محرك أقراص الحالة الصلبة SSD هو جهاز تخزين من الجيل الأحدث لوسائل تخزين البيانات، وتستخدم محركات SSD ذاكرة أشباه الموصلات لتخزين البيانات. يمكن أيضا اعتبار SSD نظاما حاسوبيا في حد ذاته. تماما مثل الحاسوب الذي يتكون من وحدة المعالجة المركزية (CPU) والذاكرة وجهاز التخزين، يتكون SSD من وحدة تحكم، والتي تؤدي دورا مشابها لوحدة المعالجة المركزية في جهاز الحاسوب، وذاكرة فلاش NAND لتخزين البيانات، وDRAM، والتي تعمل كذاكرة تخزين موقتة بين SSD والأجهزة الخارجية.
جدول المحتويات
كيف تعمل محركات أقراص الحالة الصلبة SSD؟
يقرأ SSD البيانات ويكتبها إلى رقائق ذاكرة فلاش مترابطة مصنوعة من السيليكون. يقوم المصنعون ببناء محركات أقراص الحالة الصلبة عن طريق تكديس الرقائق في شبكة لتحقيق كثافة مختلفة.
تقرأ محركات الأقراص الحالة الصلبة البيانات وتكتبها إلى مجموعة أساسية من رقائق ذاكرة الفلاش المترابطة. تستخدم هذه الرقائق ترانزستورات البوابة (FGTs) لعقد شحنة كهربائية، والتي تمكن SSD من تخزين البيانات حتى عندما لا تكون متصلة بمصدر طاقة. تحتوي كل FGT على بت واحد من البيانات، يتم تعيينه إما 1 لخلية مشحونة أو 0 إذا لم يكن للخلية شحنة كهربائية.
يمكن الوصول إلى كل كتلة من البيانات بسرعة ثابتة. ومع ذلك، لا يمكن لمحركات أقراص الحالة الصلبة الكتابة إلا إلى كتل فارغة. وعلى الرغم من أن محركات أقراص الحالة الصلبة لديها أدوات للتغلب على هذا، إلا أن الأداء قد يظل بطيئا بمرور الوقت.
تستخدم محركات أقراص الحالة الصلبة ثلاثة أنواع رئيسية من الذاكرة: الخلايا الأحادية أو المتعددة وثلاثية المستوى. يمكن للخلايا أحادية المستوى الاحتفاظ ببت (bit) واحد من البيانات في وقت واحد (1 أو 0). الخلايا أحادية المستوى SLCs هي أغلى نوع من أنواع SSD، وهي أيضا الأسرع والأكثر متانة.
يمكن للخلايا متعددة المستويات MLCs الاحتفاظ ببتين (2 bits) من البيانات لكل خلية ولديها مساحة تخزين أكبر في نفس المساحة المادية الموجودة في ال SLC. وبهذا، فإن MLCs لها سرعات كتابة أبطأ.
يمكن للخلايا ثلاثية المستويات TLCs الاحتفاظ بثلاث بتات (3 bits)من البيانات في الخلية الواحدة. وبهذا تكون TLCs هي الأرخص وسرعات كتابة أبطأ وأقل متانة من أنواع الذاكرة الأخرى. توفر محركات أقراص الحالة الصلبة المستندة إلى تقنية TLC سعة فلاش أكبر وكلفة أقل من MLC أو SLC، وإن كان ذلك مع احتمال أكبر لتلف البت بسبب وجود ثماني حالات داخل الخلية الواحدة.
سعة تخزين محرك أقراص الحالة الصلبة SSD
32، و64، و128، و256 ويعد SSD سعة 256 جيجابايت أو أصغر مثاليا لتثبيت نظام التشغيل ومجموعة متنوعة من البرامج المفضلة، بما في ذلك المتصفحات المختلفة.
512، و1 تيرا بايت إذا كنت تستخدم محرك أقراص واحد فقط في نظامك، فسيوفر 500 جيجابايت أو 1 تيرابايت مساحة كافية لبعض الوسائط الخفيفة والألعاب وتخزين الفيديو.
2، و4 تيرابايت بهذها السعات من SSD يمكن عمل كل ما تريد من تثبيت نظام تشغيل وتخزين ملفات وتثبيت الألعاب وتحرير الفيديو التي تتطلب مساحات كبيرة.
قد يهمك أيضا قراءة مقال: محرك الأقراص الثابتة HDD
المكونات الأساسية لأقراص الحالة الصلبة SSD
1. برنامج التشغيل Device Driver
هو برنامج تشغيل على معالج SSD بنظام تشغيل ونظام ملفات معين. يوفر برنامج التشغيل حق الوصول إلى مكون SSD معين.
2. المتحكم Controller
يشار إليه أيضا باسم المعالج، ويتضمن الإلكترونيات التي تربط مكونات ذاكرة الفلاش بواجهات إدخال وإخراج SSD. وحدة المتحكم هي معالج مضمن ينفذ برامج على مستوى البرامج الثابتة Firmware.
3. ذاكرة فلاشية Flash NAND
يستخدم SSD تكنولوجيا ذاكرة الفلاش من النوع NAND أو NOR.
أنواع محركات أقراص الحالة الصلبة SSD من حيث الشكل
تأتي محركات الحالة الصلبة بأربعة انواع شائعة من حيث الشكل وهي:
1. 2.5 بوصة
محرك أقراص SSD ذو ال 2.5 بوصة وهو النوع الأكثر شيوعا من محركات أقراص الحالة الصلبة ويتناسب مع معظم أجهزة الحاسوب المحمولة أو أجهزة الحاسوب المكتبية. وهذا شكل مشابه لمحرك الأقراص الثابتة التقليدي (HDD) ويتصل عبر كابلات SATA.
2. M.2
أصبح هذا الشكل هو النوع القياسي لوحدات التخزين لأجهزة الحاسوب المحمولة وأجهزة الحاسوب المحمولة النحيفة. حيث يسهل تثبيته مباشرة على اللوحة الأم في معظم الحالات. وهو متوفر بأبعاد مختلفة لتمكين سعات مختلفة لمحرك أقراص SSD. كلما كان محرك الأقراص أطول، يمكن تركيب المزيد من رقائق فلاش NAND عليه، والذي بدوره يمكن من تصنيع محركات أقراص SSD ذات سعات أكبر.
كما يوجد شكلين آخرين من ال SSD M.2 وهما:
M.2 (HHHL adapter) وM.2 (FHHL adapter). وهذين النوعين يتم تركيبهما بنفس طريقة تركيب كرت الشاشة.
3. mSATA
mSATA ، أو mini-SATA ، هو في الأساس نسخة أصغر من SSD SATA. يستخدم عامل شكل مثل M.2 ولكنه غير قابل للتبديل. يمكن أن تدعم محركات أقراص M.2 كلا من خيارات واجهة SATA أو PCIe، بينما تدعم mSATA واجهة SATA فقط. تم تصميم هذا الشكل لأنظمة عامل الشكل الأصغر حيث تكون المساحة محدودة.
4. U.2
أخيرا، هناك الشكل من نوع U.2، والذي يشبه SSD مقاس 2.5 بوصة ولكنه أكثر سمكا قليلا. يستخدم U.2 موصلا مختلفا ويرسل البيانات من خلال واجهة PCIe. عادة ما يتم تخصيص تقنية U.2 SSD لمحطات العمل (Workstations)والخوادم وتطبيقات المؤسسات المتطورة التي تحتاج إلى مساحة تخزين أكبر. يسمح U.2 بدرجة حرارة تشغيل أعلى وهو أكثر ملاءمة لنقل الحرارة من عامل الشكل M.2.
خمسة أخطاء شائعة تؤدي إلى فشل أقراص الحالة الصلبة SSD
1. فشل فيزيائي او مادي Physical Failure
على الرغم من أن محركات أقراص الحالة الصلبة SSD لا تحتوي على أي أجزاء ميكانيكية، إلا أنها لا تزال تعاني من عيوب مادية في مكوناتها. قد يأتي معظمها من أخطاء الشركة المصنعة، مثل التصنيع الرديء في الأجزاء الملحومة، حيث تكون أكثر عرضة للكسر أو تكون وصلاتها أكثر عرضة للتأكسد. يمكن أن تؤدي هذه الأعراض إلى حدوث أعطال إلكترونية في محرك الأقراص ثم تؤدي إلى فشل محرك الأقراص.
2. فشل منطقي Logical Failure
بصرف النظر عن الأخطاء المادية، يمكن أن يعاني محرك أقراص الحالة الصلبة SSDمن مشاكل منطقية، مثل تلف البيانات فيه. على سبيل المثال، قد تتعرض بياناتك للإصابة أو التلف بسبب الفيروسات أو البرامج الضارة.
3. عامل خارجي External Factor
يمكن أن تتسبب الكثير من العوامل الخارجية في حدوث فشل في محركات أقراص الحالة الصلبة SSD، مثل الماء أو التعرض لضربة شديدة.
4. فشل كهربائي Electrical Failure
تختلف محركات أقراص الحالة الصلبة SSD عن محركات الأقراص الثابتة HDD التقليدية، حيث تعتمد بشكل كبير على الطاقة بما أنها مكونة بالكامل من الإلكترونيات. ومن ثم، إذا كان محرك أقراص الحالة الصلبة يعاني من انقطاع في الطاقة، سواء كان انقطاع التيار الكهربائي أو ارتفاع التيار الكهربائي، فسيواجه محرك الأقراص خطر حدوث ماس كهربائي، مما قد يؤدي إلى تدمير البيانات بشكل نهائي.
5. فشل في البرنامج الثابت Firmware
أحيانا، قد يُطلب من محرك أقراص الحالة الصلبة ترقية البرامج الثابتة الخاصة به لتحسين أدائه. في أثناء عملية الترقية، يجب أن تكون حذرا طوال الوقت. خلاف ذلك، بمجرد توقف ترقية البرامج الثابتة أو فشلها لأي سبب آخر، سيعاني محرك أقراص الحالة الصلبة وسيتوقف عن العمل على الفور.
علامات شائعة تدل على وجود عطل في أقراص الحالة الصلبة
- جهازك لا يعمل. تلقيت رسالة الخطأ “لا يوجد جهاز قابل للإقلاع” أو “لا يوجد وسيط قابل للإقلاع منه” (في Windows)، أو علامة استفهام ومضية (على أجهزة Mac).
- ملاحظة بطء في عمل الجهاز.
- غالبا ما تتجمد التطبيقات النشطة.
- أخطاء شاشة الموت الزرقاء / السوداء المتكررة.
- يصبح محرك الأقراص للقراءة فقط.
الخلاصة
أخيرا، تعد محركات أقراص الحالة الصلبة (SSD) جهازا مذهلا يستخدم ذاكرة فلاش NANDمما يجعل الأجهزة تعمل بسرعة أكبر.
هناك العديد من الفوائد من استخدام SSD مثل جعل الأنظمة أسرع، وجعل جهاز الحاسوب الخاص بك أكثر موثوقية، ونظام تبريد أفضل. كل هذه الفوائد مهمة لأنها ستوفر لك الوقت.
بشكل عام، يمكن للجميع الاستفادة من وجود محركات SSD. سواء كنت طالب أو عضوا في هيئة التدريس أو موظف، فإن محركات أقراص الحالة الصلبة هي أجهزة يمكن أن تكون مفيدة.