محمد الجوهري
25-10-2012, 19:16
السلام عليكم و رحمة الله و بركاته
كل عام و أنتم بخير بمناسبة عيد الأضحى المُبارك, أعاده الله علينا و عليكم و على الأُمة بالخير و اليمن و البركات
سأتطرق اليوم للحديث عن قرص SSD من شركة Silicon Power طراز V60 بحجم 240 جيجابايت, و أدعوكم في البداية للتعرف عليه من خلال الفيديو
https://www.youtube.com/watch?v=I5VqXKSO4L0
رغم التطور الذي يشهده عالم الحواسيب و التقنية بشكل عام, إلا أن بعض الناس ما زالوا يجهلون معني SSD و هؤلاء أشرح لهم قليلاً ما هو SSD
"هل ما زلتم تشعرون بأن أجهزتكم باهظة الثمن تعاني من بطء مستمر؟ هل تساءلتم يوماً عن سبب بطء استجابة حاسوبك الشخصي عند فتح التطبيقات و الألعاب؟ هل قمت بتحديث جهازك على أمل أن يتحسن الأمر, و لكن اكتشفت أن عملية التحديث كانت بلا فائدة؟ هل فكرت يوماً في العامل المسئول عن هذا البطء المحسوس؟
يتكون الحاسوب من مجموعة من المكونات الصلبة و أخرى برمجية, المكونات الصلبة هي تلك الأشياء المحسوسة و لها نوعان؛ مكونات إلكترونية, و أخرى ميكانيكية. النوع الأول يتمثل في أشباه الموصلات التي تنتقل فيها الالكترونات المدفوعة بالطاقة, أما النوع الثاني فهو يشير للمكونات التي تعمل بحركة ميكانيكية مثل المراوح مثلاً. يبدو أنني نسيت أن أذكر لكم أن هناك نوعاً ثالث؛ و هو المكونات الهجينة التي تجمع في عملها بين النوع الأول و الثاني, فالأقراص الصلبة مثلاً تجميع في عملها بين الصفة الإلكترونية عندما يتعلق الأمر بالذاكرة المخبئة عليها Cache Memory, و لكنها من زاوية أخرى تمتلك صفة ميكانيكية تتمثل في الحركة الدورانية للأسطوانات الممغنطة بداخلها.
العامل الرئيسي الذي أشرتُ إليه في المقدمة هو تلك المكونات "الهجينة" التي تعتمد في عملها على الحركة الميكانيكية بشكل أساسي, لذا يمكنني القول بكل ثقة أن الأقراص الصلبة هي المسئول الأول عن بعض البطء الذي يشعر به المستخدم, رغم أن جهازه قد يكون مجهز بأحدث العتاد, إلا أن هذا العتاد الفخم عليه أن ينتظر القرص الصلب الميكانيكي البطيء ليمده بالمعلومات. انتظروا ! ولا تسيئوا الظن بالأقراص الصلبة, فهناك نوع من الأقراص يمكنه التعامل مع البيانات بسرعات مضاعفة, و الأهم بمعدل استجابة شبه لحظي, و هو ما يُعرف في عالم الحاسوب باسم أقراص الحالة الصلبة Solid State Drive و اختصاره SSD ... فما هو قرص الحالة الصلبة؟
أقراص الحالة الصلبة (و التي يُطلق عليها أيضاً أقراص الحالة الثابتة) هي نوع حديث -نسبياً- من وسائط التخزين التي لا تعتمد في عملها على الحركة الميكانيكية للأجزاء الدوارة التي عهدناها في الأقراص التقليدية. تعتمد الأقراص الجديدة في عملها على ذواكر الفلاش التي تنتقل البيانات بداخلها بسرعة مذهلة, و ليست السرعة وحدها هي ما يميز تلك الأقراص؛ فبجانب السرعة نجد أن لها قدرة عالية على تحمل الصدمات و السقطات و هو ما جعلها منذ ظهورها الخيار الأمثل للتخزين على الحواسيب المحمولة. كما أن استهلاكها للطاقة منخفض للغاية و تلك ميزة أخرى جعلتها تتفوق على الأقراص التقليدية عند استخدامها مع الحواسيب المحمولة, فضلاً عن حجمها الصغير و الذي -عادة- ما يكون 2.5 بوصة. الأمر الأهم بالنسبة لمحبي الهدوء الشديد هو أن صوتها منعدم, بعكس الأقراص التقليدية التي يؤدي صوت إبرة رأس القراءة بداخلها لشعور المستخدم أنه ثمة خطأ ما في جهازه !"
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-01_zps8b9eae49.jpg
عندما تعاملت مع أقراص SSD من شركة Silicon Power للمرة الأولى كان القرص V20 هو بطل القصة, و رغم أنه كان يعمل على واجهة SATA II إلا أنه قدم أداء ممتاز. الأداء لم يكن مهماً مصدر إعجابي بالقرص آنذاك بقدر ما كانت قدرته على التحمل؛ لقد عاني هذا القرص أشد المعاناة و تنقل بين الأجهزة المختلفة دون أن يشق عليه الأمر, و تحمل الصعاب من وقعات و صدمات و إهانات, إلا أنه ظل ثابت صامد يعمل بكل كفاءة. اليوم موعدنا مع قرص V60 الذي يعمل على واجهة SATA III الأحدث.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-02_zps5c2095d7.jpg
تحمل الواجهة الأمامية لعلبة القرص صورة له مع توضيح للمساحة في الأعلى -240 جيجابايت في حالتنا- و اسم الطراز V60 و كلمة SSD باللون الذهبيّ, و أسفل اليمين نجد بعض الشعارات مثل كونه يعمل في صمت شأنه شان أي SSD آخر, كما أنه موفر للطاقة و مضاد للصدمات, هذا كله فضلاً عن توفير الشركة للوحة معدنية Bracket للتحويل من حجم 2.5 بوصة إلى الحجم الأكبر 3.5 بوصة.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-03_zps16677b1a.jpg
كانت تجربتي مع Silicon Power E25 غير جيدة, و أتمنى أن يكون هذا القرص أفضل في كافة نواحي القصور التي واجهتها مع القرص الآخر و أهمها الأداء غير المُرضي.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-04_zpsa9dbf550.jpg
تحمل الواجهة الخلفية مقارنة سريعة بين سرعة SSD و الأقراص التقليدية HDD و بالطبع الغلبة هنا لأقراص الحالة الثابتة SSD. أهم ما أراه على تلك الناحية هو شعار SandForce الشهير.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-05_zps04a101de.jpg
إذا نظرنا على المتعلقات التي تأتي مع القرص فهي –كالعادة- غير مثيرة للانتباه, أهمها اللوحة المعدنية, و كتيب التعليمات الصغير و بعض المسامير و القرص نفسه بكل تأكيد.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-07_zps109a9b3c.jpg
القطعة المعدنية لونها أسود و مكتوب عليها Silicon Power كما أنها ذات ملمس ناعم و شكل جذاب.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-06_zps46ee4839.jpg
وضعت الشركة القرص داخل علبه فخمة عليها غلاف شفاف من الأعلى, و الهدف من هذا واضح و معروف؛ الحفاظ على القرص من الصدمات أثناء النقل و الشحن و الحركة. تغليف ممتاز, و أمر تُشكر عليه Silicon Power.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-08_zps0bdf0b29.jpg
تصميم القرص ممتاز؛ و استخدمت الشركة واجهة من الألومنيوم جميل الشكل ذو الصفة المعدنية بدلاً من وضع ملصق كما تفعل معظم الشركات.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-09_zps2875159e.jpg
يأتي القرص بحجم 2.5 بوصة و هو أمر تقليدي كمعظم أقراص SSD الأخرى.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-10_zpsa226a247.jpg
زوايا القرص تتميز بانحناءات جميلة, كما أننا نرى على الجانب الرقم التسلسليّ.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-11_zpsb663ba63.jpg
سعة قرص اليوم 240 جيجابايت, و القرص مصنوع في تايوان كما هو ظاهر, القرص متوفر أيضاً في سعات 60, و 120, و 480 جيجابايت.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-12_zps74f27581.jpg
اسم الشركة تم كتابته باستخدام معدن بارز مما يُضفي كثير من الفخامة على شكل القرص. و نجد اسم الطراز مكتوب أمامنا و واجهة التوصيل SATA III.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-13_zpsafd56405.jpg
لا شيء مميز على الجهة الخلفية للقرص, و لا تتوفر أي معلومات أخرى. أنصح الشركات باستغلال تلك الأماكن الشاغرة في وضع مُلصقات مثلاً عن بعض المعلومات الإضافية التي ستكون محل ترحاب من المستخدمين عوضاً عن ترك الأماكن شاغرة هكذا. يوجد مُلصق للضمان على جانب القرص و لا يجب إزالته.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-14_zpsc3df9175.jpg
يعمل القرص على واجهة SATA III بسرعة 6 جيجا بت/ثانية و يتم تشغيله عبر توصيل سلك SATA و سلك آخر لتغذيته بالكهرباء.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-15_zpsf26bb5f0.jpg
لم ألتفت لملصق الضمان المسكين –كالعادة- و فتحت القرص لأتفحص مكوناته عن قرب. العُلبة المُحيطة بالقرص معدنية صلبة قوية, و على كل جانب منها من الداخل قطعة من الإسفنج للضغط على القرص و حفظه في مكانه بلا حراك أو اهتزاز.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-16_zps625cf176.jpg
نرى أمامنا اللوحة المطبوعة PCB للقرص بالحجم الكامل, تم استغلالها في توصيل المتحكم و شرائح الذاكرة, اللوحة لونها أخضر كمعظم لوحات الأقراص الأخرى.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-19_zpsb29b3775.jpg
هذا هو العقل المدبر, المتحكم الذي يراقب كافة العمليات التي تجري داخل القرص و ينظم عمليات القراءة و الكتابة و الحذف أيضاً. و هو العامل الأساسيّ وراء نجاح الأقراص في إعطاء أداء جيد من عدمه. متحكمات LSI SandForce تحظى بشهرة مستحقة و تستحوذ على ثقة الجماهير حول العالم. المتحكم الذي يعمل عليه القرص من طراز SF-2281 الداعم لواجهة SATA III بسرعة تصل إلى 6 Gbps و هو ما يجعله قادراً على تقديم سرعة قراءة و كتابة متتابعة تتعدى 500 ميجابايت/ثانية. سرعة مذهلة حقاً عند مقارنتها بجيل SATA II السابق. يدعم المتحكم مجموعة من التقنيات التي من شأنها الحفاظ على القرص على مر الاستخدام المكثف دون حدوث هبوط في الأداء؛ فالقرص يدعم تقنيات مثل DuraWrite™.
متحكم SandForce الحديث SF2281 يتشرف بانتمائه لعائلة SF2000 من شركة SandForce. ظهرت مجموعة من التحسينات و التحديثات على متحكمات الجيل الجديد, فبرغم تقديم الجيل السابق لأداء رائع حاز على إعجاب كثير من الخبراء فإن الجيل الجديد يأتي ليقدم مفهوم جديد للأداء الفائق. تحتوي العائلة على ثمانية متحكمات (بعض الناس يطلقون عليها معالجات لقرب عملها من فكرة عمل المعالج المركزيّ) كل منها موجه لفئة محددة من الاستخدام و مجموعة معينة من المستخدمين. أهم فردين من أفراد العائلة هما المتحكمين SF2281 و SF2282 و هما موجهين لمستخدمي الحواسيب الراغبين في الحصول على أداء فائق من أقراصهم الصلبة. كلا المتحكمين يدعمان واجهة SATA III بسرعة 6 جيجا بت/ثانية. الفرق بينهما هو أن المتحكم الأكبر SF2282 موجه لدعم الأقراص ذات المساحة التي تتجاوز 512 جيجابايت.
لعل أهم مزايا تلك المتحكمات الجديدة عن متحكم SF1200 القديم هو دعمهم الكامل لواجهة SATA III و هي الواجهة التي ساهمت في دفع أداء الأقراص الصلبة لأفاق جديدة بسرعات تجاوزت 500 ميجابايت/ثانية للقراءة و الكتابة المتتالية. الأمر الذي جعل المستخدمين يصبون جام توجههم نحو أقراص الواجهة الجديدة و يعتبرون أقراص الجيل القديم -رغم سرعتها الفائقة- شيئاً من الماضي لا يجوز التفكير فيه بعد الآن.
بشكل عام, تُعتبر التقنيات التي يقدمها متحكم SandForce هي مصدر القوة الأكبر التي تعطيه أفضلية على غيره من المتحكمات. فمتحكمات SandForce تقوم بضغط البيانات قبل تخزينها على ذواكر الفلاش! عملية الضغط هذه تهدف إلى الحفاظ على القرص و خصوصاً ذواكر الفلاش لفترة أطول من الزمن حيث أن ضغط الملفات يساهم في تقليل عملية الكتابة ذاكرة الفلاش. و هذا يعني أن عدد أقل من خلايا الذاكرة سيتم شغله من أجل حفظ ملف أو قراءة ملف مثلاً و هو ما يساهم بالتبعية في منح الذاكرة عمراً أطول. توفر المتحكمات مجموعة أخرى من التقنيات سنتطرق لها في مقالات منفصلة في المستقبل.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-18_zpsfbc5c46e.jpg
رغم قوة المتحكم, لا تزال أقراص SSD بحاجة لذواكر NAND Flash عالية الأداء؛ ذواكر NAND هي المسئولة عن التخزين داخل أقراص الحالة الصلبة؛ فهذه الشرائح المستطيلة صغيرة الحجم فائقة السرعة هي التي تحتوي البيانات بداخلها لتخزينها و تقديمها وقت الحاجة. و بما أننا بدأنا الحديث عن ذواكر الفلاش فسأتوقف للحديث هنا قليلاً, ربما تساءلتم عن السبب وراء انخفاض أسعار بعض الأقراص عن غيرها رغم استخدام كلا القرصين لنفس المتحكم. كما أن فرق السعر بين قرص و آخر يحملان نفس السعة التخزينية هو أمر محير. السبب في الفجوة بين سعريّ القرصين يعود إلى ذواكر الفلاش المستخدمة مع كل قرص (طالما أن المتحكم و السعة متطابقين في كلا القرصين).
ذواكر NAND لها تاريخ طويل ربما أتحدث عنه في وقت لاحق, بدأ الأمر في مارس عام 2006 قام اتحاد من مجموعة من مصنعي الشرائح الإلكترونية الذين عملوا سوياً من أجل تصميم و إنشاء نظام قياسيّ لذواكر الفلاش يُعرف باسم ONFi (حرف i يُكتب بصيغته الصُغرى) و هي اختصار لكلمات Open NAND Flash Interface, لم يتم تأسيس المجموعة من أجل إعادة صياغة طرق إنتاج ذواكر الفلاش, و إنما كان الهدف هو توحيد معيارية إنتاج و تصنيع ذواكر الفلاش لكي يسهل ذلك من انتشارها و توافقيتها مع معظم الأجهزة الإلكترونية الحديثة.
جدير بالذكر أن الشركات المشتركة في هذا المعيار هم Hynix, و Intel, و Micron Technology, و Phison, و SanDisk و Sony, و Numonyx. بينما اتجهت توشيبا و سامسونج أكبر شركتين في إنتاج ذواكر الفلاش في العالم في الإتجاه المعاكس و قاموا بتصميم و تبني نظام آخر لتصنيع ذواكر الفلاش. يجب الاعتراف أن الإصدار الأول من ذواكر ONFi كان فقيراً و ظل آداؤه محدوداً بسرعة لم تتجاوز 50 ميجابايت/ثانية. السبب الأساسيّ لهذه المحدودية يرجع لتبنيهم الواجهة الغير متزامنة في عمل الفلاشات Asynchronous. في فبراير عام 2008 ظهر المعيار الجديد ONFi 2 و كان أهم ما يميزه هو اعتماده على الواجهة المتزامنة في نقل البيانات و هو ما كان له الفضل في زيادة السرعة إلى 133 ميجابايت/ثانية. المعيارين ONFi 2.1 و ONFi 2.2 يدعمان سرعات تصل إلى 166 , 200 ميجابايت/ثانية. ما زال العالم يانتظار ONFi 3.0 الذي ما يزال قيد التطوير و يُتوقع أن يصل إلى سرعة 400 ميجابايت/ثانية.
و يقوم بعض الناس بتلخيص ما سبق بأن ذاكرة الفلاش المعتمدة على معيار ONFi تنقسم إلى نوعين رئيسيين؛ الأول هو الذاكرة المتزامنة Synchronous و أُطلق عليها اسم متزامنة لأن البيانات في هذه الذواكر تسير في اتجاهين مختلفين في نفس الوقت, كما أن البيانات تنتقل بشكل متزامن, و هي الأغلى ثمناً و الأفضل أداءً. أما النوع الثاني هو الذواكر غير المتزامنة Asynchronous فيتم نقل البيانات في اتجاه واحد فقط و بشكل غير متزامن, و هي الأرخص ثمناً لكن أداءها أيضاً أقل من أداء النوع الأول.
قرص اليوم لا يستخدم النوع الأول و لا النوع الثاني, لأنه معتمد على معيار مختلف تماماً, هو نفس المعيار الذي تبنته Toshiba و Samsung كما اشرت سابقاً, المعيار اسمه Toggle DDR و هي واجهة أرقى من واجهة ONFi و أعلى أيضاً في الأداء. الذواكر هنا من شركة SanDisk و هذه أول مرة أتعامل مع ذواكر NAND من تلك الشركة, الذواكر من طراز SDZNPQBHER-016GT و هي ذواكر من فئة Toggle NAND عالية الأداء كما ذكرت, تم تصنيعها بدقة تصنيع 24 نانومتر. كل شريحة تأتي بسعة 16 جيجابايت كما هو واضح من اسمها, و على هذا الجانب نجد 8 شرائح بمجموع 128 جيجابايت.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-17_zpsa4c33567.jpg
باقي الشرائح موجودة على الجانب الآخر و عددهم ثماني شرائح بنفس السعات الموجودة على الجانب الآخر, اي بمجموع 128 جيجابايت.
القرص داعم للأمر TRIM
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/Benchmarks/crystaldiskinfo.jpg
هل تساءلتم يوماً عن آلية عمل برامج استعادة الملفات المحذوفة؟
عندما تقوم بتحديد ملف أو مجموعة ملفات على جهاز الحاسوب, و تعطيه الأمر بحذف هذا الملف, فإن القرص يقوم تلقائياً بتحديد مكان القطاعات التي يشغلها الملف و يعلّم عليها بأنها منطقة فارغة مما يكون له الفضل في أن تظهر تلك المنطقة كمساحة فارغة على القرص. إلا أنها في الواقع لا تكون فارغة؛ لأن الملف الذي أمرت بحذفه لم يتم حذفه, و إنما تم إخفاءه فقط بحيث لا تجد له أثر عند استخدامك للقرص. و هنا تكمن وظيفة برامج استعادة الملفات المحذوفة و التي تقوم بالبحث عن تلك الأماكن التي أعطى القرص إشارة أنها فارغة, و يقوم برنامج استعادة الملفات المحذوفة بالتدقيق و عمل مسح على تلك القطاعات لكي يستطيع استخراج البيانات المخزنة عليها (التي قمت أنت بإعطاء الأمر بحذفها, لكن القرص لم يحذفها فعلياً, و إنما أعطى إشارة أنها فارغة).
تظل تلك الأماكن الفارغة شكلياً و المليئة بالبيانات فعلياً جاهزة حتى تمتلئ باقي القطاعات و عندما تقوم بإضافة ملف جديد للقرص, فأين سيتم تخزين ذلك الملف؟ ببساطة, يتم تخزينها في الأماكن التي كانت تشغلها الملفات الأولى التي قمت أنت بحذفها مسبقاً, الأماكن التي تحدثت عنها في السطر السابق و التي تكون فارغة شكلياً, إلا أنها تكون مليئة بالبيانات فعلياً. و عندما تقوم بإضافة ملفات جديدة على تلك القطاعات فإن الملفات الجديدة تحل محل الملفات القديمة. لا تعاني الأقراص التقليدية من تلك العملية, إلا أن أقراص SSD تعاني كثيراً, حيث تضطر عند إجراء عملية الكتابة على الملفات القديمة و التي تم حذفها نظرياً أن تقوم بحذف تلك الملفات أولاً حتى تحل محلها الملفات الجديدة, و هذا يستهلك الكثير من موارد القرص, حيث أنه في عملية إعادة الكتابة على ملفات محذوفة يكون أمام القرص عمليتين هما 1. حذف الملفات القديمة, و التي تم حذفها نظرياً و لم يتم حذفها فعلياً. 2. كتابة الملفات الجديدة.
ظلت الأقراص تعاني حتى ظهر الأمر TRIM,وظيفة هذا الأمر أنه يحرص على حذف البيانات بشكل كامل عندما يقوم المستخدم بعملية الحذف, فلا يكتفي القرص بالتحديد على الملفات القديمة بأنها محذوفة, بل يتعدى ذلك بحذفها فعلياً حتى يتيح الفرصة و يجهز المساحة الفارغة للملفات الجديدة التي سيتم إضافتها لاحقاً. يقوم الأمر بإعطاء تنبيه للقرص بأن يقوم بالتحديد على الملفات المراد حذفها أولاً و إظهار أنها محذوفة ثم يقوم بعد ذلك بحذفها من على ذواكر الفلاش فعلياً. عند تفعيل الأمر TRIM يستحيل استعادة الملفات التي تم حذفها من على القرص الصلب SSD.
مواصفات جهاز الاختبار
Intel Core™ I5 2500K
Gigabyte GA-Z77X-UD5H
G.Skill Ares 2133MHz 8GB DDR3
EVGA GTX560 Ti Maximum Graphics Edition
Antec HCP-1200 PSU
كل عام و أنتم بخير بمناسبة عيد الأضحى المُبارك, أعاده الله علينا و عليكم و على الأُمة بالخير و اليمن و البركات
سأتطرق اليوم للحديث عن قرص SSD من شركة Silicon Power طراز V60 بحجم 240 جيجابايت, و أدعوكم في البداية للتعرف عليه من خلال الفيديو
https://www.youtube.com/watch?v=I5VqXKSO4L0
رغم التطور الذي يشهده عالم الحواسيب و التقنية بشكل عام, إلا أن بعض الناس ما زالوا يجهلون معني SSD و هؤلاء أشرح لهم قليلاً ما هو SSD
"هل ما زلتم تشعرون بأن أجهزتكم باهظة الثمن تعاني من بطء مستمر؟ هل تساءلتم يوماً عن سبب بطء استجابة حاسوبك الشخصي عند فتح التطبيقات و الألعاب؟ هل قمت بتحديث جهازك على أمل أن يتحسن الأمر, و لكن اكتشفت أن عملية التحديث كانت بلا فائدة؟ هل فكرت يوماً في العامل المسئول عن هذا البطء المحسوس؟
يتكون الحاسوب من مجموعة من المكونات الصلبة و أخرى برمجية, المكونات الصلبة هي تلك الأشياء المحسوسة و لها نوعان؛ مكونات إلكترونية, و أخرى ميكانيكية. النوع الأول يتمثل في أشباه الموصلات التي تنتقل فيها الالكترونات المدفوعة بالطاقة, أما النوع الثاني فهو يشير للمكونات التي تعمل بحركة ميكانيكية مثل المراوح مثلاً. يبدو أنني نسيت أن أذكر لكم أن هناك نوعاً ثالث؛ و هو المكونات الهجينة التي تجمع في عملها بين النوع الأول و الثاني, فالأقراص الصلبة مثلاً تجميع في عملها بين الصفة الإلكترونية عندما يتعلق الأمر بالذاكرة المخبئة عليها Cache Memory, و لكنها من زاوية أخرى تمتلك صفة ميكانيكية تتمثل في الحركة الدورانية للأسطوانات الممغنطة بداخلها.
العامل الرئيسي الذي أشرتُ إليه في المقدمة هو تلك المكونات "الهجينة" التي تعتمد في عملها على الحركة الميكانيكية بشكل أساسي, لذا يمكنني القول بكل ثقة أن الأقراص الصلبة هي المسئول الأول عن بعض البطء الذي يشعر به المستخدم, رغم أن جهازه قد يكون مجهز بأحدث العتاد, إلا أن هذا العتاد الفخم عليه أن ينتظر القرص الصلب الميكانيكي البطيء ليمده بالمعلومات. انتظروا ! ولا تسيئوا الظن بالأقراص الصلبة, فهناك نوع من الأقراص يمكنه التعامل مع البيانات بسرعات مضاعفة, و الأهم بمعدل استجابة شبه لحظي, و هو ما يُعرف في عالم الحاسوب باسم أقراص الحالة الصلبة Solid State Drive و اختصاره SSD ... فما هو قرص الحالة الصلبة؟
أقراص الحالة الصلبة (و التي يُطلق عليها أيضاً أقراص الحالة الثابتة) هي نوع حديث -نسبياً- من وسائط التخزين التي لا تعتمد في عملها على الحركة الميكانيكية للأجزاء الدوارة التي عهدناها في الأقراص التقليدية. تعتمد الأقراص الجديدة في عملها على ذواكر الفلاش التي تنتقل البيانات بداخلها بسرعة مذهلة, و ليست السرعة وحدها هي ما يميز تلك الأقراص؛ فبجانب السرعة نجد أن لها قدرة عالية على تحمل الصدمات و السقطات و هو ما جعلها منذ ظهورها الخيار الأمثل للتخزين على الحواسيب المحمولة. كما أن استهلاكها للطاقة منخفض للغاية و تلك ميزة أخرى جعلتها تتفوق على الأقراص التقليدية عند استخدامها مع الحواسيب المحمولة, فضلاً عن حجمها الصغير و الذي -عادة- ما يكون 2.5 بوصة. الأمر الأهم بالنسبة لمحبي الهدوء الشديد هو أن صوتها منعدم, بعكس الأقراص التقليدية التي يؤدي صوت إبرة رأس القراءة بداخلها لشعور المستخدم أنه ثمة خطأ ما في جهازه !"
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-01_zps8b9eae49.jpg
عندما تعاملت مع أقراص SSD من شركة Silicon Power للمرة الأولى كان القرص V20 هو بطل القصة, و رغم أنه كان يعمل على واجهة SATA II إلا أنه قدم أداء ممتاز. الأداء لم يكن مهماً مصدر إعجابي بالقرص آنذاك بقدر ما كانت قدرته على التحمل؛ لقد عاني هذا القرص أشد المعاناة و تنقل بين الأجهزة المختلفة دون أن يشق عليه الأمر, و تحمل الصعاب من وقعات و صدمات و إهانات, إلا أنه ظل ثابت صامد يعمل بكل كفاءة. اليوم موعدنا مع قرص V60 الذي يعمل على واجهة SATA III الأحدث.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-02_zps5c2095d7.jpg
تحمل الواجهة الأمامية لعلبة القرص صورة له مع توضيح للمساحة في الأعلى -240 جيجابايت في حالتنا- و اسم الطراز V60 و كلمة SSD باللون الذهبيّ, و أسفل اليمين نجد بعض الشعارات مثل كونه يعمل في صمت شأنه شان أي SSD آخر, كما أنه موفر للطاقة و مضاد للصدمات, هذا كله فضلاً عن توفير الشركة للوحة معدنية Bracket للتحويل من حجم 2.5 بوصة إلى الحجم الأكبر 3.5 بوصة.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-03_zps16677b1a.jpg
كانت تجربتي مع Silicon Power E25 غير جيدة, و أتمنى أن يكون هذا القرص أفضل في كافة نواحي القصور التي واجهتها مع القرص الآخر و أهمها الأداء غير المُرضي.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-04_zpsa9dbf550.jpg
تحمل الواجهة الخلفية مقارنة سريعة بين سرعة SSD و الأقراص التقليدية HDD و بالطبع الغلبة هنا لأقراص الحالة الثابتة SSD. أهم ما أراه على تلك الناحية هو شعار SandForce الشهير.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-05_zps04a101de.jpg
إذا نظرنا على المتعلقات التي تأتي مع القرص فهي –كالعادة- غير مثيرة للانتباه, أهمها اللوحة المعدنية, و كتيب التعليمات الصغير و بعض المسامير و القرص نفسه بكل تأكيد.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-07_zps109a9b3c.jpg
القطعة المعدنية لونها أسود و مكتوب عليها Silicon Power كما أنها ذات ملمس ناعم و شكل جذاب.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-06_zps46ee4839.jpg
وضعت الشركة القرص داخل علبه فخمة عليها غلاف شفاف من الأعلى, و الهدف من هذا واضح و معروف؛ الحفاظ على القرص من الصدمات أثناء النقل و الشحن و الحركة. تغليف ممتاز, و أمر تُشكر عليه Silicon Power.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-08_zps0bdf0b29.jpg
تصميم القرص ممتاز؛ و استخدمت الشركة واجهة من الألومنيوم جميل الشكل ذو الصفة المعدنية بدلاً من وضع ملصق كما تفعل معظم الشركات.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-09_zps2875159e.jpg
يأتي القرص بحجم 2.5 بوصة و هو أمر تقليدي كمعظم أقراص SSD الأخرى.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-10_zpsa226a247.jpg
زوايا القرص تتميز بانحناءات جميلة, كما أننا نرى على الجانب الرقم التسلسليّ.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-11_zpsb663ba63.jpg
سعة قرص اليوم 240 جيجابايت, و القرص مصنوع في تايوان كما هو ظاهر, القرص متوفر أيضاً في سعات 60, و 120, و 480 جيجابايت.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-12_zps74f27581.jpg
اسم الشركة تم كتابته باستخدام معدن بارز مما يُضفي كثير من الفخامة على شكل القرص. و نجد اسم الطراز مكتوب أمامنا و واجهة التوصيل SATA III.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-13_zpsafd56405.jpg
لا شيء مميز على الجهة الخلفية للقرص, و لا تتوفر أي معلومات أخرى. أنصح الشركات باستغلال تلك الأماكن الشاغرة في وضع مُلصقات مثلاً عن بعض المعلومات الإضافية التي ستكون محل ترحاب من المستخدمين عوضاً عن ترك الأماكن شاغرة هكذا. يوجد مُلصق للضمان على جانب القرص و لا يجب إزالته.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-14_zpsc3df9175.jpg
يعمل القرص على واجهة SATA III بسرعة 6 جيجا بت/ثانية و يتم تشغيله عبر توصيل سلك SATA و سلك آخر لتغذيته بالكهرباء.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-15_zpsf26bb5f0.jpg
لم ألتفت لملصق الضمان المسكين –كالعادة- و فتحت القرص لأتفحص مكوناته عن قرب. العُلبة المُحيطة بالقرص معدنية صلبة قوية, و على كل جانب منها من الداخل قطعة من الإسفنج للضغط على القرص و حفظه في مكانه بلا حراك أو اهتزاز.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-16_zps625cf176.jpg
نرى أمامنا اللوحة المطبوعة PCB للقرص بالحجم الكامل, تم استغلالها في توصيل المتحكم و شرائح الذاكرة, اللوحة لونها أخضر كمعظم لوحات الأقراص الأخرى.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-19_zpsb29b3775.jpg
هذا هو العقل المدبر, المتحكم الذي يراقب كافة العمليات التي تجري داخل القرص و ينظم عمليات القراءة و الكتابة و الحذف أيضاً. و هو العامل الأساسيّ وراء نجاح الأقراص في إعطاء أداء جيد من عدمه. متحكمات LSI SandForce تحظى بشهرة مستحقة و تستحوذ على ثقة الجماهير حول العالم. المتحكم الذي يعمل عليه القرص من طراز SF-2281 الداعم لواجهة SATA III بسرعة تصل إلى 6 Gbps و هو ما يجعله قادراً على تقديم سرعة قراءة و كتابة متتابعة تتعدى 500 ميجابايت/ثانية. سرعة مذهلة حقاً عند مقارنتها بجيل SATA II السابق. يدعم المتحكم مجموعة من التقنيات التي من شأنها الحفاظ على القرص على مر الاستخدام المكثف دون حدوث هبوط في الأداء؛ فالقرص يدعم تقنيات مثل DuraWrite™.
متحكم SandForce الحديث SF2281 يتشرف بانتمائه لعائلة SF2000 من شركة SandForce. ظهرت مجموعة من التحسينات و التحديثات على متحكمات الجيل الجديد, فبرغم تقديم الجيل السابق لأداء رائع حاز على إعجاب كثير من الخبراء فإن الجيل الجديد يأتي ليقدم مفهوم جديد للأداء الفائق. تحتوي العائلة على ثمانية متحكمات (بعض الناس يطلقون عليها معالجات لقرب عملها من فكرة عمل المعالج المركزيّ) كل منها موجه لفئة محددة من الاستخدام و مجموعة معينة من المستخدمين. أهم فردين من أفراد العائلة هما المتحكمين SF2281 و SF2282 و هما موجهين لمستخدمي الحواسيب الراغبين في الحصول على أداء فائق من أقراصهم الصلبة. كلا المتحكمين يدعمان واجهة SATA III بسرعة 6 جيجا بت/ثانية. الفرق بينهما هو أن المتحكم الأكبر SF2282 موجه لدعم الأقراص ذات المساحة التي تتجاوز 512 جيجابايت.
لعل أهم مزايا تلك المتحكمات الجديدة عن متحكم SF1200 القديم هو دعمهم الكامل لواجهة SATA III و هي الواجهة التي ساهمت في دفع أداء الأقراص الصلبة لأفاق جديدة بسرعات تجاوزت 500 ميجابايت/ثانية للقراءة و الكتابة المتتالية. الأمر الذي جعل المستخدمين يصبون جام توجههم نحو أقراص الواجهة الجديدة و يعتبرون أقراص الجيل القديم -رغم سرعتها الفائقة- شيئاً من الماضي لا يجوز التفكير فيه بعد الآن.
بشكل عام, تُعتبر التقنيات التي يقدمها متحكم SandForce هي مصدر القوة الأكبر التي تعطيه أفضلية على غيره من المتحكمات. فمتحكمات SandForce تقوم بضغط البيانات قبل تخزينها على ذواكر الفلاش! عملية الضغط هذه تهدف إلى الحفاظ على القرص و خصوصاً ذواكر الفلاش لفترة أطول من الزمن حيث أن ضغط الملفات يساهم في تقليل عملية الكتابة ذاكرة الفلاش. و هذا يعني أن عدد أقل من خلايا الذاكرة سيتم شغله من أجل حفظ ملف أو قراءة ملف مثلاً و هو ما يساهم بالتبعية في منح الذاكرة عمراً أطول. توفر المتحكمات مجموعة أخرى من التقنيات سنتطرق لها في مقالات منفصلة في المستقبل.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-18_zpsfbc5c46e.jpg
رغم قوة المتحكم, لا تزال أقراص SSD بحاجة لذواكر NAND Flash عالية الأداء؛ ذواكر NAND هي المسئولة عن التخزين داخل أقراص الحالة الصلبة؛ فهذه الشرائح المستطيلة صغيرة الحجم فائقة السرعة هي التي تحتوي البيانات بداخلها لتخزينها و تقديمها وقت الحاجة. و بما أننا بدأنا الحديث عن ذواكر الفلاش فسأتوقف للحديث هنا قليلاً, ربما تساءلتم عن السبب وراء انخفاض أسعار بعض الأقراص عن غيرها رغم استخدام كلا القرصين لنفس المتحكم. كما أن فرق السعر بين قرص و آخر يحملان نفس السعة التخزينية هو أمر محير. السبب في الفجوة بين سعريّ القرصين يعود إلى ذواكر الفلاش المستخدمة مع كل قرص (طالما أن المتحكم و السعة متطابقين في كلا القرصين).
ذواكر NAND لها تاريخ طويل ربما أتحدث عنه في وقت لاحق, بدأ الأمر في مارس عام 2006 قام اتحاد من مجموعة من مصنعي الشرائح الإلكترونية الذين عملوا سوياً من أجل تصميم و إنشاء نظام قياسيّ لذواكر الفلاش يُعرف باسم ONFi (حرف i يُكتب بصيغته الصُغرى) و هي اختصار لكلمات Open NAND Flash Interface, لم يتم تأسيس المجموعة من أجل إعادة صياغة طرق إنتاج ذواكر الفلاش, و إنما كان الهدف هو توحيد معيارية إنتاج و تصنيع ذواكر الفلاش لكي يسهل ذلك من انتشارها و توافقيتها مع معظم الأجهزة الإلكترونية الحديثة.
جدير بالذكر أن الشركات المشتركة في هذا المعيار هم Hynix, و Intel, و Micron Technology, و Phison, و SanDisk و Sony, و Numonyx. بينما اتجهت توشيبا و سامسونج أكبر شركتين في إنتاج ذواكر الفلاش في العالم في الإتجاه المعاكس و قاموا بتصميم و تبني نظام آخر لتصنيع ذواكر الفلاش. يجب الاعتراف أن الإصدار الأول من ذواكر ONFi كان فقيراً و ظل آداؤه محدوداً بسرعة لم تتجاوز 50 ميجابايت/ثانية. السبب الأساسيّ لهذه المحدودية يرجع لتبنيهم الواجهة الغير متزامنة في عمل الفلاشات Asynchronous. في فبراير عام 2008 ظهر المعيار الجديد ONFi 2 و كان أهم ما يميزه هو اعتماده على الواجهة المتزامنة في نقل البيانات و هو ما كان له الفضل في زيادة السرعة إلى 133 ميجابايت/ثانية. المعيارين ONFi 2.1 و ONFi 2.2 يدعمان سرعات تصل إلى 166 , 200 ميجابايت/ثانية. ما زال العالم يانتظار ONFi 3.0 الذي ما يزال قيد التطوير و يُتوقع أن يصل إلى سرعة 400 ميجابايت/ثانية.
و يقوم بعض الناس بتلخيص ما سبق بأن ذاكرة الفلاش المعتمدة على معيار ONFi تنقسم إلى نوعين رئيسيين؛ الأول هو الذاكرة المتزامنة Synchronous و أُطلق عليها اسم متزامنة لأن البيانات في هذه الذواكر تسير في اتجاهين مختلفين في نفس الوقت, كما أن البيانات تنتقل بشكل متزامن, و هي الأغلى ثمناً و الأفضل أداءً. أما النوع الثاني هو الذواكر غير المتزامنة Asynchronous فيتم نقل البيانات في اتجاه واحد فقط و بشكل غير متزامن, و هي الأرخص ثمناً لكن أداءها أيضاً أقل من أداء النوع الأول.
قرص اليوم لا يستخدم النوع الأول و لا النوع الثاني, لأنه معتمد على معيار مختلف تماماً, هو نفس المعيار الذي تبنته Toshiba و Samsung كما اشرت سابقاً, المعيار اسمه Toggle DDR و هي واجهة أرقى من واجهة ONFi و أعلى أيضاً في الأداء. الذواكر هنا من شركة SanDisk و هذه أول مرة أتعامل مع ذواكر NAND من تلك الشركة, الذواكر من طراز SDZNPQBHER-016GT و هي ذواكر من فئة Toggle NAND عالية الأداء كما ذكرت, تم تصنيعها بدقة تصنيع 24 نانومتر. كل شريحة تأتي بسعة 16 جيجابايت كما هو واضح من اسمها, و على هذا الجانب نجد 8 شرائح بمجموع 128 جيجابايت.
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/v60-17_zpsa4c33567.jpg
باقي الشرائح موجودة على الجانب الآخر و عددهم ثماني شرائح بنفس السعات الموجودة على الجانب الآخر, اي بمجموع 128 جيجابايت.
القرص داعم للأمر TRIM
https://i1270.photobucket.com/albums/jj602/aljawhary/Silicon-Power-V60-240GB-SATA-III-SSD/Benchmarks/crystaldiskinfo.jpg
هل تساءلتم يوماً عن آلية عمل برامج استعادة الملفات المحذوفة؟
عندما تقوم بتحديد ملف أو مجموعة ملفات على جهاز الحاسوب, و تعطيه الأمر بحذف هذا الملف, فإن القرص يقوم تلقائياً بتحديد مكان القطاعات التي يشغلها الملف و يعلّم عليها بأنها منطقة فارغة مما يكون له الفضل في أن تظهر تلك المنطقة كمساحة فارغة على القرص. إلا أنها في الواقع لا تكون فارغة؛ لأن الملف الذي أمرت بحذفه لم يتم حذفه, و إنما تم إخفاءه فقط بحيث لا تجد له أثر عند استخدامك للقرص. و هنا تكمن وظيفة برامج استعادة الملفات المحذوفة و التي تقوم بالبحث عن تلك الأماكن التي أعطى القرص إشارة أنها فارغة, و يقوم برنامج استعادة الملفات المحذوفة بالتدقيق و عمل مسح على تلك القطاعات لكي يستطيع استخراج البيانات المخزنة عليها (التي قمت أنت بإعطاء الأمر بحذفها, لكن القرص لم يحذفها فعلياً, و إنما أعطى إشارة أنها فارغة).
تظل تلك الأماكن الفارغة شكلياً و المليئة بالبيانات فعلياً جاهزة حتى تمتلئ باقي القطاعات و عندما تقوم بإضافة ملف جديد للقرص, فأين سيتم تخزين ذلك الملف؟ ببساطة, يتم تخزينها في الأماكن التي كانت تشغلها الملفات الأولى التي قمت أنت بحذفها مسبقاً, الأماكن التي تحدثت عنها في السطر السابق و التي تكون فارغة شكلياً, إلا أنها تكون مليئة بالبيانات فعلياً. و عندما تقوم بإضافة ملفات جديدة على تلك القطاعات فإن الملفات الجديدة تحل محل الملفات القديمة. لا تعاني الأقراص التقليدية من تلك العملية, إلا أن أقراص SSD تعاني كثيراً, حيث تضطر عند إجراء عملية الكتابة على الملفات القديمة و التي تم حذفها نظرياً أن تقوم بحذف تلك الملفات أولاً حتى تحل محلها الملفات الجديدة, و هذا يستهلك الكثير من موارد القرص, حيث أنه في عملية إعادة الكتابة على ملفات محذوفة يكون أمام القرص عمليتين هما 1. حذف الملفات القديمة, و التي تم حذفها نظرياً و لم يتم حذفها فعلياً. 2. كتابة الملفات الجديدة.
ظلت الأقراص تعاني حتى ظهر الأمر TRIM,وظيفة هذا الأمر أنه يحرص على حذف البيانات بشكل كامل عندما يقوم المستخدم بعملية الحذف, فلا يكتفي القرص بالتحديد على الملفات القديمة بأنها محذوفة, بل يتعدى ذلك بحذفها فعلياً حتى يتيح الفرصة و يجهز المساحة الفارغة للملفات الجديدة التي سيتم إضافتها لاحقاً. يقوم الأمر بإعطاء تنبيه للقرص بأن يقوم بالتحديد على الملفات المراد حذفها أولاً و إظهار أنها محذوفة ثم يقوم بعد ذلك بحذفها من على ذواكر الفلاش فعلياً. عند تفعيل الأمر TRIM يستحيل استعادة الملفات التي تم حذفها من على القرص الصلب SSD.
مواصفات جهاز الاختبار
Intel Core™ I5 2500K
Gigabyte GA-Z77X-UD5H
G.Skill Ares 2133MHz 8GB DDR3
EVGA GTX560 Ti Maximum Graphics Edition
Antec HCP-1200 PSU