User:Toerm

From ICO wiki

Erialatutvustuse aine arvestustöö

Autor:
Esitamise kuupäev: 05. November 2011

Essee SSD ketasetest

SSD-ehk solid state drive, eestikeeles ka tuntud kui pooljuht kettana, on andmekandja, mis kasutab info talletamiseks püsimälu. SSD-d eristuvad tavalistest kõvaketastest (Hard Disk Drive ehk HDD), mis on elektromehhaanilised seadmed ja koosnevad pöörlevaist magnetilise materjaliga kaetud laengutega ketastest ja lugemis-/kirjutamispeast. SSD-d kasutavad selle asemel mikrokiipe ning ei sisalda mingeid liikuvaid osi. Opsüsteemile paistab pooljuhtketas tavalise kõvakettana ning selle kasutamiseks pole vaja spetsiaalseid draivereid. HDD-ga võrreldes on SSD vastupidavam füüsilistele löökidele, on vaiksem ja energiasäästlikum. Lisaks on pooljuhtketastel väiksem pöördusaeg ja suurem lugemiskiirus.. Kuna HDD ja SSD kasutavad samu liideseid, siis on HDD enamikul juhtudel asendatav SSD-ga. Liidesena on ka kasutusel PCI-e ja Mini PCI-e, kuna võimaldavad suuremat läbilaske riba. Alates 2010. aastast kasutab enamik pooljuhtkettaid Nand-tüüpi välkmälu, mis säilitab infot ka ilma pideva elektritoiteta. Mälu (muutmälu) kasutavad SSD-d on olemas olukordadeks, kus vajatakse veel kiiremat pöördumist, aga andmete püsivus pärast elektrivoolu katkemist pole oluline või kasutatakse akusid andmete salvestamiseks pärast voolu lõppu. Hübriidketas hõlmab HDD ja SSD omadusi ühes seadmes. Hübriidkettad võib hetkel juba ajalukku unustada, erilist edu neil polnud.

Flash tehnoloogial SSD-d

1994 aastal STEC Inc ostis Cirrus Logic’u flash controlleri liini. Pannes aluse firmal siseneda flash mälu tootmisesse tavaklientidele. 1995 aastal M-Systems tutvustas flash-il põhinevaid SSD kettaid. Neil oli eeliseks see, et need ei vajanud akusi andmete säilitamiseks mälus. Aga nad polnud nii kiired kui DRAM lahendused. Alates sellest ajast on kasutatud SDD –si kui hdd asendajaid peamiselt sõja- ja kosmose tööstuses, kuid ka missioonikriitilistes lahendustes.

Siinkohal võiks panna kirja flash SSD arengu numbritena:

1. Bitmicro, 1999a, 18GB 3.5“ SSD

2. Fusion-io, 2007a, 320GB, PCI-e SSD, 100 000 IOPS

3. OCZ, 2009a, 1TB, PCI-e x8, write 654MB/s, read 712MB/s


Arhitektuurilt on SSD peamised osad kontroller ja mälu. SSD info on jaotatud nand mälukividesse. Oma loomuselt on nand kivid suht kui mitte öelda väga aeglased. Kuna kasutavad 8/16 bit IO liidest. Ka pöördumisaeg on pikk ca 25us. Selleks, et saavutada soovitud häid tulemusi pannakse mälukivid paraleelselt tööle. Sellega kiirused tõusevad kordades ja pöördumiseag ka nn kaob ära. Põhilise töö teebki ära kontroller ja firmware. SSD kettal on oma loomuselt väga palju probleeme, mida kõike peab tarkvara ja kontroller lahendama.

Põhilised mõisted :

1. Error correction(ECC). Vigade parandamine.

2. Wear Leveling. Arvutatakse parim võimalik kustutamise võimekus pikemaks elueaks.

3. Bad block mapping. Vigase ploki märgistamine mitte kasutatavaks.

4. Read scrubbing and disturb managment. On mälu vigade parandamine. Ja mälu cellide lugemisel kõrvale jäävate cellide sisu kontrollimine ploki lugemisel.

5. Read and Write caching. Lugemise ja kirjutamise puffer mälu

6. Garbage collection. Kuna kustutada ainult plokkide kaupa, et siis juba tühjasi celle mõtetult üle üle kirjutataks(kirjutamiste arv on piiratud) vaadatakse välja tühjalt seisvad cellid ja sinna kirjutatakse info.

7. Encryption. Info krüpteerimine


Mälukivide tootjaid on maailmas vähe. Suurim on Samsung. Oma nime all müüakse ainult kõige kvaliteetsemalt õnnestunud kive. Vastavalt kvaliteedi klassile on muidugi ka hinnad. Odavad ja vigased kivid jõuavad läbi kolmandate tootjate ja brandide ikka lõpuks müügiletile. Odavate brandide nime all on näiteks Kingston ja teised. Mõningal juhul on orignaalis juba kividel 30% vigaseid celle, mis aga osavalt ära peidetakse ja tekkivate tohutute vigade massi jooksev töötlemine. Kõik see aga viib alla ketta parameetrid. Aga peamine eesmärk, odav hind, on muidugi täidetud. Aga tänapäeval visatakse ära ikka võimalikult vähe kive, kõik mida annab kuidagi-moodi kasutada ka müüakse maha.

SSD teoreetiline eluiga arvutatmine on suht lihtne. Kui kõik see keeruline kontrolleri ja tarkvara pakett töötab korrektselt, saab testide tulemusi esitada näiteks nii:

Usage Lifetime of a Sequential Written data on 32GB drive:

(GB/day) Years
3.22366.1
10757.2
32236.6
10075.7
320 23.

Tegelikkuses on uute asjadega nagu ikka, esimese aastaga on mitmed seeriad juba oma lõpu leidnud. Paljudel juhtudel on probleemiks just firmware vead. Näitena võib välja tuua Inteli 320 seeria SSD vea. Mis jättis kettast alles ainult 8MB. Ka kingstoni kõige levinum odav 32GB drive suremus protsent aktiivsetel kasutajatel on 100%. (4 ketta põhjal poole aasta jooksul) . Andmete taastamine On SSD ketastel keeruline. Esimestel seeriatel oli õnneks info mäludes krüptimata. Sellisel juhul on võmalik vigaselt kettalt, mis enam arvutile külge ei tule, info veel kätte saada. Küll keeruline protsess aga võimalik. Uuemad seeriad aga scramblivad ja krüptivad info ära ja selle kätte saamine muutub üha võimatumaks. Seega tuleks teha alati varukoopiaid. Sest nii lihtsalt enam andmeid ei taasta kui HDD korral oli võimalik. SSD kettad kipuvad ka katki minema teistmoodi kui HDD kettad. Ei tekki bad blokke nagu hdd’l, vaid üks hetk ketas enam külge ei tule ja kõik. Üks huvitav nüanss on veel trim käsk. Kui Windows 7 all HDD peal mingi fail ära kustutada, siis on seda võimalik veel taastada. SSD puhul aga trim käsuga tõmmatakse info jäädavalt maha ja taastada pole võimalik.

SSD-d on viimasel ajal ilmunud nii sülearvutitesse kui ka ultramobiilsetesse sülearvutitesse. SSD kettad on juba hinna ja kiiruse suhte poolest võrreldavad HDD-ga, hind sõltub nii tootjast, mahust ja andmekiirustest. Trend on, et kahe aastase intervalli jooksul vähenevad SSD hinnad poole võrra ja mahutavus suureneb 2 korda. Selle tulemusena on välkmälu põhised SSD-d saanud järjest populaarsemaks sülearvutites,tahvelarvutites ja ultramobiilsetes sülearvutites.

Discoverynews oktoobri lõpul avaldatud uudis SSD ketastest: "Firma OCZ Technology tutvustas esimesena maailmas 2,5" formaadis 1TB SSD pooljuht ketast. Kiiruseks lubatakse 560MB/s ja IOPS 45 000. Uus Indilinx Everest kontroller lubab senistest OCZ SSD ketastest 50% kiiremat bootimisaega."

Selle uudise põhjal tekkis huvi luua see kirjutis SSD’de kohta. Kuna tundub, et tulevik on juba mõne aasta pärast lõplikult SSD ketaste päralt.


Õpingukorralduse küsimused

Küsimus A

Kukkusid eksamil läbi. Kuidas edasi? Kaua on võimalik eksamit teha? Kellega kokkuleppida, et eksamit teha? Kuidas toimub järeleksamile registreerimine? Mis on tähtajad? Palju maksab, kui oled riigieelarvelisel (RE) kohal? Palju maksab, kui oled riigieelarvevälisel (REV) kohal?


Vastus

Kukkusid eksamil läbi. Kuidas edasi?

Tuleb sooritada korduseksam. Kusjuures aine õppejõul on õigus anda täiendavaid ülesandeid, mille täitmine on korduseksamile lubamise eelduseks. Ühe õppeaine piires on õigus kolmele sooritusel (see sisaldab ka esimest läbi kukkumist) Kaua on võimalik eksamit teha?

Õppur võib sooritada korduseksami kahe semestri jooksul pärast aine õpetamissemestri lõppul.

Kellega kokkuleppida, et eksamit teha?

Vastava aine õppejõuga.

Kuidas toimub järeleksamile registreerimine?

Järeleksamile tuleb registreerida õppeosakonnas.

Mis on tähtajad? Kordusekasmite tähtajad määrab ainet õpetav õppejõud kooskõlas õppeosakonnas koostatud soovitusliku ajakavaga. Kordussoorituse tasu tuleb maksta hiljemalt üleeelmise tööpäeva lõpuks arvestatuna eksami toimumise päevast.

Palju maksab, kui oled riigieelarvelisel (RE) kohal?

Riigieelarvelisel õppekohal õppijal on korduseksam tasuta.

Palju maksab, kui oled riigieelarvevälisel (REV) kohal?

Maksab 13 €

Küsimus 2

Juhtusid kaotama uksekaardi. Mis on tegevused ja teatamised? Juhtusid kaotama kapi võtme? Mis on tegevused ja teatamised?

Vastus

Juhtusid kaotama uksekaardi. Mis on tegevused ja teatamised?

Tuleb informeerida õppeosakonda. Siis tellida asenduskaart . Selleks tuleb tudengil siseneda www.minukool.ee keskkonda, “kaardi tellimine” aknasse ja kliki “telli asenduskaart” . Asenduskaardi tellimisel kaotab automaatselt kehtivuse varasemalt väljastatud kehtiv kaart ja tellimisprotsess on sarnane uue kaardi tellimisega. (vali “tavakaart” või “pangakaart” ning tasu asenduskaardi väljastamise eest vastavalt Eesti Üliõpilasliidu kehtestatud hinnakirjale 6,5 € ).


Juhtusid kaotama kapi võtme? Mis on tegevused ja teatamised?

Võtan ühendust õppetehnikuga. Tagatisrahast (13€) jään ilma.