بطاقة SD مقابل SSD: ما الفرق حقًا؟

لقد منحنا محرك الأقراص ذو الحالة الصلبة قفزة إلى الأمام في القدرة على فتح التطبيقات وقراءة الملفات بسرعة. تعمل آلية التخزين الخاصة به وفقًا لنفس المبادئ التي تستخدمها وسائط تخزين الفلاش الأخرى ، وهي الذاكرة غير المتطايرة ، والتي تمنع الذاكرة من الاختفاء بسبب فقدان الطاقة كما هو الحال في ذاكرة الوصول العشوائي. نظرًا لأن كلاً من بطاقات SD ومحركات SSD تستخدم تخزينًا صلبًا ولا تحتوي على أجزاء متحركة ، فهل هناك فرق ملحوظ بين نوعي الذاكرة؟ ألا ينبغي أن تكون بطاقة SD ذات السعة الهائلة هي نفس الشيء مثل محرك أقراص الحالة الصلبة الصغير؟

شرح NAND Flash

تقريبًا كل الذاكرة التي تستخدمها مخزنة على شريحة بخلاف ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) على جهاز الكمبيوتر الخاص بك تستخدم تقنية تُعرف باسم NAND flash.

تعتمد ذاكرة فلاش NAND على الأجهزة الأخرى المثبتة على الجهاز أو المضمنة في الرقائق. خلية NAND عبارة عن سلسلة من أشباه الموصلات التي تحتوي على بيانات بداخلها. تعتمد السرعة التي تقرأ بها هذه الخلايا المعلومات وتكتبها بشكل كامل تقريبًا على كيفية ترتيبها وكيفية تنسيق وحدات التحكم التي تلتقط البيانات وترسلها للعملية.

بالإضافة إلى ذلك ، على الرغم من وجود أنواع مختلفة من ذاكرة فلاش NAND ، ولكل منها عيوبها ومزاياها ، يمكنك نظريًا نقل ترانزستورات NAND من SSD (مثل 3D TLC NAND الموجود في Samsung SSD 850 EVO) إلى بطاقة SD. لكي يعمل تنسيق SD ، يجب فقط أن يكون قادرًا على الاتصال بالأجهزة التي تقرأه.

هذا مهم لأن الاختلافات في فلاش NAND تعتمد بالكامل تقريبًا على كيفية تجميعها في الخلايا:

• خلية أحادية الطبقة (SLC) – يخزن بت واحد لكل خلية. هذا هو الخيار الأغلى بكثير. في المنتجات الاستهلاكية العادية ، يتم استخدامه فقط للتخزين المؤقت على محركات أقراص الحالة الصلبة وبعض بطاقات SD المتطورة (على الرغم من أن بعض محركات أقراص الحالة الثابتة مثل محركات أقراص NVMe تميل إلى استخدام شرائح ذاكرة الوصول العشوائي لذاكرة التخزين المؤقت). يمكن كتابة كل كتلة حتى 100000 مرة ، مما يجعلها الخيار الأكثر ديمومة.
• خلية متعددة المستويات (MLC) – يخزن بتين أو أكثر ، ولكن غالبًا ما يخزن بتين. هذا النوع من مجموعات التخزين ليس شائعًا ولكنه أرخص بكثير من تقنية SLC. يمكن كتابة الكتل إلى 40000 مرة في المتوسط.
• خلية ثلاثية المستوى (TLC) – هي خلية تخزن ثلاث بتات. هذا هو في الواقع أكثر أنواع الخلايا شيوعًا الموجودة على محركات أقراص الحالة الصلبة. على الرغم من أن قدرة التحمل أقل بكثير من المتغيرات الأخرى الموضحة أعلاه (3000 دورة كتابة في المتوسط) ، إلا أنها أكثر من كافية للاستخدام المنزلي المعتاد.
• خلية رباعية المستوى (QLC) – يخزن أربع بتات ، كما قد تكون خمنت. تختار بعض محركات الأقراص عالية السعة هذا لأنها توفر مساحة تخزين أرخص بكثير للأرشفة ، ولكن تصنيف تحمل الكتلة البالغ 1000 دورة كتابة يمكن أن يعاقب على أجهزة الكمبيوتر التي تستخدم محرك الأقراص للتخزين المؤقت أو ملف المبادلة / الصفحة.

بطاقات SD Express مقابل محركات أقراص الحالة الصلبة

نظريًا ، يمكن أن ينتهي بك الأمر ببطاقة SD تكتب وتقرأ بنفس سرعة محرك أقراص الحالة الصلبة. في معظم الأوقات ، لن تكون البطاقة المتوسطة المتوفرة في السوق بهذه السرعة. ومع ذلك ، فإن بعض الشركات المصنعة تضع شرائح على الطاولة بتقنية جديدة تُعرف باسم SD Express ، والتي تتضمن نسخة مصغرة من وحدة تحكم NVMe SSD يمكنها تجاوز سرعات SSD التقليدية!

على الرغم من أنه مثير للإعجاب ، إلا أنه لا يزال غير قادر على العمل كبديل قابل للتبديل لمحركات أقراص الحالة الثابتة لسبب واحد بسيط: لا تزال المساحة المتوفرة لا تتيح للمصنعين القدرة على إنشاء مخابئ كبيرة وسريعة. حتى لو كان هذا ممكنًا ، فسيتعين عليك التعامل مع الحرارة التي قد تولدها ذاكرة التخزين المؤقت. مع كثافة الترانزستور المطلوبة ، فإن بطاقة SD المزودة بوحدة تحكم SSD كاملة ومنكمشة وذاكرة تخزين مؤقت ستخرج حرارة لن تتمكن من تبديدها في غلافها البلاستيكي.

من الناحية النظرية ، نعم ، تتمتع بطاقات SD Express الجديدة هذه بسرعات نقل مذهلة تنافس محركات NVMe الحديثة التي يلقيها عشاق الكمبيوتر مثلي. ومع ذلك ، من الناحية العملية ، ستظل عمليات القراءة / الكتابة غير المتسلسلة تفتقر إلى السرعة بسبب مساحة التخزين المؤقت المحدودة.

ببساطة ، يقدم SD Express وظيفة قيّمة كمنصة لتسجيل الفيديو والصوت عالي الوضوح للغاية ، وهو نشاط يتطلب أكبر قدر ممكن من سرعة القراءة / الكتابة المتسلسلة. لكن مقارنة بطاقات SD Express بأقراص SSD لن تكون دقيقة تمامًا.

دعونا نركز على الاختلافات قليلا

نظرًا لأن مساحة بطاقات SD محدودة ، فعادة ما يتم دفع وحدة التحكم الدقيقة التي تجلب التخزين والكتابة إليها إلى حافة البطاقة ، مثل الصورة التالية.

لا يوجد سوى العديد من التعليمات التي يمكن برمجتها في متحكم دقيق بهذا الحجم ، ومع مثل هذه البنية التحتية الصغيرة ، تكون الطريقة التي تتعامل بها بطاقة SD مع البيانات بدائية إلى حد ما. سيكون لديها ميل لتخزين البيانات أينما توجد مساحة خالية وقراءة الأشياء بطريقة منظمة قدر الإمكان.

هذا لا ينطبق على محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة ، التي تتمتع برفاهية ملائمة كل ذاكرتها وبنيتها التحتية بالكامل في مساحة تتناسب مع حاوية محرك الكمبيوتر العادي. تم تمييز وحدة التحكم في الصورة أدناه.

حتى في محركات أقراص NVMe ، التي تكون أصغر بكثير وتتميز ببعض سرعات القراءة / الكتابة الرائعة على وجه العموم ، فإن مقدار المساحة المتاحة لجهاز التحكم هو تقريبًا نفس مساحة محرك الأقراص الثابتة ، مع اختيار الشركات المصنعة بدلاً من ذلك استخدام رقائق تخزين باهظة الثمن تحتوي على كثافة ترانزستور أعلى لتوفير المساحة.

تم تصميم البنية التحتية الكاملة لـ SSD لضمان عدم استخدام خلية واحدة أكثر من الخلايا الأخرى ، مما يجعل كل عملية ملف متوازنة قدر الإمكان. هذا هو بالضبط ما تتوقعه من محرك أقراص يقوم بالكثير من عمليات القراءة / الكتابة على نظام أساسي حيث يكون عمر كل خلية مقيدًا بعدد المرات التي تكتب فيها.

تسمح المساحة الأكبر أيضًا للمصنعين بإدخال شرائح تخزن البيانات المخزنة مؤقتًا ، وهو أمر بالغ الأهمية لإدارة العمليات الثقيلة والمتكررة بسرعة. لا يضيع الوقت وكل شيء ينتقل بسلاسة.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن الجزء الأكبر من محرك الأقراص يسمح له بتبديد المزيد من الحرارة. هذا يجعله قادرًا على امتلاك المزيد من وحدات التحكم المتعطشة للطاقة والتي لن تكون مجدية في تنسيق SD (لأن كلاهما يستهلك طاقة أكبر مما يمكن أن توفره الأجهزة المحمولة الصغيرة وتسخن بشكل كبير).

بشكل عام ، تم تصميم كل منصة للعمل في بيئات محددة. تُستخدم بطاقات SD بشكل أفضل لتخزين الملفات وتشغيلها مرة أخرى ، بينما يتم تحسين محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة لتشغيل قسم نظام التشغيل للكمبيوتر. أحدهما له دور أبسط بينما يحتاج الآخر إلى أن يكون أكثر ذكاءً وأكثر قدرة على التكيف. لا يتعلق الأمر بالسرعة هنا فحسب ، بل يتعلق أيضًا بسير العمل والتنوع.

أسئلة مكررة

1. ماذا يعني “N-bit MLC”؟

نظرًا لأن الخلية متعددة المستويات (MLC) تعني “بتين أو أكثر لكل خلية” ، فإن بعض الشركات لن تستخدم مصطلحات TLC أو QLC لوصف محركات الأقراص الخاصة بهم. إذا كنت تبحث في مواصفات SSD وتقول شيئًا مثل “3 بت MLC” ، فهذا يعني أنه محرك خلية ثلاثي المستوى (TLC).

2. لماذا تعتبر ذاكرة التخزين المؤقت مهمة جدًا؟

عندما تتم كتابة البيانات على SSD الخاص بك ، يجب على وحدة التحكم العثور على موقع للكتابة إليه. نظرًا لضبط مستوى التآكل والتقنيات الأخرى التي تساعد على موازنة محرك الأقراص ، فقد يتعين عليه “التفكير” لفترة من الوقت قبل أن يستقر في مكان يمكنه فيه وضع بياناتك الجديدة. إذا كنت تفعل هذا بكثافة على أساس منتظم ، فستكون فترة “التفكير” هذه ملحوظة ما لم يكن لدى محرك الأقراص مكان لوضع الأعمال المتراكمة فيه. تعمل ذاكرة التخزين المؤقت كحاوية مؤقتة لهذا التراكم.

3. ما هي فئات السرعة على بطاقات SD؟

تُستخدم فئة السرعة على بطاقة SD لتحديد نوع الفيديو الذي يمكنك تسجيله مباشرة على وحدة التخزين. يمكن لبطاقة من الفئة 2 تسجيل فيديو مضغوط بينما يمكن للفئة 10 عمل HD كامل (دقة 1920 × 1080).

رصيد الصورة: © Johann H. Addicks / GFDL1.2 (عبر ويكيميديا ​​كومنز)

ميغيل ليفا جوميز

كان ميغيل خبيرًا في نمو الأعمال والتكنولوجيا لأكثر من عقد وقد كتب برامج لفترة أطول. من قلعته الصغيرة في رومانيا ، يقدم وجهات نظر باردة وتحليلية للأشياء التي تؤثر على عالم التكنولوجيا.