Solid State Drive - SSD

SSD (Solid State Drive) je novější typ počítačového úložiště než například HDD. Disky SSD používají ke čtení a zápisu dat v digitální podobě paměť flash. Protože nemusí mechanicky vyhledávat data, zajišťují disky SSD téměř okamžité spuštění a načtení. Po desetiletí se data v počítačích ukládala na pevné disky (HDD), které používají rotující plotnu a rameno, které se pohybuje po plotně a čte každou část dat. Pohyblivé součásti pevných disků z nich dělají jednu z nejpravděpodobnějších částí počítačového hardwaru, u které hrozí porucha nebo poškození. Technologie SSD funguje zcela odlišně. Díky tomu, že SSD disky využívají čip vyrobený pomocí paměti NAND flash, nespoléhají se na žádné pohyblivé součásti, což má za následek větší odolnost.

Solid State Drive  - SSD

K čemu slouží SSD?

SSD nebo HDD slouží jako dlouhodobá paměť počítače, která ukládá a uchovává soubory, i když je zařízení vypnuté. Pracuje společně s pamětí RAM a procesorem vašeho systému a umožňuje přístup k datům, jako je operační systém, programy, dokumenty, hry, obrázky a hudba, a jejich používání.

Programy, aplikace a uživatelské soubory jsou umístěny na úložném zařízení, například se jedná o XLS tabulku, ke které chcete přistupovat a upravovat vložená data.
Když otevřete tabulku, procesor přenese data programu z úložného disku SSD nebo HDD do paměti RAM počítače, aby k nim mohl krátkodobě přistupovat a používat je. V této fázi mohou disky SSD skutečně ukázat svou přednost, protože urychlují proces přenosu dat oproti diskům HDD, což je doba potřebná k načtení programů a souborů.
Procesor pak přistupuje k datům z paměti RAM, která slouží jako banka dostupného pracovního prostoru počítače. Paměť je pak využívána ke "spuštění" programu.

Znalost rozdílu mezi pamětí a úložištěm počítače vám pomůže pochopit, jak důležité je mít kvalitní úložné zařízení, které pracuje v součinnosti s operační pamětí. Instalace disku SSD je jedním z nejjednodušších způsobů, jak změnit téměř všechny aspekty výkonu vašeho systému, díky čemuž se pomalé načítání stane minulostí.

Co je to paměť flash? Paměť flash je nevolatilní počítačové paměťové zařízení, které má dlouhou životnost, ukládá data i bez napájení a lze je elektricky vymazat. Existují dva typy pamětí flash: NOR Flash a NAND Flash. Paměť NOR Flash má vyšší rychlost čtení, ale její vymazání trvá déle. Mezitím má paměť NAND Flash obvykle větší kapacitu při stejných cenách a umožňuje rychlejší zápis.

Výhody SSD vs. HDD

Kromě toho, že jsou disky SSD rychlejší, jsou také mechanicky odolnější, protože nemají pohyblivé části, které by se mohly rozbít nebo opotřebovat. Spotřebovávají také méně energie, čímž šetří životnost baterie v přenosných zařízeních, jako jsou např. notebooky. 

Vysvětlení typů, formátů a rozhraní disků SSD

Existují dva typy spotřebitelských disků SSD: SATA a NVMe. Ne všechny disky SSD jsou kompatibilní s každým počítačem, proto je důležité znát typ, provedení a rozhraní každého disku, který si chcete pořídit.

2.5 palcové disky SSD SATA

Prvním typem SSD, který se prodával spotřebitelům, byl 2,5palcový disk SATA (Serial ATA), který se umisťuje do pozice určené pro pevné disky. Vzhledem k tomu, že mnoho uživatelů nahrazuje pevné disky za SSD disky, stala se 2,5palcová jednotka standardem pro všechny pevné disky a SSD disky. Jsou navrženy tak, aby minimalizovaly nutnost výměny připojovacích kabelů AHCI (Advanced Host Controller Interface) a co nejvíce usnadnily přechod na výkonnější disk.

SSD disky NVMe M.2 PCIe

Nejrychlejšími SSD disky na trhu jsou dnes SSD s rozhraním NVMe M.2 PCIe, které jsou velké asi jako žvýkačka. Můžete se setkat s jejich zaměnitelným označením jako M.2, PCIe, NVMe nebo s nějakou kombinací těchto pojmů, což může být matoucí. Zjednodušeně řečeno, M.2 je konstrukční formát této technologie a původně byl navržen pro montáž rozšiřujících karet uvnitř počítače. V kombinaci s rozhraním PCIe (peripheral component interconnect express) umožňuje tato technologie přenášet data rychleji než rozhraní SATA. NVMe (non-volatile memory express) je komunikační protokol vyvinutý speciálně pro disky SSD, který snižuje režii procesoru a zefektivňuje operace s cílem zvýšit vstup a výstup (I/O) za sekundu a snížit latenci. V kombinaci technologií NVMe, M.2 a PCIe vznikají nejrychlejší úložné produkty, jaké se na trhu kdy objevily - a jsou stále rychlejší!

Jak se vyrábí disky SSD?

Disk SSD se skládá z několika paměťových čipů umístěných na desce plošných spojů. Tyto wafery absolvují více než 800 různých procesů, které trvají déle než měsíc. V průběhu procesu se na každý plátek přidává mnoho vrstev materiálů, včetně vodivých materiálů, jako je měď, a nevodivých materiálů, jako je oxid křemičitý.

Po nanesení každé vrstvy materiálu je destička potažena kapalinou citlivou na světlo. Poté se na něj přes skleněnou šablonu se vzorem elektrického obvodu emituje ultrafialové světlo. Tam, kde se světlo dostane do kontaktu s materiály, dojde k jejich rozpadu a rozpuštění. Tam, kde jsou materiály stíněny šablonou, zůstanou neporušené, čímž se na destičku vytiskne vzor obvodu. Chemická lázeň pak smyje všechny zbytky materiálu.

Po vytištění vzniknou z každého 30centimetrového waferu stovky čipů, které se musí rozřezat. Po rozřezání se čipy vloží do ochranného plastového pouzdra.

Velké desky s plošnými spoji jsou v místech, kde budou připojeny paměťové čipy a další komponenty, pokryty pájecí pastou ze slitiny cínu. Robot připevní součástky na desku a poté se sestavené desky vloží do pece, která součástky k desce přitaví.

V MyBlueDay jsme plně vybaveni pro řešení komplikovaných stavů souvisejících se ztrátou dat na flash zařízeních. Záchrana dat z flash paměti, obzvláště v případě hardwarových závad vyžaduje nejen specializované nástroje, ale především dlouholeté zkušenosti v jejich používání.

Kontrola kvality SSD

Desky nejprve projdou optickým skenováním, aby se ověřilo, zda jsou komponenty na správném místě. Poté další stroj desku zrentgenuje, aby se zajistilo, že je vše připájené na správném místě. Velké desky s plošnými spoji se nyní rozřežou na jednotlivé desky a vloží se do plastového pouzdra v pouzdře příslušného formátu.

Každý disk je označen štítkem s modelovým a sériovým číslem, technickými specifikacemi a dalšími informacemi. Jednou z dalších informací je čárový kód pro účely sledování průběhu výroby. Jednotky se otestují, aby se ověřila jejich funkčnost, a nainstaluje se firmware, který disk spouští. Disk pak prochází až 60hodinovým testováním výkonu, aby se zajistilo, že správně ukládá data a čte a zapisuje cílovou rychlostí. Disky SSD jsou také testovány s různými základními deskami, aby byla zajištěna široká kompatibilita.

Poté jsou disky zabaleny do fóliového antistatického sáčku, aby se zabránilo vzniku statické elektřiny, uloženy do krabice a z výrobních linek jsou expedovány do prodeje (velkoobchodního) po celém světě. 

Často kladené dotazy k SSD diskům

SSD je zkratka pro Solid State Drive a HDD je zkratka pro Hard Disk Drive. Jedná se o dvě hlavní varianty zařízení pro ukládání dat.
SSD ukládají data pomocí nejen odlišných, ale i novějších technologií než využívají standardní pevné disky HDD. Stejně jako USB FLASH disky (tzv. "flashky") používají disky SSD k ukládání dat paměť flash (zpravidla typu NAND), ke které se přistupuje pomocí diskového řadiče. Nicméně disky SSD pracují podstatně rychleji, než zmiňované "flešky".
SSD jsou rychlejší a energeticky úspornější než HDD, protože nemají žádné pohybující se části. Toto zvýšení výkonu má však svou cenu, takže disky SSD jsou obvykle dražší, ačkoli od doby, kdy byly disky SSD poprvé uvedeny na trh, se rozdíl v ceně mezi těmito dvěma typy úložných technologií výrazně snížil (k aktuálnímu datu 2.2023 je cena u standardních 1TB HDD a 1TB SSD v podstatě identická, významné rozdíly vznikají u extrémně rychlých a vysokokapacitních SSD ve prospěch HDD, změna je však pouze otázkou času ). Zjednodušeně lze říci, že pro běh operačního systému je již jedinou logickou volbou SSD disk, pro zálohování či archivaci je pak efektivnější volbou stále pevný disk HDD.
Tradiční pevné disky HDD používají k přístupu k datům mechanické rotující plotny a pohyblivé čtecí/zapisovací hlavy. Naproti tomu SSD disky používají digitální paměťový čip, který umožní přistoupit k datům okamžitě bez významných latencí. Díky tomu jsou disky SSD zásadně rychlejší (vliv má také použité diskové rozhraní). SSD obvykle spotřebovávají méně energie (velice záleží na modelu a využití disku) a jsou již statisticky prokazatelně méně poruchové než HDD.
Každá technologie má svá pro a proti. Obecně lze říci, že naprostá většina provozních "dětských nemocí" SSD disků byla již podchycena a odladěna v reálném nasazení. Přesto existují situace, kdy SSD není jako úložiště zcela ideální. Jedná se o specifické podmínky se skutečně masivním, kontinuálním, zápisem. Takovou činností lze nový SSD "odepsat" během několika měsíců. Je si třeba uvědomit, že každá paměťová buňka umožňující uložení dat, má i přes velmi sofistikované procedury poskytované diskovým řadičem, svůj limit v počtu opakovaného zápisu. A pokud je tato hranice překonána, může dojít k selhání zařízení. Velmi známým problémem bylo využívaní SSD disků při těžbě kryptoměny Ethereum, kdy byla "úmrtnost" běžných spotřebních SSD v řádu týdnů. Disky se jednoduše upsaly k smrti. Další zrady se již týkají problematiky obnovy dat. Obnova dat z SSD disku s hardwarovou závadou má bohužel všeobecně a globálně významně menší šance na úspěch, než např. u pevných disků HDD nebo běžných paměťových karet SD/CF atp. Důvodem tohoto stavu jsou nejen technologická proprietární řešení jednotlivých výrobců, ale především nasazené šifrování dat. A ačkoliv se společnosti zabývající se profesionální obnovou dat snaží kontinuálně vyvíjet postupy vedoucí k co nejlepším vyhlídkám na úspěšnou záchranu dat, je třeba přiznat, že výrobci pamětí obecně jsou vždy o krok před námi.