Root » Servers » » Harde schijf » » SSD » » Basisinformatie
Snelheid verhogen
met een solid state disk
SSD
Dit is de algemene informatiepagina over SSD of Solid State Disk
-

-

Solid State Disk


De SSD wordt keurig gedetecteerd door Linux
(aan de hand van de rotatiesnelheid)


Geheugenmodules van Samsung

Een tijdje geleden (september 2008) kostten Solid State Disks een 100-tal euro en was de capaciteit beperkt tot 32GB. 6 maanden later is de capaciteit meer dan verdubbeld. De laatste tijd is de sprijsdaling stilgevallen. Eind 2011 heb ik nog 150€ betaald voor een Intel SSD van 120GB.

Het verbruik is ongeveer 1W en deze schijven werken in het algemeen sneller dan de klassieke notebook harde schijven. Nog nooit zal je computer zo snel gewerkt hebben (na de installatie). De capaciteit is echter beperkt, maar voor de sturing van de verwarming (of een andere technische toepassing) is dit geen probleem. Het laag verbruik is van belang voor notebook en technische toepassingen.

SSD's zijn voornamelijk leverbaar in 2.5 inchmaat (notebook-formaat), met PATA (IDE) of SATA interface. De PATA-interface zal je tegenwoordig nauwelijks nog aantreffen: het zijn meestal onverkochte schijven uit de begintijd van de technologie. Bij PATA is de snelheidsbeperkende faktor de snelheid van de interface, niet die van het geheugen zelf!

Deze technologie wordt gebruikt bij de ReadyBoost van Vista (en die heeft dat echt nodig, maar sneller wordt Vista niet, hoogstens een beetje minder traag).

De SSD is vooral snel als het operating system kan inspelen op de eigenaardigheden ervan. Linux (vanaf versie 2.6) en de afgeleide produkten zoals Ubuntu detecteren keurig de SSD.

Door middel van fine-tuning kan het systeem nog sneller gemaakt worden, maar waarschijnlijk dat Linux een automatische optimalisatie zal opnemen in een volgende kernel. Bij Microsoft is enkel Windows 7 op de hoogte van het bestaan van Solid State Disks.

Vooral Linux-toepassingen draaien supersnel met een SSD-schijf; dit is vanwege het feit dat het operating system minder gegevens naar de harde schijf wegschrijft. Het zwak punt van SSD is de trage schrijfcyclus, maar ook het feit dat er maar een beperkt aantal keren op iedere lokatie geschreven wordt. Windows (vooral Vista) schrijft enorm veel naar de harde schijf (application data, registry, logboeken, hoe vaak u naar de toilet gaat tijdens de werkuren…). Lees ook over de datastructuur van de SSD (zie link hierboven).

De meeste geheugenmodules zijn afkomstig van Samsung. Het enig verschil tussen de SSD van verschillende merken is de controller en vooral de firmware, die ervoor moet zorgen dat de geheugencellen evenwichtig "opgebruikt" worden (wear levelling). Extra componenten zoals buffergeheugen moeten ervoor zorgen dat de schrijfopdrachten vlot gebeuren: de data wordt eerst in de buffer gezet, zodat de drive weer vrij komt voor volgende opdrachten. Vaak wordt het prijsverschil bepaald door deze extra componenten.

Geschikt voor alle operating systems?

Er wordt mij vaak gevraagd of SSD gebruikt kunnen worden met alle operating systems: het antwoord is JA. Een SSD gedraagt zich immers als een normale harde schijf. Ik heb computers staan die onder DOS en windows 98 draaien, en die gebruiken allebei een Solid State Disk voor de data-opslag (het betreft hier SSD schijven met PATA-interface, want SATA bestond nog niet ten tijde van windows 98 en 2000).

SSD kopen?

De SSD schijven zijn voornamelijk beschikbaar in 2.5 inch-uitvoering. Voor een gebruik in een desktop moeten er aanpassingsbeugels bijgekocht worden. Eén van de grootste fabrikant van SSD modules is Intel: zijn gebruiken hun eigen geheugenmodules (andere fabrikanten gebruiken vaak geheugenmodules van Samsung).

Wat de capaciteit betreft kies je best de grootst mogelijke capaciteit die je kan betalen. De snelheid neemt toe met de capaciteit, aangezien er meer individuele geheugenmodules simultaan werken. Een hogere capaciteit is ook beter voor de bedrijfszekerheid, omdat de schrijfopdrachten over meer geheugenmodules uitgespreid kunnen worden.

Een geheugenmodule laat je nooit vollopen, want dit is slecht voor de betrouwbaarheid: als de schijf voor 90% vol zit, dan gebeuren de schrijfopdrachten over slechts een beperkt aantal geheugenmodules.

Betrouwbaarheid


De SSD drives van OCZ zijn de minst betrouwbare,
met een uitvalspercentage van bijna 3%
(cijfers van 2010)
De SSD-technologie is te recent om duidelijke cijfers over de betrouwbaarheid van de Solid State Disks te bekomen.

Er zijn geen bewegende delen, wat de betrouwbaarheid moet bevorderen. Mechanische slijtage gebeurt niet meer en de geheugenmodules kunnen tegen een stootje.

Maar aan de andere kant is de technologie voor de magnetisch opslag veel betrouwbaarder dan de ladingsopslag. Een VHS band van 30 jaar oud kan nog probleemloos afgespeeld worden. SSD gebruiken de ladingsopslag in een geïsoleerde cel om signaalniveau's op te nemen. De lading heeft echter de neiging om weg te vloeien (een perfekte isolator bestaat niet, en de geheugencellen zijn microscopisch klein). Ioniserende straling kan een geheugenkaart wissen, zoals het ook onontwikkelde fotografische film onbruikbaar kan maken. Zelfs op zeeniveau is er altijd een beetje cosmische straling.

De eerste tests hebben aangetoond dat een SSD minstens even betrouwbaar werkt als een klassieke harde schijf. De betrouwbaarheid van een SSD is ook gerelateerd aan het aantal schrijfcycli: hoe vaker geschreven wordt, hoe slechter de betrouwbaarheid wordt, maar de uitval ten gevolge van talrijke schrijfopdrachten is overroepen.

Geheugencellen gaan regelmatig defekt bij het schrijven (bij het verlaten van de fabriek zijn er al defekten). Deze fouten hebben echter geen dataverlies tot gevolg, omdat de fout bij het schrijven gedetecteerd wordt. SSD schijven gebruik een deel van hun capaciteit als "spare", als reserve. Een SSD van 64GB wordt daarom verkocht als 60GB, de 4GB is een reserve. Als 90% van de reservecapaciteit opgebruikt is, geeft de schijf een SMART foutconditie, en bij 100% gaat de schijf in read-only modus (de gegevens kunnen enkel nog uitgelezen worden, maar er kan niets meer geschreven worden).

Buffergeheugen

Een SSD heeft een groot werkgeheugen nodig (zie werking van een SSD).
  • Het werkgeheugen moet namelijk plaats bieden aan een volledige blok: als die gewist moet worden moet de nog geldige informatie tijdelijk bewaard worden.
  • Ook is er ruimte nodig voor de vertalingstabellen, de plaats waar de data opgeslagen is komt niet overeen met het adres dat de computer gebruikt omdat de data op de SSD altijd op een volgende vrije plaats geschreven wordt.
Bij de goedkopere uitvoeringen is het werkgeheugen gewoon een deel van de SSD. Dit brengt echter een verhoogde slijtage mee omdat bij iedere schrijfopdracht de data moet geschreven worden, maar ook de vertalingstabel moet aangepast worden. Het fenomeen waarbij één enkele schrijfopdracht van de computer resulteert in talrijke schrijfopdrachten op SSD niveau heet write amplification en is één van de problemen van SSD geheugens.

Bij betere SSD schijven wordt er RAM geheugen gebruikt. RAM geheugen is extreem snel en kan bijvoorbeeld ook als buffer bij schrijfopdrachten gebruikt worden: gegevens die geschreven worden worden eerst in RAM gezet zodat de controller direct klaar is.

RAM geheugen verliest echter zijn data bij het wegvallen van de stroom. Daardoor gaan niet enkel de laatste data verloren, maar vooral zit de SSD in een ongecontroleerde toestand: de SSD is zijn bestandsorganisatie gedeeltelijk kwijt. Bij de volgende opstart van het systeem worden de interne datastructuren van de SSD opnieuw gereconstrueerd. Ik heb echter al meegemaakt dat bepaalde computers niet meer konden opstarten na een stroomonderbreking (wat meestal niet het geval is met computers met klassieke schijven omdat de data altijd zo snel mogelijk weggeschreven wordt).

Het is dus absoluut noodzakelijk dat er een mechanisme bestaat om dergelijke catastrofes te vermijden. Er wordt gebruik gemaakt van een paar buffer elko's die de SSD van stroom kunnen voorzien om de RAM keurig weg te schrijven bij stroomuitval. De buffer elko's zijn de gele blokjes op de print.

Vreemd genoeg heeft de laatste generatie van Intel (520-reeks) geen bufferelko's meer, terwijl dit juist duurdere schijven zijn. Deze schijven zijn niet beveiligd tegen stroomuitval (met als gevolg dat er gegevens niet meer gelezen kunnen worden na een stroomuitval);

Hoe groter het werkgeheugen in RAM, hoe sneller de SSD, maar ook hoe meer bufferelko's er voorzien moeten worden.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's