Como drives de estado sólido trabalhar? [Makeuseof explica]

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Ao longo das últimas décadas, tem havido uma quantidade considerável de trabalho na área de hardware do computador. Embora a tecnologia computador está constantemente melhorando e evoluindo, raramente nós experimentar momentos em que nós simplesmente sentar e dizer “uau, isso é incrível”. Tem sido um tempo desde que eu me senti assim, mas a introdução de tecnologia de disco de estado sólido (SSD) conseguiu que a reação fora de mim.

Raramente você vai encontrar um upgrade de computador que pode, sozinho, transformar a sua experiência desktop. Você pode comprar um novo monitor, ou atualizar sua placa de vídeo, ou instalar mais RAM - no final, a experiência geral é a mesma. Mas quando você mudar para uma unidade de estado sólido, de repente, tudo é velozes.

A tecnologia SSD é verdadeiramente surpreendente e só vai melhorar daqui em diante. Mas para aqueles de nós que não são tão up-to-date com a vanguarda em hardware de computador, quais são SSDs? Como eles funcionam? Por que você deveria se preocupar? Continue lendo para descobrir!

Visão de memória de computador

Se você quer saber por que você deve se preocupar com a tecnologia SSD, então você precisa entender uma visão geral da arquitetura de computador.

Para simplificar, podemos dizer que a arquitetura de memória de um computador é dividido em três seções: o cache, a memória e disco rígido. Cada uma destas secções tem uma função fundamental que determina a maneira em que operam.

O cache é a unidade de memória mais interna. Como o computador funciona, ele usa o cache como uma espécie de playground para fazer todos os seus cálculos e procedimentos. Como o cache é tão intimamente necessário, os caminhos elétricos para o cache é o mais curto, o que significa que o acesso aos dados é quase instantânea.

A memória é o meio termo para o computador. Você pode conhecê-lo como RAM, ou memória de acesso aleatório. Este é o lugar onde seu computador armazena informações relacionadas com programas ativos e processos em execução na sua máquina. O acesso a essa memória é mais lento do que o acesso ao cache, mas insignificante assim.

O disco rígido é o lugar onde tudo é armazenado para a permanência. Ele armazena todos os seus programas, arquivos de configuração, documentos, arquivos de música, arquivos de filmes e muito mais. Quando você quiser acessar um arquivo ou executar um programa, o computador precisa carregá-lo a partir de o disco rígido e para dentro memória.

Por que precisamos de saber estas distinções? Porque há uma grande diferença na velocidade. Enquanto o cache e memória operar a velocidades nanosegundos, o disco rígido opera a uma velocidade de milisegundos, principalmente porque ele tem que girar ao lugar certo antes de qualquer coisa pode ser lido a partir dele.

Isso significa que antes que o computador pode fazer qualquer coisa, tem que esperar para o disco rígido. Em essência, o disco rígido é o gargalo-não importa o quão rápido tudo o resto é, você só pode operar tão rápido quanto seu disco rígido. Este é o lugar onde os passos SSD. A SSD pode reduzir esse gargalo até um fator de 10, sozinho, cortando um pedaço enorme de tempo de espera quando utilizar o computador.

Solid-State Drives: The Como

A unidade de estado sólido utiliza um tipo de memória chamado de “memória flash”, que é semelhante à RAM. No entanto, ao contrário da RAM, que limpa sempre que os poderes de computador para baixo, memória SSD permanece mesmo quando perde o poder.

Se você fosse desmontar um disco rígido típico, você veria uma pilha de placas magnéticas em um eixo com uma leitura de agulha como uma espécie de toca-discos de vinil. Antes da agulha pode ler ou escrever para a placa, tem que girar ao redor para o local certo. SSDs, por outro lado, usam uma grade de células elétricas para enviar rapidamente e receber dados. Estas grades são separados em seções chamadas “páginas”, e estas páginas são onde os dados são armazenados. Páginas são aglutinados para formar “blocos”.

Por isso é necessário saber? Porque SSDs só pode escrever para páginas vazias em um bloco. Em um disco rígido, os dados podem ser escritos em qualquer local na placa a qualquer momento, e isso significa que os dados podem ser substituídos facilmente. SSDs não pode substituir os dados diretamente. Em vez disso, o SSD deve primeiro encontrar uma página vazia em um bloco e, em seguida, escrever para essa página vazia.

Então como faz uma exclusão de dados alça SSD? Quando suficiente páginas em um bloco são marcados como não utilizado, o SSD terá todo o conteúdo desse bloco, cometê-lo para a memória, e apagar todo o bloco. Em seguida, ele vai levar a imagem comprometida e imprimi-la novamente nesse bloco sem as páginas não utilizadas.

Video: ACTUALIZAR PC DE DISCO DURO HDD A SSD (UNIDAD DE ESTADO SOLIDO)

Tudo isto para dizer que os SSDs se tornam necessariamente mais lento ao longo do tempo. Como, você pergunta?

Quando você tem um novo SSD, ele é carregado inteiramente com blocos cheios de páginas em branco. Quando você carregar novos dados para o SSD, ele pode imediatamente escrever naquelas páginas em branco com altíssimas velocidades. No entanto, como você usá-lo, você vai acabar ficando sem páginas em branco e você vai ficar com páginas aleatórias espalhadas que não estão mais sendo usados.

Uma vez que um SSD não é possível substituir os dados diretamente, cada vez que você quiser escrever novos dados a partir desse ponto, a unidade precisará:

• Encontrar um bloco com número suficiente de páginas marcadas não usado,
• Registre quais páginas em que o bloco ainda são necessários,
• Repor todas as páginas nesse bloco para em branco,
• Reescrever as páginas necessárias para o bloco recém-reset,
• Em seguida, preencha as páginas restantes com os novos dados.

Então, em essência, uma vez que você já passou por todas as páginas em branco de uma nova compra SSD, a unidade terá que passar por este processo sempre que quiser escrever novos dados. Portanto, uma desaceleração na SSD acelera ao longo do tempo.

A desvantagem de drives de estado sólido

Um grande problema dos SSDs é inerente à própria memória flash: ele só pode sustentar um número finito de gravações antes de morrer. Há muita ciência que vai para explicar por que isso acontece, mas basta dizer que, como o SSD é usado, as cargas elétricas dentro das células deve ser periodicamente reajustados.

Infelizmente, a resistência eléctrica aumenta ligeiramente com cada reinicialização, o que aumenta a tensão necessária para escrever numa célula. Eventualmente, a tensão necessária torna-se tão alta que a célula particular torna-se essencialmente inútil. Assim, um número finito de gravações.

Mas no final de tudo, o SSD não oferecer algo que um HDD tradicional nunca poderia trazer: velocidades extremamente rápidas. O SSD é uma criação complexa que tem muitas camadas de complexidade por trás dele, e enquanto ele vem com uma série de suas próprias desvantagens, certamente faz o seu trabalho bem.

Esperemos que agora você tem uma melhor compreensão de como drives de estado sólido trabalho. É interessante ver o quanto a tecnologia chegou e eu não posso esperar para ver onde isso nos leva.