Solid-state drive

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Een prototype SSD.

Een solid-state drive (SSD, of RAM-disk) is een medium om digitaal gegevens op te bewaren met behulp van niet-vluchtig geheugen zoals flash of vluchtig geheugen als bijvoorbeeld SDRAM. Deze SSD's worden voornamelijk gebruikt in computertoepassingen waar traditioneel een harde schijf gebruikt werd. Typisch aan solid-state drives is dat er geen bewegende onderdelen gebruikt worden zoals ronddraaiende platters die wel in harde schijven te vinden zijn. Dankzij het ontbreken van bewegende onderdelen is de toegangstijd tot een willekeurig gegeven verwaarloosbaar klein en zullen er (weinig tot) geen mechanische fouten meer optreden.

Inhoud

[bewerken] Snelheid

SSD’s zijn gekend om hun snelle toegangs- en zoektijd. Tegenwoordig hebben SSD’s een toegangstijd van amper 0,1 milliseconde. Gegevens kunnen - maakt niet uit waar ze zijn opgeslagen - altijd even snel gezocht worden. Dit komt doordat de SSD niet meer afhankelijk is van een roterende schijf zoals bij een harde schijf. Deze moest zich namelijk eerst nog bewegen naar de goede positie om een bestand te kunnen lezen. Hierdoor is de toegangstijd veel beter dan bij een harde schijf. Ook het wegschrijven van gegevens gaat veel sneller bij een SSD ten opzichte van een harde schijf. Doordat er meerdere flashgeheugenkaarten in een SSD zitten, kunnen deze elk apart data wegschrijven.

Een SSD kan worden aangesloten via een SATA-aansluiting op een moederbord. Er zijn ook al SSD's die via PCI en PCI Express worden aangesloten op het moederbord. Deze kunnen nog hogere snelheden halen, maar zijn vaak ook duurder dan de via SATA aangesloten exemplaren. Ze zijn dan ook voornamelijk bedoeld voor bedrijven in plaats van consumenten.

Vanwege de hoge snelheden worden SSD's vaak als opstartschijf gebruikt, hierbij zet men het besturingssysteem op de SSD. Het voordeel hiervan is dat je besturingssysteem veel sneller opstart. Ook zware programma's die veel data nodig hebben om goed te werken, worden vaak op SSD's gezet. Een pc kan veel winst halen uit een SSD omdat een harde schijf meestal een bottleneck vormt voor een computer met recentere hardware. Dit komt doordat de standaard van harde schijven al jarenlang 7.200 RPM is. Er bestaan ook schijven van 10.000 RPM, maar ook deze zijn trager dan SSD's. Het is moeilijk om harde schijven nog sneller te maken aangezien bij nog hogere snelheden de interne schijf te warm kan worden en zou kunnen smelten.

[bewerken] SSD intern

Een solid-state drive wordt gebruikt voor opslag van gegevens. Hiervoor moet er dus een middel zijn om de gegevens bij te houden. Bij SSD's heeft men twee soorten geheugen waarmee men kan werken.

[bewerken] Flashgeheugen

SSD's met flashgeheugen zijn doorgaans trager dan SSD's met DRAM. SSD's op basis van flashgeheugen zijn daarom ook goedkoper dan DRAM. Een SSD met flashgeheugen is opgebouwd uit:

[bewerken] DRAM

Een SSD die uit een DRAM bestaat, is veel sneller dan een SSD met flashgeheugen. Dit komt doordat er een supersnel DRAM-geheugen gebruikt wordt voor opslag. Dit is hetzelfde geheugen als in een computer gebruikt wordt (RAM). Hierdoor is hij gemakkelijk te upgraden door er modules in te steken die een grotere capaciteit hebben.

Het nadeel van DRAM SSD's is dat ze ofwel een batterij ofwel een aparte stroomtoevoer nodig hebben, aangezien het geheugen vluchtig is. Als de stroom uitvalt, maakt de SSD een reservekopie van alles wat er in het RAM-geheugen van de computer zit. Hierdoor gaan er geen gegevens verloren als de stroom uitvalt tijdens het gebruik van de computer. Het is echter niet zo handig om het geheugen te gebruiken als opstartschijf. Het wordt vooral gebruikt om een proces op een computer te versnellen.

[bewerken] MLC versus SLC

Solid-state drives zijn onder te verdelen in twee typen: SLC en MLC. Een SSD bestaat uit verschillende cellen. Iedere cel heeft een analoge waarde. Deze analoge waarde, doorgaans een lading, voltage of weerstand, wordt onderverdeeld om tot een digitale waarde te komen.

Bij Single-Level-Cell SSD's (SLC) wordt de analoge waarde van een cel verdeeld in twee bereiken: een hoog bereik en een laag bereik. Hierdoor slaat iedere cel effectief dus één bit op.

Bij Multi-Level-Cell SSD's (MLC) wordt de analoge waarde in meer bereiken verdeeld, meestal vier. Hierdoor worden effectief dus meer bits per cel opgeslagen.

Dit verschil heeft tot gevolg dat SLC's betrouwbaarder, duurzamer en sneller zijn, terwijl MLC's juist als voordeel hebben dat ze data veel compacter kunnen opslaan. Hierdoor kunnen MLC's met dezelfde opslagcapaciteit goedkoper worden geproduceerd dan SLC's.[1]

[bewerken] TRIM

Wanneer SSD's veel gebruikt worden, vertragen ze. Bij het schrijven in eerder gebruikte ruimte moet dit gebied eerst gewist worden, en deze extra handeling kost tijd. Daarom heeft men een nieuwe technologie ontwikkeld die dit tegengaat, namelijk TRIM. TRIM zorgt ervoor dat het besturingssysteem zoekt naar gebieden op de SSD die niet meer gebruikt worden. Vervolgens krijgt de controller van de SSD opdracht om deze gebieden alvast te wissen, zodat er zonder vertraging weer op geschreven kan worden.

De recentste SSD's zijn bijna allemaal uitgerust met deze TRIM-functie. Het is aan te raden om bij aanschaf te kijken of een SSD deze technologie ondersteunt. Voor TRIM was er wel al een alternatieve techniek die de SSD resette. Het nadeel hiervan was dat dit alle data wiste die op de SSD stond, waardoor het niet praktisch was om te gebruiken.

TRIM is reeds geïntegreerd in Linux 2.6.33, Windows 7 en Windows Server 2008R2, en komt in de toekomst naar de Mac OS X 10.7.

[bewerken] Voor-en nadelen

Dit zijn de voornaamste voor- en nadelen van een SSD ten opzichte van een harde schijf.

[bewerken] Voordelen

[bewerken] Nadelen

[bewerken] Toepassingen

Verwacht wordt dat SSD's langzaam de mechanische harde schijven zullen vervangen. SSD's die gebaseerd zijn op vluchtig geheugen zoals SDRAM worden gekenmerkt door snelle toegang (toegangstijden minder dan 0,01 milliseconde; meer dan 250 keer zo snel als de snelste harde schijven in 2004). Deze worden primair gebruikt om applicaties te versnellen die anders vertraging zouden oplopen.

Solid-state drives zijn in het bijzonder nuttig op computers die al de maximum toegelaten hoeveelheid RAM gebruiken. Sommige x86 architecturen hebben bijvoorbeeld limieten van 4 GB aan RAM, maar door gebruik te maken van wisselbestanden op een SSD kan deze beperking omzeild worden. Deze SSD zal niet de snelheid van het hoofdgeheugen halen, omdat de bandbreedte van de bus waar deze mee verbonden is gewoonlijk kleiner is. Toch blijft de snelheid hoger dan wanneer het wisselbestand op een conventionele harde schijf zou staan.

SSD's worden ook gebruikt als "boot disk". Ook hier spelen de hogere lees- en schrijfsnelheden een rol. Omdat de prijs per Gigabyte opslagcapaciteit vooralsnog hoger is dan bij conventionele harde schijven wordt de SSD nog wel vaak gecombineerd met een "gewone" harde schijf voor het opslaan van data.

Op DRAM gebaseerde SSD's kunnen ook als cachebuffer gebruikt worden. Wanneer data naar een harde schijf weggeschreven moet worden, zal het overeenkomstige blok als gewijzigd (jargon: vuil of dirty) gemarkeerd worden. Alle gewijzigde blokken kunnen dan naar de harde schijf gesynchroniseerd worden op basis van een van de volgende strategieën:

[bewerken] Zie ook

[bewerken] Externe links

Bronnen, noten en/of referenties
Persoonlijke instellingen
Naamruimten
Varianten
Handelingen
Navigatie
Informatie
Hulpmiddelen
Afdrukken/exporteren
In andere talen