Ao comprar um novo laptop, você pode ter visto pessoas debatendo se um dispositivo com HDD é melhor ou um com SSD^{(HDD is better or one with an SSD)} . O que é HD^(HDD) aqui? Todos nós estamos cientes da unidade de disco rígido. É um dispositivo de armazenamento em massa usado geralmente em PCs, laptops. Ele armazena o sistema operacional e outros programas aplicativos. Um SSD ou unidade de estado^{(Solid-State)} sólido é uma alternativa mais recente para a unidade de disco rígido^{(Hard Disk Drive)} tradicional . Ele entrou no mercado muito recentemente em vez do disco rígido, que tem sido o principal dispositivo de armazenamento em massa por vários anos.

Embora sua função seja semelhante à de um disco rígido, eles não são construídos como HDDs ou funcionam como eles. Essas diferenças tornam os SSDs únicos e dão ao dispositivo alguns benefícios em relação ao disco rígido. Deixe-nos saber mais sobre unidades de estado sólido, sua arquitetura, funcionamento e muito mais.^{(Let us know more about Solid-State Drives, their architecture, functioning, and much more.)}

O que é uma unidade de estado sólido (SSD)?

Sabemos que a memória pode ser de dois tipos – volátil e não volátil^{(volatile and non-volatile)} . Um SSD é um dispositivo de armazenamento não volátil. Isso significa que os dados armazenados em um SSD permanecem mesmo após a interrupção da fonte de alimentação. Devido^(Due) à sua arquitetura (eles são compostos de um controlador flash e chips de memória flash NAND ), os drives de estado sólido também são chamados de drives flash ou discos de estado sólido.

SSDs – Uma breve história^{(SSDs – A brief history)}

As unidades de disco rígido^(Hard) foram predominantemente usadas como dispositivos de armazenamento por muitos anos. As pessoas ainda trabalham em dispositivos com disco rígido. Então, o que levou as pessoas a pesquisar um dispositivo alternativo de armazenamento em massa? Como surgiram os SSDs ? Vamos dar uma espiada na história para conhecer a motivação por trás dos SSDs .

Na década de 1950, havia 2 tecnologias em uso semelhantes à maneira como os SSDs funcionam, a saber, memória de núcleo magnético e armazenamento somente leitura de capacitores de cartão. No entanto, eles logo caíram no esquecimento devido à disponibilidade de unidades de armazenamento de tambor mais baratas.

Empresas como a IBM usavam SSDs em seus primeiros supercomputadores. No entanto, os SSDs não eram usados ​​com frequência porque eram caros. Mais tarde, na década de 1970, um dispositivo chamado ROM^(ROM) eletricamente alterável foi fabricado pela General Instruments . Isso também não durou muito. Devido^(Due) a problemas de durabilidade, este dispositivo também não ganhou popularidade.

No ano de 1978, o primeiro SSD foi usado em empresas petrolíferas para adquirir dados sísmicos. Em 1979, a empresa StorageTek desenvolveu o primeiro SSD RAM^{(RAM SSD)} .

^(RAM)SSDs baseados em RAM estavam em uso por um longo tempo. Embora fossem mais rápidos, consumiam mais recursos da CPU^(CPU) e eram bastante caros. No início de 1995, SSDs^(SSDs) baseados em flash foram desenvolvidos. Desde a introdução de SSDs^(SSDs) baseados em flash , alguns aplicativos do setor que exigem uma taxa excepcional de MTBF (tempo médio entre falhas)^{(MTBF (mean time between failures))} substituíram os HDDs por SSDs . As unidades de estado sólido são capazes de resistir a choques extremos, vibrações e mudanças de temperatura. Assim, eles podem suportar taxas de MTBF^{(MTBF rates.)} razoáveis .

Como funcionam as unidades de estado sólido?^{(How do Solid State Drives work?)}

Os SSDs^(SSDs) são construídos empilhando chips de memória interconectados em uma grade. Os chips são feitos de silício. O número de fichas na pilha é alterado para atingir diferentes densidades. Em seguida, eles são equipados com transistores de porta flutuante para manter uma carga. Portanto, os dados armazenados são retidos nos SSDs mesmo quando eles são desconectados da fonte de alimentação.

Qualquer SSD pode ter um dos três tipos de memória^{(three memory types)} – células de nível único, multinível ou triplo.

1. As células de nível único^{(Single level cells)} são as mais rápidas e duráveis ​​de todas as células. Assim, eles são os mais caros também. Estes são construídos para armazenar um bit de dados a qualquer momento.

2. As células de vários níveis^{(Multi-level cells)} podem conter dois bits de dados. Para um determinado espaço, eles podem conter mais dados do que células de nível único. No entanto, eles têm uma desvantagem – sua velocidade de gravação é lenta.

3. As células de nível triplo^{(Triple-level cells)} são as mais baratas do lote. Eles são menos duráveis. Essas células podem conter 3 bits de dados em uma célula. Eles gravam a velocidade é a mais lenta.

Por que um SSD é usado?^{(Why is an SSD used?)}

As unidades de disco rígido^{(Hard Disk Drives)} têm sido o dispositivo de armazenamento padrão para sistemas, por muito tempo. Assim, se as empresas estão mudando para SSDs , talvez haja um bom motivo. Vejamos agora por que algumas empresas preferem SSDs para seus produtos.

Em um HDD^(HDD) tradicional , você tem motores para girar o prato e o cabeçote R/W se move. Em um SSD , o armazenamento é feito por chips de memória flash. Assim, não há partes móveis. Isso aumenta a durabilidade do dispositivo.^{(enhances the durability of the device.)}

Em laptops com discos rígidos, o dispositivo de armazenamento consumirá mais energia para girar o prato. Como os SSDs são desprovidos de partes móveis, os laptops com SSDs consomem relativamente menos energia. Enquanto as empresas estão trabalhando para construir HDDs híbridos que consomem menos energia enquanto giram, esses dispositivos híbridos provavelmente consumirão mais energia do que uma unidade de estado sólido.^{(these hybrid devices will probably consume more power than a solid-state drive.)}

Bem, parece que não ter partes móveis traz muitos benefícios. Novamente^(Again) , não ter pratos giratórios ou cabeçotes R/W em movimento implica que os dados podem ser lidos da unidade quase instantaneamente. Com SSDs , a latência diminui consideravelmente. Assim^(Thus) , os sistemas com SSDs podem operar mais rapidamente.

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Os HDDs^(HDDs) precisam ser manuseados com cuidado. Como possuem partes móveis, são sensíveis e frágeis. Às vezes, mesmo uma pequena vibração de uma queda pode danificar o HDD . Mas os SSDs têm a vantagem aqui. Eles podem suportar o impacto melhor do que os HDDs^(HDDs) . No entanto, como eles têm um número finito de ciclos de gravação, eles têm uma vida útil fixa. Eles se tornam inutilizáveis ​​quando os ciclos de gravação se esgotam.

Tipos de SSD^{(Types of SSDs)}

Alguns dos recursos dos SSDs são influenciados por seu tipo. Nesta seção, discutiremos os vários tipos de SSDs .

1. 2,5” – Comparado a todos os SSDs da lista, este é o mais lento. Mas ainda é mais rápido que o HDD . Este tipo está disponível ao melhor preço por GB. É o tipo mais comum de SSD em uso hoje.

2. mSATA – m significa mini. SSDs mSATA são mais rápidos que os de 2,5”. Eles são preferidos em dispositivos (como laptops e notebooks) onde o espaço não é um luxo. Eles têm um fator de forma pequeno. Enquanto a placa de circuito em 2,5” está fechada, as dos SSDs mSATA estão vazias. Seu tipo de conexão também difere.

3. SATA III – Possui uma conexão compatível com SSD e HDD. ^{(This has a connection that is both SSD and HDD compliant.)}Isso se tornou popular quando as pessoas começaram a fazer a transição para o SSD do HDD . É velocidade lenta de 550 MBps . A unidade é conectada à placa-mãe usando um cabo chamado cabo SATA para que possa ficar um pouco confuso.

4. PCIe – PCIe significa Peripheral Component Interconnect Express . Este é o nome dado ao slot que geralmente abriga placas gráficas, placas de som e similares. SSDs PCIe^{(PCIe SSDs)} usam esse slot. Eles são os mais rápidos de todos e, naturalmente, os mais caros também. Eles podem atingir velocidades quase quatro vezes maiores que a de um drive SATA^{(SATA drive)} .

5. M.2 – Assim como m drives SATA , eles possuem uma placa de circuito simples. As unidades M.2 são fisicamente as menores de todos os tipos de SSD . Estes repousam suavemente contra a placa-mãe. Eles têm um pino conector minúsculo e ocupam muito pouco espaço. Devido^(Due) ao seu pequeno tamanho, eles podem aquecer rapidamente, especialmente quando a velocidade é alta. Assim, eles vêm com um dissipador de calor/dissipador de calor embutido. SSDs M.2^{(M.2 SSDs)} estão disponíveis nos tipos SATA e PCIe^{(PCIe types)} . Portanto, os drives M.2 podem ser de tamanhos e velocidades variados. Enquanto as unidades mSATA e de 2,5” não suportam NVMe (que veremos a seguir), as unidades M.2 podem.

6. NVMe – NVMe significa Non-Volatile Memory express . A frase se refere à interface através de SSDs como PCI Express e M.2 trocam dados com o host. Com uma interface NVMe , pode-se alcançar altas velocidades.

Os SSDs podem ser usados ​​em todos os PCs?^{(Can SSDs be used for all PCs?)}

Se os SSDs têm tanto a oferecer, por que eles não substituíram totalmente os HDDs como o principal dispositivo de armazenamento? ^{( why have they not fully replaced HDDs as the main storage device?)}Um impedimento significativo para isso é o custo. Embora o preço do SSD agora seja menor do que era, quando entrou no mercado, os HDDs ainda são a opção mais barata^{( HDDs are still the cheaper option)} . Comparado ao preço de um disco rígido, um SSD pode custar quase três ou quatro vezes mais. Além disso, à medida que você aumenta a capacidade da unidade, o preço dispara rapidamente. Portanto, ainda não se tornou uma opção financeiramente viável para todos os sistemas.

Leia também: ^{(Also Read:)} Verifique se sua unidade é SSD ou HDD no Windows 10^{(Check If Your Drive is SSD or HDD in Windows 10)}

Outra razão pela qual os SSDs não substituíram totalmente os HDDs é a capacidade. Um sistema típico com um SSD pode ter energia na faixa de 512 GB a 1 TB. No entanto, já temos sistemas HDD com vários terabytes de armazenamento. Portanto^(Therefore) , para pessoas que procuram grandes capacidades, os HDDs ainda são sua opção.

Limitações^{(Limitations)}

Vimos a história por trás do desenvolvimento do SSD , como um SSD é construído, os benefícios que ele oferece e por que ainda não foi usado em todos os PCs/laptops . No entanto, toda inovação em tecnologia vem com seu conjunto de desvantagens. Quais são as desvantagens de uma unidade de estado sólido?

1. Velocidade de gravação –^{(Write speed –)} Devido à ausência de partes móveis, um SSD pode acessar os dados instantaneamente. No entanto, apenas a latência é baixa. Quando os dados precisam ser gravados no disco, os dados anteriores precisam ser apagados primeiro. Assim, as operações de gravação são lentas em um SSD . A diferença de velocidade pode não ser visível para o usuário médio. Mas é uma grande desvantagem quando você deseja transferir grandes quantidades de dados.

2. Perda e recuperação de dados – ^{(Data loss and recovery –)}Os dados^(Data) excluídos em unidades de estado sólido são perdidos permanentemente. Como não há cópia de backup dos dados, isso é uma grande desvantagem. A perda permanente de dados confidenciais pode ser uma coisa perigosa. Assim, o fato de não poder recuperar dados perdidos de um SSD é outra limitação aqui.

3. Custo –^{(Cost –)} Isso pode ser uma limitação temporária. Como os SSDs são uma tecnologia relativamente mais recente, é natural que sejam mais caros do que os HDDs tradicionais . Vimos que os preços estão diminuindo. Talvez em alguns anos, o custo não será um impedimento para as pessoas mudarem para SSDs .

4. Vida útil –^{(Lifespan –)} Agora sabemos que os dados são gravados no disco apagando os dados anteriores. Cada SSD^{(Every SSD)} tem um número definido de ciclos de gravação/apagamento. Assim, à medida que você se aproxima do limite do ciclo de gravação/exclusão, o desempenho do SSD pode ser afetado. Um SSD^(SSD) médio vem com cerca de 1.00.000 ciclos de gravação/apagamento. Esse número finito reduz a vida útil de um SSD .

5. Armazenamento –^{(Storage –)} Assim como o custo, também pode ser uma limitação temporária. A partir de agora, os SSDs estão disponíveis apenas em uma pequena capacidade. Para SSDs de capacidades mais altas, é preciso desembolsar muito dinheiro. Só o tempo dirá se podemos ter SSDs acessíveis com boa capacidade.

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

While buying a new laptop, you might have seen рeople dеbаting 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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