Köpa en solid state-enhet: 20 villkor du behöver veta

Bli SSD-flytande

Om du handlar efter en solid-state-enhet - oavsett om det är en ny boot-enhet eller som en åtkomsthastighetscache för en befintlig start-hårddisk - är du troligt teknisk kunnig nog att gräva in i skrivbordets eller bärbara datorns inner. Trots det surrar en svärm av ständigt utvecklande jargong runt SSD: er, och en del av det är förvirrande även för seriösa PC-entusiaster. Inte bara det, men inte alla specifikationer som SSD-leverantörer citerar är nödvändigtvis meningsfulla när du handlar.

Det är svårt att köpa en dålig SSD idag för allmänt bruk, men första gången uppgraderare kommer att behöva lite bakgrundskunskap för att förhindra överutgifter. Låt oss vara din guide: Här är en 101-nivå grundare för det språk du behöver för att tala SSD-kunniga.

firmware

Firmware avser mjukvaran "instruktionsuppsättning" som är lagrad i en SSD i icke-flyktigt minne. I ett nötskal styr det driften av enheten. Firmware i ett SSD-sammanhang hänvisas till med ett versionsnummer och kan flash-uppgraderas, vanligtvis via ett tillverkarverktyg. Firmware är vanligtvis knuten till ett specifikt märke och modell av controller, så uppdateringar av firmware för ett givet SSD-kontrollchip kan ofta implementeras på flera tillverkares enheter, så snart varje tillverkare paketerar firmware-uppdateringen för sina enheter. Firmware-uppgraderingar distribueras vanligtvis via supportavsnittet på en SSD-tillverkares webbplats.

En firmware-uppdatering kan hantera prestandaproblem med en given enhet. Observera också att en enhet som har funnits på marknaden under en tid kan ha levererats med en tidigare version av en given kontrollers firmware tidigt, och en nyare senare, vilket innebär att prestanda eller stabilitet kan variera beroende på vilket speciellt prov du köper.

SSD-caching

En SSD kan installeras som en boot-enhet, med möjlighet att installera program och data på den (beroende på SSD: s kapacitet och om systemet kan rymma en sekundär "data" -enhet). Du ser maximal nytta av en given SSD om den används på detta sätt. Men ett annat läge där SSD: er används är som cacheminne, vanligtvis i ett system med en diskett-hårddisk inställd som startdisk. I den här typen av arrangemang använder systemet SSD för att tillfälligt lagra ofta åtkomna data (programfiler, stora datafiler, delar av operativsystemet) för snabbare åtkomst från solid-state-minnet än från diskens enhet. Detta hanteras automatiskt via systemet, vanligtvis via en teknik som Intels SRT (förklaras lite senare).

SSD-caching implementerades ibland i Windows ultrabooks (där en SSD-boot-enhet eller ett SSD-cache-arrangemang är en förutsättning). På stationära datorer kan en SSD-cache implementeras med en konventionell SATA SSD med låg kapacitet i 2, 5-tumsformfaktorn eller, i vissa äldre implementationer, via en mSATA SSD-modul. En nyare version av denna teknik är Intels Optane Memory-teknik, som vi kommer till senare i den här berättelsen.

Seriell ATA

Seriell ATA, ofta förkortad till SATA, har under lång tid varit standardbussgränssnittet för enheter inom konsument- och affärsdatorer. Det används både av hårddiskar, SSD: er och optiska enheter. Och medan SSD: er finns i andra gränssnitt och mönster (särskilt M.2; se nedan), är SATA SSD i sin 2, 5-tums formfaktor den mest kända för uppgraderare.

En typisk 2, 5-tums SSD med ett fysiskt SATA-gränssnitt kommer att ha både en SATA-datakontakt (som ansluts på skrivbordet till en av SATA-portarna på moderkortet) och ett bredare, bladliknande "SATA-stil" strömkontakt (som ansluts till en SATA-strömledning som kommer från strömförsörjningen). Inuti en bärbar dator har dessa anslutningar vanligtvis en hårddiskanslutning eller en mycket kort bandkabel med båda kontakterna på den.

SATA-gränssnittet beskriver också typen av databuss som SSD använder, varför vissa M.2-enheter (som använder en helt annan fysisk anslutning; mer om dem nedan) faktiskt leder sina data över SATA-bussen. SATA har i sig hastighetsgrader, och de som du ser i alla SSD: er som du överväger är SATA 2 och SATA 3, olika kallade "SATA II" / "SATA 3Gbps" eller "SATA III" / "SATA 6Gbps, " respektive. Dessa indikerar den maximala dataöverföringshastigheten som möjligt med enheten, förutsatt att den är installerad i en PC med ett SATA-gränssnitt som stöder samma standard.

I nuvarande SATA-bussdrivare är SATA III / SATA 6Gbps standarden; vi nämner detta om du handlar äldre, begagnade eller återstående enheter som bara kan vara 3Gbps. För att få maximal kapacitetsfördel för SATA 6Gbps måste en 6Gbps SSD anslutas till en 6 Gbps-kompatibel SATA-port. Ansluten till en SATA II-port kommer det att fungera, men den maximala dataöverföringshastigheten begränsas till 3Gbps. Detta kommer bara att vara ett problem att se efter när du uppgraderar en äldre dator.

mSATA

mSATA definierar både en formfaktor och ett fysiskt gränssnitt för kompakta SSD: er. En mSATA SSD kan användas som en boot-enhet (i en äldre, kompakt bärbar dator eller surfplatta) eller som en "SSD-cache" (definierad ovan), vilket påskyndar driften av en mekanisk hårddisk genom att dynamiskt hysa filer eller system som ofta har åtkomst till / programelement. Det är dock ett blekningsformat.

En mSATA SSD är ett helt kretskort, i motsats till den medföljande utformningen av en 2, 5-tums SSD. (Det liknar, och ibland misstas, ett Mini-PCI-kort.) Det kommer att ha ett blad-stil data och strömkontakt som ansluts till ett enda mSATA-kortplats. En undergrupp av stationära moderkort för några år tillbaka innehöll mSATA-kortplatser på dem för att möjliggöra installation ombord av en mSATA SSD för cache. Men mSATA har till stor del ersatts av formfaktorn M.2. Här 2018 är en mSATA SSD-uppgradering mestadels av intresse för användare av äldre bärbara datorer som vill uppgradera mSATA-startdrevet i sina maskiner.

M.2

Tidigare känd som NGFF (Next Generation Form Factor), är M.2 solid-state-enheter, liksom deras mSATA-föregångare, små kretskort som är besatta med flashminne och kontrollchips istället för plattformade enheter som innehåller dessa chips. De sistnämnda ger bärbara och stationära tillverkare snabbare lagring utbytbara med 2, 5-tums hårddiskar, men mSATA och M.2 tillåter mycket mindre och tunnare design totalt sett.

M.2 SSD: er finns i en mängd olika stick-of-gum-storlekar, vanligtvis 80 mm, 60 mm eller 42 mm långa med 22 mm breda, med NAND-chips på en eller båda sidor. En viktig sak att notera: En M.2 SSD, beroende på modell, kommer att utformas för användning på antingen SATA eller (snabbare) PCI Express-buss. Många av dagens överkomliga bärbara datorer använder SATA M.2 SSD: er som boot-enhet, medan premiummodeller kan välja PCI Express-delar. Skillnaden i verklig prestanda är inte kolossal, men du vill vara uppmärksam på vad som är för kompatibilitetens skull.

De flesta moderna moderkort för stationära datorer har även M.2-kortplatser. Du måste göra dina läxor för att hitta om en sådan plats är designad för SATA- eller PCI Express-buss M.2-enheter. (Vissa stöder båda, andra bara en. Se vår roundup, The Best M.2 Solid-State Drives.)

Skriv cykler

Ett livslängdsmått för SSD: er, denna spec (även kallad "program-radera cykler") är mer användbart som ett jämförande attribut än som ett absolut. Den hänvisar till antalet gånger en given minnecell på en SSD troligtvis kommer att tåla att raderas och skrivas om. (Vanligtvis, när en cell är sliten, avaktiverar enheten den och aktiverar en annan cell, om den finns tillgänglig, som hålls i reserv via "överprovisionering.")

I praktiken faktiskt är de flesta SSD: er föråldrade när det gäller kapacitet förr än deras skrivgränser sannolikt kommer att nås. Du brukar se högre specifikationer för skrivcykler, dock för premium SSD: er och enheter som är avsedda att användas i server- eller datacentermiljöer. Dessa tenderar att vara baserade på SLC, i motsats till MLC eller TLC-minne. (Mer om dessa villkor senare.)

TRIM-support

En viktig aspekt av hur en SSD fungerar: Innan du skriver till enheten måste SSD radera alla minneceller fulla av data innan den kan skriva över dem med ny data om de destinationscellerna inte redan är tomma. Detta blir mer ett problem när en enhet börjar fyllas och celler som redan används är de enda tillgängliga för skrivningar. Om du gör detta "underhållsarbete" samtidigt som du försöker utföra en dataskrivning, kan det bromsa prestandan.

Stöds i Windows 7 och senare, TRIM-kommandot tar hand om detta arbete i förväg, tittar framåt och torkar bort tillgängliga celler som innehåller data som ska raderas så att de är redo att skriva när tiden kommer. Din SSD: s programverktyg, såväl som freeware som Crystal DiskInfo, kan berätta om TRIM är aktiverat.

RAPID-läge

RAPID-läget är ett proprietärt Samsung-namn för sin SSD RAM-enhet. Det inkluderades med början med sin SSD 840 EVO-serie med enheter ur lådan och implementerades via gratis nedladdning för några äldre Samsung SSD: er. Det står för "Realtime Accelerated Processing of I / O Data", och det fungerar under Windows 7 och senare versioner.

I det hanteras en del av ditt huvudsystemminne, som möjliggör snabbare åtkomst än till och med flashminnet på din SSD, via en speciell drivrutin för att påskynda dataöverföringar. Det gör detta genom att cache-lagra användardata och applikationsfiler. Det kan göra benchmarkprestanda extra snäll, men vet att det finns en potentiell nackdel med RAPID-läget: Eventuell strömförlust som uppstår innebär att all data i den flyktiga RAM-cachen går förlorad. (Kom ihåg: Systemminnet måste förbli drivet för att behålla sitt innehåll; NAND-chips i en SSD gör det inte.)

NAND Flash

NAND-blixt är den allmänna termen för kiselchips som utgör den faktiska lagringen på SSD. ("NAND" hänvisar, på teknisk nivå, till den typ av logiska grindar som används i den underliggande minnesstrukturen.) I huvudsak är en SSD av vilken rand som helst ett kretskort med NAND-chip inbäddade, hanteras av en kontroller (definieras senare i den här berättelsen). Den här typen av minne är icke-flyktigt, vilket betyder att det inte kräver konstant ström för att behålla de data som lagras på den.

Tillverkaren av NAND på en SSD kan kanske inte motsvara det verkliga SSD-märket. (Till exempel kommer Samsung SSD: er förutsägbart att innehålla Samsung NAND, eftersom företaget också tillverkar minne.) För det mesta är den specifika tillverkaren av NAND inte en faktor i ett SSD-köp, även om typen NAND (SLC, MLC, eller TLC, definierad nedan) kan vara beroende på hur du använder din SSD.

SLC, MLC och TLC NAND

Dessa tre minnestyper är de primära typerna av NAND-chips som ses i moderna SSD: er. Det vanligaste under de första dagarna av konsument-SSD: er var MLC (flernivåcell) och SLC (enstaka cell). MLC var i allmänhet den billigaste av de två. "Multi-level" av MLC hänvisar till förmågan hos varje MLC-minnecell, i de flesta fall, att vara värd för fyra tillstånd och därmed två bitar per cell på grund av dess arkitektur. (SLC-minneceller kan existera i endast två tillstånd, 1 och 0, och därmed lagra en bit per cell.)

SLC i allmänhet är stabler under längre perioder men också dyrare. MLC: s högre täthet gör det billigare att tillverka (du får fler chips ur en viss skiva), men felkompensering i firmware är nödvändig för att hålla den i schack. MLC tenderar också att klassificeras för färre läs- / skrivcykler än SLC. En variant av MLC, enterprise MLC (eMLC), använder teknologier som hindrar cellförslitning och därmed dataförlust, och premiumprisdrivare baserade på dessa "stabler" -drivare marknadsförs för företag eller miljöer med hög åtkomst.

Sedan finns det TLC. Det framkom som en uppkommande minnestyp först via Samsung i sina 840-seriens SSD: er, med andra NAND-tillverkare som också hoppade ombord. Står för "trippelnivå cell", TLC kan vara värd för åtta tillstånd och tre bitar per cell. Den ännu större tätheten skjuter ned kostnaden, men TLC kräver ännu mer felkorrigeringskostnader, och den ökade komplexiteten och varierande spänningar per cell betyder troligen snabbare slitage per cell, allt annat lika. TLC har emellertid spridit sig i SSD för konsumenter som inte kommer att utsättas för uppdragskritiska, arbetsbelastningar.

Nästa utveckling, 3D NAND, är uppenbar i de många 3D TLC-baserade konsument SSD: er som nu finns på marknaden; med dessa ser arkitekturen minnecellerna "staplade" i 3D-utrymme istället för att helt enkelt läggas ut på ett plant sätt. De tekniska specifikationerna är irrelevanta för de flesta konsumentköpare, men tillkomsten av 3D TLC har stärkt konkurrensen bland de stora SSD-spelarna.

Kontrollant

Silikonchipet som fungerar som "trafiksjef" för SSD, styrenheten är vanligtvis den största differentieraren bland SSD: er om du kommer ner i det tekniska ogräset. Vissa tillverkare av SSD: er har förvärvat regulatortillverkare under åren och införlivat dessa teknologier i hemodlade kontroller (till exempel Indilinx och OCZ, innan OCZ förvärvades av Toshiba), medan andra använder vitt använda kontroller från företag som Marvell och Phison. Enheter med samma ombordkontroller och med samma kapacitet tenderar att fungera på samma sätt, även om olika firmwareversioner och andra faktorer kan ge variation.

Kör Z-höjd

Med en typisk 2, 5-tums SSD hänvisar "z-höjden" till frekvensomriktarens tjocklek. Under ett tag kom 2, 5-tums SSD: er i två vanliga z-höjder, 7 mm och 9, 5 mm, men 7mm nu råder. Det betyder inte så mycket för enheter som installeras på en stationär dator, som enkelt kan rymma enheter av endera höjden, men för en bärbar datorinstallation kan z-höjden vara avgörande.

Även om många tunna bärbara datorer nu använder M.2 SSD: er eller lödda nerlagring, kan äldre modeller som använder en 2, 5-tums SSD eller en hårddisk kräva en z-höjd på 7 mm eller 9, 5 mm för att passa, beroende på design. Vissa SSD-tillverkare kommer att inkludera en "distans" (vanligtvis en ram av plast) med sina 7mm-modeller för att hjälpa dem att säkert passa in i en bärbar datorfack avsedd för en 9, 5 mm tjock enhet utan att vingla runt.

Migrationsprogramvara

Som kategori är detta programvara som kanske inte kommer att förpackas med en SSD för att hjälpa till att kopiera en källenhet till en SSD. (Det mest troliga scenariot där det kommer att användas är om du tänker installera SSD som en boot-enhet.) Det är inte möjligt att helt enkelt kopiera en startbar hårddisk till en SSD, bit för bit, i Windows och ha SSD vara startbar. Eftersom den här åtgärden måste ske utanför Windows krävs särskild programvara.

Som sagt behöver inte bristen på migreringsprogramvara vara en killer; freeware som EaseUS's Disk Copy kan ta sin plats. Vissa SSD: er kommer att komplettera migreringsprogramvaran med en SATA-till-USB-kabel (för att överföra innehållet på en bärbar enhet via USB); när det ingår marknadsförs SSD ofta som ett "laptopuppgraderingssats."

Overprovisioning

Eftersom minnecellerna misslyckas med tiden när de skrivs och raderas om och om igen, kan en SSD: s effektiva kapacitet sjunka gradvis när minnecellerna faller ur körningen. Vissa tillverkare av SSD: er, för att förhindra detta, ger mer minne än annonseras, eller "överförsäkrar" enheten, i allt väsentligt att de reserverar några för en regnig dag. Överprovisionering kan också förklara de svaga skillnaderna i publicerade kapacitet för frekvensomriktare i samma grova klass (säg 240 GB mot 250 GB mot 256 GB).

Du kan inte se detta extra minne i den annonserade kapaciteten på enheten eller i normal användning; enhetens firmware kan osynligt ta med några av dessa celler online när andra dör. Men det är ett tecken på att SSD-tillverkaren fakturerar gradvis datacelldödlighet. En sekundär övervägande: Överprovisionering innebär att SSD kan skriva till ett större cellintervall, vilket proportionellt minskar slitage över hela matrisen.

Sekventiell och 4K läser och skriver

De vanligaste SSD-benchmarking-programvarorna, inklusive AS-SSD och Crystal DiskMark-verktygen som vi använder i våra tester, testar vanligtvis två typer av dataöverföringar: sekventiella läser / skriver och slumpmässiga (vanligtvis "4K") läser / skriver. Sekventiella läsningar och skrivningar involverar stora filer; testning på detta sätt ger en uppfattning om hastigheter vid överföring av stora mängder data. Termen är en övervägande av sådana operationer på konventionella hårddiskar, i vilka stora filer ofta skulle ha de flesta av sina delar i rad, i fysisk närhet, på själva diskfatet.

Slumpmässig läser och skriver å andra sidan åtkomst till små (vanligtvis 4K stora) block med data, som simulerar enhetens sparande och läser mycket mindre bitar data utspridda över enheten. Alla dessa åtgärder rapporteras i megabyte per sekund (MBps eller MB / sekund), högre är bättre. Observera att när SSD-leverantörer rapporterar krav på läs- och skrivhastigheter så är de vanligtvis sekvensnummer, både för att de flesta datatillgångar på en klientdator tenderar att vara sekventiella, och eftersom dessa nummer ser de största ut. Vissa programvara och SSD-tillverkare rapporterar denna typ av data i IOPS (input / output operation per sekund).

MTBF

För "medeltid mellan misslyckanden" är detta en annan spec som, om det alls är meningsfullt när du handlar, bara är användbart för jämförelse mellan enheter från samma tillverkare. Det är ett mått på den förväntade frekvensen av misslyckanden i en population av frekvensomriktare och inte som den förväntade absoluta livslängden för en given körning i timmar. (MTBF citeras ofta som ett mått på andra typer av datorhårdvara, till exempel diskdiskenheter, men det är bara användbart som ett mått inom hårdvara av sin egen typ.)

En JEDEC-standard beskriver testning av SSD: er för livslängd under läsningar och skrivningar, men det är inte alltid klart om en given SSD-leverantör använder samma mätvärden och arbetsbelastningar som en annan för att testa för livslängd. Som ett resultat är MTBF: er egentligen bara relevanta för köpare om du tittar på enheter inom samma tillverkares familjer.

Bärnivå

Slitstyrning är en intern hanteringsteknik som används av firmware för solid state-enheter för att maximera livskraften för allt minne på enheten. I den är skriv- och raderingsoperationer spridda över hela enheten, istället för att koncentreras på samma block av celler om och om igen, även om enheten inte är fylld till kapacitet. Eftersom alla celler har en begränsad skriv- / omskrivningstid, "bär" det cellerna på frekvensomriktaren jämnt.

PCI Express AIB SSD

Som vi noterade tidigare använder ett antal M.2 SSD: er PCI Express, till skillnad från SATA, bussgränssnitt. Men du kan också hitta solid-state-enheter som är utformade med ett fysiskt PCI Express-gränssnitt för att passa in på skrivbordets PCI Express-utbyggnadsplatser, som faktiska kort. Dessa "add-in-board" (AIB) SSD: er installeras som ett grafikkort. De kommer att använda både PCI Express-databussen och en PCI Express-plats.

Vissa av dessa PCIe-kort har flash- och kontrollsilikon ombord; andra, till exempel Kingston HyperX Predator PCIe SSD, är i huvudsak M.2-enheter monterade på adapterkort, för moderkort som saknar M.2-kortplatser.

Smart Response Technology (SRT)

SRT är en Intel-teknik som låter dig installera en lågkapacitetsdrivna hårddisk som en höghastighetscache för en vanlig hårddisk. Den debuterade för några år tillbaka med Intels Z68-chipset, och för att implementera den behöver du en kompatibel Intel-baserad PC, tillsammans med vilken SSD och hårddisk som helst. När SRT är aktivt lär sig systemet gradvis "vilka filer och systemelement du använder mest, cachar dem till SSD för snabbare åtkomst. På det sättet kan du få fördelen med den billiga höga kapaciteten på en konventionell hårddisk tillsammans med en del av åtkomsthastigheten för en SSD.

Implementering av SRT är vettigt om du redan har en hårddisk på plats som en boot-enhet och inte vill besväras med att göra en SSD till din boot-enhet. Men med tiden har boot-SSD: er med en kapacitet på 256 GB och större blivit så billigt att det finns mindre incitament att göra SRT av kostnadsskäl, numera; dessa kapaciteter är tillräckligt stora som start- och programdrivare för de flesta köpare. Och beroende på hur ditt system är konfigurerat kan du behöva installera om Windows på din hårddisk, i alla fall för att konfigurera saker ordentligt för SRT.

SATA Express

De första SATA Express-kapabla moderkorten började dyka upp för PC-stationära datorer med maj 2014-vågen baserad på Intel Z97 och H97 chipsets. Tyvärr kom dock de utlovade SATA Express SSD: erna som skulle använda dessa hamnar aldrig.

SATA Express implementeras via en dedicerad anslutning på moderkortet som liknar en intern SATA-port, men nycklas in. I huvudsak använder den samma princip som en PCIe SSD, eftersom SSD använder PCI Express-körfält för större bandbredd. Men M.2-enheter vann denna kamp och SATA Express är nu föråldrad. Men vi nämner det om du har en stationär dator från några år sedan som har en eller flera av dessa portar. Nej, tyvärr, du hittar inte en SSD för det.

Extra kredit: Två bonusvillkor

NVMe

Non-Volatile Memory Express är en öppen standard som stöds av mer än fem dussin företag för åtkomst till solid-state-enheter via PCI Express-bussen. (Alla NVMe-enheter är PCIe-enheter, men inte alla PCIe SSD: er är NVMe-kompatibla komponenter.) Det är i huvudsak ett överföringsprotokoll som ersätter AHCI-protokollet som används av SATA-enheter. AHCI var ursprungligen designad för diskbaserad hårddisk medan NVMe designades från grunden för flash-baserad lagring.

NVMe är utformad både för att dra nytta av SSD: s låga latens och interna parallellitet och för att eliminera behovet av enhetsspecifika drivrutiner och möjliggör betydligt snabbare överföringshastigheter än SATA / AHCI, vilket gör det förkortningen att leta efter om du vill ha den snabbaste SSD tillgängliga. Observera att ett äldre system kanske inte kan starta från en NVMe-enhet.

Optane

Optane är ett Intel-varumärke för 3D Xpoint (uttalat "cross point") -minne som det samutvecklade med Micron, vilket är icke-flyktigt - som NAND-blixt, det behåller data när strömmen är avstängd - men snabbare än NAND, och nästan lika snabbt som DRAM. Det debuterade i april 2017 i små 16 GB och 32 GB cachemoduler (förvirrande kallat "Optane Memory") för stationära datorer med SATA-hårddiskar. Optane Memory placerades mellan processorn och den långsamma hårddisken och fungerade som en systemaccelerator, vilket ökade lyhördheten och minskade programtider.

I december 2017 gjorde Optane hoppet till fullfjädrade 280 GB och 480 GB SSD: er, Intel 900P-serien, tillgängliga i 2, 5-tums eller PCIe AIB-formfaktorer. Dessa enheter drar mer kraft och (vid detta skrivande) kostar ungefär dubbelt så mycket per gigabyte som NVMe SSD: er, men de är snabba frestelser för stationära entusiaster med uppdaterade Intel-processorer och Windows 10.