Чем отличается жесткий диск hdd от ssd. Отличие SSD от HDD

Твердотельный накопитель SSD и жесткий диск HDD выполняют одни и те же функции: с них осуществляется загрузка ОС, на них можно установить программы и скопировать файлы. Но каждый вид диска обладает своими отличительными особенностями.

Цена

SSD дороже жестких дисков. Если HDD на 1ТБ можно приобрести по цене 3-4 тысячи рублей, то SSD такого же объема обойдется в сумму от 20 тысяч. Поскольку при создании жестких дисков используются старые технологии, в ближайшем будущем их цена не будет расти. В то же время производители SSD могут найти способ сделать твердотельные накопители более доступными.

Емкость

SSD с емкостью более 4ТБ встречаются редко. Обычно в магазинах можно встретить SSD объемом от 500ГБ до 1ТБ. Учитывая их высокую стоимость, пользователям обычно по карману модели емкостью 128ГБ. Разумеется, этого недостаточно даже для среднего юзера, поэтому в компьютер рекомендуется устанавливать два диска: 1 SSD для операционной системы и 1 HDD в качестве хранилища. Что касается HDD, в 2017 году базовым для многих ноутбуков считается жесткий диск объемом 500ГБ.

Скорость

ПК или ноутбук, оборудованный SSD, загрузится менее чем за минуту. Жесткому диску требуется значительно больше времени для чтения данных, поэтому он работает медленнее.

Фрагментация

Из-за вращающихся поверхностей жесткие диски лучше всего работают с большими файлами, которые лежат в смежных блоках. Таким образом, головка привода может начинать и заканчивать чтение одним движением. Когда жесткий диск заполнен практически полностью, большие файлы могут оказаться разбросаны по всей поверхности. Это явление называется фрагментация. При чтении с диска головке привода приходится метаться из стороны в сторону, что ускоряет износ диска и самой головки. SSD не могут быть фрагментированы, так как отсутствие физической головки чтения означает, что данные могут храниться в любом месте. Именно поэтому твердотельные накопители работают быстрее.

Долговечность

SSD не имеет движущихся частей, поэтому он с большей вероятностью переживет падение во время работы. Большинство жестких дисков паркуют головку чтения/записи, когда система выключена, но парковочный механизм не вечен: со временем он сильно ослабевает. Поэтому если вы боитесь за сохранность данных, лучше использовать SSD.

Доступность

Жесткие диски встречаются в бюджетных и старых ноутбуках, SSD-накопители – в более продвинутых современных моделях. Hitachi и Samsung все еще являются сторонниками жестких дисков. По крайней мере в течение ближайших нескольких лет HDD еще будут стоять в десктопных ПК и Mac. Но ультратонкие ноутбуки уже полностью перешли на SSD объемом 256-512 ГБ.

Форм-фактор

Поскольку внутри жесткого диска находятся вращающиеся пластины, их размеры имеют предел. Разработчиками были предприняты попытки создать маленький 1,8-дюймоый HDD, но его объем был ограничен 320ГБ. У SSD нет ограничений по размеру, поэтому со временем они будут становиться компактнее.

Шум

Даже самый тихий HDD будет издавать звуки при работе: шум создают привод и вращающиеся диски. SSD накопители практически не шумят, поскольку в них нет движущихся частей.

Электричество

SSD не тратит электричество на вращение, и в этом причина его сниженного энергопотребления. За счет экономии батареи ноутбук получит несколько дополнительных минут (или часов) работы.

Итог. Пока что жесткие диски выигрывают в плане цены и доступности. Но в плане скорости чтения, надежности, форм-фактора и фрагментации SSD имеют большие преимущества. Если бы не высокая стоимость, SSD был бы бесспорным победителем. Что касается долговечности, твердотельные накопители также изнашиваются со временем (каждая ячейка памяти может быть перезаписана ограниченное количество раз). Срок службы SSD около 6 лет. Состояние накопителя можно отследить при помощи специальных утилит.

Первые SSD , или твердотельные накопители, использующие флэш-память , появились в 1995 году, и использовались исключительно в военной и аэрокосмической сферах. Огромная на тот момент стоимость компенсировалась уникальными характеристиками, позволяющими эксплуатацию таких дисков в агрессивных средах при широком диапазоне температур.

В масс-маркете накопители SSD появились не так давно, но быстро стали популярны, так как являются современной альтернативой стандартному жёсткому диску (HDD ). Разберёмся, по каким параметрам нужно выбирать твердотельный накопитель, и что он из себя вообще представляет.

Устройство

Аббревиатура SSD как раз и означает «solid-state drive », то есть, буквально, «твердотельный накопитель ». Он состоит из контроллера и чипов памяти.

Контроллер – наиболее важная часть устройства, которая связывает память с компьютером. Основные характеристики SSD – скорость обмена данных, энергопотребление, и т.п., зависят именно от него. Контроллер имеет свой микропроцессор, работающий по предустановленной программе, и может выполнять функции исправления ошибок кода, предотвращения износа, чистки от мусора.

Память в накопителях может быть как энергонезависимой (NAND ), так и энергозависимой (RAM ).

NAND-память поначалу выигрывала у HDD только в скорости доступа к произвольным блокам памяти, и только с 2012 года скорость чтения/записи также многократно выросла. Сейчас в масс-маркете накопители SSD представлены моделями именно с энергонезависимой NAND -памятью.

RAM память отличается сверхбыстрыми скоростями чтения и записи, и построена по принципы оперативной памяти компьютера. Такая память энергозависима – при отсутствии питания данные пропадают. Используется как правило в специфичных сферах, вроде ускорения работы с базами данных, в продаже встретить трудно.

Отличия SSD от HDD

Основные преимущества:

· Быстродействие. Даже по техническим характеристикам видно, что скорость чтения/записи у SSD выше в несколько раз, но на практике быстродействие может различаться в 50-100 раз.
· Отсутствие движущихся частей, а соответственно, шума. Также это означает высокую стойкость к механическим воздействиям.
· Скорость произвольного доступа к памяти гораздо выше. В результате скорость работы не зависит от расположения файлов и их фрагментации.
· Гораздо меньшая уязвимость к электромагнитным полям.
· Малые габариты и вес, низкое энергопотребление.

Недостатки:

· Ограничение ресурса по циклам перезаписи. Означает, что перезаписать отдельную ячейку можно определённое количество раз – в среднем, этот показатель варьируется от 1 000 до 100 000 раз.
· Стоимость гигабайта объёма пока достаточно высока, и превосходит стоимость обычного HDD в несколько раз. Однако, этот недостаток со временем исчезнет.
· Сложность или даже невозможность восстановления удалённых или утерянных данных, связанная с применяемой накопителем аппаратной командой TRIM , и с высокой чувствительностью к перепадам напряжения питания: при таком повреждении чипов памяти информация с них теряется безвозвратно.

В целом, у твердотельных накопителей есть ряд преимуществ, которыми стандартные жёсткие диски не обладают – в случаях, когда главную роль играют быстродействие, скорость доступа, размеры и устойчивость к механическим нагрузкам, SDD настойчиво вытесняет HDD .

Какой объём SSD понадобится?

Решение зависит от варианта использования – вы можете установить на накопитель только операционную систему, и ограничиться объёмом SSD в 60-128 Гб , что будет вполне достаточно для Windows и установки основных программ.

Второй вариант – использовать SSD как основную медиа-библиотеку, но тогда вам понадобится диск объёмом в 500-1000 Гб , что выйдет довольно дорого. Это имеет смысл, только если вы работаете с большим количеством файлов, к которым нужно обеспечить действительно быстрый доступ. Применительно к рядовому пользователю – не очень рациональное соотношение цена/скорость.

Но есть и ещё одно свойство твердотельных накопителей – в зависимости от объёма скорость записи может сильно отличаться. Чем больше объём диска, тем, как правило, больше скорость записи. Это связано с тем, что SSD способен параллельно использовать сразу несколько кристаллов памяти, а количество кристаллов растёт вместе с объёмом. То есть в одинаковых моделях SSD с разной ёмкостью в 128 и 480 Гб разница в скорости может различаться примерно в 3 раза.

Учитывая данную особенность, можно сказать, что сейчас наиболее оптимальным по цене/скорости выбором можно назвать 120-240 гигабайтные модели SSD , их хватит для установки системы и наиболее важного софта, а может быть, и для нескольких игр.

Интерфейс и форм-фактор

2.5" SSD

Преимущества формата 2.5":

• Распространённость на рынке, доступен любой объём
• Удобство и простота использования, совместим с любыми материнскими платами
• Демократичная цена

• Относительно низкая скорость среди ssd - максимально до 600 Мб/с на один канал, против, например 1 Гб/с у интерфейса PCIe
• Контроллеры AHCI, которые были разработаны для классических жёстких дисков

mSATA SSD

M.2 SSD

M.2 может быть как с интерфейсом SATA , так и PCIe . Разница между этими вариантами интерфейса в скорости, и при том довольно большая - SATA накопители могут похвастаться скоростью в среднем 550 Мб/с, тогда как PCIe, в зависимости от поколения, может предложить 500 Мб/с на одну линию для PCI-E 2.0 , и скорость до 985 Мб/с на одну линию PCI-E 3.0 . Таким образом, твердотельный накопитель, установленный в слот PCIe x4 (с четырьмя линиями), может обмениваться данными на скорости до 2 Гб/с в случае PCI Express 2.0 и до почти 4 Гб/с – при использовании PCI Express третьего поколения.

Различия в цене при этом существенны, диск форм-фактора M.2 с интерфейсом PCIe обойдётся в среднем в два раза дороже интерфейса SATA при одинаковом объёме.

Форм-фактор имеет разъём U.2, который может иметь коннекторы, отличающиеся друг от друга ключами – специальными «вырезами» в них. Существуют ключи B и , а также B&M . Отличаются скоростью по шине PCIe : ключ М обеспечит скорость до PCIe х4 , ключ M скорость до PCIe х2 , как и совмещённый ключ B&M .

B -коннектор несовместим с M -разъёмом, M -коннектор соответственно, с B -разъёмом, а B&M коннектор совместим с любым. Будьте внимательны, приобретая формата M.2 , так как материнская плата, ноутбук или планшет должны иметь подходящий разъём.

PCI-E SSD

NVM Express

Поскольку стандарт NVMe предназначен именно для флэш-памяти, он учитывает её особенности, тогда как AHCI всё же только компромисс. Поэтому, NVMe - будущее твердотельных накопителей, и со временем он будет только оптимизироваться.

Какой тип памяти в SSD лучше?

MLC (Multi-Level Cell) - наиболее популярный тип памяти. Ячейки содержат 2 бита, в отличии от 1-го бита в старом типе SLC , который уже почти не продаётся. Благодаря этому – больший объём, а значит, меньшая стоимость. Ресурс записи от 2000 до 5000 циклов перезаписи. При этом «перезапись» означает перезапись каждой ячейки диска. Следовательно, для модели в 240 Гб, например, можно записать как минимум 480 Тб информации. Так что, ресурса такого SSD даже при постоянном интенсивном использовании должно хватить лет эдак на 5-10 (за которые он уже всё равно сильно устареет). А при домашнем использовании его хватит и вовсе на 20 лет, так что ограниченность циклов перезаписи можно вообще не брать во внимание. MLC – это лучшее сочетание надёжность/цена.

TLC (Triple-Level Cell) - из названия следует, что здесь в одной ячейки хранится сразу 3 бита данных. Плотность записи здесь в сравнении с MLC выше на целых 50% , а значит, ресурс перезаписи меньше – всего от 1000 циклов. Скорость доступа тоже ниже из-за большей плотности. Стоимость сейчас не сильно отличается от MLC . Давно и широко используется во флэшках. Срок службы также достаточный для домашнего решения, но подверженность неисправимым ошибкам и «отмиранию» ячеек памяти заметно выше, причём во время всего срока службы.

3D NAND – это скорее форма организации памяти, а не её новый тип. Существует как MLC , так и TLC 3D NAND . Такая память имеет вертикально размещённые ячейки памяти, и отдельный кристалл памяти в ней имеет несколько уровней ячеек. Получается, что у ячейки появляется третья пространственная координата, отсюда и приставка "3D" в названии памяти - 3D NAND . Отличается очень низким количеством ошибок и высокой выносливостью из-за более крупного техпроцесса в 30-40нМ.
Гарантия производителя на отдельные модели достигает 10 лет использования, но стоимость высока. Самый надёжный тип памяти из существующих.

Отличия дешёвых SSD от дорогих

· Более дешёвый тип памяти. По возрастанию стоимости/надёжности, условно: TLC ≥ MLC ≥ 3D NAND .
· Более дешёвый контроллер. Также влияет на скорость чтения/записи.
· Буфер обмена. Самый дешёвые SSD могут вовсе не иметь буфера обмена, это не сильно удешевляет их, но заметно снижает быстродействие.
· Системы защиты. Например, в дорогих моделях есть защита от прерывания питания в виде резервных конденсаторов, позволяющих корректно завершить операцию записи, и не потерять данные.
· Брэнд. Само собой, более раскрученный брэнд будет дороже, что не всегда означает техническое превосходство.

Вывод. Что выгоднее купить?

Итак, если вы ограничены в средствах, то ваш выбор – это ёмкостью в 60-128 Гб для установки системы и часто используемых приложений. Тип памяти не столь критичен для домашнего использования – TLC это будет или MLC , диск устареет раньше, чем выработается ресурс. При прочих равных, конечно, стоит выбрать MLC .

Если вы готовы заглянуть в средний ценовой сегмент и цените надёжность, то лучше рассмотреть SSD MLC на 200-500 Гб . За старшие модели придётся выложить около 12 тысяч рублей. При этом, объёма вам хватит практически для всего, что должно работать быстро на домашнем пк. Также можно взять модели ещё более повышенной надёжности с кристаллами памяти 3D NAND .

Если ваша боязнь износа флэш-памяти достигает панического уровня, то стоит смотреть на новые (и дорогие) технологии в виде формата накопителей 3D NAND . А если без шуток, то это будущее SSD – высокая скорость и высокая надёжность здесь объединены. Подобный накопитель подойдёт даже для важных баз данных серверов, поскольку ресурс записи здесь достигает петабайт , а количество ошибок минимально.

В отдельную группу хочется выделить накопители с интерфейсом PCI-E . Он обладают высокой скоростью чтения и записи (1000-2000 Мб/с ), и в среднем дороже прочих категорий. Если во главу угла ставить именно быстродействие, то это лучший выбор. Недостаток - занимает универсальный слот PCIe, у материнских плат компактных форматов слот PCIe может быть всего один.

Вне конкуренции - SSD с логическим интерфейсом NVMe , скорость чтения которых переваливает за 2000 Мб/с. В сравнении с компромиссной для SSD логикой AHCI , имеет гораздо большую глубину очереди и параллелизм. Высокая стоимость на рынке, и лучшие характеристики - выбор энтузиастов или профессионалов.

Еще, где-то 10 лет назад, у рядового пользователя компьютера не возникало вопроса: какой накопитель купить для своего устройства? Так как в то время, были только HDD-накопители (жесткие диски). Но с 2009 года, стали набирать популярность новые SSD-накопители, которые принципиально отличаются от своих предшественников.

HDD — классический накопитель, в котором присутствует вращающейся магнитный диск, и головка, которая записывает/считывает данные на этот диск (технология похожа на ту которая была в проигрывателях музыкальных пластинок, но существенно доработана).

Так как диск вращается, он имеют свойство выдавать характерный звук. Скорость передачи/записи данных весьма ограничены, потому, что записывающая головка не совершенна, а диск не может двигаться достаточно быстро, чтобы увеличить скорость.

HDD — больше потребляет электроэнергии. А через то. что магнитный диск двигается, приходится применять вентиляторы для его охлаждения, которые тоже не плохо потребляют энергию.

Ну и к плюсам можно отнести его стоимость. Стоимость такого типа накопителей на порядок ниже, чем стоимость твердотельных.

Редко бывают случаи, когда жесткий диск, выходит из строя внезапно. Очень часто, он подает «симптомы», по которым можно судить, что скоро он может выйти из строя, но до того времени, пользователь сможет сделать его резервную копию. Даже если HDD вышел из строя, то очень часто в мастерских, можно восстановить информацию с него.

SSD (Solid State Drive), или твердотельный накопитель. Этот накопитель работает на основе схем памяти (принцип работы, как обычных USB флешок).

SSD имеет намного выше скорость записи, чтение данных, чем HDD и где-то у 100 раз быстрее отклик.

Он намного меньше по размерам за HDD, не греется и не гудит. Срок службы у 3-5 раз дольше, чем у обычного жесткого диска.

Большим минусом SSD, является его высокая цена и сравнительно не большой объем. Я например не встречал твердотельный накопитель, объем которого больше 512 ГБ. А вот жесткими дисками на 2 ТБ, уже никого не удивишь.

Если SSD выходит из строя, то в большинстве случаев, будет просто невозможно восстановить информацию с него. И к сожалению, этот тип носителей, может внезапно выйти из строя.

Лично я отдаю предпочтение твердотельным накопителям. Они мне нравятся, из-за их «шустроты» и отсутствия шума при работе. Но если вы не играете в «тяжелые» игры и не пользуетесь большими программами, а также для вас не принципиально, что ваш компьютер будет включаться не 20 секунд, а 60, то я думаю, что стоит задуматься о том, а стоит ли покупать твердотельный накопитель.

Выбирая твердотельный накопитель SSD для домашнего использования, вы можете столкнуться с такой характеристикой как используемый тип памяти и задаться вопросом о том, что лучше - MLC или TLC (также вам могут встретиться и другие варианты обозначения типа памяти, например, V-NAND или 3D NAND).

Типы флэш памяти, используемой в SSD для домашнего использования

В SSD используется флэш-память, представляющая собой специальным образом организованные ячейки памяти на базе полупроводников, которые могут отличаться по типу.

В общих чертах флэш память, используемая в SSD может делиться на следующие типы.

• По принципу чтения-записи практически все имеющиеся в продаже потребительские SSD имеют тип NAND.
• По технологии хранения информации память разделяется на SLC (Single-level Cell) и MLC (Multi-level Cell). В первом случае ячейка может хранить один бит информации, во втором - более одного бита. При этом, в SSD для домашнего использования вы не встретите SLC память, только MLC.

В свою очередь, TLC тоже относится к типу MLC, отличие заключается в том, что вместо 2 бит информации может хранить 3 бита информации в ячейке памяти (вместо TLC вы можете встретить обозначение 3-bit MLC или MLC-3). То есть TLC является подвидом MLC памяти.

Что лучше - MLC или TLC

В общем случае, память MLC имеет преимущества над TLC, основные из которых:

• Более высокую скорость работы.
• Более продолжительный срок службы.
• Меньшее энергопотребление.

Недостаток - более высокая цена MLC по сравнению с TLC.

Однако следует иметь в виду, что речь идёт именно об «общем случае», в реальных устройствах, представленных в продаже вы можете увидеть:

• Равную скорость работы (при прочих равных параметрах) для SSD с памятью TLC и MLC, подключаемых по интерфейсу SATA-3. Более того, отдельные накопители на базе памяти TLC с интерфейсом PCI-E NVMe иногда могут быть быстрее сходных по цене накопителей с памятью PCI-E MLC (однако, если говорить о «топовых», самых дорогих и быстрых SSD, в них всё-таки обычно используется память MLC, но тоже не всегда).
• Большие гарантийные сроки службы (TBW) для памяти TLC одного производителя (или одной линейки накопителей) по сравнению с памятью MLC другого производителя (или другой линейки SSD).
• Аналогично с энергопотреблением - например, накопитель SATA-3 с памятью TLC может потреблять в десять раз меньше энергии, чем накопитель PCI-E с памятью MLC. Более того, для одного типа памяти и одного интерфейса подключения разница в электропотреблении также очень сильно отличается в зависимости от конкретного накопителя.

И это не все параметры: скорость, срок службы и энергопотребление будут также отличаться от «поколения» накопителя (более новые, как правило, более совершенны: в настоящее время SSD продолжают развиваться и совершенствоваться), его общего объема и количества свободного места при использовании и даже температурного режима при использовании (для быстрых NVMe накопителей).

В итоге, строгий и точный вердикт о том, что MLC лучше TLC вынести нельзя - например, приобретя более емкий и новый SSD с TLC и лучшим набором характеристик, вы можете выиграть по всем параметрам по сравнению с приобретением накопителя с MLC по аналогичной цене, т.е. следует учитывать все параметры, а начинать анализ с доступного бюджета на покупку (например, если говорить при бюджете до 10000 рублей, обычно накопители с TLC памятью будут предпочтительнее MLC как для SATA, так и для PCI-E устройств).

Накопители SSD с памятью V-NAND, 3D NAND, 3D TLC и т.п.

В описаниях SSD накопителей (особенно если речь о Samsung и Intel) в магазинах и обзорах вы можете встретить обозначения V-NAND, 3D-NAND и аналогичные для типов памяти.

Такое обозначение говорит о том, что ячейки флеш-памяти размещены на чипах в несколько слоев (в простых чипах ячейки размещены в одном слое, подробнее - на Википедии), при этом это та же память TLC или MLC, только не везде это обозначается явно: например, для SSD от Samsung вы увидите только то, что используется V-NAND память, однако информацию о том, что в линейке EVO применена V-NAND TLC, а в линейке PRO - V-NAND MLC придется поискать.

Лучше ли 3D NAND чем «плоская» (planar) память? Она дешевле в производстве и тесты говорят о том, что на сегодняшний день для памяти TLC вариант с многослойным размещением обычно более эффективен и надежен (более того, Samsung заявляет о том, что в устройствах их производства память V-NAND TLC обладает лучшими характеристиками производительности и срока службы, чем planar MLC). Однако, для памяти MLC, в том числе в рамках устройств одного производителя это может быть не так.

Т.е. опять же, всё зависит от конкретного устройства, вашего бюджета и других параметров, которые следует изучить перед покупкой SSD.

Конечно, я бы рад рекомендовать Samsung 960 Pro хотя бы на 1 Тб как неплохой вариант для домашнего компьютера или ноутбука, но обычно приобретаются более дешевые диски, для которых приходится внимательно изучать весь набор характеристик и сопоставлять их с тем, что требуется от накопителя.