ممکن است شما هنگام خرید کامپیوتر جدید و یا بروزرسانی کامپیوتر قدیمی خود، مایل باشید تا هارددیسک قدیمی خود را با یک درایو پرسرعت SSD جایگزین کنید. در واقع سوییچ کردن از HDD به SSD یکی از بهترین راهکارهای ارتقای عملکرد برای کامپیوتر شخصی شماست. اما چرا تکنولوژی SSD بهترین گزینه است؟ این پرسش را باید با پی بردن به روش کار SSD پاسخ داد.

بیشتر بخوانید : بهترین راه ارتقا و به روزرسانی سیستم

در این مقاله پس از آشنایی با SSD، نحوه کارکرد آن و دلیل محبوبیت این درایو مورد بررسی قرار می‌گیرد. اگر شما بدنبال خرید تجهیزات مناسب در این زمینه هستید، حتما پیش از خرید به نکاتی که در این مقاله اشاره می‌شود، نگاهی بیندازید.

بیشتر بخوانید : راهنمای خرید درایو SSD ای دیتا

درک مفهوم کامپیوتر و حافظه

به منظور درک نحوه عملکرد SSD در ابتدا باید با نحوه کارکرد حافظه کامپیوتر آشنا شوید. معماری حافظه کامپیوتر از سه جنبه قابل بررسی است:

• حافظه کش
• حافظه RAM
• درایو دیتا

هر یک از این موارد، سهم قابل توجهی در نحوه کارکرد یک کامپیوتر دارند.

حافظه کش از جمله داخلی‌ترین حافظه‌های کامپیوتر است. به هنگام راه‌اندازی کامپیوتر، شما از حافظه کش به عنوان نوعی زیرساخت برای انجام محاسبات مربوط به داده‌ها و فرایندها استفاده می‌کنید. مسیرهای الکتریکی دسترسی به دیتای کش، کوتاه‌ترین و در عین حال سریع‌ترین مسیر است. البته حافظه کش بسیار کوچک است و بنابراین دیتای آن به طور مرتب و ثابت بازنویسی می‌شود.

حافظه RAM (حافظه قابل دسترس تصادفی) میانی‌ترین حافظه کامپیوتر است. در این بخش کامپیوتر شما داده‌ها را متناسب با برنامه‌ها و فرایندی که اجرا می‌شود، ذخیره می‌کند. دسترسی به RAM کندتر از کش است اما قابل چشم‌پوشی است.

درایو دیتا بخشی است که هر گونه دیتا بر اساس عملکردش ذخیره می‌شود. در این بخش کلیه برنامه‌ها، فایل‌های کانفیگ، مستندات، فایل‌های موسیقی، فیلم،… نگهداری می‌شوند. در صورتی‌که شما نیاز به دسترسی به این فایل‌ها یا راه‌اندازی یک برنامه داشته باشید، کامپیوتر آنرا از درایو دیتا روی RAM بارگذاری می‌کند.

مهم‌ترین نکته این است که اختلاف سرعت‌ بسیار زیادی بین سه مورد اشاره شده وجود دارد. RAM و حافظه کش در سرعت‌های نانو ثانیه عمل می‌کنند؛ در حالی‌که هارددیسک، در سرعت میلی ثانیه عمل می‌کند. نکته قابل توجه این است که صرف‌نظر از میزان سریع بودن سایر قطعات، کامپیوتر صرفا داده‌ها را بر حسب سرعت درایو دیتا بارگذاری و ذخیره می‌کند. این همان جایی است که درایو حالت جامد وارد عمل می‌شود.

هارددیسک ها به میزان قابل توجهی کندتر از حافظه کش و RAM هستند؛ در حالی‌که SSD‌ها بسیار سریع‌ترند. این موضوع می‌تواند به میزان قابل توجهی زمان بارگذاری برنامه‌ها و فرایندهای مختلف را کاهش دهد و در نتیجه کامپیوتر سریع‌تر گردد.

بیشتر بخوانید : SSD یا HDD؟ کدامیک برای شما انتخاب مناسب تری است؟

روش کار SSD

اما جواب سوالی که در ابتدا مطرح کردیم یعنی روش کار SSD چگونه است؟ نحوه کار SSD با هارددیسک شباهت دارد. بدین معنا که هر دو، فایل و دیتا را برای استفاده طولانی مدت ذخیره می‌کنند. تفاوت آنها در این است که SSD از نوعی حافظه به نام فلش مموری استفاده می‌کنند که شبیه RAM است. اما بر خلاف RAM که به هنگام خاموش شدن کامپیوتر، داده از آن پاک می‌شود، داده موجود بر SSD حتی پس از خاموش شدن کامپیوتر نیز باقی می‌ماند. اگر یک HDD را مورد بررسی قرار دهید، بر روی آن صفحات مغناطیسی همراه با یک سوزن جهت خواندن داده، شبیه اتفاقی که در گرامافون ها میفتد، مشاهده می‌کنید. پیش از انجام عمل خواندن یا رایت داده توسط این سوزن،صفحات مغناطیسی باید بچرخند تا محلی که دیتا روی آن قرار گرفته است زیر سوزن قرار بگیرد.

از طرفی درایو حالت جامد از یک سری سلول‌های الکتریکی شبکه‌ای جهت ارسال و دریافت سریع داده استفاده می‌کند. این شبکه‌ها به بخش‌هایی به نام  صفحه یا”Page” تقسیم‌بندی می‌شوند که داده بر روی آن‌ها ذخیره می‌شود. page ها با اتصال به یکدیگر، بلوک‌ها را تشکیل می‌دهند.

لازم بذکر است SSD به این دلیل “حالت جامد” نامیده می‌شود چون هیچ قطعات متحرکی ندارد.

اما دانستن این موضوع قابل اهمیت است که SSD تنها می‌توانند داده را بر روی پیج‌های خالی موجود بر روی بلوک‌ها رایت کند. در HDDها،داده ها در هر فضای خالی روی صفحات مغناطیسی می توانند رایت شوند. این بدان معناست که داده‌ها به آسانی قابل رایت مجدد هستند. SSDها نمی‌توانند بصورت مستقیم داده‌ها را بر پیج‌های مستقل، بازنویسی کنند. بلکه آنها صرفا قادر به رایت داده بر روی پیج‌های خالی موجود بر روی یک بلوک هستند.

در این صورت ممکن است این سوال مطرح شود که یک درایو SSD چگونه فرایند حذف و پاک کردن داده را انجام می‌دهد؟ پاسخ این است که زمانی که پیج‌های کافی در یک بلوک به عنوان غیر قابل استفاده شناخته می‌شوند، SSD کلیه داده‌های بلوک را به حافظه منتقل کرده سپس کل بلوک را پاک می‌کند. پس از آن همزمان با تخلیه پیج‌های خالی استفاده نشده، داده را از حافظه به بلوک انتقال می‌دهد.

بیشتر بخوانید : SSD Trim چیست ؟

توجه داشته باشید که پاک کردن بلوک، لزوما به معنای از دست رفتن کامل داده‌ها نیست؛ این بدان معناست که سرعت SSD در طول زمان کندتر می‌شود.

زمانی‌که شما یک SSD جدید خریداری می‌کنید، این درایو کاملا با بلوک‌های شامل پیج‌های خالی، پر نشده است. وقتی داده‌های جدید بر روی درایو حالت جامد رایت می‌شوند، این فرایند به سرعت بر روی پیج‌های خالی انجام می‌شود. البته به مرور و هر اندازه که داده‌های بیشتری رایت می‌شود، پیج‌های خالی نیز کاهش می‌یابند و در نهایت شما با پیج‌های بلا استفاده تصادفی و پراکنده در سطح بلوک مواجه می‌شوید.

از آنجا که SSD نمی‌تواند به طور مستقیم داده را بر روی یک پیج خاص بازنویسی کند، هر زمان که شما نیاز به رایت داده جدید در آن نقطه را داشته باشید، SSD مراحل زیر را به این منظور طی می‌کند:

1-یک بلوک با پیج‌های کافی که بلا استفاده باشند، پیدا می‌کند.

2-بررسی می‌کند که کدام پیج در بلوک برای این منظور لازم است.

3-هر پیج موجود بر بلوک را ریست می‌کند.

4-پیج‌های مورد نیاز را بر بلوک‌های ریست شده بازنویسی می‌کند.

5-پیج‌های باقیمانده را با داده‌های جدید پر می‌کند.

بنابراین در واقع پس از خرید هر SSD جدید، درایو شما در زمان رایت داده باید کلیه مراحل فوق را طی کند. این مراحل، فرایند غالب اکثر حافظه‌های فلش است.

با وجود این، درایوهای SSD کماکان بسیار سریع‌تر از درایوهای دیسک سخت هستند و سرعتی که شما بدین شکل به هنگام خرید یک درایو حالت جامد بدست می‌آورید، بسیار ارزشمندتر از خرید یک HDD می‌باشد.

بیشتر بخوانید : قابلیت اطمینان و طول عمر یک درایو SSD

در آخر لازم است بدانید که به هنگام استفاده از درایو حالت جامد، بارهای الکتریکی موجود در هر سلول داده باید بصورت دوره‌ای ریست شوند. متاسفانه مقاومت الکتریکی هر سلول با هر بار ریست کردن اندکی افزایش می‌یابد. این موضوع موجب افزایش ولتاژ لازم به منظور فرایند رایت بر روی آن سلول می‌گردد. در نهایت ولتاژ مورد نیاز به حدی می‌رسد که رایت بر روی آن سلول خاص نیز امکان پذیر می‌شود. بنابراین سلول‌های داده SSD، قابلیت و ظرفیت تعداد محدودی رایت را دارند. البته این بدان معنا نیست که درایو حالت جامد دوام طولانی مدتی ندارند.

امیدواریم پس از مطالعه این مقاله، درک بهتری از این که روش کار SSD چیست داشته باشید و دعوت می کنیم نظرات خود درباره استفاده از حافظه حالت جامد را با سایر کاربران آونگ در میان بگذارید.