По форм-факторам
2,5-дюймовый твердотельный накопитель SATA
ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ НАКОПИТЕЛЬ M.2
Твердотельные накопители M.2 выглядят совершенно иначе. Они напоминают небольшую узкую печатную плату, которую часто называют "палочкой для жвачки". Этим накопителям не нужны отдельные кабели для передачи данных и питания. Вместо этого они подключаются непосредственно в специальный слот M.2 на материнской плате, аналогично установке оперативной памяти, и закрепляются там. Несмотря на небольшой размер, форм-фактор M.2 скрывает в себе значительный потенциал. Его скорость может сильно различаться в зависимости от того, используется ли внутри старый протокол SATA или более эффективный протокол NVMe. Важно отметить, что некоторые твердотельные накопители M.2 имеют новую форму, но внутри по-прежнему используют протокол SATA. В этом случае их скорость не отличается от традиционных 2,5-дюймовых дисков SATA. По-настоящему быстрыми являются накопители, использующие протокол NVMe. Они могут использовать гораздо более быстрые каналы, достигая скорости, значительно превышающей SATA.
Диски M.2 также бывают разной длины, обычно обозначаемой 2230, 2242, 2260, 2280, и 22110. Эти номера обозначают размеры диска в миллиметрах. Например, 2280 означает 22 мм в ширину и 80 мм в длину. Размер 2280 в настоящее время является самым распространенным.
Твердотельные накопители M.2 NVMe обладают неоспоримыми преимуществами: их компактные размеры идеально подходят для тонких ноутбуков, установка удобна, а скорость работы чрезвычайно высока, что делает их абсолютным выбором для высокопроизводительных настольных компьютеров и ноутбуков. Конечно, более высокая скорость обычно означает более высокую цену. Кроме того, на старых материнских платах может отсутствовать слот M.2 или не поддерживаться протокол NVMe.
Твердотельный накопитель mSATA
U.2 SSD
Твердотельные накопители U.2, также известные как твердотельные накопители SFF-8639, На первый взгляд эти накопители несколько похожи на 2,5-дюймовые, но обычно они толще и имеют совершенно другой интерфейс. Они используют специально разработанный интерфейс U.2, для подключения которого обычно требуется дополнительный кабель. Ключевая особенность этих дисков заключается в том, что внутри они используют высокопроизводительный протокол NVMe по быстрому каналу PCIe. Это делает их очень быстрыми, конкурирующими или даже превосходящими топовые твердотельные накопители M.2 NVMe при определенных условиях. Кроме того, диски U.2 имеют улучшенный теплоотвод и поддерживают "горячую замену" в совместимых корпусах серверов и рабочих станций. Горячая замена позволяет заменять диски во время работы компьютера.
Благодаря этим характеристикам твердотельные накопители U.2 предназначены в первую очередь для корпоративных пользователей, центров обработки данных и профессиональных рабочих станций, которым требуется чрезвычайно высокая производительность, стабильность и надежность. Они относительно дороги. Стандартные материнские платы домашних настольных компьютеров и ноутбуков обычно не имеют интерфейса U.2, а корпус вашего компьютера также нуждается в специальной поддержке. Поэтому подавляющее большинство обычных потребителей практически никогда не столкнутся с этим форм-фактором.
По интерфейсу
SATA
PCIe через NVMe
Если вам нужна более высокая скорость, канал PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) в сочетании с протоколом NVMe - это самое современное и мощное решение. Обратите внимание на два ключевых момента: физический канал - это PCIe, а протокол связи - NVMe. NVMe, что расшифровывается как NVM Express, - это современный протокол, разработанный специально для высокопроизводительных флеш-накопителей. Он гораздо эффективнее старого протокола AHCI, используемого для SATA.
Эта комбинация в основном подключается к материнской плате через интерфейс M.2 или U.2. Очень немногие твердотельные накопители выпускаются в виде карт расширения PCIe, подключаемых непосредственно к слоту PCIe материнской платы. Производительность впечатляет, поскольку канал PCIe действует как многополосная магистраль. Фактическая скорость зависит от версии PCIe, поддерживаемой материнской платой, и количества дорожек, выделенных для SSD. Например, обычная конфигурация PCIe 3.0 x4 имеет теоретическую максимальную скорость около 3500 MB/s. В более новой конфигурации PCIe 4.0 x4 этот показатель удваивается и составляет около 7000 MB/s. Новейший PCIe 5.0 x4 обеспечивает еще один значительный скачок. Таким образом, твердотельные накопители с интерфейсами M.2 NVMe и U.2 являются самыми быстрыми потребительскими SSD на сегодняшний день. Перед покупкой убедитесь, что ваша материнская плата совместима с NVMe и может обеспечить требуемую версию PCIe и конфигурацию дорожек.
USB
Эти интерфейсы (особенно USB 3.x / USB4 / Thunderbolt) в первую очередь используются для Внешние портативные твердотельные накопители. Внешний SSD-накопитель обычно содержит стандартное внутреннее ядро SSD, например M.2 NVMe или SATA, размещенное в корпусе с внешним интерфейсом. Обычные физические порты - USB Type-A или более современный Type-C. Для передачи данных используется протокол USB Mass Storage.
Основная ценность этих интерфейсов - превосходная портативность и возможность "plug-and-play", также известная как "горячая замена". Это делает их идеальными для мобильной работы, резервного копирования или обмена данными между различными устройствами. Однако их скоростной потолок в значительной степени зависит от версии USB. Основная версия USB 3.2 Gen 1 обеспечивает скорость до 500 MB/s. Более быстрые варианты включают USB 3.2 Gen 2 со скоростью около 1000 MB/s. Интерфейсы высшего уровня, такие как USB 3.2 Gen 2×2, USB4 или Thunderbolt, могут обеспечивать скорость 2000-4000+ MB/s и выше. Важно отметить, что даже если внутренний накопитель - это высокопроизводительный NVMe SSD, конечная скорость передачи файлов не может превысить теоретический предел самого интерфейса USB.
По развертыванию
Внутренний твердотельный накопитель
Внутренний твердотельный накопитель устанавливается внутри компьютерного устройства. Он подключается к специальным интерфейсам, предоставляемым материнской платой, таким как порт SATA, слот M.2 или интерфейс U.2, о которых говорилось ранее. При таком развертывании твердотельные накопители выполняют в основном две роли: Системный диск или внутренний накопитель: в качестве системного диска на нем хранится операционная система и часто используемое программное обеспечение, что напрямую определяет время загрузки и скорость отклика приложений. В качестве внутреннего накопителя на нем хранятся игры, большие файлы, медиатеки и т. д. При внутреннем подключении, особенно по высокоскоростным каналам PCIe, таким как M.2 NVMe, потенциал производительности SSD реализуется в полной мере.
Распространенными формами являются 2,5-дюймовые диски SATA, диски M.2 (с протоколом SATA или NVMe) и ориентированные на предприятия диски U.2. Его основные преимущества - производительность, достигающая пределов его спецификаций (ограниченных интерфейсом), отсутствие необходимости во внешней переноске и отдельных кабелях питания, поскольку материнская плата обычно питает его напрямую. Недостатком является его фиксированное расположение. Доступ к данным возможен только в пределах конкретного устройства, что лишает его портативности.
Внешний твердотельный накопитель
Внешний твердотельный накопитель располагается вне компьютерного устройства и подключается с помощью кабеля к порту USB или иногда к порту Thunderbolt. Обычно они имеют переносной корпус. Основное назначение этих твердотельных накопителей заключается в следующем портативныймобильные устройства хранения данных. Их главная ценность заключается в портативности и возможности "горячей замены" (plug-and-play). Вы можете легко перемещать или обмениваться большими объемами данных между различными компьютерами, например офисными, домашними и ноутбуками, и даже некоторыми устройствами с поддержкой USB-накопителей, например игровыми приставками или телевизорами. В путешествиях компактный внешний SSD-накопитель обеспечивает значительное пространство для хранения данных.
Внешний SSD - это, по сути, внутренний SSD, объединенный с корпусом интерфейсного адаптера, который часто называют корпусом для накопителей или портативным корпусом. Основным накопителем внутри корпуса может быть 2,5-дюймовый SATA SSD или более компактный M.2 SSD (протокол SATA или NVMe). Однако независимо от того, насколько быстрым может быть внутренний NVMe SSD, общая скорость передачи данных внешнего SSD строго ограничена скоростными характеристиками интерфейса USB или Thunderbolt. Например, внешний накопитель с высококлассным внутренним NVMe SSD, подключенный через порт USB 3.0, будет работать на предельной скорости USB 3.0, около 500 MB/s, что намного ниже внутренней производительности этого NVMe-накопителя.
Преимущества внешних твердотельных накопителей очевидны: они компактны и легки, очень удобны в использовании, обеспечивают физическую изоляцию данных для некоторой безопасности и удовлетворяют потребности в совместном использовании данных на разных устройствах. Их недостатки - скорость, ограниченная внешним интерфейсом, и зависимость от соединительного кабеля, иногда требующего отдельного кабеля питания, хотя большинство из них получают достаточное питание от USB.
В общем, выбор системы зависит от основной цели: для максимальной производительности в качестве основного внутреннего хранилища выбирайте внутренний SSD; для данных, которые нужно физически переносить и легко обменивать между различными устройствами, - внешний SSD. Помните, что узким местом в скорости внешних SSD является их внешний интерфейс, а не потенциал внутреннего накопителя.
По целевой платформе
- Потребитель/клиент: ориентирован на широкую публику.
- Корпоративный: разработан для работы в сложных условиях.
Твердотельные накопители для потребителей
Потребительские твердотельные накопители ориентированы на широкий рынок индивидуальных пользователей. Сюда входят домашние пользователи, студенты, геймеры и создатели, занимающиеся редактированием фото/видео в неинтенсивных профессиональных сценариях. Основной принцип разработки - поиск оптимального баланса между производительностью, емкостью, надежностью и ценой. С точки зрения производительности они обычно достаточно быстры, чтобы значительно улучшить повседневное использование, сделав систему отзывчивой и значительно сократив время загрузки игр. В настоящее время в основных моделях используется протокол NVMe через каналы PCIe или интерфейс SATA, а твердотельные накопители NVMe становятся предпочтительным выбором для новых сборок или модернизации.
Варианты емкости очень широки: от начального уровня 250 ГБ/500 ГБ до основных 1 ТБ/2 ТБ и даже 4 ТБ или более емких, предлагаемых некоторыми производителями для удовлетворения различных потребностей в хранении данных. В большинстве случаев используется тип TLC Микросхемы флэш-памяти NAND чтобы сбалансировать производительность и стоимость. Некоторые модели, стремящиеся к максимальной емкости при низкой цене, могут использовать QLC. Их выносливость, обычно измеряемая в "общем количестве записанных байтов" или TBWЭтого достаточно для нескольких лет обычного использования. Производители обычно предоставляют ограниченную гарантию сроком от 3 до 5 лет. Одним словом, суть потребительских твердотельных накопителей заключается в обеспечении достаточной производительности, надежного качества и ощутимой стоимости, что позволяет удовлетворить подавляющее большинство повседневных и развлекательных вычислительных потребностей.
Твердотельные накопители для предприятий
Твердотельные накопители корпоративного класса предназначены для использования в серверах центров обработки данных, больших массивах хранения данных, высокопроизводительных вычислительных кластерах и критически важных рабочих станциях. В этих средах предъявляются очень жесткие требования. Приоритетами проектирования являются исключительная надежность, беспрецедентная долговечность, стабильная работа при постоянных высоких нагрузках и высочайшая производительность, особенно при обработке огромного количества небольших операций случайного чтения/записи. Требование к стабильности - круглосуточная работа без перерывов и сбоев. Для обеспечения безопасности данных в них реализованы такие усовершенствованные функции, как защита от потери питания, предотвращающая потерю данных во время перебоев, сквозная защита данных, обеспечивающая целостность при передаче, и поддержка горячей замены дисков без отключения сервера.
Что касается внутренних компонентов, то в твердотельных накопителях корпоративного класса обычно используется флэш-память NAND более высокого класса. Обычно это специально оптимизированная корпоративная eTLC, которая более устойчива к записи и долговечна, чем потребительская TLC, или технологии, имитирующие производительность SLC с помощью более интеллектуального кэширования. Наиболее существенным отличием является показатель выносливости при записи TBW, который зачастую в разы или даже десятки раз выше, чем у потребительских дисков аналогичной емкости. В основном они выпускаются в форм-факторе U.2, хотя некоторые модели высокого класса используют M.2 или более емкие. EDSFF Форм-факторы, отвечающие требованиям к охлаждению и продолжительным рабочим нагрузкам. Твердотельные накопители для предприятий редко продаются в розницу и стоят гораздо дороже потребительских продуктов. Поддержка обычно включает в себя долгосрочные соглашения об индивидуальном обслуживании. По сути, корпоративные твердотельные накопители - это профессиональные инструменты, созданные для высокоинтенсивных, критически важных и ответственных бизнес-среды, жертвующие стоимостью ради достижения надежности уровня центра обработки данных.
