Warning: Table './d1394_drupal/cache' is marked as crashed and last (automatic?) repair failed query: SELECT data, created, headers, expire, serialized FROM cache WHERE cid = 'variables' in /data/web/virtuals/1394/virtual/www/includes/database.mysql.inc on line 136

Warning: Table './d1394_drupal/cache' is marked as crashed and last (automatic?) repair failed query: UPDATE cache SET data = 'a:995:{s:13:\"theme_default\";s:5:\"fever\";s:13:\"filter_html_1\";s:1:\"1\";s:18:\"node_options_forum\";a:1:{i:0;s:6:\"status\";}s:18:\"drupal_private_key\";s:64:\"5fe6eae150af4e56112c001190001c50f30fff335724864ea3d95df181c7224f\";s:10:\"menu_masks\";a:30:{i:0;i:127;i:1;i:125;i:2;i:63;i:3;i:62;i:4;i:61;i:5;i:60;i:6;i:59;i:7;i:58;i:8;i:57;i:9;i:56;i:10;i:31;i:11;i:30;i:12;i:29;i:13;i:28;i:14;i:25;i:15;i:24;i:16;i:22;i:17;i:21;i:18;i:15;i:19;i:14;i:20;i:13;i:21;i:12;i:22;i:11;i:23;i:7;i:24;i:6;i:25;i:5;i:26;i:4;i:27;i:3;i:28;i:2;i:29;i:1;}s:12:\"install_task\";s:4:\"done\";s:13:\"menu_expanded\";a:1:{i:0;s:9:\"menu-user\";}s:9:\"site_name\";s:5:\"FLOPS\";s:19:\"file_directory_temp\";s:23:\"sites/default/files/tmp\&quo in /data/web/virtuals/1394/virtual/www/includes/database.mysql.inc on line 136

Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /data/web/virtuals/1394/virtual/www/includes/database.mysql.inc:136) in /data/web/virtuals/1394/virtual/www/includes/bootstrap.inc on line 726

Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /data/web/virtuals/1394/virtual/www/includes/database.mysql.inc:136) in /data/web/virtuals/1394/virtual/www/includes/bootstrap.inc on line 727

Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /data/web/virtuals/1394/virtual/www/includes/database.mysql.inc:136) in /data/web/virtuals/1394/virtual/www/includes/bootstrap.inc on line 728

Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /data/web/virtuals/1394/virtual/www/includes/database.mysql.inc:136) in /data/web/virtuals/1394/virtual/www/includes/bootstrap.inc on line 729
Historie a současnost SSD | FLOPS

Historie a současnost SSD

Zkratka SSD se objevila již v 80. letech. Vážnější pozornost veřejnosti ale vzbudila až příchodem několika nových technologií, jako USB, PCI Express, PCI Express Mini, případně produktů jako MS Windows Vista. Podstatnou roli hrál také vývoj cen SSD disků. SSD disk je krátká zkratka, která zkrátka znamená obrovský balík emocí, ať kladných, či záporných. Ale proč?

Co je vlastně SSD disk? Jedná se o paměťové médium bez pohyblivých částí (Solid State Disc). Je to tedy elektronický disk, využívající paměťové obvody. Může se jednat o rodiny RAM či ROM. S takovým SSD diskem se komunikuje stejně, jako s klasickým diskem rotačním. Nejčastěji se také jako pevný disk připojuje, tj. na rozhraní ATA, SATA, SCSI či SAS. Většinou má SSD disk také rozměry pevných disků.
SSD versus HDD

Zatímco pevné disky mohou mít tvar poplatný otáčejícím se plotnám, SSD disk může mít tvar libovolný. Toho se využívá v některých speciálních případech, jako například v průmyslu či pro miniaturní počítače (netbooky). Výroba klasických HDD je natolik náročná, že dodneška zbylo jen několik málo výrobců. Vyrábět SSD disky je stejně náročné, jako vyrábět téměř jakoukoli jinou elektroniku, a tak je mohou vyrábět tisíce firem.

Snadnost výroby SSD disků je dvousečná zbraň. Na trhu je velké množství výrobců, je tedy zdravá konkurence. Mnoho výrobců znamená také potenciál mnoha vývojových skupin, což přináší velké zrychlení vývoje. Bohužel ruku v ruce s tím existují i výrobci, kteří problematiku zrovna nezvládají, případně mají problémy s kvalitou výroby. O to vyšší nároky jsou při výběru SSD disku; kupující by měl být opatrný.

Rotační pevný disk je založen na magnetickém rotujícím kotouči, nad kterým se vznáší hlavička. Jestliže chceme nějaká data přečíst, je nutné, aby se nad místo otáčení přesunula hlavička. Přístupová doba je v jednotkách až desítkách milisekund. K tomu je nutné ještě přičíst zpoždění, protože musíme počkat, až kýžená data pod čekající hlavičkou proplují.

Elektronický disk se nehýbe, a tak se nemusí na nic čekat. Prostě se místo z adresy A začne číst z adresy B. Přístupová doba je v porovnání s pevnými disky nulová; ve skutečnosti jde o desetiny až setiny milisekund. Zatímco rotační disk má výkon až 500 IOPS (přibližně), elektronický disk může překročit i 100 000 IOPS (I/O operací za sekundu). Díky tomu mohou SSD disky být velice výhodné pro velmi fragmentovaná data. SSD disk tedy dokáže skvěle zvýšit výkon databázovým aplikacím, ERP či webovým systémům.

Spotřeba energie je dalším rozdílem. Rotační disk stále otáčí plotnami, a to i ve chvíli, kdy se z nich ani nečte, ani se na ně nezapisuje. Rotace ale potřebuje dost energie. Elektronický disk spotřebovává energie hlavně v době čtení či zápisu; mimo ně má spotřebu výrazně menší. Navíc samotné čtení či zápis není energeticky nijak zvlášť náročné.

Další tváří spotřeby je přeměna energie na teplo. Menší příkon znamená menší produkci tepla, a tak mohou mít SSD disky dlouhou životnost. Menší produkce tepla znamená nižší nároky na případné chlazení, či alespoň přirozený odvod tepla bez využití přídavného chlazení.

Rotační pevné disky jsou již z principu přímo závislé na tlaku okolního vzduchu díky hlavičkám plovoucím na vzduchovém polštáři. Proto mají provozní podmínky v rozpětí nadmořské výšky 0 až 3000 metrů nad mořem, případně v tlaku vzduchu, obvyklém v tomto rozpětí (viz dopravní letadla). SSD disky takové omezení mít nemusí. To není pro serverovny v ČR tak kritické, vzhledem k nejvyšší nadmořské výšce 1602 m.n.m. Ale může jít o problém například v balónech a všech letounech s diskem mimo přetlakový prostor, případně o umístění v zahraničí (viz observatoře). SSD disky jsou vůči nadmořské výšce necitlivé, a tak mají často v provozních podmínkách výšku od 0 do 40 000 stop (12,2 kilometrů), některé dokonce dvojnásobek (podle vojenské normy MIL-STD-810F).

Vlastně armáda byla vedle průmyslu příčinou vzniku SSD disků. No schválně si zkuste představit, že bychom v bojové stíhačce měli klasický pevný disk. V ostrém bojovém letu při vzdušném souboji by s přetížením bojoval nejen pilot, ale také raménko disku. Program by poté opakoval „vyčkejte prosím, data se načítají…“, případně „leťte prosím zpět, předchozí mapa již do RAM paměti byla načtena“ (střílejícího protivníka si nevšímejte).

Elektronický disk je vůbec odolný vůči mechanickým vlivům. Je relativně imunní vůči přetížení, chvění, rázům, otřesům, dokonce i rychlejší změny teploty nemusí vadit. Pevný disk je limitován například teplotním gradientem 20 °C / hod při provozu, což je nepříjemné i kvůli produkci tepla disku samotného. SSD disky se chvět či padat a narážet mohou. Jsou omezeny jen pevností tištěného spoje a pájky. Příkladně disk STEC Zeus 2,5“ SATA SSD má provozní gradient 30 °C/h (nejčastější hodnota pro SSD disky).

Dalším požadavkem armády je naprostá likvidace dat v kritické situaci. Pokud by byly například nejcitlivější informace na rotačním disku, mohla by nepřátelská armáda z trosek letounu zachránit alespoň nějaká data. V případě SSD disků to možné není, protože je lze smazat jednou provždy pomocí speciálních příkazů.

Která armáda je neustále v boji, případně v riziku případného boje? Izraelská. To byl také první velký zákazník, a tak první SSD disky tvořila právě izraelská firma M-Systems (dnes součást firmy SanDisk). V počátcích byly SSD disky extrémně drahé (například 0,5 milionu Kč za kus), a tak kromě armád existovalo jen minimum zákazníků.

Klasické rotační pevné disky mají ale stále jednu výhodu. Mají oproti všem typům SSD disků s odstupem nejlevnější úložný prostor. Jestliže disk slouží spíš jako úložiště, je nejrozumnějším použitím klasický HDD.

Jednotky SSD a ochrana

Česká republika jako člen Evropské unie musí používat násobky SI správně, totéž se týká i binárních podle norem ČSN EN 60027-2 a ČSN EN 80000-13 (pro Slovenskou republiku STN EN 60027-2 a STN EN 80000-13). Disky SSD se skládají z RAM či ROM obvodů, které používají binární prefixy. Znamená to, že SSD disky tedy používají totéž?

Odpověď je poněkud složitější. SSD disky nemají jen za úkol uložit informaci. Postupem času se přišlo na to, že paměťové čipy samotné také mohou mít chyby (tzv. tvrdé chyby), případně že se chyba může vyskytnout vnějším vlivem, například napájení u RAM (měkké chyby). A tak se do SSD disků přidala ochrana informace. K tomu je ale nutné část kapacity použít. A postačí k tomu rozdíl mezi decimálními a binárními prefixy. Kupříkladu má SSD disk v sobě 1 GiB v čipech (tj. 1.073.741.824 B). Ale oněch přibližně 73 MB se použije na ochranu, a tak bude mít SSD disk využitelnou kapacitu 1 GB (přibližně 1.000.000.000 B). Pokud je to pro ochranu příliš, výrobce může v některých případech použít menší počet obvodů.

Například SanDisk G3 SSD má nejnižší kapacitu 60 GB. Výrobce uvádí, že obsahuje 117 231 408 sektorů, každý s kapacitou 512 B. Jestliže to vynásobíme, získáme reálný prostor 60 022 480 896 B, což je 60 022 480,896 kB = 60 022,480 896 MB, nebo 60,022 480 896 GB.

Kolik ale ukáže software, který používá binární logiku a dělí tudíž při přechodu o 3 řády 1024mi? Tam to vychází následovně: 60 022 480 896 B = 58 615 704 KiB = 57 241,8984 MiB = 55,900 2914 GiB, což je téměř přesně 55,9 GiB.

Hardwarový RAM disk

Začněme méně známými, ale zato nejrychlejšími SSD disky. Základem hardwarových RAM disků jsou RAM obvody, typicky ve verzi v dané době obvyklé a levné. RAM paměť je nejrychlejší vyráběnou pamětí. RAM obvody nemají omezený zápis na jedno místo, je tedy možné je přepisovat neustále, bez opotřebení. Také se zapisují po slovech, kde jedno slovo má délku od 1 do 32 bitů v závislosti na použitých obvodech. Pro použití v SSD discích to nepůsobí žádné nevýhody.

Bohužel RAM paměť má jednu drobnou vadu na kráse – pamatuje si jen tehdy, když je napájena. Po odpojení napájení ztrácí informace. Závislost na napájení limituje použití v základní podobě RAM disku, a tak se používá například tam, kde se žádná data neukládají. To sice vypadá jako nesmysl, ale ne docela. Hardwarový RAM disk se výborně hodí ke zrychlení počítače při swapování či při práci s odkladovými soubory (temp). V obou případech se při případné ztrátě obsahu SSD disku nic neděje.

Jak to udělat, aby se data neztratila, přestože jde o RAM disk? Existuje více cest. První je záloha napájení pomocí akumulátoru. Tím se prodlouží životnost dat při vypnutém napájení z nuly na minuty až hodiny. To sice není zrovna skvost, umožňuje to ale servisní zásah, případně převoz stroje či disku.

Další varianta na předchozí navazuje. Přidává se ještě klasický rotační disk malé kapacity, rozměrů i spotřeby. Ve chvíli ztráty napájení se na rotační disk obsah RAM paměti překopíruje; na to vestavěný akumulátor postačí. Poté se vše vypne s tím, že data jsou uložena na magnetickém médiu. Po obnovení napájení se data opět do RAM disku překopírují.

Poslední variantou je úprava předchozího. Místo klasického rotačního disku se použije nějaký FLASH disk, typicky paměťová karta typu CompactFlash, nebo SD. Celek je poté rozměrově menší a méně náročný.

Původně se používaly obvody SRAM, které nepotřebují na rozdíl od DRAM žádnou údržbu typu refresh, jen napájení. Jednalo se o energeticky nenáročné varianty SRAM, které po dobu týdnů či měsíců dokázala udržet pouhá lithiová baterie. To bylo také první využití karet PCMCIA. Jednalo se o původní primitivní podobu SSD disku bez ochrany uložených dat.

Dnes se statické RAM paměti většinou pro SSD disky nepoužívají. Pro ně jsou vhodné paměti dynamické, například o DDR2 SDRAM, případně DDR3 SDRAM. Bohužel dynamické RAM paměti potřebují občerstvení (refresh), což je energeticky náročnější, a tak zde už lithiová baterie nepomůže. Příkladem takového disku je Hyperdrive5 firmy HyperOS Systems. Využívá až osmi modulů DDR2 DIMM s celkovou kapacitou až 64 GB. Obsahuje LiIon akumulátor pro 2 až 3 hodiny. Připojuje se ke dvěma konektorům SATA 3 Gb/s. Starším produktem je i-RAM BOX firmy Gigabyte. V obou případech se využívá 5,25“ prostor s tím, že se disk připojí přes SATA kabel.

SSD disk HyperOS Hyperdrive5

Speciální verzí je karta DDRdrive X1. Ta je určena pro sběrnici PCI Express x1 a obsah RAM paměti zálohuje do FLASH ROM, která je na kartu přímo připájena.

SSD karta DDRdrive x1 pro sběrnici PCI Express x1

Ďábelská rychlost RAM

Léta existoval sen „až se kapacita SSD disků ještě trošku zvýší a jejich cena ještě trošku sníží, už se na to ty Windows vejdou“. Jenže spolu s kapacitou SSD disků bohužel rostly i nároky operačních systémů, a tak se tento sen stále ocital v nedohlednu. Také informovanost veřejnosti o RAM discích a jejich reálná dostupnost byly téměř nulové.

Obrat nastal příchodem disku i-RAM firmy Gigabyte (25. června 2005). Jedná se o známého výrobce, a tak se informace o takovém RAM disku rychle rozšířila. Malý akumulátor dokázal po dobu několika hodin udržet informaci. Jedním dechem volalo množství uživatelů „To by se to rychle bootovalo!“ Naděje a jiskra v oku vyhasly poté, co se při praktických testech zjistilo, že start Windows se sice zkrátil, ale jen zhruba na polovinu. A bylo po nadějích. Tím se také potvrdilo, že za rychlost startu může pomalý pevný disk jen částečně.

Vyrábět hardwarový RAM disk je téměř totéž, jako hrát ruskou ruletu. Snad neexistuje výrobce, který by dříve nebo později nezkrachoval. Potenciálních zákazníků je totiž po čertech málo, navíc přibývá konkurenčních řešení nepoužívajících RAM. Firma Gigabyte je jednou z výjimek, a to z prostého důvodu – úspěch či neúspěch RAM disku firmu nepoloží, protože je zaměřena zcela jinam.

Softwarový RAM disk

Softwarová podoba RAM disku je snadná. Program si pro své účely použije kus operační paměti, kde emuluje paměťové zařízení. To je možné až po startu operačního systému, takže z takového disku nelze OS zavádět.

FLASH obvody

Pod názvem FLASH nebo ve spojení s tímto slovem je dnes poměrně velké množství věcí, ať jde o FLASH ROM, Adobe Flash, nebo Flash Gordon. Paměťové obvody se zkráceně nazývají FLASH, ale přesnější je označení FLASH ROM, případně Flash EEPROM.

Vezměme to nejdříve pěkně dokola. Paměti typu ROM jsou na napájení nezávislé neboli non-volatilní. To je oproti RAM velká, velká výhoda. Pro SSD disky se používaly až paměti PROM, které jsou programovatelné elektricky (ale jednou provždy). Používaly se pro data, která se jen četla, což mohly být speciální programy či základ operačního systému. Pro vyšší kapacitu se poté přešlo na EPROM. Jestliže mají tyto obvody takzvané mazací okénko, bylo možné je vystavením ultrafialovému záření smazat a následně opětovně naprogramovat.

Zásadní změnu přinesla až paměť FLASH ROM, která se maže elektricky, i když po blocích. Je tak možné data nejen číst, ale také zapisovat a mazat. Tím se staly konkurencí pro magnetická paměťová média.

NOR je první typ FLASH ROM, který začala roku 1988 vyrábět firma Intel. Umožňuje náhodný přístup, ovšem zápis a výmaz jsou velmi dlouhé. Roku 1987 oznámila první informace o typu NAND společnost Toshiba. Umí rychle zapisovat i číst, ovšem pracuje s bloky. K výrobě došlo až dva roky poté. Používá blokový přístup, jak to známe u klasických disků.

SLC (Single Level Cell) je původní způsob uložení dat, když v jedné buňce je uložen jen jeden bit. Ten je možné přepsat například 100 000x, někde i více. Při relativně vysoké ceně při nižší kapacitě má vysokou životnost, a tak se používá spíš v enterprise kategorii.

MLC (Multi Level Cell) je novější technologie, díky které se do jediné buňky uloží více než jeden bit. Tím se množství uložených dat zdvojnásobí při stejné ceně čipu (cena uložení je tedy poloviční). Daní za to je výrazně nižší přenosová rychlost a nižší počet přepisů. Původně šlo o dva bity, nyní se do jedné buňky výjimečně uloží tři bity. Tím se cena ještě snižuje, bohužel také počet zápisů (např. 1 až 5 tisíc). Dnes se dokonce začínají objevovat informace o čtyřech bitech v jediné buňce (bohužel se ještě snižuje počet zápisu na řádově stovky).

Výrobci se ještě dále specializují na konkrétní cíle. Pro FLASH karty tvoří zcela jiné obvody, než pro SSD disky s nejvyššími výkony. Proto jsou mnohdy tak obrovské rozdíly mezi jednotlivými produkty s FLASH ROM obvody, ať jde o rozdíly ve výkonech, kapacitách či cenách.

Vzestup FLASH SSD disků odstartovaly paměťové FLASH karty a USB FLASH disky. Ty totiž vyvolaly potřebu FLASH čipů, a tak vznikly mnohé obchodní příležitosti a ve FLASH médiích se začaly točit velké peníze. Někdejší extrémně vysoká cena FLASH ROM obvodů se snižovala a snižovala, až byla i pro běžnějšího zákazníka přijatelná. Nakonec se cena FLASH ROM obvodů snížila natolik, že klesla i pod ceny RAM čipů. Diskusi vyvolal projekt OLPC neboli One Laptop Per Child. Ten je založen na extrémně levném netbooku, který místo rotačního disku používá SSD disk.

Stále se ale čekalo na onen pověstný impuls, který vše rozhýbal. Tím se staly netbooky. Ty měly tak malé rozměry, že se klasický pevný disk stal problémem (velikost akumulátoru versus spotřeba HDD, rozměry HDD versus rozměry netbooku). Výrobci tak sáhli po SSD disku, byť poměrně nízké kapacity, aniž by se zvyšovala cena netbooku. Díky tomu se povědomí o SSD discích dostalo mezi větší množství lidí.
FLASH problémy

FLASH ROM paměť má na rozdíl od EEPROM výrazně vyšší kapacitu, proto souboj o krále SSD disků vyhrál nakonec tento typ. Bohužel je to vykoupeno nevýhodou, zvanou blokové mazání, které je bohužel kritické hlavně pro nejpoužívanější typ NAND. FLASH ROM obvody se nedají mazat po jednotlivých bajtech, nýbrž po blocích. A ty jsou pořádně velké, obvykle větší, než jsou bloky disku a dokonce i než sektory souborového systému. To činí velký problém při zápisu malých souborů, což je právě ta oblast, kde SSD disky měly mít v porovnání s HDD velkou převahu.

Příliš velké bloky jsou katastrofou při zápisu malých souborů. Příkladem je disk Intel X25-M SSD. Při čtení bloků velikost 4096 B je disk schopen provést 35 000 čtení za vteřinu. Při stejné velikosti bloku disk provede jen 3 300 zápisů za sekundu, což je méně, než jedna desetina. Jak je to možné?

Bohužel příčinou je právě velikost bloku spolu s blokovým mazáním. Představme si, že je nutné zapsat malý soubor (např. velikosti 1024 B). Ovšem blok ve FLASH ROM má velikost 512x větší (příklad). Jestliže ve zbytku bloku jsou nějaká data, je nutné je načíst. Poté se blok celý smaže, což nějakou dobu trvá. Poté se může nahrát zpět původní obsah i náš nový 1024B soubor. Pro uživatele i testovací program jde o zápis 1 KB, ale pro FLASH obvod jde o čtení 512 KB, výmaz a zápis 512 KB.

Tento stav je řešitelný použitím většího množství obvodů. Použijí se takové typy, které mají velikost bloku co nejmenší. Výrobci si mohou pohrát také s vyrovnávací pamětí a určitě i další hrátky. Do své kuchyně ale v době bouřlivého rozvoje SSD disků ale nahlédnout nenechávají.

Další podstatnou nevýhodou je omezený počet zápisů na jediné místo. Původní SSD disky tento problém neuměly řešit. Když se nějaké místo opotřebilo, stal se SSD disk částečně nečitelným. A může se jednat o malé místo na jediném obvodu, zatímco v na stejném čipu nebo jiných obvodech se do maxima zápisu ještě nedošlo.

Aby se tento nešvar zmírnil, výrobci začali zápisovou zátěž rozkládat. Například aby se stále nepřepisovalo jediné místo, zapíší ona data na jiné a ještě jiné místo. Životnost SSD disku tak výrazně stoupla, všichni byli spokojeni. Tedy – na nějakou dobu. Ono se totiž ukázalo, že zmírněním jedné nevýhody se vytvořila nevýhoda jiná. Posouváním místa zápisu se bohužel začala zvětšovat fragmentace dat. Přestože jde o elektronické médium s teoreticky nulovou přístupovou dobou, po několika měsících se práce s diskem začala viditelně zpomalovat. Výrobci nějakou dobu váhali, až nakonec umožnili defragmentaci SSD disku na této nízké úrovni. Ta má médium vracet do původního vysokého výkonu.

Životnost SSD disku s FLASH ROM obvody je dána nejen obvyklými vlivy, ale také četností zápisů. Při malém použití může přežít i deset let, ale při extrémním se může jeho životnost zkrátit dokonce i na měsíce (a to tehdy, pokud se na extrémní práci použije SSD disk, který pro ni není určen, jako mnohé USB FLASH disky).

Příkaz TRIM je další z řešení problémů, specifických pro SSD disky. Díky němu souborový systém oznamuje SSD disku, že určitý blok již nepoužívá. Příkaz TRIM se stal součástí operačních systémů MS Windows 7 a Windows Server 2008 R2, stejně tak jako jádra Linux 2.6.33. Novinkou je TRIM také pro SSD disky, kde se začal používat až v průběhu roku 2009; dnes už snad všechny SSD disky tento příkaz podporují (důvěřuj, ale prověřuj). Způsob vykonávání příkazu TRIM je ale také trnem v oku mnohých, a tak se situace bude dále řešit.

Rozhraní pro SSD

Původně nebyl výkon SSD disků nijak závratný, a tak existující rozhraní postačila. Na přelomu 80. a 90. let se jednalo o SCSI, později se nabídka rozšířila o standardní ATA. Příchodem rozhraní SATA se začalo používat i toto rozhraní.

Překvapivě si o vyšší přenosovou rychlost neřekly hardwarové RAM disky, nýbrž pomalejší FLASH disky. Ty jsou totiž známější a používají se ve větším množství. A tak se v těchto dnech seznamujeme s novinkou SATA 6 Gb/s, kde přenosová rychlost jednoho kanálu stoupla na teoretických 600 MB/s. To vysoce překračuje požadavky i těch nejrychlejších rotačních disků, pro SSD disky by to mělo po nějakou dobu postačit. A pak se uvidí.

Disky pro nejvyšší výkony ale mají tradičně Fibre Channel, SCSI, resp. dnes rozhraní SAS. Paleta nabízených SSD disků se dramaticky snižuje, přesto je několik odvážlivců, vyrábějících SSD disky také pro tato enterprise rozhraní. Důvod je jasný – možnost vyměnit rotační disk za SSD obdobu bez nutnosti dalších změn. Zatímco u FC se stále používá rychlost 4 Gb/s (pro HDD i SSD), SAS pokročilo i prakticky na další generaci značenou SAS-2 s rychlostí 6 Gb/s.

Jsou ale případy, kdy nepostačí ani taková rychlost. K čemu SSD disk připojit, když na požadovanou rychlost neexistuje ani rozhraní, ani řadič? Řešením je integrace řadiče a SSD na jedinou kartu. Ta poté komunikuje s počítačem přímo přes sběrnici, dnes je to PCI Express. Současná druhá generace má přenosovou rychlost nejslabší varianty PCIe 1x 500 + 500 MB/s (tam + zpět). PCI Express x8 druhé generace přenáší data teoretickou maximální přenosovou rychlostí 4000 + 4000 MB/s. To by mělo stačit i těm nejsmělejším plánům na příštích několik let.

Embedded SSD

Předchozí varianty a modely se dají použít napříč světem výpočetní techniky. Existují ale počítače, kam se hned tak něco nedává. Jedná se o počítače, vestavěné do jiného zařízení. A když nestačí klasické SSD disky, tak hlavně díky svým rozměrům.

Embedded SSD, o kterých je řeč, mají obvykle 1,8“, případně velikost karty. Pro disk velikosti 1,8“ se již nepoužívá klasický konektor SATA, nýbrž micro SATA (jmenoval se Slim SATA do draft normy 0.46, kde se změnil název na micro SATA). Ten poskytuje do zařízení jen +5 V / +3,3 V. Mimochodem existuje ještě Slimline SATA, který je podobný verzi micro SATA, jen je určený pro optické mechaniky.

Dalším způsobem bylo použít CompactFlash kartu. Proč ten minulý čas? Protože tento pozůstatek sběrnic ISA a PCI byl nahrazen modernější formou CFast™, která je vlastně CF karta s rozhraním SATA.

Protože je SAS vlastně upravenou verzí SATA, vzniká v této době také SAS varianta konektoru Micro SATA. Norma verze 0.9 prozatím hovoří o názvu micro SAS, používající konektor SFF-8486.

File systém pro SSD

Firma Microsoft vytvořila souborový systém exFAT, který je určen přímo pro SSD disky a FLASH paměťové karty. Systém exFAT je dokonce klíčovou součástí nových paměťových karet SDXC (SD karty s kapacitou až 2 TB) a Memory Stick XC (MS karty s kapacitou až 2 TB).

Stávající souborové systémy jsou desítkami let vývoje přizpůsobeny k chování rotačních disků. Odlišné reakce a problematika FLASH SSD disků však nutí k úpravě stávajících file systémů, případně k tvorbě nových, přímo určených pro SSD disky. Mezi takové patří MiNVFS či YAFFS.

Zajímavé SSD produkty

Nejvyšší výkony a enterprise kategorie SSD disků, to je typická doména společnosti Texas Memory Systems. Její disk RamSan-20 byl vybrán od časopisu Storage do skupiny nejlepších úložišť za rok 2009. Jedná se vlastně o kartu PCI Express x4, na které je SSD disk s FLASH ROM obvody typu SLC NAND. Má kapacitu 225 až 450 GB podle modelu. Karta má přenosový výkon až 700 MB/s při náhodném čtení (zápis dosáhl 675 MB/s). Dokáže odolat stálému náporu 120 000 vstupně-výstupních operací za sekundu při čtení, pro zápis jde o 50 000 IOPS (nejnovější model posiluje i zápis na 120 tisíc). Životnost a výkon se dociluje vnitřním RAID zapojením.

Přímou konkurencí je společnost Fusion-io, jejíž produkt ioDrive Duo je dalším z oceněných. Opět se jedná o kartu, tentokrát pro sběrnici PCI Express 2.0 x8, postačí i připojení x4. První verze používá obvody Samsung K9NCG08U5M kapacity 64 Gb, což je FLASH ROM typu NAND SLC s velkým blokem. Je to SLC varianta kapacity 320 GB, která při 32KB bloku dosáhne přenosové rychlosti 1,4 GB/s pro zápis, pro čtení 1,5 GB/s. Při bloku velikosti 4096 B má čtecí výkon 185 022 IOPS, při poměru čtení a zápisu 75 % / 25 % klesne výkon na 129 699 IOPS. Tato firma mimochodem dodává ve formě OEM některým velkým výrobcům. Výsledkem je například IBM High IOPS SSD PCIe Adapter, nebo HP StorageWorks IO Accelerator for BladeSystem c-Class.

Mezi další společnosti a produkty, které stojí za zmínku, patří OCZ Technology a jejich řada Z-Drive (karty PCI Express x8), dále PhotoFast G-Monster-PCIe SSD. Tento výrobce vytváří také SSD disky v podobě 1,8“ nebo 2,5“ disků. Podobně postupují také společnosti Intel, SanDisk, Samsung, Toshiba a další.

Náhražky FLASH ROM

Výsledkem tohoto čtení je určitě velké rozčarování z vlastností NAND FLASH EEPROM. Jedna nevýhoda se napraví dalšími dvěma nevýhodami. To ale autoři samotných čipů vědí již dávno a od 80. let se snaží najít náhradní řešení intenzivně (od 60. let čistě při hledání NVRAM paměti). To má sloučit lepší vlastnosti ROM a RAM pamětí. A není jich málo: FeRAM (Ferroelectric RAM) či PFRAM (Polymeric FeRAM), MRAM (Magneto-Resistive RAM), NRAM (Nanotube RAM), NROM (Nitride ROM), OUM (Ovonic Unified Memory), PRAM (Phase Change RAM), RRAM (Resistive RAM) či řada dalších. Nejde ale ani tak o to, která z nich zvítězí, stejně to pro nás bude jen nějaká zkratka. Důležité je, aby se to stalo. Do té doby se musí vyřešit dva zásadní problémy náhradníků FLASH – nepříliš vysoká kapacita jednoho čipu a cena za čip, potažmo za kapacitu.
 

Váš hlas: Žádné Průměr: 9.7 (9 votes)