Гибридный жесткий диск обещает скорость работы твердотельного накопителя с емкостью механического привода. Его доступный объём хранения больше, чем у твердотельного накопителя, а производительность выше, чем у механического привода.
Их иногда называют «SSHD» - твердотельные гибридные накопители. Диск автоматически кэширует данные в твердотельном хранилище, предлагая более высокие скорости для файлов, которые используются чаще всего.
Каждому своё
Твердотельные накопители намного быстрее, чем механические. А механические приводы могут предложить больше места для хранения по более выгодной цене за удельную единицу дискового пространства. Иными словами, механические накопители медленные, но они предлагают больший объем памяти по низкой цене за гигабайт.
Чтобы получить преимущества обоих, многие опытные пользователи ПК и геймеры используют как твердотельный накопитель, так и механический привод в своих системах. Твердотельный накопитель используется для системных файлов, программ, данных приложений и всего, что действительно выигрывает от скорости. Механический привод большего размера можно использовать для долговременного хранения файлов, к которым нет необходимости обращаться с такой же скоростью, например, мультимедиа или коллекция фотографий. Это требует установки обоих дисков в компьютер и выбора файлов и программ для каждого диска либо вручную, либо автоматически с помощью операционной системы через создание «гибридных» логических устройств. Если необходимо переместить файл на другой диск, вам придется переместить его самостоятельно. Если необходимо переместить программу на другой диск, возможно, придется удалить ее и переустановить в другом месте.
2 в 1
Гибридный жесткий диск содержит как традиционный механический диск, так и твердотельный накопитель небольшого объёма. Важно отметить, что такой привод определяется операционной системой как один жёсткий диск. Вы не сможете повлиять на то, какие файлы будут помещены на механический диск, а какие - на твердотельный диск. Вместо этого микроконтроллер диска управляет тем, что будет, а чего не будет на твердотельном диске.
Часть SSD накопителя действует как «кэш» - файлы, к которым происходит частая адресация, например, файлы операционной системы и программные файлы, сохраняются в разделе SSD накопителя микропрограммой. Несмотря на то, что это кэш, он хранится в энергонезависимой NAND памяти - это означает, что вся сохраненная информация будет доступна после перезагрузки, что ускоряет процесс запуска системы.
Гибридный жесткий диск содержит как традиционный магнитный диск, так и твердотельный накопитель небольшого объёма
Конечная задача гибридного диска состоит в том, чтобы обеспечить доступ к системным файлам со скоростью твердотельного накопителя и, в то же время, предоставить достаточный объём для хранения информации, используя возможности диска HDD. Привод самостоятельно решает эту задачу - не нужно управлять файлами или решать, что и где сохранять.
Гибриды имеют небольшой объём SSD-хранилища
В основном гибридные диски имеют небольшой объём флеш–памяти. Например, гибридный жесткий диск Seagate FireCuda ST1000LX015 имеет 1 ТБ механического пространства и только 8 ГБ твердотельной памяти. 8 ГБ - это приличный объем памяти для хранения системных файлов и программ, но он не сравнится с 128 ГБ или 256 ГБ отдельно взятого диска SSD, которые могут вместить все системные и программные файлы.
Гибридный жесткий диск Seagate FireCuda
Нужен ли гибридный диск SSHD?
Гибридные накопители дешевле твердотельных накопителей, поскольку они содержат меньший объем NAND памяти. Гибридный диск на 2 ТБ с 8 ГБ твердотельной кэш-памяти будет дороже, чем простой механический диск на 2 ТБ, но, очевидно, дешевле, чем твердотельный диск на 256 ГБ с меньшим общим пространством. Производители компьютеров включают эти диски в свои системы, чтобы предложить твердотельные скорости по более низкой цене с большим объемом памяти.
Гибридный диск - это единый физический диск в компьютере, что может быть преимуществом. Если в ноутбуке существует только один слот для подключения жесткого диска, а вы хотите иметь скорости твердотельных дисков и емкость механических дисков, гибридный диск - это то, что надо. Используя его получите и то, и другое.
Вопрос цены и объема. Если бы магнитные диски, диски с вращающимся диском и твердотельные диски стоили одинаково в пересчете на единицу хранения, гибридные диски вообще были бы не нужны. Твердотельный накопитель был бы царём горы. Гибридные накопители могут быть интересны только потому, что твердотельные накопители все еще дорогие.
Если нужны высокая скорость доступа к файлам и большой объем дискового пространства, использование гибридного диска может быть проще, чем установка двух дисков – HDD + SSD. Не нужно думать о том, какие файлы где должны находиться, контроллер гибридного диска самостоятельно управляет размещением файлов. Не надо подключать два отдельных диска.
Кто быстрее?
Гибридный жесткий диск будет значительно быстрее, чем механический. Алгоритм кэширования сохранит системные и программные файлы в твердотельной памяти, предлагая твердотельные скорости при доступе к кэшированным файлам.
Вначале разницы в скорости работы гибридного и обычного HDD заметно не будет, т.к. микропрограмма пока не будет знать, что надо кэшировать. По мере использования SSHD, контроллер узнает, к каким файлам требуется частый доступ, а какие можно отправить на долгое хранение. В соответствии с этим и руководствуясь заложенным алгоритмом, файлы будут распределены по соответствующим хранилищам и скорость работы будет постепенно увеличиваться.
Просто твердотельный накопитель - или твердотельный накопитель + механический жесткий диск в настольном ПК, если есть место для обоих - превзойдет гибридный накопитель. Установив операционную систему и программы на твердотельный накопитель, можно достигнуть максимальной скорости доступа к файлам. Возможно, ручное управление распределением файлов даст лучшую производительность.
По мере снижения цен на твердотельные накопители, гибридные диски изживут себя. Тем более, большинству людей не требуется 2 ТБ места на ноутбуке или настольном ПК, принимая во внимание множество облачных хранилищ. Твердотельный накопитель с несколькими сотнями гигабайт будет вполне приемлемым и более быстрым.
По мере снижения цены на твердотельные накопители гибридные диски изживут себя
В последнее время технология повышения плотности жесткого диска для увеличения его ёмкости почти не развивается. В то время как Seagate и Western Digital движутся к повышению объема хранилища диска HDD путём увеличения количества пластин и использования гелия, про увеличение плотности записи как–то позабыли. В связи с этим, развитие технологии изготовления пластин из стекла может стать одним из факторов, позволяющих производителям достигнуть размера жесткого диска 20 ТБ и более.
В настоящее время только в некоторых ноутбуках используются жесткие диски со стеклянными пластинами. В большинстве случаев, пластины для HDD изготавливаются из алюминия. Но стекло, как физическая субстанция, имеет несколько преимуществ перед алюминием. Во-первых, стекло более жесткое, чем алюминий, что позволяет пластинам быть тоньше (и легче). Стеклянные пластины более гладкие и плоские, чем алюминиевые, что позволяет располагать их ближе друг к другу, а при нагревании они меньше увеличиваются, чем алюминиевые, что позволяет легче справляться с тепловым расширением. Энергозатраты для вращения стеклянного диска будут также немного ниже, чем если бы тот же диск был изготовлен из алюминия, из-за более высокого веса последнего.
Макеты стеклянных дисков Hoya
Японская компания Hoya полагает, что производителей жестких дисков сможет заинтересовать применение стеклянных пластин в производстве 3,5-дюймовых накопителей (стекло уже используется для 2,5-дюймовых накопителей для ноутбуков). Hoya уже разработала образцы стеклянных пластин толщиной 0,5 мм и 0,381 мм (в настоящее время используются пластины 0,635 мм). Учитывая обязательное наличие зазора между пластинами, сокращение толщины диска на 40 процентов означает, что можно разместить больше пластин в одном корпусе. Стеклянные пластины также будут интересной инновацией при тепловой магнитной записи (HAMR), принцип которой заключается в использовании лазера для нагрева части записываемого диска. В планах компании Seagate на текущий 2020 год представить на рынке жесткие диски с технологией HAMR объемом 20 ТБ.
Hoya Corporation (яп. HOYA株式会社 Hoya Kabushiki Gaisha) — японская компания, работающая на рынке оптических систем. Ассортимент продуктов от контактных линз и очковых линз до лазерного оборудования. Компания является одним из заметных мировых производителей фотографических фильтров и цифрозеркальных камер под торговой маркой Pentax.
Ставка на объём
Скорее всего, стеклянные пластины найдут более широкое применение в 3,5-дюймовых дисках, потому что в конкуренции с SSD, жесткий диск имеет мало преимуществ, одним из которых является меньшая удельная стоимость единицы объёма хранимой информации. Пандемия облачных сервисов и появление множества комплексных решений для резервного копирования означают, что корпоративный спрос на внутреннее хранилище будет продолжать расти. Компании могут использовать SSD и NAND для кэширования данных (уже существует несколько интересных решений по использованию NAND вместо DRAM на серверах кеша). Несмотря на то, что компании–производители, такие как Samsung, иногда анонсируют появление дисков NAND огромной ёмкости, которые убивают на корню любые жесткие диски, они не выводят эти продукты на массовый рынок по понятной причине: никто не согласится платить за такого монстра.
Поскольку разрыв в стоимости между жесткими дисками и твердотельными накопителями сократился, мы стали свидетелями того, как твердотельные накопители стали использоваться там, где традиционно применялись жесткие диски большей емкости. Потребительский рынок явно движется к повсеместному использованию NAND флеш в будущем и лишь некоторые энтузиасты до сих пор покупают жесткие диски для локального резервного копирования и архивирования.
Однако в долгосрочной перспективе жесткие диски будут рассматриваться как варианты хранения информации, доступ к которой требуется не часто ("холодное" хранение). Это означает, что увеличение объёма является наиболее важным способом повышения привлекательности HDD, и предприятия, которым требуется много места для хранения данных, не будут экономить на стоимости жестких дисков со стеклянными пластинами. Использование твердотельных накопителей не представляется экономически эффективным, если требуется от 100 до 500 ТБ для резервирования. Поскольку общий объем данных во всем мире продолжает расти, в ближайшее время нет никаких признаков падения спроса на место для хранения данных.
Жесткий диск HDD всё меньше и меньше используется в комплектации среднего компьютера благодаря растущей доступности и емкости твердотельного диска SSD. Тем не менее, диски с вращающимися пластинами ещё рано списывать в утиль - если вы хотите получить хорошее соотношение цена/быстродействие для устройства хранения данных, традиционные жесткие диски по-прежнему на коне. Оказывается, HDD имеют еще один козырь в рукаве. Исследователи из Университета Чжецзяна в Мичиганском университете показали, что жесткие диски также могут быть подслушивающими устройствами.
Превращение жесткого диска в устройство для прослушивания не имеет ничего общего с его возможностями накопления данных. Вместо этого команда энтузиастов использовала датчики, которые помогают контролировать положение считывающей головки над пластинами. Головка должна быть точно в нужном месте на дорожке, чтобы правильно считать информацию - отклонение всего в несколько нанометров может быть фатальным для считывания нужного файла. Внутренние датчики привода генерируют так называемый сигнал позиционной ошибки (PES), именно так исследователи получали звуки с жесткого диска.
Любая вибрация может стать причиной изменения положения головки жесткого диска. Современные жесткие диски обладают достаточной чувствительностью для фиксирования даже незначительных помех. Представьте себе, помехи от колебаний, вызываемых человеческой речью, обнаруживаются в данных PES. Конечно, показания PES являются внутренней служебной информацией, её нет в свободном доступе, так, чтобы каждый смог проанализировать эти показания.
В эксперименте, подтверждающем данную концепцию, команда исследователей установила модифицированное ПО на накопитель, которое могло бы записывать измерения PES. Используя эти данные, исследователи создали высококачественные записи человеческих голосов. В другом тесте с помощью данных PES можно было восстановить звучавшую музыку, воспроизводимую рядом с жестким диском. Восстановленный образ музыкального произведения был настолько точен, что приложение Shazam смогло идентифицировать песню.
Жесткий диск HDD изнутри
У такого варианта подслушивания есть несколько недостатков. Во-первых, необходим физический доступ к жесткому диску для установки следящей прошивки. Затем нужна программа на компьютере с доступом в Интернет для отправки данных PES. Это, в принципе, осуществимо. Основная проблема заключается в том, что звуки рядом с жестким диском должны быть довольно громкими. Например, человеческая речь должна звучать в полуметре от жесткого диска на уровне не менее 75 дБ (40 дБ – это тихий разговор). Чтобы идентифицировать музыку, она должна играть на уровне около 90 дБ (как газонокосилка).
Итак, ваш жесткий диск, скорее всего, не шпионит за вами. Хотя, кто знает? Если вы занимаете высокую должность, вы можете быть лакомым кусочком…
Как работает диск SSD и как он конкурирует с новейшими технологиями, такими как технология энергонезависимого хранения Intel Optane?
Чтобы понять, чем и почему SSD-диски отличаются от вращающихся, необходимо сказать несколько слов о диске HDD. Жесткий диск хранит данные на нескольких вращающихся магнитных дисках, называемых пластинами. К нему прикреплен рычаг привода с головками чтения/записи. Этот рычаг позиционирует головки над правильной областью привода для чтения или записи информации.
Поскольку головки дисков должны выравниваться по области диска, чтобы считывать или записывать данные (а диск постоянно вращается), существует время ожидания для доступа к данным. Привод может нуждаться в чтении из нескольких мест, чтобы запустить программу или загрузить файл, а это значит, что ему, возможно, придется подождать, пока пластины повернутся в правильное положение несколько раз, прежде чем он сможет выполнить команду. Если диск находится в спящем режиме или в режиме низкого энергопотребления, может потребоваться несколько секунд, чтобы диск заработал на полную мощность и начал выполнять требуемые операции.
С самого начала было ясно, что жесткие диски не смогут соответствовать скоростям, на которых могут работать процессоры. Задержка в жестких дисках измеряется в миллисекундах по сравнению с наносекундами для типичного процессора. Одна миллисекунда составляет 1 000 000 наносекунд, и обычно на жесткий диск уходит 10-15 миллисекунд, чтобы найти данные на диске и начать их чтение. Производители жестких дисков совершенствуют технологии для увеличения быстродействия: делают меньше размер пластины, устанавливают дополнительную кэш-память на диске и увеличивают скорости вращения шпинделя. Линейка продуктов VelociRaptor компании Western Digital имеет скорость вращения 10 000 об/мин, что является самой быстрой скоростью вращения шпинделя на потребительском рынке HDD. Некоторые диски для корпоративных целей вращаются со скоростью до 15 000 об/мин. Однако, даже самый быстрый вращающийся диск с самыми большими кэшами и самыми маленькими жесткими дисками все еще мучительно медленен для процессора.
Чем отличаются SSD
Твердотельные накопители называются именно так, потому что они не зависят от движущихся частей или вращающихся дисков. Вместо этого, данные сохраняются в пул флеш-памяти NAND. Сама NAND состоит из так называемых транзисторов с плавающим затвором. В отличие от конструкции транзисторов, используемых в DRAM, которые должны обновляться несколько раз в секунду, флеш-память NAND предназначена для сохранения информации даже при отсутствии питания. Это делает NAND типом энергонезависимой памяти.
Изображение Cyferz из Википедии
Диаграмма выше показывает простой дизайн флеш-ячейки. Электроны хранятся в плавающем затворе, который затем читается как заряженный «0» или незаряженный «1». Именно так, во флеш-памяти NAND «0» означает, что данные хранятся в ячейке, это противоположно тому, как мы обычно думаем о «0» или «1». NAND flash организован в виде сетки. Весь макет сетки называется блоком, а отдельные строки, составляющие сетку, называются страницами. Типичные размеры страниц: 2 КБ, 4 КБ, 8 КБ или 16 КБ, от 128 до 256 страниц на блок. Поэтому размер блока обычно варьируется от 256 КБ до 4 МБ.
В приведенной выше таблице есть две вещи, на которые следует обратить внимание. Во-первых, обратите внимание, как добавление большего количества бит на ячейку NAND оказывает существенное влияние на производительность памяти. Причем, влияние на задержку записи больше, чем на задержку чтения. Типичная задержка трехуровневой ячейки (TLC) в 4 раза больше по сравнению с NAND одноуровневой ячейки (SLC) для чтения и в 6 раз больше для записи. Задержки стирания также значительно различаются. Влияние также не пропорционально - TLC NAND почти в два раза медленнее, чем MLC NAND, несмотря на то, что он содержит только на 50% больше данных (три бита на ячейку вместо двух). Это также верно для приводов QLC, которые хранят еще больше битов при разных уровнях напряжения в одной ячейке.
Причина, по которой TLC NAND медленнее, чем MLC или SLC, связана с тем, как данные перемещаются в ячейку NAND и выходят из нее. При использовании SLC NAND контроллер должен знать только, является ли бит 0 или 1. При использовании MLC NAND ячейка может иметь четыре значения - 00, 01, 10 или 11. При использовании TLC NAND ячейка может иметь восемь значений и QLC имеет 16 значений. Для считывания правильного значения из ячейки контроллер памяти должен использовать точное напряжение для определения того, заряжена ли какая-либо конкретная ячейка.
Чтение, запись и стирание
Одним из функциональных ограничений твердотельных накопителей является то, что перезапись данных происходит намного медленнее, чем считывание и запись на пустой диск. Это связано с тем, что твердотельные накопители считывают данные на уровне страницы (т.е. из отдельных строк в сетке памяти NAND) и могут записывать на уровне страницы, если соседние ячейки пусты. Но стирать данные они могут только на уровне блоков. Для стирания NAND флеш–памяти требуется высокое напряжение. Хотя теоретически можно стереть NAND на уровне страницы, требуемая величина напряжения воздействует на соседние ячейки вокруг перезаписываемых. Стирание данных на уровне блоков помогает избежать этой проблемы.
Единственный способ для SSD обновить существующую страницу - скопировать содержимое всего блока в память, стереть блок, а затем записать содержимое старого блока + обновленную страницу. Если накопитель заполнен и нет доступных пустых страниц, твердотельный накопитель должен сначала проверить блоки, помеченные для удаления, но еще не удаленные, стереть их, а затем записать данные на стертую страницу. Вот почему твердотельные накопители могут становиться медленнее по мере заполнения - почти пустой диск заполнен блоками, которые можно записать немедленно, а почти полный диск будет проходить через всю последовательность операций по проверке–копированию–стиранию–записи.
Если вы использовали твердотельные накопители, вы, вероятно, слышали о так называемой «сборке мусора» (garbage collection). Сборка мусора - это фоновый процесс, который позволяет диску снизить влияние на производительность цикла проверка–копирование–стирание–запись, выполняя определенные задачи в фоновом режиме.
Сборка мусора (англ. garbage collection) в программировании — одна из форм автоматического управления памятью. Специальный процесс, называемый сборщиком мусора (англ. garbage collector), периодически освобождает память, удаляя объекты, которые уже не будут востребованы приложениями.
Поговорим о TRIM
TRIM (англ. to trim — подрезать) — команда позволяющая операционной системе уведомить твердотельный накопитель о том, какие блоки данных не несут полезной нагрузки и их можно не хранить физически.
Когда вы удаляете файл из Windows на обычном жестком диске, файл не удаляется сразу. Вместо этого операционная система сообщает жесткому диску, что она может перезаписать физическую область диска, на которой эти данные были сохранены, в следующий раз, когда ей потребуется выполнить запись. Вот почему можно восстановить файлы (и почему удаление файлов в Windows обычно не освобождает много места на физическом диске, пока вы не очистите корзину). С традиционным жестким диском ОС не нужно обращать внимание на то, где записываются данные или каково относительное состояние блоков или страниц. С SSD это важно.
Команда TRIM позволяет операционной системе сообщить SSD, что она может пропустить перезапись определенных данных при следующем удалении блока. Это снижает общий объем данных, которые записывает диск, и увеличивает срок службы SSD. И чтение, и запись повреждают флеш-память NAND, но запись наносит гораздо больший ущерб, чем чтение. К счастью, долговечность на уровне блоков не является проблемой современной флеш-памяти NAND.
Выравнивание износа и усиление записи
Поскольку твердотельные накопители записывают данные на страницы, но стирают данные в блоках, объем данных, записываемых на накопитель, всегда превышает фактическое обновление. Например, если вы вносите изменения в файл размером 4 КБ, весь блок, в котором находится файл 4 КБ, должен быть обновлен и переписан. В зависимости от количества страниц в блоке и размера страниц, может понадобиться записать данные объемом 4 МБ для обновления файла 4 КБ. Сборка мусора уменьшает влияние усиления записи, как и команда TRIM. Сохранение значительной части диска свободной и/или дополнительное выделение ресурсов производителем также может снизить влияние усиления записи.
Усиление записи (Write amplification) является нежелательным явлением, связанным с флеш-памятью и твердотельными накопителями (SSD), когда фактический объем информации, физически записываемый на носитель, превышает объем, предназначенный для записи.
Выравнивание износа используется для обеспечения равномерности записи/стирания блоков NAND, т.е. чтобы одни блоки не записывались и стирались чаще, чем другие. Несмотря на то, что выравнивание износа увеличивает ожидаемый срок службы диска и его долговечность за счет одинаковой записи в NAND, оно может фактически увеличить усиление записи. В других случаях для равномерного распределения записей по диску иногда необходимо записывать и удалять блоки, даже если их содержимое фактически не изменилось. Хороший алгоритм выравнивания износа стремится сбалансировать эти воздействия.
Контроллер SSD
Теперь становится понятно, что твердотельные накопители требуют гораздо более сложных механизмов управления, чем жесткие диски. Однако и у HDD есть свои технологические сложности. Например, механические проблемы, связанные с балансировкой нескольких головок чтения-записи в нанометрах над пластинами, которые вращаются со скоростью от 5400 до 10000 оборотов в минуту. Тот факт, что жесткие диски справляются с этой задачей, просто невероятен. Между тем стоимость HDD остается ниже стоимости SSD.
Контроллеры SSD имеют пул памяти DDR3 или DDR4, чтобы эффективней управлять самой NAND. Многие накопители также содержат одноуровневые кэши ячеек, которые действуют как буферы, увеличивая производительность накопителя, выделяя быстрые NAND для циклов чтения/записи. Некоторые накопители используют алгоритмы сжатия данных для уменьшения общего числа операций записи и увеличения срока службы накопителя. Контроллер SSD исправляет ошибки. Алгоритмы коррекции ошибок совершенствуются.
Производители SSD дисков не разглашают техническую информацию об алгоритмах, применяемых в контроллерах SSD. Большая часть производительности флеш-памяти NAND определяется базовым контроллером, и компании не хотят раскрывать ноу–хау, чтобы не дать конкурентам преимущество.
Интерфейсы
Сначала SSD использовали порты SATA, как и жесткие диски. В последние годы мы наблюдаем переход к дискам M.2 - очень тонким дискам длиной в несколько сантиметров, которые вставляются непосредственно в материнскую плату (или, в некоторых случаях, в монтажный кронштейн на переходной плате PCIe).
Диск SSD 500 ГБ Samsung 970 Evo Plus
Диски NVMe обеспечивают более высокую производительность, чем традиционные драйверы SATA, поскольку они поддерживают более быстрый интерфейс. Обычные твердотельные накопители, подключенные через SATA, достигают максимальной скорости ~ 550 МБ/с с точки зрения реальной скорости чтения/записи. Диски M.2 способны работать значительно быстрее, в диапазоне 3,2 ГБ/с.
Новейшие технологии
NAND flash имеет большое преимущество по сравнению с жесткими дисками, но не без собственных недостатков и проблем. Ожидается, что емкость дисков и цена за гигабайт будут продолжать расти и падать соответственно, но маловероятно, что твердотельные накопители будут стоить дешевле HDD. Уменьшение размера является серьезной проблемой для флэш-памяти NAND - несмотря на совершенствование технологий в этой области, память NAND становится более хрупкой. Время хранения данных и производительность записи по сути ниже для 20-нм NAND, чем для 40-нм NAND, даже если плотность данных и общая емкость значительно улучшены. До сих пор мы видели накопители с 96 слоями на рынке, ожидается 128 слоев. В целом, переход к 3D NAND помог улучшить плотность без уменьшения размера и не полагаясь на планарное масштабирование.
До сих пор производители твердотельных накопителей обеспечивали более высокую производительность, предлагая большую пропускную способность и большее количество каналов на контроллер, а также использование кэшей SLC, о которых мы упоминали ранее. Тем не менее, в долгосрочной перспективе предполагается, что NAND будет заменен чем-то другим.
То, на что это будет похоже, все еще является предметом для обсуждения. И магнитная память, и память с фазовым переходом представили себя в качестве кандидатов, хотя обе технологии все еще находятся на ранних стадиях и должны разрешить некоторые вопросы, чтобы фактически конкурировать в качестве замены NAND. Будут ли потребители замечать разницу - вопрос открытый. Если вы перешли с HDD на SSD, а затем на более быстрый SSD, вы, вероятно, знаете, что разница в скорости между жестким диском и твердотельным накопителем намного больше, чем между SSD и более быстрым SSD, даже при копировании небольшого объема информации. Улучшение времени доступа от миллисекунд до микросекунд имеет большое значение, но улучшение их от микросекунд до наносекунд может оказаться за пределами человеческого восприятия.
Intel 3D XPoint (продается как Intel Optane) превратилась в одного из потенциальных конкурентов флеш-памяти NAND и единственную современную альтернативную технологию, имеющую массовое производство. Твердотельные накопители Optane не используют NAND - они построены с использованием энергонезависимой памяти, которая, как считается, реализована аналогично оперативной памяти. Задержка накопителя Optane составляет примерно половину от задержки флеш-памяти NAND (10 микросекунд против 20) и значительно более высокую долговечность (30 полных операций записи на диск в день по сравнению с 10 полными операциями записи на диск в день для высокопроизводительных твердотельных накопителей Intel).
Производительность Intel 3D XPoint
Кто кого?
Первые твердотельные диски Optane дебютировали как отличное дополнение для процессоров Intel Kaby Lake и Coffee Lake. Optane также доступен в виде автономных дисков и различных корпоративных серверных решений. На данный момент Optane все еще слишком дорог, чтобы конкурировать с NAND flash по стоимости. Но то ли ещё будет. NAND будет востребован, по крайней мере, в течение ближайших 3–4 лет. Далее Optane начнет его вытеснять. Срок такого перехода будет зависеть от того, насколько успешно Intel и Micron смогут внедрить свою технологию и сможет ли 3D NAND flash получить 128 слоёв.
Не смотря на то, что большинство современных Android устройств изначально имеют достаточно места для хранения файлов, может возникнуть такая ситуация, когда необходимо подключить флеш-накопитель к телефону. К счастью, это легко: система Android поддерживает внешние накопители по умолчанию.
Существует несколько разных способов доступа к флешке на Android в зависимости от конфигурации оборудования. Мы расскажем о большинстве вариантов, так что давайте начнем.
Как подключить флешку к вашему телефону
Способ подключения флеш-накопителя к телефону зависит от типа USB-порта телефона - USB-C или Micro USB.
Поздравляем, Вы находитесь на пороге новых технологий, у Вас современный смартфон с портом USB-C. Таким образом, в Вашем распоряжении несколько простых вариантов. Можно просто купить флешку USB–C или, что еще удобней и универсальней, флешку с портом USB-C с одной стороны и портом USB–A с другой. В последнем случае, Вы сможете использовать один и тот же флеш–накопитель на компьютере и на телефоне без использования адаптера.
Серьезно, больше ничего делать не надо: просто подключите флешку USB–C к телефону, и всё готово.
Если есть обычная флешка USB–A, можно использовать и её. Но тогда понадобится адаптер USB A-to-C. Используйте его для соединения флешки и телефона.
Адаптер OTG USB Type-C Borofone BV3
2. Если телефон имеет Micro-USB порт
Как и в случае с USB-C, можно купить OTG флешку с micro USB разъемом. Такой USB Flash Drive бывает как с одним портом micro USB, так и с двумя портами – USB–A и micro USB.
Важный момент, Android устройство должно "уметь" работать в режиме USB–хост, т.е. иметь поддержку функции OTG (On–The–Go). Подробнее про режим OTG, тонкости и примеры подключения, читайте в статье Как увеличить внутреннюю память Android устройства?
Традиционная флешка USB–A подключается к порту micro USB через специальный USB OTG кабель. Этот кабель имеет разъем micro USB на одной стороне и гнездо USB–A на другой. Подключите флеш-накопитель к разъему USB–A, а затем подключите другой конец адаптера к телефону. Существуют функционально аналогичные адаптеры, грубо говоря, два порта USB жёстко соединены "фишкой". Некоторые пользователи предпочитают адаптерам кабели OTG, ввиду того, что 10 сантиметровый кабель гнется, и потенциально может предотвратить расшатывание или поломку гнезда micro USB смартфона, если, например, случайно задеть такую конструкцию с подключенной флешкой.
USB кабель OTG Defender
Как получить доступ к флешке на Android
Независимо от того, какой тип накопителя или телефона используется, после его подключения Вы должны получить уведомление о подключении накопителя.
Если диск не отформатирован должным образом, вы получите уведомление, сообщающее об этом. К счастью, отформатировать флешку с правильной файловой системой можно прямо с телефона - просто нажмите на уведомление, чтобы перейти на экран форматирования.
ВНИМАНИЕ: имейте в виду, форматирование полностью удалит все данные с диска! Поэтому, если надо скопировать что-то с флешки на телефон, форматирование не является хорошей идеей. Вместо этого необходимо скопировать данные с флешки на компьютер, правильно отформатировать её и затем скопировать данные обратно на флешку.
Если USB накопитель правильно отформатирован, при нажатии на уведомление о подключении нового диска на телефоне открывается проводник, где можно управлять содержимым диска, как если бы оно хранилось на телефоне. Выделяйте файлы, копируйте и вставляйте их на флеш-накопитель и обратно, так же, как вы делаете это без подключенной флешки. Ничего сложного.
Флеш-память она и в Африке флеш-память и не важно, какой интерфейс подключения используется, чтобы получить к ней доступ. Задача одна – сохранение файлов на внешнем флеш накопителе.
Развитие технологий в области передачи данных повлекло за собой развитие устаревших или появление новых разъемов для соединения устройств. MicroUSB, USB–C, Lightning, Thunderbolt – эти спецификации и соответственно, интерфейсы подключения используются разными производителями в различных устройствах. Как же быть, если Вы планируете периодически обмениваться информацией между несколькими гаджетами разных производителей с разными разъемами? Конечно, как вариант, можно использовать переходники, позволяющие соединить два разных интерфейса. Или можно использовать облачное хранилище для последовательного обращения к нему. Но это не всегда удобно:
Нужный переходник необходимо сперва найти и купить. А если Вы используете 3 или 4 устройства с разными разъемами?
Использовать облако в поездках, например в отпуске за границей, не всегда бывает возможно. Интернета может не быть вовсе или это дорого.
Решением для оперативного обмена файлами между несколькими устройствами с разными интерфейсами подключения может стать OTG флешка 3 в 1 или даже 4 в 1. Предлагаем ознакомиться с нашей подборкой таких флеш–накопителей.
Флеш-накопитель Mobile C50 устроен как швейцарский армейский нож, только не стопятьсот функций в одном, а всего лишь 3-в-1. Но и этого вполне достаточно для прямого копирования информации на многих Android устройствах. USB Flash Drive оснащен тремя основными типами USB-разъемов: USB Type-A, USB Micro-B и USB Type-C. Как результат, может использоваться практически со всеми хост-устройствами USB от ПК до смартфонов.
OTG флешка 3 в 1 Silicon Power Mobile C50
Конструкция разъемов заслуживает внимания. Дизайнерское решение "матрешка" призвано для защиты разъемов от повреждений: разъем Micro-B защищен разъемом типа A, а разъем Type-C защищен резиновой заглушкой (рассчитанной на более 10000 защелкиваний). Так же, разъемы защищены от пыли, воды и вибрации. Рабочая температура от 0°C до 70°C. Silicon Power поставляет бесплатное приложение SP File Explorer для мобильных устройств Android. Приложение позволяет управлять файлами на телефоне и облегчает взаимодействие устройства с флешкой. Скачать можно в GooglePlay.
OTG флешка 3 в 1 Silicon Power Mobile C50
Про быстродействие Silicon Power Mobile C50 производитель сообщает только, что максимальная скорость чтения USB Type-A и USB Type-C: до 5 Гбит/с, USB Micro-B: до 480 Мбит/с. По нашему мнению, эти цифры не соответствуют действительности и являются теоретически возможными скоростями передачи данных, определяемыми стандартами USB 3.0 и USB 2.0 соответственно. Вряд ли флешка способна работать на таких скоростях ввиду ограничений, накладываемых различными факторами, в т.ч. встроенным в любой накопитель контроллером флеш–памяти.
Флешка 3 в 1 SmartBuy Trio доступна ёмкостью 16 GB / 32 GB / 64 GB / 128 GB. Функционально похожа на предыдущую модель, даже конструкция разъема-трансформера USB-A<->microUSB такая же. Новым дизайнерским решением стала вращающаяся на 360 град. скоба, с помощью которой флешку можно вставить в разъем в труднодоступном месте. Защитный колпачок на конец USB–C, по отзывам пользователей, плохо фиксируется и норовит все время слететь и потеряться.
Флешка 3 в 1 SmartBuy Trio
К сожалению, быстродействие SmartBuy Trio оставляет желать лучшего. Несмотря на заявленный производителем стандарт работы USB 3.0, по отзывам пользователей, некоторые имеющиеся у них флешки USB 2.0 работают быстрее. Откровенно говоря, это не удивительно, учитывая цену сего девайса. Возможно, удобство использования 3 в 1 для кого-то будет важнее скорости работы.
Напоследок, мы приберегли модель с еще большей универсальностью. В отличии от двух предыдущих OTG флешек, COTEetCI U3 имеет еще один, четвертый, интерфейс подключения – Lightning для устройств Apple.
Флешка 4 в 1 COTEetCI U3
Как видно на картинке, дизайнеры компании COTEetCI не стали особо заморачиваться с внешним видом и создали изделие, чем-то напоминающее сюрикэн. Но с другой стороны, в простоте заключена надежность. Отсутствие подвижных частей, которые были у предыдущих двух моделей, говорит об отсутствии возможных поломок в незакрепленных местах. Металлический корпус U3 придает ей дополнительную прочность и влагозащиту. На 3 порта: USB–C, microUSB и Lightning имеются защитные пластиковые колпачки. Остается незащищенным только порт USB–A. Это можно считать недостатком.
Флешка 4 в 1 COTEetCI U3
Вместе с флешкой поставляется приложение для работы с мобильными устройствами. С устройствами Android, в целом, и так все понятно: если Ваше устройство поддерживает хост USB (OTG), то можно использовать флешку и без дополнительного софта. А вот с устройствами Apple не все так просто. Ввиду закрытости яблочной файловой системы, если просто подключить накопитель в разъем Lightning, то устройство не увидит новый диск. Для этого необходимо предварительно установить на устройство программное обеспечение, а потом уже пользоваться флешкой.
Скорость работы COTEetCI U3 ограничена протоколом USB 2.0. Но если учесть наше примечание выше (про теоретическую и реальную скорость работы флеш-памяти), то становится ясно, что данный фактор не является критичным для производительности. Тем более, скорость microUSB и Lightning по определению не превышает скорость USB 2.0.
Новые компьютеры уже давно выпускаются с портами USB 3.0. Но насколько быстрее USB 3.0? Увидите ли Вы значительное увеличение скорости, если поменяете свои старые флешки USB 2.0?
Устройства USB 3.0 обратно совместимы с портами USB 2.0. Это значит, что они будут нормально работать, но только на скоростях USB 2.0. Единственно, стоимость устройства USB 3.0 немного выше.
Теоретическое увеличение скорости
USB является стандартом и определяет максимальные «скорости передачи сигналов» для связи через порт USB. Стандарт USB 2.0 предлагает теоретическую максимальную скорость передачи сигналов 480 мегабит в секунду, в то время как USB 3.0 определяет максимальную скорость 5 гигабит в секунду. Другими словами, USB 3.0 теоретически быстрее, чем USB 2.0 более чем в десять раз.
Если бы сравнение заканчивалось на этом, вопрос обновления был бы решён. Кто бы не хотел, чтобы их USB-накопители были в десять раз быстрее?
На самом деле этот стандарт просто определяет максимальную скорость передачи данных через порт USB. У устройств есть «узкие места». Например, скорость USB-накопителя будет ограничена скоростью флеш-памяти.
Если вы не уверены, есть ли у оборудования порты USB 3.0, просто посмотрите на сами порты: USB 3.0 обычно окрашен в синий цвет. Многие компьютеры имеют порты обоих стандартов USB 2.0 и USB 3.0. На фото ниже порт слева - USB 2.0, а порт справа - USB 3.0.
порт слева - USB 2.0, а порт справа - USB 3.0
Тест реальной скорости
Оставим теорию в покое, давайте посмотрим, как работают флешки USB 3.0 в реальности. Итак, насколько быстрее флешка USB 3.0, чем USB 2.0? Сразу оговоримся, это зависит от конкретного диска.
Тест USB 3.0 флешек CrystalDiskMark
Протестированные с помощью программы CrystalDiskMark накопители USB 3.0 работают в диапазоне скоростей записи от 11,4 МБ/с до 286,2 МБ/с. Так же, было протестировано несколько USB 2.0 накопителей, скорости записи от 7,9 МБ/с до 9,5 МБ/с.
Примечательным является огромный разброс скоростей.
Предварительный вывод таков: самый медленный накопитель USB 3.0 лишь чуть-чуть быстрее, чем накопители USB 2.0. Скорость самого быстрого USB 3.0 накопителя выше лучшего показателя USB 2.0 более чем в 28 раз.
Неудивительно, что медленные диски стоят меньше, а быстрые дорогие. Очевидно, что самый быстрый накопитель достигает своей скорости используя «четыре канала флеш-памяти» вместо одного. Это явно стоит дороже.
Цена
Цена – краеугольный камень преткновения в вопросах быстродействия. Многие флеш-накопители USB 2.0 стоят очень дешево - например, флешку OltraMax USB 2.0 емкостью 8 ГБ можно купить менее чем за 300 ₽.
Флешка USB 3.1 Kingston HyperX Savage
USB 3.0 диски дороже. Самые быстрые накопители USB 3.0 будут самыми дорогими. Возможно, придется выложить 3000 ₽ или больше, чтобы увидеть действительно значительное улучшение скорости.
Спросите себя, сколько денег Вы готовы потратить и для каких целей будет использоваться диск? Нужен небольшой, дешевый диск для периодического копирования документов? USB 2.0 хорошо для этого подойдет. Если нужен флеш накопитель для частого использования и важна скорость, особенно если предполагается копировать большие файлы, Вам, вероятно, понадобится флешка USB 3.0.
Помните, сама по себе флешка USB 3.0 не означает молниеносную скорость. Дешёвые USB 3.0 накопители будут работать на скоростях аналогичных USB 2.0 при сравнимой стоимости. Для получения ощутимого увеличения быстродействия придется потратить больше денег.
Резюме
Стандарт USB 3.0 теоретически обеспечивает гораздо более высокую скорость передачи данных, но не каждый USB накопитель реализует эту возможность. Многие факторы, в том числе, какой контроллер флеш-памяти установлен внутри накопителя, имеют решающее значение.
Если Вам нужен надежный, быстрый USB-накопитель для частого использования - забудьте про флешки за 5 долларов! Не принимайте на веру указанные производителем значения скорости, поскольку производитель зачастую указывают завышенные значения, измеренные в идеальных лабораторных условиях. Опыт подсказывает, для того, чтобы определиться с выбором вещи, необходимо изучить отзывы других пользователей об этом товаре, посмотреть независимые тесты. На основании этой информации можно принять правильное решение о покупке.
И ещё. Некоторые USB устройства не будут работать быстрее только потому, что они используют USB 3.0. Например, используя компьютерную мышь или компьютерную клавиатуру, Вы не увидите никакого увеличения скорости ввода при переходе на USB 3.0. В конечном счете, все устройства будут использовать USB 3.0 или новее. И в этом нет ничего плохого - особенно с учетом обратной совместимости. Но нет смысла доплачивать за это, ведь можно подключить устройства USB 2.0 к портам USB 3.0.
Использовать флеш-накопитель USB с телефоном или планшетом Android
Вы когда-нибудь хотели смотреть видео на телефоне или планшете, не занимая места на внутреннем накопителе? Или, может быть, просто нужно посмотреть файл, который дал Вам друг. Большинство современных устройств Android поддерживают стандартные USB-накопители, поэтому можно подключить флешку так же, как на компьютере.
Современные версии Android имеют улучшенную поддержку внешних устройств хранения данных, но на некоторых старых устройствах этот процесс может потребовать рутирования. Итак, мы обсудим оба метода, начиная с простого метода без полномочий root для новых телефонов и планшетов.
К сожалению, это может не работать на некоторых устройствах. Устройство Android должно обладать возможностью работать в качестве хоста OTG. Некоторые смартфоны и планшеты могут не иметь этой возможности. Уточнить информацию о конкретном устройстве можно в интернете.
Если у Вашего устройства есть поддержка хоста OTG, просто используйте кабель (адаптер), чтобы соединить ваш телефон или планшет с Android и USB-накопитель - и все. Этот кабель также можно использовать для подключения других типов USB-устройств к телефону или планшету Android, включая USB компьютерная клавиатура, компьютерная мышь или другие игровые манипуляторы.
При подключении флешки microUSB дополнительный кабель OTG или адаптер не потребуется. Но подключение другого USB оборудования будет невозможным.
Поддерживаемые файловые системы
USB-накопитель в идеале должен быть отформатирован с файловой системой FAT32 для максимальной совместимости. Некоторые устройства Android также могут поддерживать файловую систему exFAT. К сожалению, ни одно из устройств Android не будет поддерживать файловую систему Microsoft NTFS.
Если устройство не отформатировано с соответствующей файловой системой, вы сможете отформатировать его после подключения к устройству Android. Однако форматирование диска удалит его содержимое, поэтому необходимо убедиться, что он находится в правильном формате при первой передаче файлов на него.
Метод без рута: для большинства новых устройств
В современных версиях Android, после подключения флешки, Вы получите уведомление о том, что диск готов «для передачи фотографий и мультимедиа». Вы увидите значок «USB накопитель», которая позволит вам просматривать файлы на диске, и кнопку «Извлечь», которая позволит вам безопасно извлечь диск.
Управление OTG устройством
Если вы используете более старую версию Android, вам может понадобиться стороннее приложение чтобы получить доступ к файлам.
Нажмите кнопку «USB накопитель» и откроется файловый менеджер Android, отображающий содержимое подключенного диска. Вы можете просматривать и управлять файлами, как обычно. Просто нажмите один или несколько файлов или папок, чтобы выбрать их.
Если у Вас есть музыка или фильмы на диске, вы можете нажать на них, чтобы открыть их в приложении просмотра мультимедиа на устройстве. Это позволит смотреть видео на телефоне с USB-накопителя, например, во время путешествий.
Конечно, можно установить стороннее приложение для управления файлами и использовать его вместо встроенного в Android файлового менеджера.
Вы также можете открыть приложение «Настройки Android» и нажать «Хранилище и USB», чтобы просмотреть обзор внутренней памяти устройства и всех подключенных внешних устройств хранения. Нажмите на внутреннюю память, чтобы просмотреть файлы на устройстве с помощью файлового менеджера. Также, файловый менеджер можно использовать для копирования или перемещения файлов на USB-накопитель.
Извлеките диск, когда закончите и подключите его к компьютеру или другому устройству Android. Это позволит передавать файлы туда и обратно.
При использовании флешки microUSB, имеющей двойной интерфейс подключения: microUSB и USB–A передача файлов между устройством Android и компьютером становится максимально легкой. Подключите флешку концом USB–A к ПК и переместите на нее нужную информацию. Далее, подключите флешку концом microUSB к смартфону или планшету и просматривайте скачанные файлы: фото, видео, музыку, документы.
Флешка microUSB SanDisk Ultra Dual Drive
Если вы хотите настроить дополнительные параметры, перейдите в «Настройки» устройства и нажмите кнопку «Меню» в файловом менеджере. Здесь есть опция «Форматировать». Все содержимое диска будет стерто без подключения к компьютеру.
Корневой метод: для устройств, которые не «видят» USB-накопители
Некоторые устройства могут поддерживать USB OTG, но по каким то причинам не поддерживают подключение USB-накопителя (обычно это устройства под управлением более старой версии Android). В этих случаях необходимо рутировать телефон и использовать приложение, например, StickMount для чтения флешки. Если у вас Android без встроенного проводника файлов, понадобится приложение для просмотра файлов, такое как ES File Explorer.
Мы протестировали этот процесс на старом Nexus 7 с 4.1 Jelly Bean, но нет гарантии, что так же будет на всех устройствах. Чем старше устройство, тем больше вероятность того, что вы столкнетесь с различными проблемами. Так что Ваши действия могут отличаться.
После того, как эти два приложения установлены, подключите один конец USB OTG-кабеля к устройству, а USB-накопитель к другому концу кабеля. Вы увидите приглашение StickMount. Нажмите OK, и StickMount сделает доступными файлы на устройстве USB.
Необходимо предоставить root-доступ для StickMount. Ничего не получится, если у Вас НЕ рутированное устройство.
При согласии с обоими диалоговыми окнами, выберите опцию «Использовать по умолчанию» в первом диалоговом окне для монтирования USB-накопителя автоматически в будущем. Далее появится уведомление о том, что StickMount успешно смонтировал устройство в / sdcard / usbStorage.
Откройте приложение ES File Explorer на устройстве и коснитесь папки usbStorge. Вы увидите как минимум одну папку внутри папки usbStorage. Эти папки представляют различные разделы на подключенных устройствах.
Нажмите на папку, и вы увидите файлы внутри нее. Нажмите или нажмите и удерживайте файлы, чтобы открыть их или управлять ими в обычном режиме.
Когда операции по управлению файлами будут закончены, Вы можете нажать опцию StickMount на панели уведомлений, чтобы отключить диск и затем извлечь его.
Поздравляем Вас с наступившим 2020 годом! От всей души желаем крепкого здоровья! Пускай с этого года и навсегда Вам сопутствует удача и только позитивные эмоции. Мир USB Вашему дому!
С 1 по 9 января 2020 года магазин работает в режиме приема предварительно оформленных заказов через корзину на сайте. Выполняться заказы будут начиная с 10 января 2020 года. Цены и наличие товара могут быть изменены.
