Durante l'acquisto di un nuovo laptop, potresti aver visto persone discutere se un dispositivo con un HDD sia migliore o uno con un SSD^{(HDD is better or one with an SSD)} . Cos'è l'HDD^(HDD) qui? Siamo tutti a conoscenza del disco rigido. È un dispositivo di archiviazione di massa utilizzato generalmente in PC, laptop. Memorizza il sistema operativo e altri programmi applicativi. Un'unità SSD o a stato solido^{(Solid-State)} è una nuova alternativa al tradizionale disco rigido^{(Hard Disk Drive)} . È arrivato sul mercato molto di recente al posto del disco rigido, che è stato il principale dispositivo di archiviazione di massa per diversi anni.

Sebbene la loro funzione sia simile a quella di un disco rigido, non sono costruiti come HDD^(HDDs) o funzionano come loro. Queste differenze rendono gli SSD^(SSDs) unici e conferiscono al dispositivo alcuni vantaggi rispetto a un disco rigido. Facci sapere di più sulle unità a stato solido, la loro architettura, il funzionamento e molto altro.^{(Let us know more about Solid-State Drives, their architecture, functioning, and much more.)}

Che cos'è un'unità a stato solido (SSD)?

Sappiamo che la memoria può essere di due tipi: volatile e non volatile^{(volatile and non-volatile)} . Un SSD è un dispositivo di archiviazione non volatile. Ciò significa che i dati archiviati su un SSD rimangono anche dopo l'interruzione dell'alimentazione. A causa^(Due) della loro architettura (sono costituiti da un controller flash e chip di memoria flash NAND ), le unità a stato solido sono anche chiamate unità flash o dischi a stato solido.

SSD: una breve storia^{(SSDs – A brief history)}

Le^(Hard) unità disco rigido sono state utilizzate principalmente come dispositivi di archiviazione per molti anni. Le persone lavorano ancora su dispositivi con un disco rigido. Quindi, cosa ha spinto le persone a ricercare un dispositivo di archiviazione di massa alternativo? Come sono nati gli SSD^(SSDs) ? Diamo una piccola sbirciatina alla storia per conoscere la motivazione dietro gli SSD^(SSDs) .

Negli anni '50, c'erano 2 tecnologie in uso simili al modo in cui funzionano gli SSD^(SSDs) , vale a dire, memoria a nucleo magnetico e memoria di sola lettura del condensatore della scheda. Tuttavia, sono presto svaniti nell'oblio a causa della disponibilità di unità di stoccaggio per fusti più economiche.

Aziende come IBM utilizzavano gli SSD^(SSDs) nei loro primi supercomputer. Tuttavia, gli SSD^(SSDs) non venivano usati spesso perché erano costosi. Successivamente, negli anni '70, la General Instruments realizzò un dispositivo chiamato Electrically Alterable ROM . Anche questo non durò a lungo. A causa^(Due) di problemi di durata, anche questo dispositivo non ha guadagnato popolarità.

Nell'anno 1978, il primo SSD è stato utilizzato nelle compagnie petrolifere per acquisire dati sismici. Nel 1979, la società StorageTek ha sviluppato il primo SSD RAM^{(RAM SSD)} in assoluto .

^(RAM)Gli SSD^(SSDs) basati su RAM sono stati utilizzati per molto tempo. Sebbene fossero più veloci, consumavano più risorse della CPU ed erano piuttosto costosi. ^(CPU)All'inizio del 1995 furono sviluppati SSD basati su flash. ^(SSDs)Dall'introduzione degli SSD^(SSDs) basati su flash , alcune applicazioni del settore che richiedono un'eccezionale percentuale di MTBF (tempo medio tra guasti) hanno^{(MTBF (mean time between failures))} sostituito gli HDD^(HDDs) con gli SSD^(SSDs) . Le unità a stato solido sono in grado di resistere a urti, vibrazioni e sbalzi di temperatura estremi. Pertanto possono supportare tassi MTBF ragionevoli.^{(MTBF rates.)}

Come funzionano le unità a stato solido?^{(How do Solid State Drives work?)}

Gli SSD^(SSDs) sono costruiti impilando insieme chip di memoria interconnessi in una griglia. I chip sono fatti di silicio. Il numero di gettoni nello stack viene modificato per ottenere densità diverse. Quindi, sono dotati di transistor a gate flottante per mantenere la carica. Pertanto, i dati archiviati vengono conservati negli SSD^(SSDs) anche quando sono disconnessi dalla fonte di alimentazione.

Qualsiasi SSD può avere uno dei tre tipi di memoria^{(three memory types)} : celle a livello singolo, multilivello o triplo livello.

1. Le celle a livello singolo^{(Single level cells)} sono le più veloci e durevoli di tutte le celle. Pertanto, sono anche i più costosi. Questi sono costruiti per contenere un bit di dati in un dato momento.

2. Le celle multilivello^{(Multi-level cells)} possono contenere due bit di dati. Per uno spazio di dati, possono contenere più dati rispetto alle celle a livello singolo. Tuttavia, hanno uno svantaggio: la loro velocità di scrittura è lenta.

3. Le celle a triplo livello^{(Triple-level cells)} sono le più economiche del lotto. Sono meno durevoli. Queste celle possono contenere 3 bit di dati in una cella. Scrivono la velocità è la più lenta.

Perché viene utilizzato un SSD?^{(Why is an SSD used?)}

Le unità disco rigido^{(Hard Disk Drives)} sono state il dispositivo di archiviazione predefinito per i sistemi, per molto tempo. Quindi, se le aziende stanno passando agli SSD^(SSDs) , forse c'è una buona ragione. Vediamo ora perché alcune aziende preferiscono gli SSD^(SSDs) per i loro prodotti.

In un HDD tradizionale , hai motori per far girare il piatto e la testina R/W si muove. In un SSD , l'archiviazione è gestita da chip di memoria flash. Pertanto, non ci sono parti mobili. Ciò aumenta la durata del dispositivo.^{(enhances the durability of the device.)}

Nei laptop con dischi rigidi, il dispositivo di archiviazione consumerà più energia per girare il piatto. Poiché gli SSD^(SSDs) sono privi di parti mobili, i laptop con SSD^(SSDs) consumano relativamente meno energia. Mentre le aziende stanno lavorando per costruire HDD^(HDDs) ibridi che consumano meno energia durante la rotazione, questi dispositivi ibridi probabilmente consumeranno più energia di un'unità a stato solido.^{(these hybrid devices will probably consume more power than a solid-state drive.)}

Bene, sembra che non avere parti mobili abbia molti vantaggi. Anche^(Again) in questo caso , non avere piatti rotanti o testine R/W in movimento implica che i dati possono essere letti dall'unità quasi istantaneamente. Con gli SSD^(SSDs) , la latenza diminuisce notevolmente. Pertanto^(Thus) , i sistemi con SSD^(SSDs) possono funzionare più velocemente.

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Gli HDD^(HDDs) devono essere maneggiati con attenzione. Poiché hanno parti mobili, sono sensibili e fragili. A volte, anche una piccola vibrazione da una caduta può danneggiare l' HDD . Ma gli SSD^(SSDs) hanno il sopravvento qui. Possono resistere agli urti meglio degli HDD^(HDDs) . Tuttavia, poiché hanno un numero finito di cicli di scrittura, hanno una durata fissa. Diventano inutilizzabili una volta esauriti i cicli di scrittura.

Tipi di SSD^{(Types of SSDs)}

Alcune delle caratteristiche degli SSD^(SSDs) sono influenzate dal loro tipo. In questa sezione discuteremo i vari tipi di SSD^(SSDs) .

1. 2.5” – Rispetto a tutti gli SSD^(SSDs) dell'elenco, questo è il più lento. Ma è ancora più veloce dell'HDD^(HDD) . Questo tipo è disponibile al miglior prezzo per GB. È il tipo più comune di SSD in uso oggi.

2. mSATA – m sta per mini. Gli SSD^(SSDs) mSATA sono più veloci di quelli da 2,5”. Sono preferiti nei dispositivi (come laptop e notebook) dove lo spazio non è un lusso. Hanno un fattore di forma ridotto. Mentre il circuito stampato da 2,5" è racchiuso, quelli negli SSD^(SSDs) mSATA sono nudi. Anche il loro tipo di connessione è diverso.

3. SATA III – Questo ha una connessione compatibile sia con SSD che HDD. ^{(This has a connection that is both SSD and HDD compliant.)}Questo è diventato popolare quando le persone hanno iniziato a passare a SSD da HDD . È una velocità lenta di 550 MBps . L'unità è collegata alla scheda madre tramite un cavo chiamato cavo SATA in modo che possa essere un po' ingombra.

4. PCIe – PCIe sta per Peripheral Component Interconnect Express . Questo è il nome dato allo slot che solitamente ospita schede grafiche, schede audio e simili. Gli SSD PCIe^{(PCIe SSDs)} utilizzano questo slot. Sono i più veloci di tutti e naturalmente anche i più costosi. Possono raggiungere velocità quasi quattro volte superiori a quelle di un'unità SATA^{(SATA drive)} .

5. M.2 – Come le unità ^{(M.2 –)}SATA m , hanno un circuito stampato nudo. Le unità M.2 sono fisicamente le più piccole di tutti i tipi di SSD . Questi giacciono senza problemi contro la scheda madre. Hanno un minuscolo pin di connessione e occupano pochissimo spazio. A causa^(Due) delle loro piccole dimensioni, possono diventare rapidamente calde, soprattutto quando la velocità è elevata. Pertanto, sono dotati di un dissipatore di calore/diffusore di calore integrato. Gli SSD M.2^{(M.2 SSDs)} sono disponibili in entrambi i tipi SATA e PCIe^{(PCIe types)} . Pertanto, le unità M.2 possono essere di dimensioni e velocità diverse. Mentre le unità mSATA e 2,5" non possono supportare NVMe (che vedremo in seguito), le unità M.2 possono farlo.

6. NVMe – NVMe sta per Non-Volatile Memory express . La frase si riferisce all'interfaccia tramite SSD^(SSDs) come PCI Express e M.2 per lo scambio di dati con l'host. Con un'interfaccia NVMe , si possono raggiungere velocità elevate.

Gli SSD possono essere utilizzati per tutti i PC?^{(Can SSDs be used for all PCs?)}

Se gli SSD hanno così tanto da offrire, perché non hanno sostituito completamente gli HDD come dispositivo di archiviazione principale? ^{( why have they not fully replaced HDDs as the main storage device?)}Un deterrente significativo a questo è il costo. Sebbene il prezzo dell'SSD^(SSD) sia ora inferiore a quello che era, quando ha fatto il suo ingresso nel mercato, gli HDD sono ancora l'opzione più economica^{( HDDs are still the cheaper option)} . Rispetto al prezzo di un disco rigido, un SSD può costare quasi tre o quattro volte di più. Inoltre, aumentando la capacità dell'unità, il prezzo aumenta rapidamente. Pertanto, non è ancora diventata un'opzione finanziariamente valida per tutti i sistemi.

Leggi anche: ^{(Also Read:)} controlla se l'unità è SSD o HDD in Windows 10^{(Check If Your Drive is SSD or HDD in Windows 10)}

Un altro motivo per cui gli SSD^(SSDs) non hanno sostituito completamente gli HDD^(HDDs) è la capacità. Un tipico sistema con un SSD può avere una potenza compresa tra 512 GB e 1 TB. Tuttavia, abbiamo già sistemi HDD con diversi terabyte di spazio di archiviazione. Pertanto^(Therefore) , per le persone che cercano grandi capacità, gli HDD^(HDDs) sono ancora la loro opzione preferita.

Limitazioni^{(Limitations)}

Abbiamo visto la storia dietro lo sviluppo di SSD , come viene costruito un SSD , i vantaggi che offre e perché non è stato ancora utilizzato su tutti i PCs/laptops . Tuttavia, ogni innovazione tecnologica ha una serie di inconvenienti. Quali sono gli svantaggi di un'unità a stato solido?

1. Velocità di scrittura:^{(Write speed –)} grazie all'assenza di parti mobili, un SSD può accedere ai dati istantaneamente. Tuttavia, solo la latenza è bassa. Quando i dati devono essere scritti sul disco, i dati precedenti devono essere prima cancellati. Pertanto, le operazioni di scrittura sono lente su un SSD . La differenza di velocità potrebbe non essere visibile all'utente medio. Ma è piuttosto uno svantaggio quando si desidera trasferire enormi quantità di dati.

2. Perdita e ripristino dei dati: i ^{(Data loss and recovery –)}dati^(Data) eliminati sulle unità a stato solido vengono persi in modo permanente. Poiché non esiste una copia di backup dei dati, questo è un enorme svantaggio. La perdita permanente di dati sensibili può essere una cosa pericolosa. Pertanto, il fatto che non sia possibile recuperare i dati persi da un SSD è un'altra limitazione qui.

3. Costo –^{(Cost –)} Potrebbe trattarsi di una limitazione temporanea. Poiché gli SSD^(SSDs) sono una tecnologia relativamente più recente, è naturale che siano costosi rispetto agli HDD^(HDDs) tradizionali . Abbiamo visto che i prezzi sono diminuiti. Forse tra un paio d'anni, il costo non sarà un deterrente per le persone a passare agli SSD^(SSDs) .

4. Durata:^{(Lifespan –)} ora sappiamo che i dati vengono scritti sul disco cancellando i dati precedenti. Ogni SSD^{(Every SSD)} ha un determinato numero di cicli di scrittura/cancellazione. Pertanto, quando ti avvicini al limite del ciclo di scrittura/cancellazione, le prestazioni dell'SSD^(SSD) potrebbero risentirne. Un SSD^(SSD) medio viene fornito con circa 1.00.000 di cicli di scrittura/cancellazione. Questo numero finito riduce la durata di un SSD .

5. Stoccaggio –^{(Storage –)} Come il costo, anche questa può essere una limitazione temporanea. A partire da ora, gli SSD^(SSDs) sono disponibili solo in una piccola capacità. Per SSD^(SSDs) di capacità superiore, è necessario sborsare un sacco di soldi. Solo il tempo dirà se possiamo avere SSD^(SSDs) convenienti con una buona capacità.

What is a Solid-State Drive (SSD)? SSD Definition

While buying a new laptop, you might have seen peoplе debating whether a device with an HDD is better or one with an SSD. What is HDD here? We all are aware of the hard disk drive. It is a mass storage device used generally in PCs, laptops. It stores the operating system and other application programs. An SSD or Solid-State drive is a newer alternative for the traditional Hard Disk Drive. It has come into the market much recently instead of the hard drive, which has been the primary mass storage device for several years.

Although their function is similar to that of a hard drive, they are not built like HDDs or work like them. These differences make SSDs unique and give the device some benefits over a hard disk. Let us know more about Solid-State Drives, their architecture, functioning, and much more.

What is a Solid-State Drive (SSD)?

We know that memory can be of two types – volatile and non-volatile. An SSD is a non-volatile storage device. This means that data stored on an SSD stays even after the power supply is stopped. Due to their architecture (they are made up of a flash controller and NAND flash memory chips), solid-state drives are also called flash drives or solid-state disks.

SSDs – A brief history

Hard disk drives were predominantly used as storage devices for many years. People still work on devices with a hard disk. So, what pushed people to research an alternative mass storage device? How did SSDs come into being? Let us take a small peek into the history to know the motivation behind SSDs.

In the 1950s, there were 2 technologies in use similar to the way SSDs work, namely, magnetic core memory and card-capacitor read-only store. However, they soon faded into oblivion due to the availability of cheaper drum storage units.

Companies such as IBM used SSDs in their early supercomputers. However, SSDs were not used often because they were expensive. Later, in the 1970s, a device called Electrically Alterable ROM was made by General Instruments. This, too, did not last long. Due to durability issues, this device also did not gain popularity.

In the year 1978, the first SSD was used in oil companies to acquire seismic data. In 1979, the company StorageTek developed the first-ever RAM SSD.

RAM-based SSDs were in use for a long time. Although they were faster, they consumed more CPU resources and were quite expensive. In early 1995, flash-based SSDs were developed. Since the introduction of flash-based SSDs, certain industry applications that require an exceptional MTBF (mean time between failures) rate, replaced HDDs with SSDs. Solid-state drives are capable of withstanding extreme shock, vibration, temperature change. Thus they can support reasonable MTBF rates.

How do Solid State Drives work?

SSDs are built by stacking together interconnected memory chips in a grid. The chips are made of silicon. The number of chips in the stack is changed to achieve different densities. Then, they are fitted with floating gate transistors to hold a charge. Therefore, stored data is retained in SSDs even when they are disconnected from the power source.

Any SSD can have one of the three memory types – single-level, multi-level or triple-level cells.

1. Single level cells are the fastest and most durable of all cells. Thus, they are the most expensive too. These are built to hold one bit of data at any given time.

2. Multi-level cells can hold two bits of data. For a givens space, they can hold more data than single-level cells. However, they have a disadvantage – their write speed is slow.

3. Triple-level cells are the cheapest of the lot. They are less durable. These cells can hold 3 bits of data in one cell. They write speed is the slowest.

Why is an SSD used?

Hard Disk Drives have been the default storage device for systems, for quite a long time. Thus, if companies are shifting to SSDs, there is perhaps a good reason. Let us now see why some companies prefer SSDs for their products.

In a traditional HDD, you have motors to spin the platter, and the R/W head moves. In an SSD, storage is taken care of by flash memory chips. Thus, there are no moving parts. This enhances the durability of the device.

In laptops with hard drives, the storage device will consume more power to spin the platter. Since SSDs are devoid of moving parts, laptops with SSDs consume relatively lesser energy. While companies are working to build hybrid HDDs which consume lesser power while spinning, these hybrid devices will probably consume more power than a solid-state drive.

Well, it looks like not having any moving parts comes with plenty of benefits. Again, not having spinning platters or moving R/W heads implies that data can be read from the drive almost instantly. With SSDs, the latency decreases considerably. Thus, systems with SSDs can operate faster.

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HDDs need to be handled carefully. As they have moving parts, they are sensitive and fragile. Sometimes, even a small vibration from a drop can damage the HDD. But SSDs have the upper hand here. They can withstand impact better than HDDs. However, since they have a finite number of write cycles, they have a fixed lifespan. They become unusable once the write cycles are exhausted.

Types of SSDs

Some of the features of SSDs are influenced by their type. In this section, we shall discuss the various types of SSDs.

1. 2.5” – Compared to all the SSDs on the list, this is the slowest. But it is still faster than HDD. This type is available at the best price per GB. It is the most common type of SSD in use today.

2. mSATA – m stands for mini. mSATA SSDs are faster than 2.5” ones. They are preferred in devices (such as laptops and notebooks) where space is not a luxury. They have a small form factor. While the circuit board in 2.5” is enclosed, the ones in mSATA SSDs are bare. Their connection type also differs.

3. SATA III – This has a connection that is both SSD and HDD compliant. This became popular when people first started transitioning to SSD from HDD. It is slow speed of 550 MBps. The drive is connected to the motherboard using a cord called the SATA cable so that it can be a bit cluttered.

4. PCIe –PCIe stands for Peripheral Component Interconnect Express. This is the name given to the slot that usually houses graphic cards, sounds cards, and the like. PCIe SSDs use this slot. They are the fastest of all and naturally, the most expensive too. They can reach speeds that are almost four times higher than that of a SATA drive.

5. M.2 – Like mSATA drives, they have a bare circuit board. M.2 drives are physically the smallest of all SSD types. These lie smoothly against the motherboard. They have a tiny connector pin and take up very little space. Due to their small size, they can quickly become hot, especially when the speed is high. Thus, they come with a built-in heatsink/heat spreader. M.2 SSDs are available in both SATA and PCIe types. Therefore, M.2 drives can be of varying sizes and speeds. While mSATA and 2.5” drives cannot support NVMe (which we will see next), M.2 drives can.

6. NVMe – NVMe stands for Non-Volatile Memory express. The phrase refers to the interface through with SSDs such as PCI Express and M.2 exchange data with the host. With an NVMe interface, one can achieve high speeds.

Can SSDs be used for all PCs?

If SSDs have so much to offer, why have they not fully replaced HDDs as the main storage device? A significant deterrent to this is the cost. Although the price of SSD is now lesser than what it was, when it made an entry into the market, HDDs are still the cheaper option. Compared to the price of a hard drive, an SSD can cost almost thrice or four times higher. Also, as you increase the capacity of the drive, the price quickly shoots up. Therefore, it has not yet become a financially viable option for all systems.

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Another reason why SSDs have not fully replaced HDDs is capacity. A typical system with an SSD can have power in the range of 512GB to 1TB. However, we already have HDD systems with several terabytes of storage. Therefore, for people who are looking at large capacities, HDDs are still their go-to option.

Limitations

We have seen the history behind the development of SSD, how an SSD is built, the benefits it provides, and why it has not been used on all PCs/laptops yet. However, every innovation in technology comes with its set of drawbacks. What are the disadvantages of a solid-state drive?

1. Write speed – Due to the absence of moving parts, an SSD can access data instantly. However, only latency is low. When data has to be written on the disk, previous data needs to be erased first. Thus, write operations are slow on an SSD. The speed difference may not be visible to the average user. But it is quite a disadvantage when you want to transfer huge amounts of data.

2. Data loss and recovery –Data deleted on solid-state drives is lost permanently. Since there is no backed-up copy of data, this is a huge disadvantage. Permanent loss of sensitive data can be a dangerous thing. Thus, the fact that one cannot recover data lost from an SSD is another limitation here.

3. Cost – This could be a temporary limitation. Since SSDs are a relatively newer technology, it is only natural that they are expensive than traditional HDDs. We have seen that the prices have been reducing. Maybe in a couple of years, the cost will not be a deterrent for people to shift to SSDs.

4. Lifespan – We now know that data is written to the disk by erasing previous data. Every SSD has a set number of write/erase cycles. Thus, as you near the write/erase cycle limit, the SSD’s performance may be affected. An average SSD comes with about 1,00,000 write/erase cycles. This finite number shortens the lifespan of an SSD.

5. Storage – Like cost, this can again be a temporary limitation. As of now, SSDs are available only in a small capacity. For SSDs of higher capacities, one must shell out a lot of money. Only time will tell whether we can have affordable SSDs with good capacity.

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