انواع مختلف حافظه های SSD ها را بشناسید: SATA، NVMe، M.2، U.2 و PCIe

 

چه در حال ارتقاء رایانه‌های سازمان خود باشید یا یک مرکز داده را تجهیز کنید، درک تفاوت‌های ظریف انواع SSD به شما این امکان را می‌دهد که از پتانسیل کامل راه حل‌های مدرن ذخیره سازی داده استفاده کنید. هر نوع SSD مزایای متمایز را برای میز به ارمغان می‌آورد و نیازهای مختلف ذخیره سازی را برآورده می‌کند.

انواع SSD و نقش آنها در ذخیره سازی داده ها

SSD‌ها دسترسی و دوام متفاوتی به داده‌ها دارند زیرا از فناوری حافظه فلش به جای عناصر متحرک موجود در هارد دیسک‌های معمولی استفاده می‌کنند. به دلیل این ویژگی‌ها، SSD‌ها برای برنامه‌هایی که نیاز به ذخیره سازی داده با کارایی بالا دارند، گزینه بسیار خوبی هستند.

درایوهای حالت جامد به شکل فاکتورهای SSD مختلفی عرضه می‌شوند که هر کدام برای برآوردن نیازهای فضا و عملکرد متفاوت طراحی شده‌اند. درک فاکتورهای فرم SSD برای انتخاب درایو مناسب که هم با ابعاد فیزیکی دستگاه و هم با نیازهای عملکرد برنامه مطابقت دارد، بسیار مهم است. هر فرم فاکتور مزایای منحصر به فردی را ارائه می‌دهد، از فشرده بودن و سادگی گرفته تا انتقال داده با سرعت بالا و سازگاری با پیکربندی‌های سخت افزاری موجود.

SATA SSD چیست؟

SATA SSD – که مخفف درایوهای حالت جامد ATA سریال است – به عنوان یک دروازه در دسترس به قلمرو ذخیره سازی حالت جامد عمل می‌کند (بیشتر برای کامپیوترهای قدیمی‌تر کاربرد دارد). این درایوها از رابط SATA استفاده می‌کنند، یک پروتکل اتصال استاندارد که در همه جا در رایانه‌های شخصی و لپ‌تاپ‌ها وجود دارد و آنها را با اکثر سیستم‌های موجود سازگار می‌کند. در حالی که SSD‌های SATA با ارائه افزایش سرعت قابل توجه در مقایسه با هارد دیسک‌های سنتی انقلابی در فضای ذخیره سازی ایجاد کرده‌اند، در مقایسه با فناوری‌های SSD جدیدتر مانند NVMe عملکرد بسیار کمی دارند.

SATA SSD

در اصل برای کارهای محاسباتی اصلی مانند نصب سیستم عامل، بازی، و برنامه‌های کاربردی بهره وری عمومی طراحی شده‌اند، SSD‌های SATA در سرعت، عملکرد قابل توجهی نسبت به هارد دیسک‌های معمولی دارند. اما SSD‌های NVMe که از رابط پیچیده تری برای دستیابی به نرخ انتقال داده بالاتر و تأخیر کمتر استفاده می‌کنند، از نظر سرعت عملکرد بهتری از آنها هم دارند.
علیرغم محدودیت‌های عملکردی، SSD‌های SATA به دلیل مقرون به صرفه بودن و ادغام ساده با سیستم‌های موجود، گزینه مطلوبی برای سازمان‌ها و افراد آگاه به بودجه باقی می‌مانند. سازگاری گسترده و سهولت نصب آنها، آنها را به یک راه حل عملی برای ارتقاء سخت افزار قدیمی یا تجهیز سیستم‌های جدید با قابلیت‌های ذخیره سازی بهبود یافته بدون هزینه زیاد تبدیل می‌کند.

SSD NVMe چیست؟

SSD‌های NVMe عملکرد ذخیره سازی را با سرعت‌های زیاد و تأخیر بسیار کم بازتعریف کردند. برخلاف رابط‌های SATA، NVMe از رابط PCIe استفاده می‌کند که به طور خاص برای ذخیره سازی SSD مبتنی بر فلش طراحی شده است و پتانسیل کامل فناوری حالت جامد را فعال می‌کند. این نوع ذخیره سازی را می‌توان از طریق فاکتورهای مختلفی مانند NVMe M.2 اعمال کرد.

NVMe SSD

SSD‌های NVMe در فشارهای کاری سخت، از جمله برنامه‌های کاربردی داده فشرده، ویرایش ویدئو و محیط‌های سرور، عالی هستند. توان عملیاتی بالا و تأخیر کم، آنها را برای کاربرانی که به حداکثر عملکرد و پاسخگویی دستگاه ذخیره سازی نیاز دارند ضروری می‌کند.

SSD M.2 چیست؟

M.2 SSD یک دستگاه ذخیره‌سازی کوچک و پرسرعت است که به دلیل مزایای عملکرد و طراحی فشرده، به طور فزاینده‌ای در رایانه‌های مدرن استفاده می‌شود.

M.2 SSD

اندازه‌گیری 22 میلی‌متر (حدود 0.87 اینچ) با طول‌های مختلف، SSD‌های M.2 مستقیماً در یک شکاف روی مادربرد رایانه قرار می‌گیرند و آنها را به گزینه‌ای ایده‌آل برای لپ‌تاپ‌ها و دسک‌تاپ‌های کوچک‌تر تبدیل می‌کند که در آن فضا بسیار بالا است.

SSD‌های M.2 می‌توانند از رابط‌های SATA یا PCIe استفاده کنند. با این حال، آنهایی که از رابط PCIe استفاده می‌کنند – به ویژه با پشتیبانی NVMe – نرخ انتقال داده عالی را ارائه می‌دهند که به طور قابل توجهی از هارد دیسک‌ها و SSD‌های SATA سنتی بهتر است.

این افزایش سرعت، زمان راه‌اندازی سیستم، بارگذاری برنامه و سرعت انتقال فایل را بسیار بهبود می‌بخشد، که به ویژه در برنامه‌های پرتقاضا مانند بازی، ویرایش چندرسانه‌ای و تجزیه و تحلیل داده‌ها سودمند است.

SSD‌های M.2 همچنین برای اتصال مستقیم مادربرد خود مفید هستند، که نیاز به کابل‌های برق و داده اضافی را از بین می‌برد و به ساده سازی طرح‌های داخلی رایانه کمک می‌کند. با این حال، نصب آنها به بررسی سازگاری برای نوع، اندازه و پشتیبانی رابط مادربرد M.2 نیاز دارد.

PCIe SSD چیست؟

SSD‌های PCIe از رابط PCIe با پهنای باند بالا برای ارائه عملکرد ذخیره سازی استثنایی استفاده می‌کنند. با رابط مستقیم با گذرگاه PCIe، این SSD‌ها می‌توانند به سرعت انتقال داده قابل توجهی دست یابند و برای برنامه هایی که حداکثر سرعت را می‌طلبند ایده آل هستند.

PCIe SSD

اگر با PCIe آشنایی ندارید، این یک استاندارد رابط برای اتصال قطعات پرسرعت به مادربرد است. برخلاف SATA، که با طراحی محدود به سرعت انتقال داده‌های آهسته‌تر است، PCIe دارای خطوط داده متعدد است – معمولاً خطوط x2 یا x4 برای SSD‌های M.2 – که پهنای باند بسیار بالاتری را امکان‌پذیر می‌کند. این بدان معناست که داده‌ها می‌توانند با سرعت بسیار بیشتری حرکت کنند و کارهایی را که نیاز به دسترسی سریع به داده‌ها دارند، مانند راه‌اندازی سیستم، راه‌اندازی نرم‌افزار و دستکاری فایل‌های بزرگ، به‌طور چشمگیری بهبود می‌بخشند.

SSD‌های PCIe معمولاً در ایستگاه‌های کاری پیشرفته، دستگاه‌های بازی و برخی از سرورهای سازمانی یافت می‌شوند که عملکرد آنها بسیار مهم است. توانایی آنها در استفاده از پتانسیل کامل خطوط PCIe، پاسخگویی و کارایی بی نظیری را تضمین می‌کند.

SSD U.2 چیست؟

SSD‌های U.2 نقطه همگرایی بین دو فناوری ذخیره سازی جا افتاده را نشان می‌دهند: SSD‌های سنتی 2.5 اینچی SATA و SSD‌های پیشرفته NVMe PCIe. آنها از رابط U.2 استفاده می‌کنند که راحتی درایوهای قابل تعویض را با افزایش سرعت قابل توجه فناوری NVMe تلفیق می‌کند.

در محیط‌های سازمانی و مراکز داده، جایی که عملکرد، مقیاس‌پذیری و قابلیت اطمینان از اهمیت بالایی برخوردار است، SSD‌های U.2 جایگاهی استراتژیک پیدا کرده‌اند. برخلاف همتایان SATA خود، آنها نرخ انتقال داده به میزان قابل توجهی بالاتر و تأخیر کمتری را ارائه می‌دهند، مشابه SSD‌های NVMe. با این حال، چیزی که آنها را متمایز می‌کند سازگاری آنها با زیرساخت‌های موجود است و آنها را به گزینه‌ای جذاب برای مشاغلی تبدیل می‌کند که به دنبال افزایش قابلیت‌های ذخیره سازی بدون تغییرات اساسی کل سیستم هستند.

یکی از مزیت‌های کلیدی SSD‌های U.2 این است که مانند درایوهای SATA سنتی، در درایوهای استاندارد قرار می‌گیرند. این امر ادغام آسان با معماری‌های سرور موجود را بدون نیاز به تغییرات قابل توجهی تسهیل می‌کند.

علاوه بر این، درایوهای U.2 SSD از تعویض آنلاین پشتیبانی می‌کنند و مدیران را قادر می‌سازد تا درایوها را بدون خاموش کردن سیستم‌ها یا وقفه در عملیات جایگزین یا ارتقا دهند…یک ویژگی حیاتی برای برنامه‌های کاربردی حیاتی که در آن‌ها  قطع شدن سرویس‌ها، گزینه‌ای قابل لحاظ نیست.

با پذیرش SSD‌های U.2، شرکت‌ها می‌توانند به تعادل ظریفی بین عملکرد و تطبیق پذیری دست یابند. این درایوها سرعت و پاسخگویی لازم برای بارهای کاری سخت را ارائه می‌دهند و در عین حال از سازگاری و سهولت استقرار در زیرساخت‌های ایجاد شده پشتیبانی می‌کنند. از آنجایی که کسب‌وکارها به چابکی و کارایی در عملیات IT خود اولویت می‌دهند، SSD‌های U.2 به عنوان یک انتخاب عمل‌گرایانه برای ایجاد نوآوری در ذخیره‌سازی در محیط‌های سازمانی ظاهر می‌شوند.

اکنون که انواع مختلف SSD‌ها را پوشش داده ایم، بیایید انواع مختلف ذخیره سازی فلش NAND را بررسی کنیم.

انواع ذخیره سازی NAND

در زیر سطح SSD‌ها حافظه فلش NAND قرار دارد که پایه و اساس قابلیت‌های ذخیره سازی آنهاست. فلش NAND انواع مختلفی دارد: سلول تک سطحی (SLC)، سلول چند سطحی (MLC)، سلول سه سطحی (TLC) و سلول چهار سطحی (QLC). هر کدام در تعداد بیت‌های ذخیره شده در هر سلول حافظه متفاوت است و دارای ویژگی‌های متمایز است که بر عملکرد، استقامت و کارایی هزینه تأثیر می‌گذارد.

SLC

SLC NAND بالاترین استقامت و عملکرد را ارائه می‌دهد، اما با هزینه بالاتر برای هر گیگابایت. SLC‌ها برای برنامه‌های سازمانی ایده آل هستند که در آن عملکرد و دوام یکنواخت از اهمیت بالایی برخوردار است، البته با هزینه هر گیگابایت بالاتر از سایر انواع NAND. هر سلول حافظه تنها یک بیت داده را ذخیره می‌کند که امکان خواندن و نوشتن سریع‌تر و قابلیت اطمینان استثنایی را فراهم می‌کند.

MLC

MLC NAND تعادلی بین عملکرد بالا، استقامت و هزینه ایجاد می‌کند. SSD‌های MLC با ذخیره دو بیت در هر سلول حافظه، ظرفیت ذخیره سازی و مقرون به صرفه بودن را بهبود می‌بخشند و در عین حال سرعت و قابلیت اطمینان قابل توجهی را حفظ می‌کنند. این نوع NAND معمولاً در حافظه‌های SSD اقتصادی یافت می‌شود که یک مصالحه قانع کننده بین سرعت و مقرون به صرفه بودن ایجاد می‌کند.

TLC

TLC NAND برای راه‌حل‌های ذخیره‌سازی مقرون‌به‌صرفه بهینه‌سازی شده است، و مقداری استقامت را قربانی افزایش تراکم ذخیره‌سازی با سه بیت ذخیره‌شده در هر سلول حافظه می‌کند. SSD‌های TLC ظرفیت‌های بالاتری را با قیمت‌های قابل دسترس تری ارائه می‌دهند که آنها را برای برنامه‌های اصلی مصرف کننده مانند لپ‌تاپ و دسکتاپ مناسب می‌کند.

QLC

QLC NAND معمولاً در SSD‌های مقرون به صرفه یافت می‌شود که نیازهای ذخیره سازی انبوه را هدف قرار می‌دهند. QLC NAND با ذخیره چهار بیت در هر سلول حافظه، تراکم ذخیره سازی را به حداکثر می‌رساند و در نتیجه کمترین هزینه را برای هر گیگابایت در میان انواع NAND به همراه دارد. با این حال، این افزایش تراکم به قیمت استقامت و عملکرد تمام می‌شود و SSD‌های QLC را برای نیازهای ذخیره‌سازی انبوه مقرون‌به‌صرفه، در جایی که سرعت بسیار مهم نیست، مانند آرشیو داده‌ها و ذخیره‌سازی ثانویه ایده‌آل می‌کند.

NAND عمودی سه بعدی

NAND عمودی سه بعدی (V-NAND) یک فناوری است که سلول‌های NAND را به صورت عمودی در چندین لایه جمع می‌کند و ظرفیت‌های بالاتر و بهبود عملکرد را در مقایسه با NAND مسطح سنتی امکان پذیر می‌کند. این طراحی باعث افزایش تراکم بدون به خطر انداختن قابلیت اطمینان یا سرعت می‌شود، و SSD‌های 3D V-NAND را به انتخابی محبوب برای محاسبات با کارایی بالا و برنامه‌های کاربردی سازمانی تبدیل می‌کند. انباشته شدن عمودی سلول‌ها، باعث می‌شود فضا کارآمدتر شود و برای پاسخگویی به نیازهای راه‌حل‌های ذخیره‌سازی داده‌های مدرن، مقیاس‌پذیرتر شود.

 

هارد دیسک‌ها با SSD‌ها همزیستی خواهند کرد

علی‌رغم پیشرفت‌ها در انواع درایوهای SSD، هارد دیسک‌های سنتی همچنان در فضای ذخیره‌سازی در حال تحول مرتبط هستند. هارد دیسک‌ها از نظر پایداری، بازسازی، استفاده مجدد و بازیافت مزایای متمایز ارائه می‌دهند. علاوه بر این، هارد دیسک‌ها راه‌حل‌های ذخیره‌سازی مقرون‌به‌صرفه را ارائه می‌کنند، که آنها را برای برنامه‌های ذخیره‌سازی انبوه در مراکز داده ضروری می‌سازد.

همزیستی هارد دیسک‌ها و SSD‌ها نشان دهنده یک رویکرد متعادل برای ذخیره سازی داده‌ها است که از نقاط قوت هر فناوری بر اساس موارد استفاده خاص و ملاحظات اقتصادی استفاده می‌کند. در حالی که SSD‌ها در سناریوهای حیاتی عملکرد برتر هستند، HDD‌ها به دلیل مقرون به صرفه بودن و مقیاس پذیری، همچنان بر ذخیره سازی داده‌های انبوه تسلط دارند.