كان الجهاز الذي يحتوي على محرك أقراص ثابتة أفضل أو مزود بمحرك أقراص(HDD is better or one with an SSD) ذي حالة صلبة . ما هو HDD هنا؟ نحن جميعًا على دراية بمحرك الأقراص الثابتة. إنه جهاز تخزين كبير السعة يستخدم بشكل عام في أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. يخزن نظام التشغيل وبرامج التطبيقات الأخرى. محرك SSD أو محرك الحالة الصلبة(Solid-State) هو بديل جديد لمحرك الأقراص الثابتة(Hard Disk Drive) التقليدي . لقد تم طرحه في السوق مؤخرًا بدلاً من محرك الأقراص الثابتة ، والذي كان جهاز التخزين كبير السعة الأساسي لعدة سنوات.

على الرغم من أن وظيفتها مشابهة لوظيفة محرك الأقراص الثابتة ، إلا أنها ليست مبنية مثل محركات الأقراص الثابتة(HDDs) أو تعمل مثلها. تجعل هذه الاختلافات محركات أقراص الحالة الصلبة(SSDs) فريدة وتمنح الجهاز بعض الفوائد على القرص الثابت. دعنا نعرف المزيد عن محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة ، وبنيتها ، وأدائها ، وغير ذلك الكثير.(Let us know more about Solid-State Drives, their architecture, functioning, and much more.)

ما هو محرك الأقراص ذو الحالة الصلبة (SSD)؟

ما هو محرك الأقراص ذو الحالة الصلبة (SSD)؟

نحن نعلم أن الذاكرة يمكن أن تكون من نوعين - متقلبة وغير متقلبة(volatile and non-volatile) . SSD هو جهاز تخزين غير متطاير. هذا يعني أن البيانات المخزنة على SSD تبقى حتى بعد توقف إمداد الطاقة. نظرًا(Due) لبنيتها (فهي مكونة من وحدة تحكم فلاش وشرائح ذاكرة فلاش NAND ) ، تسمى محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة أيضًا محركات أقراص فلاش أو أقراص الحالة الصلبة.

محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة - نبذة تاريخية(SSDs – A brief history)

تم استخدام محركات(Hard) الأقراص الثابتة في الغالب كأجهزة تخزين لسنوات عديدة. لا يزال الناس يعملون على أجهزة بها قرص صلب. إذن ، ما الذي دفع الناس للبحث عن جهاز تخزين كبير السعة بديل؟ كيف ظهرت محركات الأقراص الصلبة SSD(SSDs) ؟ دعونا نلقي نظرة خاطفة على التاريخ لمعرفة الدافع وراء محركات أقراص الحالة الصلبة(SSDs) .

في الخمسينيات من القرن الماضي ، كانت هناك تقنيتان قيد الاستخدام على غرار طريقة عمل محركات الأقراص(SSDs) ذات الحالة الثابتة ، وهما الذاكرة الأساسية المغناطيسية ومتجر القراءة فقط بمكثف البطاقة. ومع ذلك ، سرعان ما تلاشت في النسيان بسبب توافر وحدات تخزين براميل أرخص.

استخدمت شركات مثل IBM محركات أقراص الحالة الصلبة(SSDs) في أجهزة الكمبيوتر العملاقة المبكرة. ومع ذلك ، لم يتم استخدام محركات الأقراص(SSDs) ذات الحالة الثابتة في كثير من الأحيان لأنها كانت باهظة الثمن. في وقت لاحق ، في السبعينيات ، تم تصنيع جهاز يسمى ROM(ROM) القابل للتغيير كهربائيًا بواسطة شركة General Instruments . هذا أيضا لم يدم طويلا. نظرًا(Due) لقضايا المتانة ، لم يكتسب هذا الجهاز أيضًا شعبية.

في عام 1978 ، تم استخدام أول SSD في شركات النفط للحصول على البيانات الزلزالية. في عام 1979 ، طورت شركة StorageTek أول قرص SSD من ذاكرة الوصول العشوائي(RAM SSD) .

(RAM)كانت محركات أقراص الحالة الصلبة(SSDs) التي تعمل على أساس ذاكرة الوصول العشوائي قيد الاستخدام لفترة طويلة. على الرغم من أنها كانت أسرع ، إلا أنها استهلكت المزيد من موارد وحدة المعالجة المركزية(CPU) وكانت باهظة الثمن. في أوائل عام 1995 ، تم تطوير محركات أقراص الحالة الثابتة(SSDs) المستندة إلى فلاش . منذ إدخال محركات أقراص الحالة الصلبة(SSDs) المستندة إلى الفلاش ، استبدلت بعض التطبيقات الصناعية التي تتطلب معدل MTBF(MTBF (mean time between failures)) استثنائيًا (متوسط ​​الوقت بين حالات الفشل) محركات الأقراص الثابتة(HDDs) بمحركات أقراص الحالة الصلبة(SSDs) . محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة قادرة على تحمل الصدمات الشديدة والاهتزاز وتغير درجة الحرارة. وبالتالي يمكنهم دعم معدلات MTBF المعقولة.(MTBF rates.)

كيف تعمل محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة؟(How do Solid State Drives work?)

يتم إنشاء محركات الأقراص(SSDs) ذات الحالة الثابتة عن طريق تكديس رقائق الذاكرة المترابطة معًا في شبكة. الرقائق مصنوعة من السيليكون. يتم تغيير عدد الرقائق في المكدس لتحقيق كثافات مختلفة. بعد ذلك ، يتم تزويدهم بترانزستورات البوابة العائمة لحمل الشحنة. لذلك ، يتم الاحتفاظ بالبيانات المخزنة في محركات أقراص الحالة الثابتة(SSDs) حتى عند فصلها عن مصدر الطاقة.

يمكن أن يحتوي أي محرك أقراص ذي حالة صلبة (SSD) على أحد أنواع الذاكرة الثلاثة(three memory types) - خلايا أحادية المستوى أو متعددة المستويات أو ثلاثية المستوى.

1. الخلايا أحادية المستوى(Single level cells) هي الأسرع والأكثر ديمومة من بين جميع الخلايا. وبالتالي ، فهي الأغلى أيضًا. تم تصميمها لاحتواء جزء واحد من البيانات في أي وقت.

2. يمكن للخلايا متعددة المستويات(Multi-level cells) أن تحتوي على بتتين من البيانات. بالنسبة لمساحة المعطيات ، يمكنها الاحتفاظ ببيانات أكثر من الخلايا أحادية المستوى. ومع ذلك ، فإن لديهم عيبًا - سرعة كتابتهم بطيئة.

3. الخلايا ثلاثية المستوى(Triple-level cells) هي الأرخص من بين الخلايا. هم أقل ديمومة. يمكن أن تحتوي هذه الخلايا على 3 بتات من البيانات في خلية واحدة. يكتبون السرعة هي الأبطأ.

لماذا يتم استخدام SSD؟(Why is an SSD used?)

كانت محركات الأقراص الثابتة(Hard Disk Drives) هي جهاز التخزين الافتراضي للأنظمة لفترة طويلة. وبالتالي ، إذا كانت الشركات تتحول إلى محركات أقراص الحالة الصلبة(SSDs) ، فربما يكون هناك سبب وجيه. دعونا نرى الآن سبب تفضيل بعض الشركات لمحركات أقراص الحالة الصلبة(SSDs) لمنتجاتها.

في محرك الأقراص الثابتة(HDD) التقليدية ، لديك محركات لتدوير الطبق ، ويتحرك رأس R / W. في SSD ، يتم التعامل مع التخزين بواسطة رقائق ذاكرة الفلاش. وبالتالي ، لا توجد أجزاء متحركة. هذا يعزز متانة الجهاز.(enhances the durability of the device.)

في أجهزة الكمبيوتر المحمولة المزودة بمحركات أقراص صلبة ، سيستهلك جهاز التخزين مزيدًا من الطاقة لتدوير الطبق. نظرًا لأن محركات أقراص الحالة الثابتة(SSDs) خالية من الأجزاء المتحركة ، فإن أجهزة الكمبيوتر المحمولة المزودة بمحركات أقراص الحالة الصلبة(SSDs) تستهلك طاقة أقل نسبيًا. بينما تعمل الشركات على بناء محركات أقراص صلبة(HDDs) هجينة تستهلك طاقة أقل أثناء الدوران ، فمن المحتمل أن تستهلك هذه الأجهزة الهجينة طاقة أكبر من محرك الأقراص ذي الحالة الصلبة.(these hybrid devices will probably consume more power than a solid-state drive.)

حسنًا ، يبدو أن عدم وجود أي أجزاء متحركة يأتي مع الكثير من الفوائد. مرة أخرى(Again) ، يعني عدم وجود أطباق دوارة أو رؤوس R / W متحركة أنه يمكن قراءة البيانات من محرك الأقراص على الفور تقريبًا. مع أقراص SSD(SSDs) ، ينخفض ​​زمن الوصول إلى حد كبير. وبالتالي(Thus) ، يمكن للأنظمة المزودة بمحركات أقراص صلبة SSD(SSDs) أن تعمل بشكل أسرع.

موصى به: (Recommended: )ما هو Microsoft Word؟(What is Microsoft Word?)

(HDDs)يجب التعامل مع محركات الأقراص الثابتة بعناية. لأنها تحتوي على أجزاء متحركة ، فهي حساسة وهشة. في بعض الأحيان ، حتى الاهتزاز البسيط من القطرة يمكن أن يتلف محرك الأقراص الثابتة(HDD) . لكن محركات الأقراص(SSDs) ذات الحالة الثابتة لها اليد العليا هنا. يمكنهم تحمل الصدمات بشكل أفضل من محركات الأقراص الصلبة(HDDs) . ومع ذلك ، نظرًا لأن لديهم عددًا محدودًا من دورات الكتابة ، فإن لديهم عمرًا ثابتًا. تصبح غير قابلة للاستخدام بمجرد استنفاد دورات الكتابة.

تحقق مما إذا كان محرك الأقراص الخاص بك هو SSD أو HDD في نظام التشغيل Windows 10

أنواع محركات أقراص الحالة الصلبة(Types of SSDs)

تتأثر بعض ميزات محركات أقراص الحالة الثابتة بنوعها . (SSDs)في هذا القسم ، سنناقش الأنواع المختلفة لمحركات أقراص الحالة الصلبة(SSDs) .

1. 2.5 "- بالمقارنة مع جميع محركات أقراص الحالة الصلبة(SSDs) في القائمة ، فإن هذا هو الأبطأ. لكنها لا تزال أسرع من الأقراص الصلبة(HDD) . هذا النوع متاح بأفضل سعر لكل جيجابايت. إنه النوع الأكثر شيوعًا من محركات الأقراص(SSD) ذات الحالة الثابتة المستخدمة اليوم.

2. mSATA - m لتقف على mini. تعد محركات أقراص mSATA SSD(SSDs) أسرع من 2.5 بوصة. إنها مفضلة في الأجهزة (مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة) حيث لا تكون المساحة رفاهية. لديهم عامل شكل صغير. بينما تكون لوحة الدائرة مقاس 2.5 بوصة مغلقة ، فإن تلك الموجودة في محركات أقراص الحالة الصلبة(SSDs) mSATA تكون عارية. يختلف نوع الاتصال الخاص بهم أيضًا.

3. SATA III - يحتوي على اتصال متوافق مع SSD و HDD. (This has a connection that is both SSD and HDD compliant.)أصبح هذا شائعًا عندما بدأ الناس في الانتقال إلى SSD من HDD . سرعة بطيئة تبلغ 550 ميجابايت(MBps) في الثانية . يتم توصيل محرك الأقراص باللوحة الأم باستخدام سلك يسمى كابل SATA بحيث يمكن أن يكون مزدحمًا بعض الشيء.

4. PCIe - PCIe تعني Peripheral Component Interconnect Express . هذا هو الاسم الذي يطلق على الفتحة التي تحتوي عادةً على بطاقات الرسوم وبطاقات الأصوات وما شابه. تستخدم محركات أقراص PCIe SSD(PCIe SSDs) هذه الفتحة. إنها الأسرع والأغلى بطبيعة الحال. يمكنهم الوصول إلى سرعات أعلى بأربعة أضعاف من محرك أقراص SATA(SATA drive) .

5. M.2 - مثل محركات M SATA ، لديهم لوحة دائرة عارية. محركات الأقراص M.2 هي أصغر أنواع محركات أقراص الحالة الصلبة ( SSD ) ماديًا . هذه تقع بسلاسة على اللوحة الأم. لديهم دبوس موصل صغير ولا يشغلون سوى مساحة صغيرة جدًا. نظرًا(Due) لصغر حجمها ، يمكن أن تصبح ساخنة بسرعة ، خاصة عندما تكون السرعة عالية. وبالتالي ، فهي تأتي مع مبدد حراري / مبدد حراري مدمج. تتوفر محركات أقراص M.2 SSD(M.2 SSDs) في كل من أنواع SATA و PCIe(PCIe types) . لذلك ، يمكن أن تكون محركات أقراص M.2 ذات أحجام وسرعات مختلفة. بينما لا يمكن لمحركات الأقراص mSATA و 2.5 بوصة دعم NVMe (وهو ما سنراه لاحقًا) ، يمكن لمحركات الأقراص M.2 القيام بذلك.

6. NVMe - NVMe تعني الذاكرة غير المتطايرة السريعة(Non-Volatile Memory express) . تشير العبارة إلى الواجهة من خلال محركات أقراص الحالة الصلبة(SSDs) مثل PCI Express و M.2 تتبادل البيانات مع المضيف. مع واجهة NVMe ، يمكن للمرء أن يحقق سرعات عالية.

هل يمكن استخدام محركات أقراص الحالة الصلبة لجميع أجهزة الكمبيوتر؟(Can SSDs be used for all PCs?)

إذا كانت محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة لديها الكثير لتقدمه ، فلماذا لم تستبدل محركات الأقراص الثابتة بالكامل كجهاز تخزين رئيسي؟ ( why have they not fully replaced HDDs as the main storage device?)رادع كبير لهذا هو التكلفة. على الرغم من أن سعر SSD الآن أقل مما كان عليه ، عندما دخلت السوق ، لا تزال محركات الأقراص الصلبة هي الخيار الأرخص( HDDs are still the cheaper option) . مقارنة بسعر محرك الأقراص الثابتة ، يمكن أن تكلف SSD ثلاث مرات أو أعلى بأربعة أضعاف. أيضًا ، كلما زادت سعة محرك الأقراص ، يرتفع السعر بسرعة. لذلك ، لم يصبح بعد خيارًا قابلاً للتطبيق ماليًا لجميع الأنظمة.

اقرأ أيضًا: (Also Read:) تحقق مما إذا كان محرك الأقراص لديك هو SSD أو HDD في نظام التشغيل Windows 10(Check If Your Drive is SSD or HDD in Windows 10)

هناك سبب آخر لعدم استبدال محركات الأقراص الثابتة SSD بالكامل (SSDs)بمحركات الأقراص الثابتة(HDDs) وهو السعة. يمكن أن يكون للنظام النموذجي المزود بمحرك أقراص صلبة SSD طاقة تتراوح من 512 جيجابايت إلى 1 تيرابايت. ومع ذلك ، لدينا بالفعل أنظمة HDD مع عدة تيرابايت للتخزين. لذلك(Therefore) ، بالنسبة للأشخاص الذين يبحثون عن سعات كبيرة ، لا تزال محركات الأقراص الصلبة(HDDs) هي الخيار المفضل لديهم.

ما هو محرك القرص الصلب

محددات(Limitations)

لقد رأينا التاريخ وراء تطوير SSD ، وكيف يتم بناء SSD ، والفوائد التي يوفرها ، ولماذا لم يتم استخدامه على جميع PCs/laptops حتى الآن. ومع ذلك ، فإن كل ابتكار في التكنولوجيا يأتي مع مجموعة من العيوب. ما هي عيوب محرك الحالة الصلبة؟

1. سرعة الكتابة -(Write speed –) نظرًا لعدم وجود أجزاء متحركة ، يمكن لـ SSD الوصول إلى البيانات على الفور. ومع ذلك ، فإن وقت الاستجابة منخفض فقط. عندما يتعين كتابة البيانات على القرص ، يجب مسح البيانات السابقة أولاً. وبالتالي ، فإن عمليات الكتابة تكون بطيئة على SSD . قد لا يكون فرق السرعة مرئيًا للمستخدم العادي. لكن هذا عيب كبير عندما تريد نقل كميات هائلة من البيانات.

2. فقدان البيانات واستعادتها - تُفقد (Data loss and recovery –)البيانات(Data) المحذوفة من محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة بشكل دائم. نظرًا لعدم وجود نسخة احتياطية من البيانات ، يعد هذا عيبًا كبيرًا. يمكن أن يكون الفقد الدائم للبيانات الحساسة أمرًا خطيرًا. وبالتالي ، فإن حقيقة أنه لا يمكن للمرء استرداد البيانات المفقودة من SSD هو قيد آخر هنا.

3. التكلفة -(Cost –) قد يكون هذا قيدًا مؤقتًا. نظرًا لأن محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة(SSDs) هي تقنية أحدث نسبيًا ، فمن الطبيعي أنها باهظة الثمن مقارنة بمحركات الأقراص الثابتة(HDDs) التقليدية . لقد رأينا أن الأسعار قد انخفضت. ربما في غضون عامين ، لن تكون التكلفة رادعًا للأشخاص للتحول إلى محركات أقراص الحالة الصلبة(SSDs) .

4. عمر -(Lifespan –) نحن نعلم الآن أن البيانات تتم كتابتها على القرص عن طريق محو البيانات السابقة. يحتوي كل SSD(Every SSD) على عدد محدد من دورات الكتابة / المسح. وبالتالي ، عندما تقترب من حد دورة الكتابة / المسح ، قد يتأثر أداء SSD . يأتي محرك أقراص الحالة الصلبة ( SSD(SSD) ) في المتوسط ​​مع حوالي 1،00،000 دورة كتابة / محو. هذا الرقم المحدود يقصر من عمر SSD .

5. التخزين -(Storage –) مثل التكلفة ، يمكن أن يكون هذا قيدًا مؤقتًا مرة أخرى. اعتبارًا من الآن ، تتوفر محركات الأقراص(SSDs) ذات الحالة الثابتة بسعة صغيرة فقط. بالنسبة لمحركات أقراص الحالة الصلبة(SSDs) ذات السعات الأعلى ، يجب على المرء صرف الكثير من المال. سيحدد الوقت فقط ما إذا كان بإمكاننا الحصول على محركات أقراص صلبة ذات سعة تخزينية ميسورة التكلفة مع(SSDs) سعة جيدة.



About the author

أنا مهندس برمجيات لديه خبرة في Xbox Explorer و Microsoft Excel و Windows 8.1 Explorer. في أوقات فراغي ، أحب ممارسة ألعاب الفيديو ومشاهدة التلفزيون. لديّ درجة علمية من جامعة يوتا وأعمل حاليًا كمهندس برمجيات لشركة دولية.



Related posts