Накопичувачі зі знімними жорсткими дисками (HDD) та накопичувачі на основі напівпровідникових накопичувачів (SSD) є двома основними типами зберігання даних у комп’ютерах. У той час як обидва типи виконують ту саму функцію – збереження інформації, їх принципи роботи значно відрізняються. У цій статті ми розглянемо основні принципи роботи SSD та HDD, а також процес стирання даних на SSD-накопичувачах.
Зміст
- Основні принципи роботи SSD та HDD
- Зберігання інформації на SSD: NAND флеш-осередки
- Особливості запису даних на SSD
- Ініціалізація та очищення флеш-осередків
- Роль команди TRIM у роботі SSD
- Процес відновлення файлів з SSD (наприклад, використовуйте програму RS Partition Recovery)
- Висновок
Основні принципи роботи SSD та HDD
Перед тим як розглянути, як SSD-накопичувачі стирають дані, корисно порівняти їх із традиційними HDD-дисками. HDD-диски використовують магнітні диски, що обертаються, і магнітні головки для читання і запису даних. У той час як HDD-диски можуть бути схильні до фізичних пошкоджень і мати обмеження в швидкості доступу до даних через механічні обмеження, SSD-накопичувачі є набагато швидшими та надійнішими.
Зберігання інформації на SSD: NAND флеш-осередки
SSD-накопичувачі засновані на флеш-пам’яті, в основі якої лежать NAND флеш-осередки. Кожен осередок може зберігати кілька бітів інформації. Існують різні типи NAND флеш-пам’яті, такі як SLC (Single-Level Cell), MLC (Multi-Level Cell) та TLC (Triple-Level Cell), які відрізняються за кількістю бітів, які можуть зберігатися в кожному осередку.
Особливості запису даних на SSD
Однією з особливостей SSD-накопичувачів є те, що дані не можуть бути перезаписані безпосередньо в існуючі осередки, а потрібен процес стирання та перезапису даних. Це викликано особливостями роботи NAND флеш-пам’яті, де дані можуть бути записані лише в пусті осередки.
Запис даних у порожні флеш-осередки
При записі нових даних на SSD, контролер SSD-накопичувача шукає порожні флеш-осередки, в які можна записати інформацію. Дані записуються в ці комірки, а контролер створює таблицю відповідності визначення, де зберігається кожен блок даних. Важливо відзначити, що стирання та перезапис даних у осередках NAND флеш-пам’яті займають більше часу, ніж простий запис.
Зменшення продуктивності при повторному записуванні даних
Повторний запис даних на SSD може призвести до погіршення продуктивності пристрою. Це пов’язано з особливостями NAND флеш-пам’яті, яка має обмежену кількість циклів стирання-запису даних, відомих як цикли зносу. Поступово, при повторному запису даних у комірки, продуктивність SSD може знижуватися. Хоча сучасні SSD-накопичувачі мають механізми управління зносом, щоб збільшити їх життєвий цикл, все ж таки повторне використання осередків може негативно позначитися на продуктивності.
Ініціалізація та очищення флеш-осередків
Для ефективного використання SSD-накопичувачів важливо керувати процесом стирання даних та звільнення пам’яті. Для цього використовуються різні механізми, включаючи автоматичне очищення “брудних” осередків та команду TRIM.
Автоматична очистка “брудних” осередків
SSD-накопичувачі використовують механізм автоматичного очищення “брудних” осередків. Коли дані видаляються або перезаписуються, осередок стає “брудним” і вимагає очищення перед записом нових даних. Це відбувається автоматично, без участі користувача, і дозволяє оптимізувати продуктивність SSD.
Роль команди TRIM у роботі SSD
Команда TRIM є важливим механізмом управління та очищення флеш-осередків на SSD-накопичувачах. Вона дозволяє операційній системі повідомляти SSD про те, які блоки даних є актуальними і можуть бути видалені. При отриманні команди TRIM, SSD звільняє відповідні комірки для майбутнього запису даних, що покращує продуктивність та знижує зношування комірок.
Робота команди TRIM при видаленні файлу
Коли файл видаляється з SSD-накопичувача, операційна система відправляє команду TRIM для позначення відповідних блоків даних, як неактивних та придатних для очищення. Це дозволяє SSD звільнити пам’ять, яка раніше займалася віддаленими файлами, і готувати її до подальшого запису нових даних.
Робота команди TRIM під час форматування диска або видалення розділів
При форматуванні диска або видаленні розділів операційна система також відправляє команду TRIM для позначення всіх блоків даних на накопичувачі як неактивних. Це повністю очищає флеш-комірки та готує їх до повторного запису даних.
- Деякі старі операційні системи або певні конфігурації можуть не підтримувати TRIM або мати його за замовчуванням. У таких випадках TRIM не буде автоматично застосовуватися, і накопичувач SSD не отримуватиме відповідну команду для очищення флеш-осередків, що не використовуються.
- Деякі старі файлові системи або екзотичні формати можуть не підтримувати TRIM, що може призвести до відсутності його активації і, відповідно, відсутності очищення осередків на SSD-накопичувачі. У разі використання таких файлових систем TRIM може бути недоступним або його ефективність може бути знижена.
- Деякі моделі SSD-накопичувачів або контролери можуть мати обмеження у підтримці TRIM або неправильно обробляти TRIM-команди. Це може бути пов’язано з помилками в прошивці пристрою або проблемами сумісності. У таких випадках TRIM може працювати некоректно або не працювати.
Важливо відзначити, що відсутність підтримки TRIM не означає, що SSD-накопичувач не функціонуватиме або неможливо буде записувати та видаляти дані. Однак, без активації TRIM може виникнути проблема фрагментації даних та погіршення продуктивності з часом, оскільки осередки, які фактично містять дані, що не використовуються, не будуть очищені автоматично.
Процес відновлення файлів з SSD (наприклад, використовуйте програму RS Partition Recovery)
У разі втрати даних на SSD-накопичувачі існують програми для відновлення файлів, які можуть допомогти відновити видалені або пошкоджені файли. Однією з таких програм є RS Partition Recovery, яка спеціалізується на відновленні даних із різних накопичувачів, включаючи SSD-диски. У разі використання такої програми слід звернутися до її документації або провести необхідні дії для максимально ефективного відновлення даних.
Універсальне рішення для відновлення даних
Висновок
SSD-накопичувачі є ефективною і надійною технологією зберігання даних, яка використовує флеш-пам’ять для запису інформації. Розуміння принципів стирання даних на SSD-накопичувачах, а також використання команди TRIM та відповідних механізмів управління пам’яттю дозволяють підвищити продуктивність і тривалість роботи пристрою. Також важливо використовувати спеціалізовані програми для відновлення даних у разі їх втрати чи пошкодження.
