همه چیز در مورد هارد های SSD | قسمت دوم

در بخش اول مقاله به بررسی ساختار SSD ها و نحوه عملکرد آنها پرداختیم. در این بخش به تاریخچه ورود SSD ها به بازار، تعاریف پیشرفته تر درگیر با SSD ها، انواع کنترل کننده های موجود و خصوصیات هر کدام می پردازیم.

همانطور که گفتیم SSD ها بر اساس تراشه های NAND-Flash ساخته می شوند و از مشکلات ساختاری HDD ها- که کمتر بودن سرعت در بخشهای داخلی نسبت به بخشهای خارجی پلاتر و تاخیر بالا در دسترسی تصادفی به اطلاعات بود- مبرا هستند. سرعت خواندن و نوشتن همسان و بسیار بیشتری در تمام نقاط خود دارند، اما خود محدودیتی در نوشتن بر روی فلش دارند که ممکن است عملیات نوشتن را با تاخیر مواجه کند، محدودیتی که بخاطر اندازه بلاکهای قابل پاک کردن در NAND-Flash ها بر سرعت نوشتن روی سلولهای در قبل استفاده و پاک شده تاثیر منفی دارد.

راه حلی بنام TRIM برای این مشکل پیشنهاد شد که بلاکهای غیر معتبرشده (یا پاک شده) را در درایو پاکسازی و بازنویسی می کند و آنها را به لیست بلاکهای معتبر اضافه می کند تا در صورت ارسال درخواست نوشتن از طرف سیستم عامل، عملیات بدون تاخیر اجرا شود.

 SSDهای نسل اول و سازندگان,SSD های نسل اول و سازندگان,اولین نسل SSD ها بطور عمده بیشتر بر پایه کنترل کننده های ساخت شرکتهای Intel و Jmicron استوار بودند. شرکت معظم Intel را که بیشتر خوانندگان می شناسند، غول صنعت پردازنده های کامپیوترهای PC و Server است. اما شرکت Jmicron هم یک شرکت تایوانی با تمرکز فعالیت بر ساخت مدارات مجتمع (IC) و کنترل کننده های مرتبط با استاندارد SATA هست که سازندگان مادربرد مثل ASUS و GIGABYTE از تراشه های آن در ساخت مادربردهای خود برای افزایش پورتهای SATA استفاده زیادی می کنند.,Jmicron,Jmicron JMF602,اولین محصولات بر پایه ی تراشه کنترل کننده Jmicron JMF602 بصورت گسترده در ابتدای سال 2008 وارد بازار شدند. این تراشه به مرور ایراد اساسی خود را نمایان کرد; تاخیر های زیاد در عملیات نوشتن که باعث ایجاد وقفه یا Stutter می شد. این مشکل راندمان کلی درایو را تحت تاثیر قرار می داد و بعضی اوقات در صورت اجرای همزمان چندین برنامه بوضوح قابل مشاهده بود و کابر را آزرده می کرد. مشکلی که برای خریداران آن که قیمت کمی هم برایش نپرداخته بودند قابل پذیرش نبود.

بعدها با بررسی دقیق، علت این مشکل اندازه بافر بسیار کوچک کنترل کننده عنوان شد که عملیات نوشتن را زمانبر می کرد. اندازه بافر داخلی این تراشه فقط 16 کیلوبایت بود!
,Jmicron JMF602B,در June 2008 شرکت Jmicron نسخه اصلاح شده تراشه خود بنام JMF602B را روانه بازار کرد. اندازه بافر در این تراشه دوبرابر شده بود و طبق بررسیها مشکل Stutter در آن کمتر شد، اما بطور کامل برطرف نشد.کمی جلوتر به تفضیل به بیان دلایل ایجاد این مشکل می پردازیم.
,Intel,Intel X-25M,این درایو اولین محصول تجاری Intel در بازار SSD ها بود که از کنترل کننده اختصاصی خود اینتل بهمراه تراشه های MLC ساخت Intel تشکیل شده است.
,این تراشه از حافظه بیرونی بعنوان بافر نیز پشتیبانی می کند که در این درایو از تراشه DRAM با ظرفیت 16 مگابایتی سامسونگ استفاده شده است، خود درایو هم از 20 تراشه 55 نانومتری اینتل تشکیل شده که بصورت جفتی به کنترل کننده 10 کاناله وصل هستند.
در نظر داشته باشید که بافر 16MB کاربرد متفاوتی از On Die Cache داخل کنترل کننده دارد و بر خلاف آن برای افزایش سرعت خواندن یا نوشتن داده ها استفاده نمی شود زیرا خود کنترل کننده بافر داخلی 256KB دارد، پس این DRAM در اینجا چه نقشی ایفا می کند؟ شرکت اینتل با معرفی اولین SSD خود تعاریف و معیارهای جدیدی را وارد دنیای فن آوری این درایوها کرد که در ادامه به توضیح آن می پردازیم.
,Write Amplification Factor ,Write Amplification Factor ,همانطور که در بخش اول مقاله دیدیم عملیات نوشتن در NAND-Flash ها بصورت عمده به اندازه یک بلاک در حافظه Flash بستگی دارد. بعنوان یک مثال ساده، نوشتن یک فایل 4KB روی یک Flash درایو معمولی منجر به این می شود که کنترل کننده آن با عملیات نوشتن روی کمترین واحد بلاک که 128KBاست مواجه شود، چرا که ممکن است آن بلاک شامل صفحات یا Page های غیر معتبر یا پاک شده باشد. این به آن معنی است که تمام سلولهای بلاک 128 کیلوبایتی باید در حافظه کش اصلاح شده و دوباره نوشته شوند، با اینکه فقط 4 کیلوبایت آن داده های واقعیست. با این توضیح می بینیم که عملیات نوشتن در عمل ممکن است اندازه ی بیشتری از آنچه را که ما به درایو فرستاده ایم در بر بگیرد.

قوانین SSD ها را بخاطر آورید; شما می توانید از یک Page بخوانید یا روی یک Page بنویسید اما باید یک بلاک را در آن واحد پاک کنید. اگر آن بلاک پر از صفحات غیر معتبر باشد (برای مثال فایلها توسط سیستم عامل OverWrite شده باشند) ، اول باید پاک شود تا بتوان روی آن نوشت.
الگوریتمهای پاک سازی بلاک ها در تمام SSD ها وجود دارد (یکی از مهمترین آنها TRIM است که در بخش قبلی مقاله توضیح دادیم) که در یک درایو نو کاربرد ندارند اما پس از گذشت چند روز، هفته یا ماه بعنوان یک بخش معمول درایوهای SSD فعال می شوند.

نمودار زیر را مشاهده کنید:
در دیاگرام بالا از زاویه دیگری به آنچه که در هنگام رسیدن یک دستور نوشتن رخ می دهد نگاه می کنیم. برای نوشتن جدید از بلاکهای خالی استفاده می شود. (اگر موجود باشد) اما این تنها عملیات نوشتنی نیست که رخ می دهد، چرا که شما باید یکسری عملیات پاکسازی بلاکها (معروف به Garbage Collection) را هم انجام دهید تا بلاکهای خالی شما (به علت غیر معتبر شدن یک یا چند صفحه از صفحات آن) به اتمام نرسد یا عملیات TRIM بطور خودکار اینکار را انجام دهد.

بلاکی با بیشترین داده های غیر معتبر برای پاکسازی انتخاب می شود; داده های آن به بلاک دیگری کپی می شود و خود بلاک پاکسازی شده و به لیست بلاکهای معتبر افزوده می شود. در نمودار بالا در سمت چپ اندازه درخواست نوشتن را می بینید، اما در انتهای سمت راست اندازه واقعی داده های نوشته شده پس از عملیات پاکسازی را هم مشاهده می کنید. این تفاوت در مقدار درخواست شده برای عملیات نوشتن و مقدار واقعی نوشته شده را فاکتور ضریب نوشتن یا write amplification Factor می نامند.

write amplification Factor نسبت بین مقدار داده های ارسال شده برای نوشتن و مقدار واقعی مورد نیاز برای نوشتن روی فلش را بیان می کند. مقدار 1 برای این فاکتور مقدار آرمانی و کامل محسوب می شود، اما در عمل مقدار بالاتری برای فلش ها پیش بینی می شود. هر چقدر مقدار این فاکتور بیشتر باشد، درایو شما سریعتر خراب می شود و راندمان آن هم کمتر می شود. معیاری که زیاد خوشایند ما نیست.

این دلیلیست که کنترل کننده اینتل به بافر DRAM احتیاج دارد. در واقع اینتل آن را بعنوان حافظه کوتاه مدت برای ذخیره داده ها استفاده می کند و در نتیجه می تواند عملیات نوشتن را بطور موثرتر از کنترل کننده های دیگر اجرا کند. اینتل مقدار 1.1 را برای write amplification Factor در درایو X25-M اعلام می کند که به نسبت درایوهای معمولی همرده با مقدار 3، رقم خوبیست. سوال اینجاست که چگونه می توان از روی این مقدار عمر درایو SSD را تخمین بهتری زد؟

,SSD من چقدر کار خواهد کرد؟,SSD من چقدر کار خواهد کرد؟,اگر توضیحاتی که تاکنون داده شده کفایت می کند، به مورد مهم دیگری بپردازیم. یک مشکل عمده وجود دارد که راندمان این درایوها را بطور مستقیم تحت تاثیر قرار می دهد; Wear Leveling که بازیابی و افزایش طول عمر درایو را تضمین می کند.

همانطور که گفته شد هر تراشه MLC NAND-Flash را می توان تا ده هزار بار پاک کرد قبل از اینکه قابلیت شارژ مجدد را از دست بدهد. شما می توانید به SLC ها که تا صدهزار مرتبه این قابلیت را دارند سوییچ کنید، اما هزینه ای بیش از دوبرابر باید برای آنها پرداخت کنید. برای اینکه SSD ها در بازار و فروش به مشتری نهایی به سرعت موفق شوند، باید از MLC ها استفاده کرد.

با این وجود سازندگان SSD درایوهای خود را بین 1 تا 10 سال گارانتی می کنند. مهمتر از همه سازندگان مدعی هستند که درایوهایشان بیشتر از هارددیسک های معمولی قابل اطمینان هستند. تنها راهی که می تواند این مهم را به واقیعت تبدیل کند تعدادی الگوریتم هوشمندانه و حساب کردن روی اصلیست که می گوید کاربران PC بخاطر ماهیت کارشان با سیستم، عملیات نوشتن زیادی روی درایوهایشان انجام نمی دهند.

هارددیسک اصلی سیستم خود که ویندوز هم روی آن نصب است را در نظر بگیرید; معمولا هر چند وقت یکبار درایوتان را تا آخر پر می کنید، پاک می کنید و دوباره از اول روی آن اطلاعات می ریزید؟ اینتل تخمین می زند که حتی اگر هر روز 20 گیگابایت اطلاعات را هم روی درایو SSD کپی کنید، درایو X25-M می تواند حداقل تا 5 سال بطور کامل و با اطمینان جوابگوی نیازهای شما باشد. در واقع این تخمین برای کاربردی خیلی سنگینتر از کاربرد مستمر اکثر ما محسوب می شود و بنابراین عمر درایوهای ما خیلی بیشتر از این تخمین خواهد بود.
,Spare Area : فضای ذخیره,Spare Area : فضای ذخیره,همانطور که می دانید ظرفیت تراشه های حافظه بر اساس کیلوبایت 1024 بایتی محاسبه می شود بر عکس ظرفیت هارددیسک ها که بر اساس کیلوبایت 1000 بایتی معرفی و شناخته می شوند که دلیل کمتر بودن ظرفیت واقعی آنها از ظرفیت اسمی درایو است. زیرا مبنای محاسبه ویندوز همان 1024 بایت است و همانطور که ظرفیت یک هارددیسک 80 گیگابایتی را 74.5 گیگابایت نشان می دهد در مورد درایوهای SSD هم همین گونه برخورد می کند در حالی که درایوهای SSD از نوع تراشه های حافظه و با ظرفیت واقعی 1024 بایتی هستند:
فضای واقعی درایو ما چقدر است؟ 80 گیگابایت. ویندوز چه مقدار فضا در اختیار شما قرار می دهد؟ 74.5 گیگابایت. برای 5.5 گیگابایت باقیمانده چه رخ می دهد؟ این فضا توسط کنترل کننده درایو بعنوان فضای ذخیره بکار می رود.

کنترل کننده SSD های امروزی پویا هستند و از تمام فضای درایو بعنوان Spare Area استفاده می کنند، مگر وقتی که تمام سلولهای درایو را حداقل برای یک مرتبه نوشته باشد. سپس به همان 7.5 درصد فضای غیر قابل دسترس کاربر بعنوان چرکنویس و فضای موقتی بسنده می کند. البته در کنار این الگوریتمها و ترفندها این دستور TRIM بود که کلید موفقیت بود و فنآوری SSD ها را دگرگون کرد.
,Indilinx,Indilinx Barefoot,کنترل کننده IDX110M00-LC یا همان تراشه Barefoot می تواند به ماکزیمم سرعت 230MB/s برای خواندن دست پیدا کند و ظرفیتهایی به بزرگی 512 گیگابایت از MLC ها را هم پشتیبانی می کند. همچنین از 64 مگابایت حافظه کش خارج از تراشه برای بهبود سرعت نوشتن بلاکهای کوچک و جلوگیری از وقفه و مشکلات Stutter بهره گیری می کند.
Indilinx Eco,در نوامبر 2009 شرکت Indilinx سری تراشه های Eco خود را معرفی کرد که پشتیبانی از تراشه های Nand-Flash جدید 32 نانومتری را بهمراه آخرین نسخه Firmware خود فرآهم آورده بودند و پشتیبانی آنها از TRIM در ویندوز 7 هم بهبود یافته بود. یکی از معروفترین درایوهای ساخته شده بر پایه این کنترل کننده درایو G.Skill Falcon II بود که نسبت قیمت به راندمان خوبی داشت و مورد استقبال کاربران هم قرار گرفت.

SandForce,SandForce 1200-1500

SandForce یک شرکت سازنده SSD نیست، بلکه سازنده کنترل کننده است. این شرکت دو مدل کنترل کننده SSD تولید می کند: یکی SF-1200 و دیگری SF-1500. مدل SF-1200 برای سرویس گیرنده ها ساخته شده در حالی که مدل SF-1500 برای بازار مشاغل و سازمانهای بزرگ هدف گذاری شده است. هر دو هم حافظه های MLC را پشتیبانی می کنند اما مدل SF-1500 از سری SLC هم پشتیبانی می کند. ادعای SandForce که آن را شهره کرده است این است که می توان بخاطر ضریب write amplification Factor خیلی پایین ، از درایوهای معمولی با NAND-Flash های MLC هم در محیط های اداری و سازمانی استفاده کرد.

هر دو تراشه از هسته پردازنده Tensilica DC_570T استفاده می کنند. خود سازنده خاطر نشان کرده است که مدل پردازنده فرق زیادی نمی کند، اما آنچه که در اطراف آن تعبیه شده راندمان SSD را تعیین می کند. این مطلب راجع به SSD های Intel نیز صادق است. این شرکت هم حق امتیاز پردازنده بکار رفته در X25-M را از یک شرکت دیگر خریده است، اما چیزهای دیگریست که این درایو را اینقدر سریع ساخته است.

SandForce همچنین Firmware کنترل کننده ها را نیز به تنهایی توسعه می دهد. در اینجا طرح مرجعی هست که سازنده می تواند ارایه دهد، اما این در اختیار شرکای تجاریست که تراشه های Flash و طرح برد PCB را خریداری کنند و SSD ها را بر اساس آن ساخته و آزمایش کنند.

از ویژگیهای تراشه های SandForce استفاده از Page Mapping بجای LBA Mapping در کنترل کننده های قدیمیست که بدلیل پیچیدگی بیشتر به حافظه بیشتری هم احتیاج دارد اما SandForce این نیاز را هم با نوشتن داده های کمتر روی Flash برطرف ساخته است.
,چاشنی اسرارآمیز: ضریب نوشتن 0.5,چاشنی اسرارآمیز: ضریب نوشتن 0.5,همانطور که در توضیح Write Amplification Factor گفتیم، میزان واقعی عملیات نوشتن در درایوهای SSD می تواند خیلی بیشتر از میزان واقعی داده ها باشد، اما حالا SandForce مدعیست که این میزان را به حدود نصف مقدار داده های ارسالی رسانده است! بطور مثال این شرکت اظهار می کند که نصب کامل ویندوز 7 بعلاوه Office 2007 که حدود 25 گیگابایت داده را روی دیسک می نویسد در دیسک Sandforce فقط 11 گیگابایت داده را روی درایو می نویسد، به بیان دیگر 25 گیگابایت فایل نوشته شده و آماده است اما فقط 11 گیگابایت از ظرفیت Flash را اشغال کرده است. روشن است که این کار یک عملیات ذخیره سازی بیت به بیت و همسان نیست.

آنچه که SandForce در تکنیک موسوم به DuraWrite خود انجام می دهد بنظر می رسد که نوعی فشرده سازی اطلاعات بصورت Real-time و ترکیبی از روشهای متعددیست که بنا به میزان بار کاری درایو انتخاب می شوند.

به دلایل فوق درایوهای SandForce باید فضای بیشتری را برای Spare area کنار بگذارند و این میزان حتی بیشتر از میزانیست که شرکت Intel در درایوهای حرفه ای X25-E خود تخصیص می دهد.

همانطور که مشاهده می کنید این میزان را می توان حدود 13 درصد ظرفیت NAND-Flash های نصب شده روی برد تخمین زد.

SandForce همچنان به توسعه و ارتقای محصولات خود ادامه می دهد و بتازگی طراحی و تولید تراشه های SF-2000 را هم اعلام کرده که قرار است از نیمه دوم سال 2011 به بازار عرضه شوند و سرعتی بیشتر از تراشه های فعلی را هم وعده داده اند. قرار است با این تراشه ها دیسکهای 500GB هم به بازار عرضه شود.

بجز شرکتهایی که تراشه های کنترل کننده آنها را معرفی کردیم، شرکتهای دیگری مانند Marvell و Samsung محصولاتی داشته اند اما بطور گسترده توسط سازندگان SSD مورد استفاده قرار نگرفته اند و ما بدلیل در دسترس نبودن درایوهایی بر پایه این تراشه ها به آنها نپرداخته ایم.

با در نظر گرفتن مشخصه ها، سرعت و میزان گستردگی و عمومیت استفاده، مزایا و معایب درایوهای موجود، از میان کنترل کننده های فوق، تراشه های نسل جدید SandForce را گزینه اول برای بررسی تفضیلی و آزمایش فنی متمرکز انتخاب می کنیم و از میان سازنده ها نیز شرکت OCZ را که بر اساس آمار منتشر شده کمترین میزان بازگشتی و بالاترین درصد رضایت مشتریان را نایل شده است انتخاب می کنیم.
,بررسی درایو VERTEX 2 100GB ,بررسی درایو VERTEX 2 100GB ,سری Vertex از OCZ بدون شک یکی از موفقترین SSD هایست که توسط این سازنده تولید شده است. این مدل از اولین درایوهایی بود که قابلیت Garbage Collection و TRIM را داشت و از بسیاری از درایوهای رقیب خود بهتر عمل می کرد و حتی اکنون هم از درایوهای برتر بر پایه کنترل کننده Indilinx Barfoot محسوب می شود. شرکت OCZ در سال گذشته برای ماهها در حال بررسی و آزمایش داخلی تراشه های تازه وارد SandForce بود و در حین برگزاری نمایشگاه CES 2010 بصورت رسمی عرضه درایوهای جدید Vertex 2 و Vertex LE بر پایه تراشه های SF-1200 و SF-1500 را اعلام کرد. همانطور که گفتیم تراشه SF-1200 راندمانی نزدیک و یا برابر با تراشه SF-1500 را با قیمتی کمتر بر روی MLC ها ارایه می دهد، بنابراین بدون اتلاف وقت به بررسی مشخصات و تحلیل راندمان این درایو می پردازیم.
همانطور که می دانید درایوهای Vertex 2 با ظرفیتهای متنوعی از 40 تا 480 مگابایت عرضه شده اند، قیمت آنها ارزان نیست اما بعنوان نسل پیشرفته بر اساس تراشه ای قدرتمند قیمتی قابل رقابت با دیگر SSD ها دارند.

در داخل جعبه علاوه بر خود درایو و دفترچه راهنما، OCZ یک آداپتور برای تبدیل درایو 2.5 اینچی به اندازه 3.5 اینچ متناسب با کیس PC اضافه کرده است. این گزینه ی مهمیست بخاطر اینکه خیلی از کیسهای امروزی قابلیت نصب درایوهای 2.5 اینچی مثل فلاپی دیسکهای منقرض شده را ندارند.
درایوی که در اینجا بررسی می کنیم مدل 100 گیگابایتی درایو با نام کامل OCZSSD2-2VTX100G و بهمراه آخرین Frimware ارایه شده برای این مدل می باشد. یک روکش مات سیاه و برچسب مدل درایو دارد. مشخصات اعلام شده از سوی سازنده برای این درایو در مقایسه با نسل قبلی را ببینید:

مشخصات کلیدی

سرعت خواندن درایو تفاوت زیادی نکرده اما سرعت نوشتن نزدیک به 100 مگابایت زیادتر شده است. بیشتر پیشرفتهای SSD ها در سالیان گذشته در سرعت نوشتن و البته در راندمان فایلهای 4KB بوده است.

حداکثر راندمان درایو Vertex2:

 بیشینه سرعت خواندن: تا 285MB/s
 بیشینه سرعت نوشتن: تا 275MB/s
 سرعت نوشتن متوالی: تا 250MB/s
 بیشینه عملیات با فایلهای 4KB: تا 50000 IOPS

همانطور که انتظار داریم این درایو از TRIM هم پشتیبانی می کند. حدود 77 گرم وزن دارد، تحمل شک هایی تا 1500G را دارد و فقط 2W در حالت کار و 0.5W وات در حالت بیکار مصرف می کند. جالب اینکه درایو هم در کناره ها و هم در زیر خود سوراخهایی برای هماهنگ شدن با مدلهای مختلف PC و لپ تاپ دارد.
در اینجا دید بهتری از کانکتور SATA II و کانکتور برق روی درایو داریم. دقت کنید که این درایو بر خلاف مدلهای دیگر احتیاجی به تعبیه Jumper برای ارتقای Firmware ندارد. برای راندمان بهتر، OCZ توصیه می کند که این درایو را روی کنترل کننده SATA II و در حالت فعال AHCI در بایوس استفاده کنیم.

بخاطر داشته باشید که باز کردن درایو و بریده شدن برچسب روی آن، گارانتی این درایو گرانقیمت را باطل می کند. اجازه دهید به داخل درایو و اجزای آن هم بپردازیم.

اجزای داخل درایو

بعد از باز کردن پیچها و برداشتن کاور می توان برد درایو را مشاهده کرد.

با نگاهی نزدیکتر می توان 8 تراشه 34 نانومتری Nand-Flash از شرکت Intel و تراشه SF-1200 را روی برد مذکور تشخیص داد.

پشت برد هم فقط 8 تراشه دیگر Nand-Flash را پیدا کردیم. البته جای خالی یک خازن بزرگ هم قابل مشاهده است اما روی برد تعبیه نشده است. دلیل این امر را از شرکت سازنده جویا شدم و در پاسخ ایمیل من جواب دادند که این Cap-XX فقط در خط تولید سری مدلهای پیشرفته Deneva استفاده می شود و کاربری آن هم جلوگیری از ناتمام ماندن نوشتن داده ها بر روی دیسک در صورت قطع شدن برق آن و در نتیجه از بین رفتن داده ها می باشد. این عامل حیاتی در SSD هاییست که در دستگاههای خاص یا سرور ها استفاده می شوند.
,این تراشه ایست که در قلب این SSD جا دارد. بعضی شرکتها درایوهای خود را بعنوان درایوهای بهرمند از تراشه SF-1222 بفروش می رسانند که جدیدتر بنظر می رسد. بهرحال SF-1222 هم نام تراشه هست و خود مدلی از سری SF-1200 محسوب می شود. همانطور که اشاره کردیم این کنترل کننده هیچ گونه حافظه Cache در کنار خود ندارد بخاطر اینکه یک حافظه کوچک چند مگابایتی در درون خود دارد و بعلاوه، از فن آوریهایی بهره می گیرد که نیاز به حافظه Cache را به حداقل می رسانند. همچنان که در معرفی SandForce گفتیم در داخل تراشه هسته پردازنده Tensilica DC_570T نهفته است; جالب این است که در درایوهای با تراشه SandForce، راندمان در ظرفیتهای مختلف درایو تفاوت زیادی نمی کند. همان راندمانی برای مدل 60GB عنوان می شود که برای مدل 100 یا 200 گیگابایتی هم ذکر می شود. (البته در عمل تفاوتهایی دارند که در ادامه به آن خواهیم پرداخت)
,سیستم مرجع,سیستم مرجع,قبل از اینکه به ارقام نگاهی بیندازیم، در اینجا معرفی مختصری از سیستم مرجع تست خود داریم. تمام تست ها با نصب کامل و تمیز Windows 7 64-bit بر روی دیسک انجام شده و تمام آزمایشات بدون نصب نرم افزارهای اضافی صورت گرفته است.
SSD ها و هارد دیسکهایی که در این آزمایش شرکت داده شده اند:

اطلاعات فنی از OCZ Vertex 2:

HD Tach

برنامه ای که راندمان فیزیکی هارددیسک را با بکارگیری یک مد ویژه VXD در سیستم عامل و عبور از سیستم فایلی آن اندازه گیری می کند.
علاوه بر سرعت خواندن و نوشتن ترتیبی، این برنامه زمان دسترسی تصادفی یا Access Time را هم اندازه گیری می کند.
,

در اینجا مدل 100 گیگابایتی ما توانست به راندمان سرعت خواندن 245MB/s و راندمان نوشتن 204MB/s برسد. زمان دسترسی و درصد استفاده از CPU هم بسیار پایین بود، همان چیزی که دوست داریم از SSD ها ببینیم.

در مقایسه با سایر دیسک ها نیز این دیسک از مدل Crucial RealSSD C300 که از رابط SATA 6Gbps بهره می گیرد پایینتر قرار گرفت. به تفاوت زمان دسترسی سریعترین هارددیسک های دوربالای موجود یعنی WD Raptor با راندمان این SSD دقت کنید، زمان دسرسی در هارددیسک های معمولی ما معمولا از این هم بالاتر و حدود 12 تا 16 میلی ثانیه است. توجه داشته باشید که در این آمار بالاترین یا بهترین مقدار هر ستون با فونت Bold مشخص شده است.,HD Tune Pro,HD Tune Pro,این برنامه علاوه بر امکانات برنامه قبلی زمان دسترسی تصادفی در موقع خواندن و نوشتن با اندازه بلاکهای مختلف را هم اندازه گیری می کند.

میانگین زمان خواندن با این برنامه 231MB/s و میانگین زمان نوشتن نیز 206MB/s اندازه گیری شد.زمان دسترسی هم 0.1ms بود.

در مقایسه با سایر دیسک ها نیز راندمان درایو ما به درایو Vertex LE که از تراشه SF-1500 بهره می گیرد بسیار نزدیک و با تقریب کمی یکسان بود. همچنین Vertex 2 بالاترین میانگین سرعت نوشتن را در بین تمام SSD هایی که تست کرده بودیم بدست آورد و در سرعت خواندن هم مدل C300 بخاطر رابط سریعتر SATA III میانگین بهتری داشت.
,HD Tune Pro و آزمایش دسترسی تصادفی,HD Tune Pro و آزمایش دسترسی تصادفی,زمان دسترسی در خواندن و نوشتن موضوع مهمی در بررسی SSD هاست زیرا بعضی کنترل کننده ها در گذشته مشکلاتی با زمان های دسترسی در عملیان نوشتن داشتند و باعث ایجاد وقفه در کار برنامه و سیستم عامل می شدند. بتدریج کنترل کننده ها بهتر شده اند و سازندگان نیز Firmware ها را برای این امر بهینه کرده اند.

زمان دسترسی تصادفی و میانگین سرعت خواندن را آزمایش کردیم:
در اینجا درایو Vertex 2 خیلی خوب عمل می کند و امتیاز 8607 IOPS را در فایلهای 4KB بدست می آورد.

زمان دسترسی تصادفی و میانگین سرعت در نوشتن:

در هنگام نوشتن نیز امتیاز خوب متوسط به بالایی برای دیسک ما بدست می آید.

در اینجا زمان دسترسی و سرعت نوشتن مدلها را مقایسه می کنیم. تمامی مدلهای Vertex در این آزمایش از بقیه پیشی گرفته اند. اما درایو X25-M در اینجا با سرعتی نزدیک به دوبرابر پیشی گرفته است. می دانید که مدلهای WD VelociRaptor سریعترین دیسکهای HDD موجود هستند که سرعت چرخشی 10000 دور هم دارند اما با این وجود عملکرد بسیار مایوس کننده ای در سرعت کار با فایلهای کوچک دارند. تفاوت میانگین سرعت 1.236MB/s با سرعت 31.204MB/s در درایو Vertex 2 بیانگر ضعفی اساسی در هارددیسکهای رایج است.

ATTO

یکی از بهترین ابزارهای موجود برای اندازه گیری راندمان دیسکهاست. بسیار مطمئن است و نتایجی واقعی تولید می کند. مورد جالب در مورد ATTO این است که می توان با اندازه بلاکهای از پیش تعیین شده آزمایش کرد، هم فایلهای کوچک و هم فایلهای بزرگ را در اندازه های مختلف قرار داد و یک دید عالی از راندمان کلی دیسک بدست آورد. این تست فایلهای با اندازه 512 کیلوبایت تا 256 مگابایتی را اندازه گیری می کند.

درایو Vertex 2 قادر است تا به مرز 233MB/s در سرعت خواندن و 235MB/s در سرعت نوشتن و تست I/O Comparison دسترسی پیدا کند.

در تست Overlapped I/O درایو ما توانست به رقم 280MB/s در زمان خواندن و 238MB/s در زمان نوشتن برسد.
در مقایسه با بقیه دیسکها، اگر فایلهای 4 مگابایتی را مدنظر قرار دهیم درایو Vertex 2 بازهم رده بالای جدول را در سرعت نوشتن بهمراه مدل LE از آن خود می کند.

CrystalDiskMark

این نرم افزار کوچک ابزاری برای آزمایش هارددیسک هاست که شما را قادر می کند تا به سرعت سرعتهای خواندن و نوشتن ترتیبی و تصادفی درایوتان را اندازه گیری کنید.

نتایج آزمایش با فایلهای 100 مگابایتی ارقام جالب توجهی را نشان می دهد، اما آمار سرعت نوشتن از نتایج گرفته شده در بقیه تست ها و برنامه ها پایینتر است.
درایو Vertex 2 در صف بندی آمار و ارقام تمام درایوها نزدیکی بسیاری به مدلهای LE و PRO دارد.

AS SSD

نرم افزار بنچمارکی که بطور اختصاصی برای SSD ها طراحی شده است. این نرم افزار دقت خوبی در اندازه گیری عملیات I/O و فایلهای 4 کیلوبایتی دارد.

آمار خواندن و نوشتن بالا از اتصال درایو به کنترل کننده ی Intel ICH10R و در حالت AHCI بدست آمده است. در اینجا دیسک ما بار دیگر آمار جالب توجهی را نسبت به سایر درایوها بدست می آورد.

PCMark Vantage

یک بسته نرم افزاری مناسب برای آزمایش راندمان فضای ذخیره سازیست. نرم افزار به دنبال گزینه هایی که معمولا با PC خود انجام می دهید می گردد و سعی می کند تا تاثیر آن بر تجربه کاربری شما را با انجام و شبیه سازی 8 تست مجزا اندازه گیری کند:

HDD1: جستجو و Scan هارددیسک برای بررسی آلودگی سیستم به Spyware ها در برنامه Windows Defender
HDD2: بارگذاری و Stream کردن داده ها بهنگام تغییر محیط بازی
HDD3: وارد کردن عکسهای دیجیتال به برنامه ی Photo Gallery در ویندوز و زمان تکمیل فرآیند
HDD4: آغاز بکار ویندوز و زمان بالا آمدن یا Boot Time در ویندوز، کار سختی برای هارددیسک ها محسوب می شود.
HDD5: ویرایش فیلمهای خانگی با برنامه Movie Maker، می تواند بسیار زمانبر باشد، مگر اینکه دیسکی با راندمان بالا داشته باشید.
HDD6: برنامه Media Center با داشتن یک هارددیسک سریع می تواند بطور همزمان ضبط ویدیو، Time Shifting و انتقال داده های مورد نیاز به یک دستگاه پخش کننده یا Extender مثل XBOX 360 را انجام دهد.
HDD7: فهرست گذاری گروهی موزیکهای مورد علاقه شما در یک Library ، کاری که معمولا کلکسیونرهای موزیک و ویدیو یا کسانی که آلبومهای خود را به دستگاههای قابل حمل خود منتقل می کنند باید انجام دهند.
HDD8: اجرای نرم افزارهای مختلف در کنار هم، در دستگاههای کندتر می تواند آزار دهنده باشد. اگر مانند من کارهای زیادی با PC انجام می دهید و در عین بازکردن دو مرورگر و یک شبیه ساز سیستم عامل و Multi Messenger ، به موزیک نیز گوش می دهید باید به این گزینه توجه کنید.

در اینجا درایو OCZ Vertex 2 امتیاز کلی 43182 را در PCMark Vantage بدست آورد که امتیاز بسیار خوبیست.

  امتیاز HDD2 می تواند برای بازیبازها مهم باشد، چرا که به زمان مورد نیاز برای Load شدن مراحل بازی می پردازد. گاهی اوقات و در بعضی عناوین بازیها، صبر کردن برای Load شدن مرحله بعدی طولانی و خسته کننده می شود و در بعضی موارد هم وقفه ای که در زمان Save شدن در بازی ایجاد می شود از لذت بازی می کاهد. اگر تفاوت بین سرعت هارددیسک های VelociRaptor را با Vertex 2 مقایسه کنید متوجه این اختلاف فاحش و برتری مطلق SSD ها در این زمینه خواهید شد و این نوید بخش اتلاف وقت کمتر و بازیهای بدون وقفه برای بازیبازها است. البته توجه داشته باشید که سرعت نمایش فریم ها در بازی با مطلب مورد نظر ما تفاوت دارد و آن را در بر نمی گیرد، چرا که سرعت FPS به قدرت پردازنده گرافیکی و پردازش داده های آن بستگی دارد.

از آنجایی که درایو Vertex 2 PRO هیچگاه بطور عمده به بازار ارایه نشد، Vertex 2 سریعترین درایویست که تا به حال در برنامه PCMark Vantage تست کرده ایم چرا که توانست در همان سطح درایوی با تراشه SF-1500 عمل کند.

OCZ Vertex 2 یک جانشین ایده آل برای نسل قبلی Vertex و یکی از سریعترین SSD هاییست که تا به حال آزمایش کرده ایم. این درایو می تواند درایوهای X25-M G2 160GB و حتی درایو Crucial RealSSD C300 را با توجه به قیمتی که دارند پشت سر گذارد و مغلوب کند. بعد از آزمایش درایوهای مختلفی با کنترل کننده SandForce می توان با قاطعیت این تراشه را یکی از مدعیان بازار SSD های پرسرعت و قدرتمند محسوب کرد. با گذشت هفته ها از کاربری این درایو می توان آن را یک SSD حیرت انگیز نامید که هم در زمان استفاده با لپ تاپ و هم روی PC دوست داشتنی و قابل اعتماد است.
,آیا ظرفیتهای پایینتر کندترند؟,آیا ظرفیتهای پایینتر کندترند؟,در بررسی Vertex 2 اشاره کردیم که مشخصات کلیدی ذکر شده برای مدلهای ظرفیت پایین درایوهای SandForce نیز مشابه درایوهای ظرفیت بالاتر و گرانتر عنوان می شود در حالی که درایوهای کم ظرفیت تر بطور طبیعی از تعداد تراشه های حافظه کمتری استفاده می کنند و به کانالهای کمتری از کنترل کننده متصل می شوند، پس یکسان بودن این ارقام را چگونه می توان توجیه کرد؟
در اینجا ما مدل 40 گیگابایتی از همین سازنده را برای بررسی بیشتر انتخاب می کنیم، چرا که با دارا بودن قیمت پایینتر نسبت به مدلهای دیگر می تواند انتخاب مناسبی برای کاربران معمولی و حتی بازیباز برای قرار گرفتن در سبد خرید قطعات باشد.

از آنجا که ظرفیت درایو محدود است مناسبترین گزینه برای درایو، نصب کردن سیستم عامل و تعداد محدودی از برنامه های کاربردی مهم و ضروری در کنار آن است، پس سعی می کنیم آزمایش هایی که به این هدف نزدیکتر هستند را انتخاب کنیم.
,زمان راه اندازی یا Boot time سیستم,زمان راه اندازی یا Boot time سیستم,در اینجا ما زمان مورد نیاز برای بوت شدن سیستم تا ظاهر شدن Taskbar که ویندوز قابل استفاده می شود را با برنامه 3D Bench اندازه گیری می کنیم. این کار را یک بار بر روی ویندوزی که بر روی SSD Vertex 2 40GB نصب شده انجام می دهیم و بار دیگر نسخه Image همان ویندوز را بر روی یک هارددیسک Seagate 500GB کپی می کنیم و آزمایش را تکرار می کنیم.

درایوهای مورد استفاده برای این تست:

OCZ VERTEX 2 OCZSSD2-2VTXE40G
Seagate 7200.12 ST3500418AS

مشخصات سیستم تست:

CPU:Intel Core i5 760-OC to 4.00 Ghz
RAM:2*2GB Corsair XMS3 1600
M/B:ASUS P7P55D-E
OS:Window 7 32-Bit Ultimate Edition
Port:Intel ICH10R SATA II Port

در SSD رکورد 15 ثانیه برای زمان بوت و 48 ثانیه برای زمان ریست شدن مجدد سیستم بدست آمد.

زمان 46 ثانیه هم برای بوت شدن از هارددیسک و 1 دقیقه و 55 ثانیه هم برای ریست شدن مجدد سیستم ثبت شد.
همانطور که می بینید تفاوت چشم گیر است. دیسک SSD توانست 31 ثانیه سریعتر ما را به Desktop ویندوز برساند. دقت کنید که این زمانها از بوت ویندوز با درایورهای کامل سخت افزاری و تعداد زیادی برنامه کاربردی نصب شده (شامل آنتی ویروس،Office،Media Player و …) بدست آمده است.

,AIDA64 Disk Benchmark,AIDA64 Disk Benchmark,این برنامه هم یکی از ابزارهای معتبر برای آزمایش سرعتهای ترتیبی و تصادفی خواندن و نوشتن در دیسکهای مختلف است. در واقع تا چندی پیش با نام EVEREST شناخته می شد اما با منتقل شدن به شرکتی دیگر نام آن نیز تغییر کرد اما قابلیتهای آن پابرجا ماند.

در اینجا نتایج مقایسه بین دیسک SSDو هارددیسک Seagate 500GB آزمایش قبلی و دو عدد هارددیسک Maxtor درحالت Raid 0 را مشاهده می کنید:
مشاهده می کنید که سرعتهای بدست آمده حتی در مقایسه با هارددیسکهای Raid شده هم قابل توجه است. سرعت دسترسی SSD هم که مطابق انتظار قابل مقایسه نیست و این همان دلیل برتری SSD در هنگام بوت شدن محسوب می شود.
,ATTO، برداشت دوم,ATTO، برداشت دوم,برای مقایسه سرعت درایو 40 گیگابایتی با برادر بزرگتر 100 گیگابایتی تصمیم گرفتیم از ابزار ATTO برای آزمایش دیسک دوم هم استفاه کنیم.

 همانطور که می بینید این آزمایش در حالت I/O Comparison و در اندازه فایلهای مختلف صورت گرفته است. با اندکی مقایسه بین آمار بدست آمده در اینجا و آمار گرفته شده در آزمایش قبلی بر روی درایو 100 گیگابایتی می توان دید که سرعت عملیات خواندن در تمام رده ها تفاوت زیادی نمی کند، اما در عملیات نوشتن سرعتها بطور محسوسی پایینتر است. البته این امر مطابق انتظار ماست چرا که تعداد تراشه های حافظه بکار گرفته شده در درایو و تعداد کانالهای متصل به کنترل کننده SSD تاثیری غیر قابل انکار در راندمان عملیات نوشتن دارد، اما در عمل و در الگوهای کاربری PC، بیشتر وقت سیستم برای خواندن صرف می شود و نوشتن درصد خیلی کمتری از عملیات I/O را در بر می گیرد.
,Windows Experience Index,Windows Experience Index,همانطور که می دانید در ویندوز Vista و 7 امکانی به نام Windows Experience Index وجود دارد که با آزمایش قطعات پردازنده، حافظه، کارت گرافیک و هارددیسک امتیازاتی در 5 عنوان مجزا تولید می کند و پایینترین امتیاز را بعنوان امتیاز اصلی سیستم در نظر می گیرد.

این امتیاز در ویندوز Vista تا 5.9 و در ویندوز 7 تا عدد 7.9 قابل ارزیابیست و هر چند که مانند برنامه های قبلی ابزار دقیقی محسوب نمی شود اما می تواند برای مقایسه و ارتقای سیستم نزد کاربران مبتدی و متوسط ملاک خوبی باشد.

این امتیاز با بوت شدن از هارددیسک ما بدست آمد:

این امتیاز هم با بوت کردن سیستم از SSD حاصل شد: تفاوتی که استفاده از SSD به جای HDD در سیستم مرجع ما ایجاد کرد بسیار قابل توجه بود. علاوه بر اینها خود سیستم نیز از دید کاربرانی که در این مدت از آن استفاده می کردند بسیار روانتر بود و واکنش سریعتری را هم نسبت به دستورات و درخواست اجرای برنامه های مختلف نشان می داد، حتی برنامه هایی که بر روی SSD نصب نبودند و از روی هارددیسک اجرا می شدند، بدلیل اینکه خود سیستم عامل بسیار سریعتر عمل می کرد.

هارد SSD و کنسول ها

تا اینجا می توان گفت که نصب SSD یکی از تاثیرگذار ترین روشهای ارتقای سیستمهای PC است، اما در مورد کنسولها چطور؟ بررسیهای مختلف با SSD های جدید و کنسول PS3 مشخص کرده است که همین افزایش راندمان را می توان در کنسولها نیز انتظار داشت.

در یکی از این بررسی های غیر رسمی یک SSD مدل Corsair F120 با کنترل کننده SF-1200 روی PS3 نصب شد و سعی شد با اندازه گیری زمانهای Loading بازی Gran Turismo 5 معلوم شود که اصولا می تواند بهبودی در استفاده بجای هارددیسک اصلی کنسول حاصل کند یا خیر. لازم به ذکر است که این کار بر روی یک کنسول Fat که سری قدیمی PS3 هست انجام شد.
در آزمایش دیگری که با استفاده از یک OCZ Vertex 60GB برای اندازه گیری زمان نصب همین بازی GT5 انجام شد، مدت زمان نصب از 42 دقیقه به 25 دقیقه کاهش یافت.

با انتشار بازیهایی که بطور مستمر افزایش ظرفیت پیدا می کنند در نظر داشتن جایگزینی دیسک معمولی کنسول با دیسک SSD نسل جدید برای افزایش سرعت نصب یا کاهش زمان Loading بین مراحل غیر منطقی نیست.
,برداشت پایانی,برداشت پایانی,هنوز هم وقتی به تحولات چند ساله اخیر در بازار SSD ها برمی گردیم و سرعت پیشرفت این درایوها را مرور می کنیم متحیر می شویم. مدت زیادی از عرضه درایوهای Jmicron، بررسیها و مشکلاتی که با آنها تجربه کردیم نمی گذرد. در همین مدت کوتاه علاوه بر برطرف شدن مشکلات، کنترل کننده ها از لحاظ سرعت، رفع پاشنه های آشیل مربوط به تاخیر در زمان نوشتن بر روی درایو و الگوریتمهای بهینه سازی و بهبود ماندگاری تراشه های حافظه بصورت چشمگیری ارتقا پیدا کرده اند و هنوز هم می توانیم انتظار نوآوریهای بیشتری را در این عرصه داشته باشیم.

از لحاظ تجاری نیز گسترش بازار SSD ها رقبای حاضر را به فکر راههای جدید برای پیشی گرفتن از یکدیگر برای فروش بیشتر ترقیب می کند و در عین حال موجب می شود که بازیگران جدیدی نیز به این حوزه وارد شوند. شرکت OCZ بتازگی تصمیم گرفت که بیشتر فعالیت خود را بر تولید و عرضه SSD ها متمرکز کند و از بازار ماجولهای حافظه خارج گردد. شرکت Western Digital هم که یکی از بزرگان تولید کننده HDD بشمار می رود بتازگی ورود نه چندان موفقی به بازار SSD ها داشته و شرکت Seagate هم که تا همین اواخر SSD ها را کم اهمیت جلوه می داد با برنامه ریزی گسترده قصد دارد در آینده نقش بزرگی در این بازار جدید ایفا کند.

در بررسی کارکرد فنی و آزمایش درایو Vertex 2 هم از انتخابی که کردیم راضی هستیم، چرا که کنترل کننده های SandForce بارها قابلیت های خود در مدلهای مختلف را به اثبات رسانده اند و OCZ هم بخاطر تحقیق مستقل و بهینه سازی مستمر Firmware محصولات خود در این زمینه سرآمد سازندگان دیگر است. این درایوها علاوه بر راندمان 280MB/s و بازده عالی در هنگام کار با فایلهای کوچک، قیمت مناسبی هم در رقابت با درایوهای Intel دارند که آنها را مستعد و محبوب بازار کرده است. بررسیهای ما نشان داد که تاثیر کارکرد این درایوها در تمام جوانب سیستم مشهود و قابل توجه هست و گلوگاهی را که در ابتدای این سری مقاله به آن اشاره کردیم با موفقیت برطرف می کند. خواه کاربر حرفه ای برنامه های تخصصی و حجیم باشید و خواه یک بازیباز حرفه ای، درایوهای SSD شما را نا امید نخواهند کرد. ما نیز با گذشت مدت مدیدی از تجربه کار با سیستم هایی که بر پایه SSD بنا شده اند، حتی فکر بازگشتن به سیستمهایی که فقط از HDD استفاده می کنند را به ذهن خود خطور نمی دهیم.