История

С давних времен первых компьютеров существовала одна очень важная проблема – способы хранения нужной информации. Результаты вычислений и входные данные хранились на различных носителях. Первые компьютеры использовали перфокарты: обычные картонки с отверстиями, обозначающими 0 или 1. Со временем появлялись и другие типы запоминающих устройств, такие как аудиокассеты, магнитные дискеты, жесткие диски и твердотельные накопители. Первый жесткий диск выпустила компания IBM в 1956 году. Устройство предназначалось для первого «SUPER» компьютера с жестким диском 305 RAMAC. Частота вращения барабана составляла 1200 оборотов в минуту, а весила данная система около тонны и состояла из 50-ти дисков диаметром 610 мм. Каждый диск соответствовал 100 килобайтам, что по современным меркам считается слишком маленьким объемом.

Твердотельные же накопители появились немного позже, в 1978 году от американской компании StorageTek, построен он был на архитектуре энергозависимой памяти что, по сути, было оперативной памятью, нежели флешкой. Первая флешка была выпущена в 1995 году израильской компанией M-Systems. Примерно до 2000-х годов флеш-память сильно уступала по характеристикам перед жесткими дисками, но прогресс неумолимо двигался вперед. С 2012 года на рынке уже можно было найти те самые сверхбыстрые SSD накопители, которые мы привыкли использовать.

Главные отличия

HDD, он же жесткий диск, – это небольшое устройство размером с ладонь, сделанное из металла, пластика и управляющей платы с разъемами для подключения. Принцип его работы напоминает магнитофон. Внутри можно увидеть вращающиеся диски (поэтому он так и называется) и считывающие головки (на каждый диск своя головка) со скоростью 5400-10000 оборотов в минуту, а также контроллер, состоящий из буферной памяти и интерфейсов подключения. Популярно сейчас всего 2 форм-фактора – это 2,5 и 3,5 дюйма, которые можно найти практически в любом магазине компьютерной техники.  На плате контроллера современных HDD находятся 2 разъема: электропитание и передача информации (интерфейс SATA). Большие 3,5-дюймовые жесткие диски стоят дешевле, имеют больший объем информации, потребляют больше электроэнергии, бывают очень шумными и занимают больше места. Маленькие 2,5-дюймовые накопители используются в портативной электронике, вроде ноутбуков и медиапроигрывателях. Они гораздо меньше по размерам, стоят, как правило, дороже, имеют хуже характеристики, вмещают меньший объем информации, но потребляют меньше энергии и создают минимум акустического и вибрационного дискомфорта при использовании.

SSD же сделан немного проще, у него нет движущихся частей, это просто плата с распаянными на ней элементами памяти и контроллером. Память бывает двух типов – это RAM и NAND. RAM память энергозависима, информация в ней хранится, пока на нее подано необходимое электропитание, как только вы выключите электричество, вся информация исчезнет. NAND память не зависит от электричества, при отключении от питания информация остается храниться бесконечное количество времени, и к ней можно получить доступ, подав питание. NAND память как раз и используют в твердотельных накопителях. Как правило, ssd накопитель выпускается в форм-факторе 2,5 дюйма, что делает их идеальными заменителями в устройствах, где уже есть накопитель такого размера. Но данный метод подключения имеет большой недостаток в виде ограниченности скорости передачи разъемов. Чтобы исправить эту проблему, был разработан специальный интерфейс М.2. Его можно использовать напрямую через материнскую плату или используя переходник в слот PCI Express. М.2 накопители по размерам еще меньше, чем 2,5, еще быстрее работают, но стоимость таких устройств примерно в 10-15 раз дороже относительно HDD.

Плюсы и минусы каждого типа устройств

SSD Твердотельный накопитель

Плюсы:

  • Отсутствуют движущиеся части, высокая механическая стойкость к внешним воздействиям и отсутствие шума;
  • Скорость чтения и записи гораздо больше чем у жесткого диска, примерно в 4-10 раз;
  • Стабильная скорость чтения и записи вне зависимости от размера и положения файлов в файловой системе;
  • Очень низкое энергопотребление.

Минусы:

  • Главный минус флеш-памяти – это ограниченное количество циклов перезаписи. У хорошего накопителя это количество обычно достигает 3 000 - 10 000 раз. У более дешевых может не достигать даже отметки в 1000, так что в любой момент вы можете безвозвратно потерять всю информацию, сами того не желая;
  • Очень высокая стоимость 1Гб относительно жестких дисков. На данный момент стоимость твердотельного накопителя на 120Гб примерно равна стоимости жесткого диска на 1Тб;
  • Сложность, а порой и невозможность восстановления информации с Flash-накопителя ввиду его сложной структуры.

HDD Жесткий диск

Плюсы:

  • Стоимость за 1Гб информации;
  • Большой объем в размере 1 устройства. Сейчас можно найти жесткие диски даже на 16Тб в формате 3,5;
  • Относительная надежность хранения информации. По сути, жесткий диск не имеет ограничения по количеству перезаписи информации, он может устареть только в механической части;
  • Если устройство перестало работать, то есть большая вероятность не только восстановить все данные, но и починить устройство для дальнейшей работы.

Минусы:

  • Скорость записи ниже, чем у твердотельных накопителей, даже не спасает скорость в 10000 оборотов в минуту и расширенный объем кэша до 64Мб;
  • Очень низкая стабильность чтения и записи. Для примера, 1 файл весом 1Гб может копироваться быстрее, чем 1000 файлов по 1Кб (это примерно в 1000 раз меньше, чем 1Гб), при этом SSD со второй задачей справится за пару секунд;
  • Шум и вибрации от работы, особенно на серверных версиях, где главное – это производительность, а не комфорт пользователя;
  • Высокое энергопотребление ввиду движущихся частей: считывающих головок и вращающегося мотора.

Рекомендации пользователям

Таким образом, каждый из рассмотренных нами носителей информации может использоваться для разных целей: для хранения большого объема данных лучше использовать HDD, а для хорошей работоспособности - SSD. При сборке или модификации персонального компьютера или ноутбука, золотой серединой является комбинированное использование флеш-накопителя и жесткого диска. На твердотельный накопитель устанавливается операционная система и все необходимые программы, так как они, как правило, состоят из множества очень маленьких по объему файлов, и разбросаны по всему пространству, а уже на жестком диске хранится вся необходимая информация вроде фотографий видео и документов. Систему всегда можно восстановить, а ваши личные файлы уже навсегда могут быть утеряны. Для компьютеров, в которых нет жестких дисков вроде ультрабуков, планшетов или MacBook, крайне рекомендуется делать резервную копию данных на жестких дисках хотя бы раз в месяц, для этого подойдут любые портативные HDD или домашние облачные хранилища вроде Time Capsule от Apple или My Cloud от Western Digital, ведь не зря системные администраторы, делая бэкапы, говорят - «одна копия данных - это ноль копий данных». Даже не смотря на архаичность жестких дисков, на данном этапе развития техники они остаются самыми надежными и распространенными хранителями информации.