أستمع الى المقال

شهدنا في العقود الأخيرة التطور السريع والمذهل لأجهزة الكمبيوتر المكتبية منها أو المحمولة، سواء في دقة وألوان شاشاتها أو في معالجاتها أو معالجات الرسومات أو سعات تخزينها، هناك الكثير من المواصفات التي شهدنا تطوّرها بشكل متسارع في هذه المجالات، وقد تكون سعات التخزين واحد من أكثر المواصفات تقدّمًا، سواء في حجم سعات التخزين التي بدأت بسعات لا تتجاوز بضع ميغابايتات التي تتجاوز الآن حاجز 10 تيرابايت، أو في حجم الأقراص الصلبة التي تزداد صُغرًا مع مرور الوقت، أو أمان وثبات أقراص التخزين الحالية عن سابقاتها من الأقراص الميكانيكية التقليدية. وخصوصا الخطوة الكبيرة بالانتقال من أقراص الحالة الثابتة الميكانيكية “HDD” إلى أقراص الحالة الصلبة “SSD”.

ليس هناك شك في أن محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) تكتسب شعبية لاستخدامها في أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المكتبية والخوادم. يمكننا إضافة السرعة إلى كمبيوتر سطح المكتب القديم أو الكمبيوتر المحمول عن طريق الترقية إلى SSD من محرك الأقراص الثابتة (HDD)، وبفضل سرعتها وموثوقيتها، تُعد محركات أقراص الحالة الصلبة (SSD) خيارًا ممتازًا لأجهزة الكمبيوتر الجديدة والخوادم ومنشئي الأنظمة.

أقراص الحالة الصلبة (SSD) عبارة عن وسيط تخزين، بخلاف محرك الأقراص الثابتة (HDD)، يستخدم ذاكرة فلاش للاحتفاظ بالبيانات والوصول إليها. بمعنى آخر، لا توجد أجزاء ميكانيكية متحركة، وهذا يُحدث فرقًا كبيرًا جدًا.

هذا التعريف ليس سوى القليل من الفوائد العديدة في حال قارنا محركات الأقراص الصلبة SSD بمحركات الأقراص الثابتة HDD. ومن بين الفوائد الأخرى، يمكن لمحركات أقراص الحالة الصلبة تحسين أداء نظامنا بشكل كبير من خلال ترقية بسيطة. فإذًا دعونا نُبحر في عالم تقنية أقراص الحالة الصلبة SSD، ونتعرف على كل تفاصيلها من تاريخها وميزاتها وخصائصها وعيوبها وأنواعه.

ما هو محرك الحالة الصلبة SSD؟

لعقود من الزمان، تم تخزين البيانات بصورة رئيسية على محركات أقراص ثابتة ميكانيكية. تعتمد محركات الأقراص الثابتة التقليدية (HDD) في الغالب على أجزاء متحركة ، مثل رأس القراءة والكتابة الذي ينتقل ذهابًا وإيابًا لجمع البيانات. مما يجعل محركات الأقراص الثابتة (HDD) هي أكثر مكونات أجهزة الكمبيوتر المعرضة للتلف.

تعمل محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة الجديدة SSD بشكل مختلف تمامًا. يستخدمون شريحة ذاكرة بسيطة تسمى ذاكرة فلاش NAND ، والتي لا تحتوي على أجزاء متحركة وبالتالي تقدم أوقاتَ وصولٍ شبه فورية للبيانات، يتم تخزين البيانات في شرائح صغيرة، مما يجعلها أسرع. SSD أصغر حجمًا مقارنةً بـ HDD ويمكن حتى تركيبه على اللوحة الأم مباشرةً. يمكنك القول إنه شكلٌ أكثر تقدمًا وتطورًا لشريحة ذاكرة USB.

بدأت التجارب المبكرة باستخدام تقنية تشبه SSD في الخمسينيات من القرن الماضي، وبحلول السبعينيات والثمانينيات من القرن الماضي، تم استخدامُها في أجهزة الكمبيوتر العملاقة المتطورة. ومع ذلك، كانت التكنولوجيا باهظة الثمن للغاية، وكانت سعة التخزين صغيرة (2 ميجابايت -20 ميجابايت). وتم استخدام تقنية SSD من حين لآخر في القطاعات العسكرية والفضائية، ولكن لم يتم استخدامها في الأجهزة الاستهلاكية حتى التسعينيات.

تُعد الحاجة المتزايدة للسرعة والأداء العالي والموثوقية من العوامل الحاسمة لنمو محركات أقراص الحالة الصلبة وتقدمها على حساب محركات الأقراص الثابتة.

تاريخ أقراص الحالة الصلبة SSD

من الغريب أن تكون رحلة أقراص الحالة الصلبة SSD وتطويرها قد بدأت في الخمسينيات من القرن الماضي، بالرغم من أننا لم نسمع عنها كثيرًا إلا في الآونة الأخير.

في حينها تم استخدامها في أجهزة الكمبيوتر من الجيل الأول من خلال تقنيتين متشابهتين: تخزين سعة البطاقة للقراءة فقط وذاكرة أساسية مغناطيسية.

ومع ذلك، فقد خرج هذان الحلّان عن الاستخدام في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي مع تزايد شعبية مكونات التخزين الأرخص مثل أقراص الحالة الثابتة HDD.

مع تطور التكنولوجيا على نحوٍ متواصل وبحلول السبعينيات والثمانينيات من القرن الماضي، عادت محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة إلى الساحة مرة أخرى ، لكنها كانت باهظة الثمن جدًا ولم يتم تبنيها على نطاق واسع حتى قدّمت Dataram محرك SSD ذو النواة الكبيرة في عام 1976. الذاكرة كانت متوافقة للغاية وتعمل بشكل أسرع بكثير من الأقراص ذات الحالة الثابتة.

بدأت الشركات في تطوير تقنيات SSD، مثل Sharp PC-5000 مع ذاكرة فقاعية 128 كيلو بايت SSD في عام 1983. وبحلول التسعينيات، تم تقديم محركات أقراص الحالة الصلبة المستندة إلى فلاش وبدأت تكتسب شعبية على مستوى العالم ، لكنها كانت لا تزال مكلِفة (تصل إلى 47000 دولار).

في عام 2003، قدمت شركة Transcend محركات أقراص فلاش SSD رخيصة الثمن مع موصل متوازي متقدم للتكنولوجيا (Parallel ATA أو PATA) بتكلفة منخفضة تصل إلى 50 دولارًا. موصل PATA موصول في محركات الأقراص الصلبة لأجهزة الكمبيوتر.

لم يتم تسويق محركات أقراص فلاش SSD على نطاق واسع بواسطة Samsung بسعة 32 جيجابايت وواجهة PATA حتى عام 2006.

في أواخر العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. في عام 2007، استخدم OLPC XO-1 SSD سعة 1 جيجابايت ، واستخدمت سلسلة Asus Eee PC 700 قرص SSD سعة 2 جيجابايت كمخزّن أساسي. وتم لحام شرائح SSD الموجودة على هذه الأجهزة المحمولة بصورة دائمة باللوحة الأم.

نظرًا لأن أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة الأخرى فائقة الإمكانات أصبحت أكثر قدرة، زادت سعة SSD ووحدت في النهاية على عامل شكل الكمبيوتر المحمول مقاس 2.5 بوصة. بهذه الطريقة، يمكن إخراج محرك أقراص ثابتة مقاس 2.5 بوصة من الكمبيوتر المحمول أو سطح المكتب واستبداله بسهولة بقرص SSD، ويمكن للمصنعين التصميم حول نوع واحد فقط من حجرة محرك الأقراص.

 وتم تقديم محركات أقراص الحالة الصلبة ذات سعة التخزين الكبيرة في عام 2009 من قبل OCZ Technology والتي جاءت مع محرك أقراص SSD قائم على فلاش سعة 1 تيرابايت ، في حين طورت Virident Systems من الجيل الثاني من محركات أقراص الحالة الصلبة المستندة إلى ذاكرة فلاش مع ما يصل إلى 2.2 تيرابايت من التخزين في عام 2012.

وبمرور الوقت، ظهرت أنواع SSD أخرى أكثر مرونة، مثل بطاقة mSATA Mini PCIe SSD وتنسيق M.2 SSD، وتوسعت بسرعة من خلال عالم أجهزة الكمبيوتر المحمول، واليوم، فإن محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة التي لا تزال تستخدم عامل الشكل مقاس 2.5 بوصة تهدف في الغالب إلى ترقية أجهزة الكمبيوتر المكتبية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة الأقدم. محركات أقراص الحالة الصلبة بحجم 2.5 بوصة والمصممة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية للمستهلكين تتفوق حاليًا على 8 تيرابايت.

بحلول نهاية عام 2012، ظهرت أنواع SSD أخرى أكثر مرونة، مثل بطاقة mSATA Mini PCIe SSD وتنسيق M.2 SSD، وتوسعت بسرعة من خلال عالم أجهزة الكمبيوتر المحمول ورأينا أيضًا محركات أقراص فلاش موثوقة للمؤسسات والتطبيقات عالية الأداء، مثل محرك أقراص Intel SDD DC S3700.

ميزات SSD

مما لا شك فيه أن محركات الأقراص الثابتة HDD لا تزال تباع وتستخدم من قبل العديد من مراكز البيانات والمستهلكين ذوي الميزانية المحدودة، ولكن في المقابل المزيد من المؤسسات والمستهلكين يتحولون نحو محركات أقراص الحالة الصلبة SSD. إليكم السبب:

السرعة

السرعة هي الميزة الأبرز والأكثر أهمية لمحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة على محرك الأقراص الثابتة. نظرًا لأنه لا يحتوي على أجزاء متحركة، يمكن لمحرك الأقراص ذو الحالة الصلبة قراءة البيانات بمعدل 10 مرات أسرع من محرك الأقراص الثابتة والكتابة أسرع 20 مرة. علاوة على ذلك ، تتراوح عملية نسخ محرك الأقراص الثابتة بين 30 ميجابايت / ثانية و 150 ميجابايت / ثانية، بينما يستغرق محرك أقراص الحالة الصلبة القياسي 500 ميجابايت / ثانية. بهذه الطريقة، توفر محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة أوقات تمهيد أسرع وأوقات تحميل للتطبيقات والملفات (مثل الألعاب ومقاطع الفيديو) ونقل البيانات.

كفاءة الطاقة

نظرًا لاعتماد محرك الأقراص الثابتة على الكثير من العمليات الميكانيكية، فهو تخزينٌ متعطش للطاقة. في المقابل، تُعد محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وتستهلك طاقة أقل، مما يطيل عمر البطارية.

عدم ارتفاع درجة الحرارة

تعتبر محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة أكثر مقاومة للحرارة، بينما تميل محركات الأقراص الثابتة إلى السخونة الزائدة، مما يعرّض الأداء العام للنظام للخطر.

البنية

عدم وجود أجزاء متحركة يمنح محرك أقراص الحالة الصلبة ميزة على محرك الأقراص الثابتة من حيث المتانة. إنه جهاز تخزين أكثر موثوقية، ولا يهتز، ويمكن أن يتحمل الصدمات التي لا يستطيع محرك الأقراص الثابتة مقاومتها. محركات الأقراص الصلبة SSD هادئة أيضًا، في حين أن محركات الأقراص الثابتة صاخبة.

الوزن

تتميز محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة بأنها خفيفة الوزن مقارنة بمحركات الأقراص الثابتة، مما يجعلها أكثر كفاءة في الأداء والوظائف والاستخدامات.

عيوب SSD

تختلف هذه العيوب مع اختلاف أنواع محركات أقراص الحالة الصلبة SSD

السعر

السعر هو أهم عيوب لمحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة. على الرغم من أنها أصبحت أرخص وأصبحت في متناول الجميع تقريبًا، إلا أنها لا تزال أغلى من محركات الأقراص الثابتة. ومع ذلك، لا تزال محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة غير مناسبة للجميع، وخاصة المستخدمين ذوي الميزانية المحدودة.

سعة التخزين

يعطي بعض المستخدمين الأولوية لسعة التخزين على الأداء لأنهم يستخدمون التخزين للملفات الكبيرة عادةً مثل الأفلام والموسيقى والصور وما إلى ذلك. وعلى الرغم من وجود محركات أقراص صلبة يمكن أن توفر لك ما يصل إلى 4 تيرابايت من التخزين، إلا أنها لا تزال محدودة في السعة إذا قارناها بمحركات الأقراص الثابتة.

الكتابة والمسح المحدود

تتمتع محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة بدورة كتابة ومحو محدودة. على سبيل المثال ، تحتوي محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة على مستوى المستهلك على عدد محدود من دورات الكتابة والمسح التي تتراوح بين 3000-5000 دورة. ويمكن أن تحتوي محركات SSD المتميزة على دورات كتابة ومسح تصل إلى 100000 دورة.

لماذا نحتاج إلى استخدام SSD؟ 

نظرًا للفوائد المختلفة لمحركات أقراص الحالة الصلبة، فإن العديد من الأشخاص والشركات يتبنونها. لكن هذا لا يعني بالضرورة أنه يجب علينا امتلاك SSD، فهذه التقنية ليست اقتصادية أبداً مقارنة بأسعار محركات الأقراص الثابتة HDD.  لذا دعنا نلقي نظرة على بعض حالات استخدام SSD القصوى.

1- الأعمال

يعد SSD خيارًا ممتازًا للشركات والمؤسسات التي تدير وتخزن أكوامًا من البيانات، وذلك بفضل سرعاتها العالية وأدائها العالي وموثوقيتها في نقل الملفات وأوقات الوصول.

على سبيل المثال، في مجال البرمجة أو التصميم الجرافيكي، بالرغم من أن محركات الأقراص الثابتة شائعة بين مصممي الرسوم والمبرمجين نظرًا لسعتها التخزينية الكبيرة، فقد تحوّل الكثير من المحترفين مؤخرًا إلى محركات أقراص الحالة الصلبة نظرًا لسرعتها. يمكنهم تقديم المزيد من المشاريع في أطر زمنية أقصر من محركات الأقراص الثابتة.

2. الألعاب

تحظى SSD بشعبية بين عشاق الألعاب، وليس من المستغرب. فأداء SSD مثالي للألعاب، من السرعة إلى المتانة وكفاءة الطاقة. فالألعاب الحالية تستهلك الكثير من الطاقة والمساحة وقدرة وسرعة قراءة البيانات تساعد بشكل كبير على الأداء المثالي للألعاب.

3. السفر

سواء كنت باحثًا أو مدوّنًا، فستحتاج إلى محرك أقراص ذي حالة صلبة محمول إذا كنت تسافر بانتظام. يأتي كل من SSD و HDD في شكلين داخليين وخارجيين. ومع ذلك، فإن SSD أكثر متانة بسبب آليتها غير المتحركة ولا تأخذ مساحة كبيرة مقارنة بمحرك الأقراص الثابتة الخارجي.

أنواع محركات أقراص الحالة الصلبة SSD

أنواع الـSSD
source: Tech Society

قد نشاهد حاليًا في الأسواق أنواعاً مختلفة من محركات أقراص الحالة الصلبة. وقد نقرأ مصطلحات مثل “SATA” و “NVMe” و “PCIe” و “M.2″، ولكن ما هي هذه المصطلحات بالضبط؟

في البدء علينا أن نعي، أن هذا الاختلاف في الأنواع لمحركات أقراص الحالة الصلبة تتعلق على نحو رئيسي على الاتصال بين وحدة التخزين والكمبيوتر أو الخادم.

SATA

تسمى الواجهة أو الجيل الأول المستخدم مع محركات أقراص الحالة الصلبة، وهي اختصار لجملة

 Serial Advanced Technology Attachment (SATA). إنها المَنفذ الأكثر استخدامًا بين محركات الأقراص الصلبة من أجهزة التخزين.

يوفر نوع SATA سرعات تصل إلى 600 ميجابايت / ثانية، ويتناسب حجمه مع معظم أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المكتبية، وتأتي SATA أيضًا بحجم أصغر، يشار إليه باسم mini-SATA (mSATA).

ولكن SATA هو الأبطأ بين جميع أنواع SSD، ولكن لا يزال لديه معدل نقل بيانات يصل إلى 5 أضعاف سرعة محركات الأقراص الثابتة.

NVMe

الذاكرة السريعة غير المتطايرة (NVMe) هي بروتوكول لمحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) يسمح بسرعات تبادل البيانات تصل إلى 2600 ميجابايت / ثانية، أي ما يقرب من 5 أضعاف سرعة محركات أقراص الحالة الصلبة SATA. تعد محركات أقراص NVMe SSDs أحدث من محركات أقراص الحالة الصلبة SATA وعادة ما تستخدم التوصيل البيني للمكونات الطرفية (PCIe).

تُعد محركات أقراص NVMe SSD أكثر تكلفة من محركات أقراص الحالة الصلبة SATA وعادة ما تتطلب مزيدًا من الطاقة. لهذا السبب يتم استخدامها فقط لاحتياجات محددة، مثل الأنشطة التجارية التي تعطي الأولوية لمعالجة البيانات وسرعات النقل العالية.

يعمل بروتوكول NVMe أيضًا مع ذاكرة الفلاش ، مما يعني أنه حتى محركات أقراص NVMe SSD الخارجية أو المحمولة، ستعمل بنفس سرعة أداء محركات أقراص NVMe SSD المتصلة داخليًا.

منفذ PCIe

يمكنك أيضًا تصنيف محركات أقراص الحالة الصلبة وفقًا للموصلات المستخدمة، والتي تحدد سرعة نقل البيانات.

PCIe هو نفس المنفذ المستخدم لتوصيل بطاقات الرسوم عالية الأداء مباشرة باللوحة الأم. عندما تستخدم محركات أقراص الحالة الصلبة NVMe منفذ PCIe، فإنها توفر أسرع سرعات ممكنة لمعالجة البيانات ونقلها.

ومع ذلك، فإن الاختلاف في السرعة، أو النطاق الترددي، يكون أكثر وضوحًا عند التعامل مع ملفات أكبر (50 جيجابايت أو أكثر)، ولكن عند بدء تشغيل ويندوز أو تشغيل لعبة، لن يختلف كثيرًا عن استخدام محركات أقراص الحالة الصلبة النموذجية.

 منفذ M.2 

كان يُعرف سابقًا باسم عامل الشكل من الجيل التالي (NGFF)، يضمن منفذ M.2 وصول محرك أقراص الحالة الثابتة إلى أسرع سرعة ممكنة (تصل إلى 2600 ميجابايت / ثانية). إذا كانت اللوحة الأم للكمبيوتر لا تحتوي على منفذ M.2، فبدلاً من ذلك، يتم استخدام بطاقة PCIe بمنفذ M.2 لتوصيل محرك أقراص NVMe SSD باللوحة الأم.

إذا كانت اللوحة الأم للكمبيوتر تحتوي بالفعل على منفذ M.2، فستجد وحدة التخزين المسمى “SATA M.2” أو “NVMe M.2”. ولكن إذا كانت اللوحة الأم لا تحتوي عليها وتحتوي على بطاقة PCIe بمنفذ M.2 مدمج، فسيتم تسميتها باسم “PCIe NVMe M.2 SSD.”

M.2 صغير الحجم نسبيًا وهو موجود ليحل محل mSATA. كما أنها مناسبة لأجهزة الكمبيوتر المحمولة صغيرة الحجم.

رأي المحرر

ليس هناك شك في أن سوق محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة SSD يزدهر بسبب زيادة الطلب من الشركات وخدمات استضافة الويب. ولكن هل محركات أقراص الحالة الثابتة (SSD) ستحل محل محركات الأقراص الثابتة (HDD) بشكل دائم؟ لا يزال من غير المؤكد ما إذا كانت محركات الأقراص الثابتة ستصبح شيئًا من الماضي، نظرًا لسعة التخزين الكبيرة والتكلفة المعقولة.

ومع ذلك، فإن تكلفة محركات أقراص الحالة الصلبة آخذة في التناقص. وبدأت تتوفر بسعات تخزين منافسة بعض الشيء وأحجام وتكوينات مختلفة يجعلها في متناول الجميع أكثر من أي وقت مضى.

ويبقى القرار في الاختيار الأول والأخير للمستخدم، وهذا يعتمد على عدة عوامل، بما في ذلك الميزانية، وحجم سعة التخزين المطلوبة، ونوع الجهاز (سطح المكتب، والكمبيوتر المحمول، والخادم، وما إلى ذلك).

ولكن إذا كنت لا تزال غير متأكد من نوع SSD الذي يجب عليك استخدامه، فألق نظرة على جدول المقارنة التالي:

نوع الـSSDالكلفةإيجابياتسلبياتأفضل لـ
SATAيمكن شراءهأرخص أنواع الـSSDأداء أبطأ من NVMe SSDاستخدام منزلي
NVMeمكلف بعض الشيءأداء عالي وصغير الحجمباهظ الثمن نسبيًا وقد يحتاج إلى منفذ
ليكون متوافقًا مع بعض الأجهزة
استخدام الأعمال،
الألعاب، استضافة
المواقع
هل أعجبك المحتوى وتريد المزيد منه يصل إلى صندوق بريدك الإلكتروني بشكلٍ دوري؟
انضم إلى قائمة من يقدّرون محتوى إكسڤار واشترك بنشرتنا البريدية.