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.

Princip fungování SSD (Solid-State Drive)

SSD disky využívají k ukládání dat nevolatilní flash paměť, která si uchovává informace i bez napájení. Data jsou uložena v buňkách, které jsou organizovány do stránek a bloků.

Každá buňka obsahuje jeden nebo více bitů dat, v závislosti na typu flash paměti (SLC, MLC, TLC nebo QLC). Když SSD potřebuje zapsat data, nejprve smaže celý blok obsahující stránky s neplatnými daty a poté zapíše nová data do prázdných stránek.

Pro čtení dat SSD jednoduše přistupuje k příslušným buňkám a načítá uložené informace. Vzhledem k tomu, že SSD nemá pohyblivé části, je přístup k datům mnohem rychlejší než u tradičních pevných disků (HDD).

SSD používá řadič, který řídí ukládání, načítání a mazání dat, a také provádí algoritmy pro wear-leveling (rovnoměrné opotřebení) a garbage collection (uvolňování nevyužitých bloků). Tyto algoritmy pomáhají prodloužit životnost SSD disku rovnoměrným rozložením zápisů napříč flash pamětí a minimalizací množství neplatných dat.

Moderní SSD disky také podporují příkazy TRIM, které umožňují operačnímu systému informovat SSD o datech, která již nejsou platná, což umožňuje efektivnější správu flash paměti a udržení vysokého výkonu v průběhu času.

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.

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