موزشکده CPU یا Central Processing Unit که بعضی اوقات از اون به Processor یا پردازشگر هم یاد میشه در واقع مغز رایانه ی شماست. وظیفه اش اینه که تمامی کارهای محاسباتی رایانه را انجام دهد و نیز مدت زمان انجام این محاسبات رو به حداقل برسونه. CPU چیست ؟ CPU چیزی نیست که شما بتونید اونو از بیرون کیس رایانتون ببینید، حتی وقتی در کیستون رو هم باز میکنید با زهم برای دیدن CPU باید تمامی سیم ها رو باز کنید و همچنین فنی (خنک کننده) رو که روی CPU قرار گرفته باز کنید. درست در زیر این فن یک چیپ مربعی کوچک قرار گرفته که همون CPU رایانه ی شماست. CPU CPU چگونه کار میکند؟ اگه بخواهیم به ساده ترین نحو ممکن عملکرد CPU رو شرح بدیم میشه اونو تو سه مرحله خلاصه کرد : 1- وقتی که شما بر روی یک برنامه اجرایی کلیک میکنید، اطلاعات برنامه از هاردتون (و در بعضی مواقع از RAM ) فراخوانی میشه و به CPU فرستاده میشه. 2- وقتی که CPU اطلاعات رو دریافت میکنه، شروع به انجام محاسبات میکنه و نتیجه رو بدست میاره. 3- وقتی محاسبات CPU به اتمام رسید، CPU نتایج رو به قطعه ی مربوطه میفرسته و به عنوان خروجی برای کاربر به نمایش درمی آید. به نظر ساده میاد نه؟ تمامی 3 مرحله ی فوق تنها در کسری از ثانیه رخ میده و تاخیر در هر کدام از مراحل باعث کاهش سرعت رایانه میشه. عواملی که روی کارکرد CPU تاثیر میذاره بنابراین فقط با افزایش CPU نمیتوان انتظار افزایش سرعت و کارآیی سرعت رایانه رو داشت، برای بدست آوردن ماکزیمم سرعت رایانه باید سرعت رسیدن و باز خوانی اطلاعات (از هارد و RAM) هم زیاد باشه. عواملی که میتونن باعث افزایش CPU بشن عبارتند : 1- سرعت کلاک یا سرعت ساعت سرعت ساعت CPU در واقع مدت زمانیه که طول میکشه که CPU یه دستور رو پردازش کنه. واحد سرعت CPU هرتزه و معمولا سرعت CPU ها به صورت مگاهرز یا گیگاهرتز بیان میشه. مگاهرتز یعنی اینکه CPU میتونه 1 میلیون دستور رو در ثانیه پردازش کنه و گیگاهرتز یعنی اینکه CPU میتونه 1 میلیارد دستور رو در یک ثانیه پردازش کنه. البته امروزه دیگه همه ی CPU ها قابلیت پردازش میلیاردی دارن و CPU هایی که واحدشون در مبنای مگا بیان میشد کنار رفته اند. به طور مثال یه CPU با سرعت 3GH شش برابر سریعتر از یه CPU با سرعت 500MH هست. 2- کش اگه یادتون باشه بالا ذکر کردیم برای اینکه از حداکثر سرعت CPU استفاده بشه باید سرعت رسیدن اطلاعات هم به همون زیادی باشه، ولی سرعت عملکرد CPU بسیار بیشتر از سرعت RAM هست به همین علت مدت زمان زیادی رو CPU باید منتظر بمونه تا اطلاعات از RAM به اون برسه. برای کاهش این مدت انتظار و افزایش سرعت سیستم، حافظه ی کش رو تو CPU جاسازی کردن. وظیفه ی کش اینه که آخرین دستورات و فرمانهای کاربر رو تو خودش ذخیره کنه و از اونجایی که سرعت کش برابر با سرعت CPU هست،اطلاعات فورا به CPU میرسه و نیازی به فراخوانی دوباره اطلاعات از RAM نیست . ولی اگه اطلاعات مورد نیاز برای پردازش در کش موجود نباشه، باید این اطلاعات از RAM فراخوانی بشه، که در این لحظه باز هم CPU بیکار میمونه، و سرعت کاهش پیدا میکنه. برای حل این مشکل باز هم کش اضافه میکنن. به همین علت با افزایش حجم کش، اطلاعات آماده بیشتر میشه و در نتیجه فراخوانی اطلاعات کمتری از RAM نیازه. پس هرچی کش حافظه ی کش بزرگتر، سرعت هم بیشتر. 3- چند هسته ای چند سال پیش اگه میخواستین رایانه ی با سرعت بیشتری داشته باشین، میتونستین CPU با سرعت بیشتری بخرین، ولی امروزه دیگه تنها سرعت بیشتر باعث افزایش سرعت رایانه نمیشه. چرا؟ چون محدودیت های وجود داره، که نمیتونه سرعت CPU تا بینهایت زیاد بشه ( یکی از اصلی ترین محدودیت ها گرم شدن بیش از حد CPU ه). برای همین شرکت های سازنده ی CPU چند هسته رو با هم در یک CPU جاسازی میکنن که به معنی اینه که CPU میتونه همزمان دستورات بیشتر و زیادتری رو پردازش کنه، و به جای کارکردن سری با کارکردن به صورت موازی میتونه باعث افزایش سرعت بشه.

چیست؟
SSD یا به عبارت دیگر Solid State Disk، منبع ذخیره سازی است که از نیمه رساناهای حالت جامد تشکیل شده است. از این تکنولوژی در ساخت حافظه های Flash نیز استفاده می شود به همین دلیل برخی SSD را حافظه Flash می نامند.
SSD ها امتیازات بیشتری نسبت به هارد دیسک ها دارند و تصور اینکه روزی جایگزین هارد دیسک در نوت بوک ها و کامپیوترهای شخصی شوند بسیار طبیعی است. بخصوص اینکه کاهش قیمت مداوم SSD این تصور را به واقعیت نزدیک تر کرده است.

هارد دیسکهای حالت جامد چیست؟
هارد دیسک جامد SSD یا solid state drive، به هارد دیسکی گفته می شود که در آن هیچ قطعه متحرکی وجود ندارد. همانطور که میدانیم هارد دیسک های معمولی دارای چندین دیسک گردان و هد متحرک هستند . هارد دیسک های جامد از نظر ابعاد و شکل ظاهری مشابه هارد دیسک های معمولی هستند، فقط قطعات متحرک را ندارند و به جای آنها از حافظه های فلش و حافظه های SDRAM در هارد های جامد استفاده میشود.

- این هارد ها به دلیل نداشتن قطعه متحرک زمان تاخیر بسیار کمتری نسبت به هارد های معمولی دارند.
- از لحاظ مصرف انرژی و تولید حرارت در کامپیوتر ، هارد دیسک های جامد به مراتب انرژی کمتری مصرف می کنند و حرارت کمتری نیز تولید می کنند که از این جهت استفاده آنها در کامپیوتر های لپ تاپ
بسیار ایده آل و مقرون به صرفه است.
- هاردهای جامد از نظرقیمت ، در هنگام عرضه اولیه نسبت به هارد های معمولی ، قیمت قابل توجهی خواهند داشت.

شرکت سامسونگ سری جدیدی از رسانه های حافظه مبتنی بر فناوری flash را به تازگی به بازار عرضه کرده است که قرار است جایگزین درایو های سنتی هارد دیسک شوند. هارد دیسک های جدید SSD (دیسک های با حالت پایدار - solid-state disk) نام دارند و در ساختار آنها از تراشه های حافظه NAND بجای سیستم ذخیره سازی مکانیکی استفاده شده است. استفاده از این فناوری باعث صرفه جویی در مصرف انرژی برق این هارد دیسک ها می شود و نرخ ذخیره سازی داده در آنها را نیز افزایش می دهد.

سری اول از این هارد دیسک ها با ظرفیت 16 گیگا بایت و 16 تراشه حافظه NAND 8 گیگا بایتی عرضه شده است. قیمت این رسانه با توجه با قیمت تقریبی چنین تراشه هایی در بازار حدودا 900 دلار خواهد بود.
مهمترین مزیت هارد دیسک های جدید میزان استفاده کم آنها از انرژی برق است. بطوری که میزان برق استفاده شده در آنها تنها 5 درصد هارد دیسک های معمولی است. از نظر وزن نیز, هارد دیسک های معمولی بیش از 2 برابر از آنها سنگین تر هستند. حافظه جدید قابلیت خواندن 57 مگا بایت اطلاعات را در هر ثانیه دارد. این هارد دیسک همچنین می تواند با سرعت 32 مگا بر ثانیه داده ها را در خود ذخیره کند. البته سامسونگ اشاره ای به چگونگی مکانیسم این کار نکرده است.

یکی دیگر از برتری های این حافظه نسبت به هارد دیسک های معمولی مقاومت بیشتر آنها در برابر شرایط نامساعد محیطی و شوک های الکتریکی است. علت آن هم عدم استفاده از قطعات جدا شونده است. چنین مزیتی موجب می شود تا این حافظه برای استفاده در زمینه های صنعتی و نظامی – که ممکن است در آنها شرایط عادی کاری وجود نداشته باشد- بسیار کارا باشد. از دیگر مزیت های هارد دیسک جدید بی صدا بودن آنها در زمان کار است و گرمای تولید شده توسط آنها در مقایسه به حافظه های سنتی بسیار کمتر است.

شرکت سامسونگ پیش بینی کرده است حافظه های جدید بطور گسترده ای در دستگاه های پورتال نظیر لپ تاپ ها و کامپیوتر های جیبی مورد استفاده قرار بگیرد. سامسونگ قصد دارد در اولین مرحله تولید انبوه حافظه جدید, آنها را در سه سایز گنجایش حافظه روانه بازار کند. هارد دیسک های 4 و 8 گیگا بایتی با اندازه 1.8 اینچ و هارد دیسک 16 گیگا بایتی با اندازه 2.5 اینچ.

در گزارش رسمی این شرکت اعلام شده است که علت تاخیر این شرکت در ارائه هارد دیسک های Falsh, اختلاف قیمت چشمگیر آنها در مقایسه با هارد دیسک های معمولی است. هر چند در حال حاضر هم اختلاف قیمت این دو رسانه بسیار بالاست اما هر روزه ما شاهد کاهش قیمت آنها و برقراری نوعی توازن هستیم که موجب می شود کاربران به خرید چنین هارد دیسک هایی ترغیب کند.

شاید بتوان اختلاف قیمت بین این هارد دیسک ها را اختلاف قیمت بین مانیتور های LCD و معمولی در سال های نه چندان دور مقایسه کرد که به مرور زمان و با کاهش اختلاف آنها کاربران به سوی استفاده از مانیتور های LCD جذب شدند. مدیران شرکت سامسونگ معتقد هستند که هارد دیسک های SSD در سال های آینده از لحاظ قیمت و گنجایش حافظه قادر به رقابت به ریز هارد دیسک های فعلی (Micro Hard Disk) موجود در بازار هستند. تولید انبوه هارد دیسک های SSD در تابستان امسال و در ماه آگوست آغاز خواهد شد.

تاریخچه SSD
SSD ها سابقهای طولانی دارند، ولی عملا از سال 1995 به معنای امروزی به کار گرفته شدند و از سال 2007 رواج پیدا کردند. استفاده از آنها در ابتدا محدود به صنایع نظامی و هوافضا بود، ولی امروزه در اختیار کاربرانمعمولی نیز هستند.
بر اساس بازار فروش و برنامهریزیهای تولیدکنندهها، میتوان انتظار داشت که SSD ها در آینده رواج بیشتری SSD بر اساس بازار فروش و برنامهریزیهای تولیدکنندهها، میتوان انتظار داشت که پیدا کنند.

انواع SSD
SSD ها دو نوع کلی دارند؛ یکی از آنها بر پایه حافظه های FLASH تولید میشود و دیگری بر پایه DRAM K نوع اول برای حفظ اطلاعات نیاز به انرژی ندارد، در حالی که دومی اینچنین نیست. SSD های نوع DRAM معمولا با نوعی باتری، خازن یا تغذیه کننده دیگری تولید میشوند تا دچار مشکل نشوند.
آنچه امروزه به عنوان SSD شناخته میشود، عمدتاً SSD های مبتنی بر حافظه های فلش هستند امتیاز SSD های مبتنی بر DRAM سرعت بالاترشان است.

تفاوت SSD و HDD
نقطه قوت SSD ، توان مصرفی کم
SSD برای افزایش فضای ذخیره سازی، HDD مشکلات را ندارد. چراکه در HDD برای افزایش حجم، سازنده ها ناگزیرند از صفحات بیشتری استفاده نمایند و وقتی تعداد صفحات زیاد می شود، به دلیل اینکه فضای داخل HDD کاملا ایزوله است و هوای داخل آن نیز محدود است، با چرخش سریع صفحات، گرمای بیشتری نیز تولید می شود که برای استفاده در نوت بوک این مشکل بزرگی است و این همان چیزی است که شرکت های سازنده سعی در بهبود اجرا و سرعت آن دارند.
یکی از برتری های SSD نسبت به HDD، توان مصرفی آن است و نیز از نظر سایز در ظرفیت برابر از HDD کوچک تر است.

نقاط ضعف SSD
در مقابل، SSD نقاط ضعفی هم نسبت به دارد:

1-عدم بازیابی اطلاعات: یکی از نقاط ضعف SSD عدم امکان بازیابی داده ها است. زمانیکه HDD از کار می افتد کارشناسان اغلب قادرند حداقل مقداری از داده ها را بازیابی کنند ( البته این وابسته به علل خرابی و شرایط فیزیکی صفحه ها دارد) که این امکان در SSD ها وجود ندارد.
2-تعداد دفعات نوشتن: نکته بعدی، عمر مفید SSDهاست که از نظرWrite Cycle (تعداد دفعات نوشتن) نسبت به HDDها عمر کمتری دارد.
3-ظرفیت: نهایتا اینکه در حال حاضر SSD از لحاظ ظرفیت توانایی رقابت با را ندارد اما این محدودیت موقتی است و در آینده رفع خواهد شد.

برتری SSD بر HDD در هنگام بازنویسی فایل
SSD از نظر نرم افزاری کاملا با HDD سازگاری دارد بطوریکه می تواند در هر کاری جایگزین HDD شود. در بخش مدیریت فایل نیز تفاوت هایی جزئی بین HDD و SSD وجود دارد.
در این خصوص می توان به این نکته اشاره کرد که در HDD، هنگام بازنویسی فایل فایل در همان جای قبلی کپی می شود. در این حالت اگر اشتباهی رخ دهد گاهی سبب نابود شدن داده ها می شود اما در SSD ، هنگام بازنویسی فایل فایل در یک موقعیت جدید کپی و سپس فایل های اصلی (قدیمی) حذف می شوند.
بنابراین اگر هنگام بازنویسی فایل ها اشتباهی رخ دهد فایل های اصلی به صورت دست نخورده باقی می مانند که این باعث کاهش احتمال از بین رفتن داده ها می شود.
در حال حاضر ویندوز تفاوتی میان HDD و SSD قائل نمی شود اگرچه گفته شده که سعی در استفاده بهینه از دارد.

تصویری از آینده
اینکه آیا SSD جایگزین HDD در تمامی کاربردها خواهد شد یا نه هنوز مشخص نیست. اگرچه در برخی کاربردها SSD به جای HDD به فروش می رسد ( مثل حافظه های قابل حمل USB با ظرفیت 40 و 80 گیگا بایت که در ساختار آنها از SSD استفاده شده است) اما در برخی از ابزارها هنوز HDD به عنوان ذخیره اصلی کاربرد دارد.
قیمت گذاری سازنده های SSD نقش اصلی را در این تغییرات خواهد داشت ، اگرچه مصرف انرژی مقاومت و سرعت انتقال اطلاعات در جایگزینی SSD بی تأثیر نخواهد بود.
اگر کاهش قیمت SSD همچنان ادامه داشته باشد باید منتظر جایگزینی کلی SSD به جای HDD باشیم.
موسسه تحقیقات Gartner برآورد می کند که تا سال 2010 بیش از 32 میلیون نوت بوک، از SSD به عنوان وسیله ذخره سازی (به جای HDD ) استفاده کنند.

از عوامل مهم استفاده از SSD در نوت بوک های نسل آینده، می توان به موارد زیر اشاره کرد:

- قابلیت اطمینان: به دلیل اینکه SSD هیچ قسمت متحرکی ندارد پس درصد خرابی آن در اثر ضربه کمتر است. اگر یک نوت بوک به زمین بیفتد احتمال صدمه دیدن HDD بسیار زیاد است زیرا ممکن است که هد با صفحه تماس پیدا کند.

- قیمت: اواخر دهه 1990تکنولوژی SSD برای کاربردهای عملی که نیاز به اطمینان زیادی داشت مورد استفاده قرار می گرفت، زیرا 1 مگابایت حافظه فلش چند صد دلار هزینه داشت اما امروز 1 گیگابایت از حافظه

هارددیسک‌ها در دهه 1950 اختراع شدند. در ابتدا آنها دیسک‌های بزرگی به ضخامت 20 اینچ بودند و فقط چند مگابایتی از اطلاعات را می‌توانستند ذخیره کنند. در ابتدا نام آنها "دیسک‌های ثابت " (Fixed Disks) یا وینچسترز (یک اسم رمز که قبلاً برای یک محصول محبوب IBM استفاده می‌شده است) بود. بعدها برای تشخیص آنها از فلاپی دیسک (دیسک نرم)، نام‌ هارددیسک بر روی آنها گذاشته شد.

با گذشت زمان و بالا رفتن حجم اطلاعات مورد نیاز کاربران، کم کم نیاز به دیسک‌هایی با سرعت انتقال بیشتر و مصرف انرژی کمتر احساس شد که این مسئله در مورد دستگاه‌های قابل حمل، مثل نوت‌بوک‌ها و نِت‌بوک‌ها، بیشتر احساس می‌شود. بنابراین شرکت‌های سازند?‌ هارددیسک، به فکر ساخت دیسک‌هایی با سرعت انتقال بسیار بالا و مصرف انرژی کمتر افتادند و توانستند دیسک‌هایی را با الهام از تکنولوژی بکار گرفته شده در Flash درایوها بسازند که هم سرعت بیشتری دارد و هم انرژی کمتری مصرف می‌کند. این دیسک‌ها همان SSD‌ها هستند.
درایو‌های SSD


SSD سر واژه عبارت Solid-State Drive است.
واحدهای SSD، دستگاه‌های ذخیره‌سازی هستند که می‌توانند همانند‌ هارددیسک‌ها، اطلاعات را ذخیره کنند. این نوع از دستگاه‌های ذخیره سازی، از چیپ‌های بکار گرفته شده در حافظه‌های Flash (به جای دیسک‌های مغناطیسی بکار گرفته شده در ‌هارددیسک‌ها) برای ذخیره‌سازی داده‌ها استفاده می‌کنند.
SSD‌ها برای اولین بار در دهه‌های 70 و 80 میلادی به عنوان حافظه‌های نیمه‌هادی برای ابرکامپیوترهای IBM یعنی Cray و Amdahl استفاده شدند.

چون داده‌‍‌ها به جای حالت مغناطیسی (یعنی ذخیره شدن بر روی دیسک‌های فلزی بنام پلاتر) به شکل الکتریکی ذخیره می‌شوند (بر روی چیپ‌های الکترونیکی) لذا SSD‌ها سریع‌تر از‌هارددیسک‌های معمولی عمل می‌کنند. این سرعت بیشتر می‌تواند 2 دلیل مهم داشته باشد:

1- نیازی به تبدیل اطلاعات مغناطیسی به اطلاعات الکتریکی نیست.
2- هیچ قطع? مکانیکی وجود ندارد، بنابراین داده‌ها به سهولت در دسترس هستند در حالی که در ‌هارددیسک‌ها، مدت زمانی جهت رسیدن هِد ‌هارددیسک به جایی که اطلاعات ذخیره شده است  (Seek Time)نیاز است. بنابراین می‌توان ادعا کرد که سرعت SSD‌ها نزدیک به سرعت حافظه‌های Flash است. همچنین به دلیل عدم وجود قطعه مکانیکی در SSD‌ها، این نوع از حافظه‌ها کاملاً بی‌صدا بوده و حرارت کمتری در مقایسه با HDD‌ ها تولید می‌کنند.

نکته: هرگاه در ساخت یک SSD، از حافظه‌های SRAM یا DRAM (بجای حافظه‌های Flash) استفاده شده باشد، به آن RAM Drive گفته می‌شود.

یکی از نکات مهم درمورد SSD‌ها این است که از آنجایی که داده‌ها در چیپ‌های حافظه ذخیره می‌شوند، SSD یک دیسک نیست. بنابراین اصطلاح
"دیسک‌های SSD "، اشتباه است و باید از اصطلاح " واحد ssdا" (SSD Unit) استفاده نمود.
بطور کلی واحدهای SSD، در 3 نوع 3.5، 2.5 و 1.8 اینچی ساخته شده‌اند زیرا حداقل باید هم انداز? دیسک‌های مورد استفاده در نوت‌بوک‌ها و نِت‌بوک‌ها باشند. از نظر نوع واسط (اینترفیس) نیز واحدهای SSD با هر 2 نوع واسط ATA و SATA سازگار هستند.


تفاوت راندمان SSD با HDD


در آزمایشات انجام شده مشخص شد که حافظه‌های SSD، قادر هستند تا حجم اطلاعاتی برابر 25 فیلم HD را در مدت زمان 21 دقیقه در خود ذخیره کنند، در حالیکه ذخیر? همین حجم اطلاعات در بهترین‌ هارددیسک‌های فعلی حداقل 70 دقیقه طول می‌کشد.
همچنین، بطور میانگین سرعت خواندن از روی حافظه‌های SSD، حدود 220 MB/s و سرعت چیزی حدود 200 MB/s است. نکت? قابل توجه اینکه نوشتن و خواندن بطور همزمان 10 درصد از این سرعت را کاهش می‌دهد.
از سوی دیگر تعداد عملیات ورودی/خروجی در هر ثانیه (IOPS) در SSD‌ها چیزی بین 40 هزار تا 150 هزار است در حالیکه این میزان در HDD‌ها بین 100 تا 300 است.
همچنین فاکتور تاخیر (Latency) در SSD‌ها 0.015 میلی ثانیه است در حالی که این میزان برای HDD‌ ها حدود 5.5 میلی ثانیه است. نکته قابل توجه آنکه فاکتور
Seek Time در SSD‌ها معنایی ندارد.
نکت? مهم دیگر آنکه میزان بکارگیری و استفاده از فضای ذخیره سازی در HDD‌ها کمتر از 90 درصد است در حالیکه در SSD‌ها این میزان نزدیک به 100 درصد است.

نکته: ماهنامه رایانه خبر در مقاله "mushkin SSD 60GB" در شماره 52 به تفصیل به بررسی و تست یک SSD 60 گیگابایتی و مقایسه آن با یک‌هارددیسک 320 گیگابایتی پرداخته است.


بازار هدف


مهم ترین هدف تولید کنندگان واحدهای SSD در حال حاضر بدست آوردن بازار موبایل و بطور کلی دستگاه‌ه ای پرتابل است و نه بازار سیستم‌های دسکتاپ .
این مسئله 2 دلیل مهم دارد:
1- مصرف کمتر انرژی در واحدهای SSD، نسبت به‌هارددیسک‌ها. شاید این مسئله در یک کامپیوتر Desktop زیاد محسوس نباشد ولی برای مثال در نوت‌بوک‌ها فوق‌العاده به چشم می‌آید.
2- مقاوم بودن در برابر ضربات و تکان‌های احتمالی. با داشتن واحد‌های SSD، دیگر لازم نیست از تکان دادن و ضربات ناگهانی واحد حافظه خود نگران باشیم. زیرا داده‌ها هیچ آسیبی ندیده و کاملاً سالم می‌مانند. در حالی که در ‌هارددیسک‌ها ممکن است داده‌های ما آسیب دیده و از بین بروند.

بطور کلی واحدهای SSD مبتنی بر ساختار Flash، شامل اجزای زیر هستند:

1ـ Flash Memory
منظور از این بخش، همان جایی است که داده ذخیره می‌شود. این بخش نیز از نوع حافظه‌های مورد استفاده به عنوان فلش درایو، کارت‌های حافظه برای دوربین‌های دیجیتال و ... است.
بطور کلی SSD‌ها، به دلیل نوع تکنولوژی ساختشان و همچنین استفاده زیاد از این نوع حافظه‌ها، گران هستند.

حافظه‌های Flash، می‌توانند تحت 2 تکنولوژی مختلف ساخته شوند : NAND و NOR
نوع مورد استفاده در اکثر دستگاه‌ها، NAND است. بنابراین تکنولوژی مورد استفاده در اکثر فلش درایوهای فعلی، NAND است.
دو شرکت Intel و Micron که سرمایه گذاری مشترکی را در سال  2006تحت نام
IM Flash Technologies، آغاز کرده اند، در تاریخ 1 فوری? امسال 2010، موفق به ساخت تکنولوژی 25 نانومتری برای حافظه‌های NAND شدند. بکارگیری این تکنولوژی در ساخت SSD‌ها می‌تواند انقلاب بزرگی به حساب آید. از مزیت‌های تکنولوژی NAND، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد :
بهینه بودن هزین? ساخت، افزایش قابلیت اعتماد، چگالی بیشتر برای داده‌ها (افزایش ظرفیت )، کاهش سایز حافظه‌ها و ...

تکنولوژی NOR، این امکان را می‌دهد تا بتوان از روی آن برنامه‌ها را اجرا کرد (شبیه کاری که رم در سیستم‌های دسکتاپ انجام ‌می‌دهد)  و اساساً در ساخت رم‌‌های تلفن‌های همراه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

از سوی دیگر، حافظه‌های Flash از نظر نوع چگالی حافظه، در 2 گروه قرار می‌گیرند :
• (SLC (Single Level Cell : در چیپ‌های SLC، هر مدار ذخیره سازی داخلِ چیپ، تنها یک بیت از اطلاعات را ذخیره می‌کند.
• (MLC ( Multiple Level Cell : در چیپ‌های MLC، هر مدار ذخیره سازی، بیش از یک بیت از اطلاعات را ذخیره می‌کند.

به همین دلیل چیپ‌های MLC، ارزان‌تر از چیپ‌های SLC هستند. زیرا یک چیپ MLC می‌تواند حجم بیشتری از اطلاعات را در خود نگه دارد. بنابراین، واحدهای SSD ارزان‌تر، از چیپ‌های MLC استفاده کرده‌اند. در حالیکه واحدهای گران‌تر، از چیپ‌های SLC، استفاده نموده‌اند.
از آنجاییکه بیت‌های داد? داخل چیپ‌ها به یکدیگر نزدیک هستند، چیپ‌های MLC، نرخ تولید خطای بیشتری دارند. نکته مهم اینکه این خطا‌ها، برای کاربر قابل مشاهده نیستند، زیرا چیپ کنترلر، با استفاده از مکانیزم تصحیح خطا، خطا‌های مذکور را تشخیص داده و بطور خودکار آنها را برطرف می‌کند. ولی به هر حال تشخیص و تصحیح خطا زمان می‌برد (هرچند این زمان اندک باشد). بنابراین می‌توانیم به این نتیجه رسید که :
" چیپ‌های MLC، کندتر از چیپ‌های SLC هستند"

عیب دیگر چیپ‌های MLC، این است که از عمر کوتاه‌تری نسبت به چیپ‌های SLC برخوردار هستند(در واقع، حافظه‌های Flash دارای تعداد دفعات محدودی برای انجام عملیات نوشتن و پاک کردن هستند).

معمولاً چیپ‌های SLC، قبل از آنکه غیر قابل اعتماد شوند،  اجاز? 100 هزار سیکل نوشتن و پاک کردن را به ما می‌دهند. در حالیکه چیپ‌های MLC، دارای تعدادی محدودی سیکل نوشتن و پاک کردن هستند، یعنی حدود 10 هزار سیکل. بنابراین برخی از چیپ‌های ارزان قیمت عمر کوتاه‌تری دارند).

ولی ممکن است این سوال پیش بیاید که طول عمر یک واحد SSD در نهایت چقدر است ؟
در پاسخ به این سوال باید گفت که این مسئله به تعداد دفعات سیکل‌های نوشتن و پاک کردن، که توسط کاربر انجام می‌شود بستگی دارد. برای مثال، اگر تصورکنیم که کاربر بطور میانگین هر روز حدود 50گیگابایت عملیات نوشتن انجام می‌دهد، طول عمر یک واحد SSD با حجم 64GB،که دارای چیپ‌های MLC باشد، حدود 35 سال است. با توجه به رابط? زیر :
64iGB x 10,000) / 50 GB / 365 days)


در حالی که همین وضعیت برای یک SSD حاوی چیپ‌های SLC، حدود 350 سال است:
4iGB x 100,000) / 50 GB / 365 days)


بنابراین، با توجه به نکات ذکر شده، می‌توانیم به این نتیجه برسیم که برای مصارف حرفه‌ای (محیط‌های Enterprise مثل سرورها) که حجم عملیات بالا است بهتر است از واحدهای SSD که حاوی چیپ‌های SLC هستند استفاده کنیم. در حالیکه واحدهای SSD که حاوی چیپ‌های MLC هستند در رده مصارف عمومی(Consumer) قرار می‌گیرند.
جدول 1 تفاوت نیازها در محیط‌های Enterprise و Consumer را نشان می‌دهد:


جدول 1: تفاوت نیازها در محیط‌های Enterprise و Consumer

از یک دیدگاه کلی متوسط زمان بدون عیب کار کردن
(MTBF (Mean Time Between Failures، برای SSD‌ها بین 1.5 میلیون تا 3 میلیون ساعت است در حالیکه این فاکتور برای HDD‌ها بین 300 هزار تا 1 میلیون ساعت است.

2ـ Buffer Memory :
یکی از نکات قابل توجه در مورد واحدهای SSD این است که این نوع از حافظه‌ها نیز دارای مقدار اندکی حافظه DRAM، به عنوان حافظه‌ای موقت جهت انجام عملیات Cache هستند (همانند مفهوم کش برای‌هارددیسک‌ها). در واقع بخشی از داده‌ها در حین انجام عملیات واحد SSD، در این حافظه موقت قرار می‌گیرند. بنابراین از این حافظه موقت به عنوان یک بافر استفاده می‌شود.
معمولاً از SDRAM جهت بالا بردن سرعت ارتباطات بین کنترلر و واسط SATA استفاده می‌شود.

3ـ Controller :
بخش مرکزی یک SSD، واحد کنترلر است که سرعت واحد SSD  را تعیین می‌کند.
شرکت‌های اندکی قادر به تولید این نوع چیپ‌ها هستند. برخی از مهمترین آنها عبارتند از: Intel، Samsung، Jmicron، OCZ و ...
بخش کنترلر، آرای? حافظه Flash را، به مفهومی ‌به نام کانال (Channel)، سازماندهی می‌کند که هرکدام از کانال‌ها بطور مجزا قابل دسترسی هستند. بنابراین یک کنترلر با 10 کانال احتمالاً سریع تر از یک کنترلر با 8 کانال است. در اینجا از کلم? " احتمالاً "، استفاده کردیم، زیرا کارایی به فاکتورهای دیگری نیز بستگی دارد.
چیپ کنترلر،(SOC (System On a Chip نیز نامیده می‌شود.




بررسی مزایا و معایب SSD‌ها در مقایسه با HDD‌ها


مزایای واحدهای SSD :
1- سرعت Start Up بیشتر برای سیستم، به دلیل عدم وجود قطعه مکانیکی . در HDD‌ وجود پلاتر‌ها و بازوهای حرکتی و موتور اصلی گردانند? پلاترها علاوه برکاهش سرعت، مشکلاتی مثل مصرف انرژی بیشتر، نویز  و ... را به همراه دارد.  شرکت Fujitsu، نشان داد که با استفاده از واحد SSD بجای HDD، سرعت بوت در ویندوز ایکس‌پی در حدود 20 درصد فزایش یافته است.
2- سرعت دسترسی تصادفی بیشتر به دلیل عدم وجود هد خواندن/ نوشتن.
3- تاخیر زمانی کمتر نسبت به‌‌ هارددیسک‌ها و عدم جود فاکتور Seek Time .
4- پراکندگی کمتر برای داده‌ها بر روی واحدهای حافظه .
5- بی‌صدا کار کردن واحد‌های SSD .
6- مصرف انرژی فوق العاده کمتر نسبت به‌هارددیسک‌ها .
7- قابلیت اعتماد بسیار بالا ( اطمینان از عدم از بین رفتن داده‌ها در اثر ضربات و تکان‌های احتمالی به واحد حافظه) .
8- تحمل باز? حرارتی بیشتر .
9- داشتن انداز? کوچک و باریک و وزن کمتر .
10- داشتن عمری بسیار طولانی‌تر نسبت به ‌هارددیسک‌ها .
11- استفاده از فضای ذخیره سازی نزدیک به 100 درصد (امکان بکارگیری قدرت بیشتر جهت فشرده سازی داده‌ها، در مقایسه با‌هارددیسک‌ها).

معایب واحدهای SSD :
1- گران‌تر بودن واحدهای SSD نسبت به HDD‌ها. به ازای هر گیگابایت (برای مثال اکنون، هر گیگابایت فضای واحدهای SSD چیزی حدود 3500 تومان است در حالیکه این مقدار برای ‌هارددیسک‌های 3.5 اینچی، چیزی حدود 250 تومان است).
2- کمتر بودن حجم واحدهای SSD فعلی، نسبت به ‌هارددیسک‌های موجود در بازار .
3- کارایی مربوط به عملیات نوشتن، به میزان قابل توجهی به بلاک‌های آزاد و قابل برنامه ریزی بستگی دارد.
4- واحدهای SSD مبتنی بر واسط SATA، دارای سرعت نوشتن کمتری هستند. بنابراین بهتر است از واحدهای SSD مبتنی بر واسط‌های PCIe مدرن و پرسرعت امروزی، استفاده کرد.
5- امکان انجام عملیات یکپارچه سازی (Defragmentation)، بر روی واحدهای SSD مبتنی بر Flash وجود ندارد. بدان معنا که سیستم عامل قادر به کنترل مکان فیزیکی و واقعی سکتورهای درایو نیست. برخی از SSD‌ها، هنگامی‌که در حالت بیکاری
(Idle) به سر می‌برند، بطور خودکار، فضای خالی خود را فشرده سازی می‌کنند. ولی این مسئله، تنها سرعت عملیات نوشتن را بهبود می‌بخشد و تاثیری در سرعت خواندن داده‌های پراکنده شده (Fragmented) ندارد.

سخن پایانی
در نهایت، به دلیل وجود مزایای زیاد استفاده از SSD‌ها، در سال 2008 برای اولین بار SSD‌ها بر روی نت‌بوک‌ها قرار گرفتند، و در سال 2009 برای اولین بار بر روی نوت‌بوک‌ها مورد استفاده قرار گرفتند. کمپانی‌های فوجیتسو، دل و اپل از پیشگامان بکارگیری این نوع حافظه‌ها در نوت‌بوک‌ها بودند. بنابراین با ورود SSD‌ها و فراگیر شدن و به تبع آن، کاهش قیمت، باید شاهد از میان رفتن HDD‌ها و جایگزینی SSD‌ها باشیم.

منابع :
www.DVhardware.net
www.hardwaresecrets.com
en.wikipedia.org/wiki
www.differencebetween.net
www.Tech.Yahoo.Com
www.internet.com
www.about.com
www.nexus404.com/Blog
PDF (SSDs vs HDDs) , August  2009 ,Santa Clara CA , Anthony Lavia , President & CEO

چیست؟ SSD وسیله ذخیره اطلاعات است. به عبارت دیگر عملکرد SSD همانند هارد دیسک کامپیوتر شماست اما سریعتر است. تفاوت اصلی SSD با هارد دیسک این است که هارد دیسک الکترومکانیکی است اما SSD الکترونیکی. یعنی هارد دیسک دارای اجزاء و قطعات متحرک است به طوری که هارد دیسک دارای صفحات مغناطیسی است که به دور محور خود میچرخند و اطلاعات بر روی آن صفحات ذخیره میشود. بنابراین مدت زمانی طول میکشد تا این دیسک ها چرخیده و در موقعیت مناسب برای خواندن یا نوشتن داده قرار گیرند. بر خلاف هارد دیسک ، SSD هیچگونه قطعه متحرکی ندارد و اطلاعات رو بر روی میکروچیپ ها ذخیره میکند، مانند فلش دیسک های USB اما بسیار سریعتر. همچنین SSD ها میتوانند بلافاصله شروع به نوشتن یا خواندن اطلاعات کنند زیرا نیازی به زمان برای جابجایی قطعات متحرک نیست. تاریخچه SSD اساس کار SSD ها به دهه 1950 باز میگردد، جایی که از دو تکنولوژی مشابه استفاده میشد. حافظه هسته مغناطیسی (Magnetic Core Memory) و ذخیره سازی فقط خواندنی صفحه خازنی (CCROS). این حافظه های جانبی در زمان کامپیوترهای لامپی بوجود آمدند اما با ظهور حافظه های استوانه ای که ارزانتر بودند، تولید آنها متوقف شد. در دهه 1970 و 1980 SSD ها به عنوان حافظه ابرکامپیوترهای اولیه IBM و چند شرکت دیگر استفاده شدند. در آن زمان قیمت فوق العاده زیاد SSD استفاده از آنها را بسیار کم کرده بود. پس از تلاش های متعدد شرکتها برای تولید حافظه نیمه هادی مقرون به صرفه با قابلیت نگهداری طولانی مدت از اطلاعات و حجم قابل قبول، سر انجام در اواخر دهه 1980 شرکت StorageTek اولین نوع SSD مدرن را ارائه کرد. در سال 1995 SSD های مبتنی بر حافظه فلش عرضه شدند که به علت مقاومت در برابر ضربات شدید، لرزش و تغییرات دما در صنایع نظامی و فضایی مورد استفاده قرار گرفتند. در سال 2009 شرکت Micron Technology از اولین SSD با قابلیت اتصال از طریق SATA 6GB/ رونمایی کرد. ساختار داخل SSDSSD اجزاء اصلی یک SSD، کنترلر و حافظه ذخیره اطلاعات هستند. 1) کنترلر : کنترلر وظیفه برقرار ارتباط بین حافظه داخل SSD با کامپیوتر میزبان را دارد. یکی از شاخص ترین فاکتورهای SSD نوع کنترلر استفاده شده در آن است. کنترلر میتواند همچنین اعمال کشف و تصحیح خطا (ECC) و رمزنگاری اطلاعات را نیز انجام دهد. کنترلر های Intel ، Micron و SandForce از تکنولوژی خاص خود استفاده میکنند و سرعت بیشتری نستب به کنترلر های دیگر ارائه میدهند. 2) حافظه : بیشتر تولیدکنندگان SSD ازNon-Volatile NAND Flash Memory در ساختار SSD خود استفاده میکنند زیرا نسبت به DRAM قیمت کمتری دارد و بدون نیاز به منبع تغذیه، اطلاعات را نگهداری میکند. این نوع حافظه سرعت کمتری نسبت به DRAM دارد و به همین دلیل SSD های اولیه سرعت کمتری نسبت به هارد دیسکهای معمولی داشتند. مشکل سرعت در سال 2009 با استفاده از کنترلر های بهتر برطرف گردیده است. SSD های مبنی بر DRAM دارای سرعت بسیار بالا هستند اما برای نگهداری اطلاعات به منبع الکتریکی مانند باتری یا آداپتور نیاز دارند و معمولا در سرور ها مورد استفاده قرار میگیرند. 3) Cache یا بافر : معمولا SSD مانند هارد دیسک معمولی از یک حافظه کوچک DRAM به عنوان Cache استفاده میکند. مزایای SSD SSD بلافاصله اقدام به خواندن و نوشتن داده میکند و برخلاف هارد دیسک نیازی به زمان برای چرخش دیسک ندارد در حالی که هارد دیسک نیاز به زمانی در حدود 2 ثانیه برای دسترسی واقعی به درایو دارد. SSD با سرعتی در حدود دو برابر هارد دیسک اقدام به نوشتن و خواندن اطلاعات میکند. این بدین معنیست که کامپیوتر شما زودتر بوت میشود و بازی ها و نرم افزارهای شما زودتر لود میشوند. SSD نیازی به Defragment شدن ندارد. یعنی بر خلاف هارد دیسک که پس از مدتی استفاده کند میشود، تغییری در سرعت SSD بوجود نمیاید. SSD بسیار کمتر در معرض خراب شدن در اثر سقوط و ضربه است زیرا قطعه متحرک ندارد. میدانهای مغناطیسی قوی میتوانند به اطلاعات هارد دیسک آسیب برسانند اما SSD در برابر میدان مغناطیسی آسیب نمیبیند. از نظر مصرف انرژی هارد دیسک در حدود 3 تا 4 برابر انرژی بیشتری نسبت به SSD مشابه خود مصرف میکند. یعنی در صورت استفاده از SSD به جای هارد دیسک در نوت بوک، باتری نوت بوک شما دیرتر خالی خواهد شد. هارد دیسک در حدود 3 برابر بیشتر از SSD گرما تولید میکند. معایب SSD یکی از معایب SSD عدم قابلیت Encryption یا همان رمزنگاری اطلاعات است. البته این مشکل برای همه SSD ها وجود ندارد. از آنجا که بسیاری از SSD ها از حافظه نوع MLC NAND Flash Memory استفاده میکنند و این نوع حافظه قابلیت بازنویسی اطلاعات در موقعیت خود را ندارد و تنها اطلاعات را در بلاک جدید نوشته یا روی اطلاعات دیگر بازنویسی میکند و قابلیت Overwrite ندارد، در صورت استفاده از یک نرم افزار برای رمزنگاری اطلاعات، پس از رمزنگاری، اطلاعات اولیه همچنان قابل دسترسی هستند. بنابراین پس از رمزنگاری باید با استفاده از نرم افزار یا قابلیت کنترلر SSD اطلاعات اولیه را به صورتی امن از بین ببرید. در صورتی که نیاز مبرم به رمزنگاری امن اطلاعات دارید، حتما SSD با قابلیت Secure Erase خریداری کنید. عیب دیگر SSD قیمت بالای آن است که در حدود 10 برابر گرانتر از هارد دیسک متناظر در ظرفیت های رایج است. مقایسه SSD و هارد معمولیSSD یا HDD هارد دیسکهای معمولی برای سالهای طولانی یکه تاز حافظه های حجیم قابل خواندن و نوشتن غیر فرّار بوده اند. اما با حضور نسل جدید SSD ها رفته رفته نقش هارد دیسکهای معمولی کمرنگ تر میشود. در حال حاضر تنها مزیت هارد دیسکهای معمولی نسبت به SSD قیمت کمتر آنهاست که روند نزولی قیمت حافظه های NAND این میزیت را نیز از آنها خواهد گرفت. SSD ها از نظر سرعت، توانایی حفاظت از اطلاعات، مصرف انرژی، اندازه و سایر معیارهای اصلی از هارد دیسکهای معمولی بهترند. همچنین SSD ها به علت نداشتن اجزای متحرک، کاملا ساکت و بی صدا هستند. در نهایت بهترین انتخاب، با توجه به نیاز شما مشخص میشود، اگه سرعت برای شما بیشترین اهمیت را دارد، SSD گزینه مناسب است اما اگه ظرفیت زیاد به ازای هزینه کم میخواهید، هنوز هارد دیسک های معمولی بهترین گزینه هستند. امکان استفاده همزمان از SSD و هارد دیسک های معمولی نیز یک راهکار هوشمندانه است. میتوانید برای اجرای سیستم عامل و نرم افزارها و بازی ها از SSD استفاده کنید و در کنار آن از یک هارد دیسک با ظرفیت بالا برای آرشیو موسیقی و تصاویر و ویدئوهای خود کمک بگیرید.