حافظه جامد یا SSD چیست؟

درایو حالت جامد یا SSD (Solid State Drive)، یک فضای ذخیره سازی دائم اطلاعات است. SSDها نوع نسبتا جدید و بسیار سریعی از حافظه هستند. این نوع حافظه نسبت به هارد دیسک‌ها دارای سرعت و امنیت انتقال داده‌ی بالاتری هستند. همه‌ی اجزای حافظه‌ی SSD ثابت و در سر جای خود قرار دارند و هیچ بخشی از آن در حال حرکت نیست. به همین دلیل به حافظه‌های SSD حالت جامد می‌گویند.

مزایای استفاده از حافظه‌های جامد قابل توجه بوده و از نظر قیمت با HDD متفاوت است. بدلیل گرانتر بودن این حافظه، لپ‌تاپ‌هایی که دارای حافظه‌ی SSD هستند طبیعتا از لپ‌تاپ‌های دارای HDD گرانتر هستند.

متاسفانه این نوع حافظه به ”هارد SSD” شناخته شده است. استفاده از کلمه “هارد” قبل از “اس اس دی” کاملا اشتباه است و باید به جای این کلمه از “حافظه اس اس دی ” یا “اس اس دی ” استفاده کرد.

ساختار حافظه SSD

ساختار حافظه SSD به این صورت است که هیچ بخش متحرک و یا حتی دیسک چرخان را شامل نمی‌شوند. در واقع همین مورد تفاوت اصلی آن‌ها با سایر هاردهای ذخیره کننده‌ی اطلاعات به حساب می‌‌آید. این قطعه‌ها، اطلاعات را به سرعت بسیار زیاد می‌خوانند و بدون هیچ گونه استفاده‌ای از نیروهایی چون برق، آن اطلاعات را در خود ذخیره می‌کنند.

هاردهای HDD برای خواندن و نوشتن اطلاعات، اهرمی بر روی هد دارند. این اهرم با دور زدن و حرکت بر روی بخش‌های مختلف، اطلاعات را انتقال می‌دهند. در حالی که حافظه‌ی SSD برخلاف هارد دیسک‌ها، از چیپ‌ها استفاده می‌کند. نحوه درج اطلاعات بر روی آن دقیقا ماهیتی مانند Flash دارد که در مقیاس بزرگتری پیاده‌سازی شده است. داده‌ها بر روی تراشه‌های مغناطیسی با سرعتی به مراتب بالاتر از تکنولوژی‌ هاردهای HDD ذخیره می‌شوند.

NAND Flash نوعی از حافظه فلش است که در ساختار SSD استفاده شده است. ماهیت ذخیره‌سازی اطلاعات SSD عینا مطابق این نوع حافظه است. عملکرد آن به گونه‌ای است که در صورت قطعی جریان برق اطلاعات از دست نمی‌روند. Chip های حافظه SSD را NAND می‌نامند و هر ۶۴ گیگابایت اس.اس.دی از ۸ چیپ نند تشکیل می‌شود.

تاریخچه درایو حالت جامد Solid State Drive

SSD یا حافظه جامد برای اولین بار توسط شرکت توشیبا طراحی شد. بعدها با گذر زمان با چیدمان تعدادی از آنها روی بردهای الکترونیکی، به حافظه جامد یا SSD نامگذاری شد. SSD ها در سایزها، شکل‌ها و انواع متفاوت وجود دارند. حافظه‌های جامد هم مانند هارد دیسک درایوها به دو نوع اکسترنال و اینترنال تشکیل می‌شوند.

کمپانی‌هایی مثل توشیبا، سامسونگ، سی گیت، ای دیتا، وسترن دیجیتال دست به تولید این اس اس دی اکسترنال زدند.
البته کمپانی توشیبا Toshiba با مشارکت سن دیسک SanDisk یک حافظه حالت جامد را تولید کردند. این کمپانی نام برند خود را به Kioxia تغییر دادند.

انواع حافظه جامد یا SSD

کانکتورهای اتصال یا متصل دهنده SSD:
SATA • PCIe • M.2 • NVMe • SAS • ZIF/LIF •

4 کانکتور اول، جزو مهم‌ترین کانکتورها هستند.

1. ساتا SATA: یکی از متصل کننده‌هایی است که هم برای هارد دیسک‌ها و هم برای حافظه‌های SSD کار می‌کند. درواقع رابط اتصال حافظه‌ی اس اس دی به سیستم است.
2. پی سی ای PCIe: این کانکتور برای کارت گرافیک، کارت صدا و پورت‌های USB استفاده می‌شود.
3. M.2: یکی از اهداف طراحی درایو M2 کاهش ابعاد کلی آن بوده در نتیجه ضخامت برد و طول کمتری دارد. علاوه بر مشخصه طول و ضخامت این کارت‌ها، امکان طراحی بُردهای یک طرفه یا دو طرفه کارت‌های SSD M2 نیز وجود دارد.
   بُردهای یک طرفه امکان ایجاد یک پروفایل بسیار نازک را فراهم می‌کنند که بخصوص در لپ‌تاپ‌های مافوق نازک کاربردی است.
   کامپیوترهای قابل حمل، بر حسب اندازه باتری و مصرف برق قطعات مختلف دستگاه، زمان‌های کارکرد متفاوتی دارند.
   درایوهای حالت جامد کاهش قابل ملاحظه‌ای در مصرف انرژی قطعات ذخیره‌ساز ایجاد می‌کنند. به نحوی که موجب بهبود طول عمر باتری می‌شوند.
4. NVMe: یک کانکتور یا رابط اتصال برای حافظه‌های SSD است. این رابط توسط یک کنسرسیوم (اشتراک چند شرکت باهم برای انجام یک امر) مانند اینتل intel، سامسونگ Samsung، سن دیسک SanDisk، دِل Dell و سیگیت Seagate تشکیل شده است. این کانکتور سرعت انجام کار را بسیار بیشتر می‌کند.

اجزای داخلی حافظه حالت جامد

برخلاف هارد دیسک‌ها، اجزای داخلی SSD قابل جداشدن نیستند. حافظه‌های SSD از اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند.
3 بخش مهم تشکیل دهنده‌ی آن‌ها، فریمور، کنترلر و ناند هستند.

1. فریمور – Frimware

فریم ویر firmware جزو مهم‌ترین اجزای داخلی SSD است. مجموعه‌ای از دستورات برنامه نویسی شده‌ی حافظه مانند خواندن، نوشتن، ترجمه، از طریق کنترلر به فریم ویر داده می‌شود. این بخش وظیفه‌ی اجرا و انجام آن دستورات را دارد.

2. کنترل کننده – Controller

کنترل کننده‌های SSD در یک میکرو چیپ جاسازی شده‌اند. وظیفه آن فرمان دادن درخواست‌های خواندن و نوشتن دیتا به ناند، انجام عملیات رمز گذاری، جمع آوری و تصحیح ارورها یا خطاها است.

این بخش همانطور که از نامش پیداست وظیفه‌ی کنترل کردن اجزای داخلی SSD را دارد. درنتیجه کنترلر، هسته مرکزی حافظه جامد است.

3. حافظه – Memory

وظیفه‌ی ناند نگهداری و حفاظت از اطلاعات و داده‌های SSD است. این حافظه برای نگهداری اطلاعات در خود، نیازی به جریان مداوم برق ندارد. در صورت قطعی برق اطلاعات را در خود نگه می‌دارد و از آنها محافظت می‌کند.

اولین ناند توسط شرکت توشیبا تولید شد. آخرین مدل از ناند، ناندهای سه بعدی یا 3D هستند که برای سرعت بخشیدن به خواندن یا نوشتن اطلاعات تولید شده‌اند.

حافظه SSD چگونه کار می‌کند؟

ساز و کار هارد دیسک‌ها مبتنی بر چرخش اجسام و حرکت اجزای داخلیش است. همچنین در هارد دیسک درایو، اطلاعات با کمک هد در پلتر ذخیره می‌شوند. بر خلاف هارد دیسک‌ها در SSD اطلاعات به جای دیسک چرخان، به صورت مستقیم و با کمک جریان در ناند ذخیره می‌شوند. فلش ناند به گونه‌ای طراحی شده است که حتی اگر منبع انرژی در دسترسش نباشد باز هم بتواند حالت شارژ یا دِشارژ خود را حفظ کند. همین امر موجب شده است که ناند را در دسته‌ی حافظه‌های غیر فرار دسته ‌بندی کنند. حافظه‌های SSD از جدولی از سلول‌های برقی استفاده می‌کنند. تا امکان خواندن و نوشتن را با سرعت بالایی فراهم کند.

سرعت نوشتن حافظه‌های ناند در مقایسه با خواندنشان کمتر است. اما بازهم در این زمینه بسیار سریعتر از هارد دیسک‌ها هستند. هرچه تعداد بیت‌‌ها در سلول فلش بالاتر می‌رود، تأخیر در آن به‌طور قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد. تأثیر این کند شدن روی نوشتن، بیشتر از خواندن است. حافظه‌های جامد می‌توانند داده را از یک صفحه بخوانند یا در یک صفحه بنویسند. اما اگر نیاز به پاک کردن اطلاعات یک سلول باشد، نمی‌توانند تنها اطلاعات آن سلول یا حتی آن صفحه را پاک کنند. بلکه تمام اطلاعات موجود در آن بلوک را حذف می‌کنند. زیرا فرض را بر خالی بودن صفحات مجاور یا کناری می‌گذارند.

مراحل بازنویسی اطلاعات در حافظه SSD

SSD ها برای بازنویسی اطلاعات در یک صفحه این 3 مرحله زیر را انجام می‌دهند:

• اول: کپی کردن تمام اطلاعات بلوکی است که صفحه‌ی مورد نظر ما در آن واقع شده است .
• دوم: پاک کردن تمام اطلاعات داخل بلوک است.
• سوم: هم « نوشتن اطلاعات کپی شده + اطلاعات مورد نظر ما » در بلوک و صفحه‌ی مورد نظر است.

مزیت استفاده از حافظه‌ SSD

مزایای استفاده از حافظه‌های جامد قابل توجه بوده و از نظر قیمت با HDD متفاوت است. حافظه‌ی جامد از لحاظ خرابی از هارد دیسک ضعیف‌تر بوده اما از لحاظ فیزیکی بسیار مقاوم ترند. در نتیجه در اثر سقوط از ارتفاع کاملا مقاوم بوده و نسبت به HDD دوام بیشتری دارند.در ادامه به چند مورد از مهمترین مزیت‌های حافظه‌ SSD خواهیم پرداخت:

1. سرعت بالا: حافظه‌ی SSD به نسبت هاردهای HDD از سرعت بسیار زیادی برخوردارند. حتی سریعترین هارد دیسک نیز نمی‌تواند با عملکرد SSD های NAND flash رقابت کند.
2. مقاومت در برابر ضربات: در ساختار پیاده سازی شده این نوع از حافظه، دیسک چرخان و متحرک وجود ندارد. بنابراین مقاومتشان در برابر ضربات بسیار بالا بوده و صاحبان آنها دیگر نگران از بین رفتن اطلاعات مهم خود بر اثر اصابت نخواهند بود.
3. دیلی‌های بسیار کم و عملکرد کاملا بی صدا: SSDها در مقایسه با سایر ذخیره کننده‌های رایج از دیلی و صدای کمی برخوردار هستند.
4. مصرف کم انرژی: HDD هایی که قطعات مکانیکی را جابجا می‌کنند، به انرژی بیشتری نسبت به مقدار کم جریان الکتریکی منتقل شده از سلول‌های حافظه SSD نیاز دارند.
5. دوام: مقایسه دوام SSD و HDD پیچیده‌تر از آن چیزی است که به نظر می‌رسد. قطعات مکانیکی HDD و سطح درایو نسبت به SSD در معرض آسیب محیطی هستند. اگر چه در فناوری جدید، هارد دیسک‌ها ضد ضربه در برابر ضربه‌های فیزیکی هستند.

بیشتر بخوانید: تفاوت SSD و HDD چیست؟

راهنمای خرید SSD

برای خرید حافظه‌ی جامد باید دقت داشته باشیم که، SSD بخریم که ناند آن سه بعدی و یا به اصطلاح 3D باشد. ناند 3D خیلی سریعتر می‌تواند عمل خواندن و نوشتن را انجام دهد و همچنین هزینه کمتری هم دارد. این حافظه باید گارانتی داشته و قابلیت بروز رسانی فریم ویر را نیز داشته باشد.

همانطور که گفته شد 3 جزء مهم تشکیل دهنده‌ی حافظه جامد کنترلر، ناند و فریم ویر هستند. پس باید بهترین کنترلر و فریم ویر را با سریعترین ناند یعنی ناند 3D، داشته باشد.

7 معیار برای خرید حافظه جامد

• سرعت
• دوام
• گارانتی
• خرابی
• معیار های فنی
• قطعات یدکی
• هزینه

دلایل خرابی حافظه SSD

حافظه‌های SSD به 8 دلیل ممکن است خراب شوند:

1. گرما
   NVMe ها می‌توانند خیلی سریع گرم شوند. مخصوصا اگر عملکردهای سریع و قوی داشته باشند. حتی اگر عملکردهای آنها منظم هم باشند، مشکلات دمایی برای اِن وی ام ای ها بوجود می‌آید. مشروط بر اینکه خنک کننده‌ها دمای مناسب آنجا را تامین کنند که از خرابی SSDها جلوگیری کنند.
2. ضربه شکننده
   وارد شدن ضربه به هر وسیله‌ای ممکن است باعث خراب شدن آن وسیله شود. برخورد یک شی سنگین با حافظه SSD یا افتادن آن از ارتفاع زیاد یا حتی فشار زیاد به آن، باعث خراب شدن آن حافظه می‌شود. به دلیل مقاومت ساختار فیزیکی حافظه‌های جامد نسبت به هارد دیسک، ضربه‌ی کوچکی که هارد دیسک را از کار می‌اندازد درحافظه اس اس دی تاثیری ندارد. اما ضربات شدید که باعث شکستگی یا تغییر شکل ظاهری آن شود، باعث خرابی می‌شود.
3. خرابی‌های رایج در اتصال حافظه
   یکی دیگر از علل شناسایی نشدن SSD، اتصال آن به دستگاه‌های گوناگون اعم از گوشی هوشمند، گیرنده‌ی دیجیتال، ریسیور، تلویزیون و پخش خودرو به دلیل ولتاژ نامناسب است. خرابی برنامه نویسی حافظه، خرابی در زبان ترجمه اطلاعات و در آخر تغییر سیستم فایل یا عدم هاهنگی آن نیز از علل خرابی آن است.
4. مایعات رسانا
   در حال حاضر اکثر دستگاه‌ها با ویژگی ضد آب تولید و در بازار وجود دارند. اما به این معنی نیست که دیگر به راحتی می‌توانید هارد یا SSD یا گوشی یا هرچیز ضدآب دیگری را درون آب بیاندازید. ضد آب بودن به این معنی است که اکثر قطعات آن دستگاه را در برابر نفوذ آب مقاوم کرده‌اند.
   به دلیل وجود جریان الکتریکی موجود در SSD و ساختار الکتریکی آن در برابر آب، رطوبت، گرد و غبار، اتصال اجسام رسانا و مایعات رسانا حساس است. بلافاصله پس از احساس یکی از این موارد ذکر شده SSD علایم خرابی را نشان داده و خراب می‌شود.
5. خرابی فریمور
   اکثر خرابی‌های SSD ، در مرکز قاب یا کیس SSD ها اتفاق می‌افتد که فریمورها قرار دارند. خرابی این بخش بسیار پیچیده‌تر از دیگر قطعات است .
6. وجود ویروس یا نصب بدافزار ها
   نصب برنامه‌های مخرب یا به اصطلاح بدافزار، ممکن است به راحتی باعث خرابی حافظه جامد بشود. چون تمامی عملکردهای حافظه‌ جامد با نرم افزار قابل تغییر است.
7. نصب متعدد برنامه ها
   حذف و نصب متعدد یک برنامه باعث خرابی حافظه SSD می‌شود، حتی اگر آن برنامه ویروسی و مخرب نباشد.
8. نوسانات ولتاژ
   یکی از مهم‌ترین عوامل در خرابی حافظه‌های حالت جامد تامین منبع تغذیه‌ی نامناسب است.

ریکاوری حافظه جامد SSD

به هر دلیلی ممکن است اطلاعات حافظه SSD شما دچار مشکل شوند. برای بازیابی اطلاعات‌تان ممکن است از نرم افزارها و برنامه‌های ریکاوری استفاده کنید یا به مراکز غیر تخصصی مراجعه کنید. دقت داشته باشید که بروز هرگونه اشتباه عمدی و یا سهوی منجر به از دست رفتن کلیه اطلاعات موجود در حافظه شما شود. پس حتما ریکاوری اطلاعات حافظه SSD را به متخصص این کار بسپارید. مرکز ریکاوری حافظه امداد سیستم با داشتن تجهیزات به روز و پیشرفته و همچنین تیم متخصص خود در راستای بازیابی اطلاعات SSD، به شما کمک می‌کند.

سوالات متداول