عناصر المقال
إذا كنت ترغب في شراء كمبيوتر جديد أو تحديث جهازك القديم، ستحتاج إلى SSD (Solid State Drive) بدلًا من هارد ديسك التقليدي (Hard Disk Drive (HDD التقليدي. ويرى بعض الخبراء أن الترقية من HDD إلى SSD هي واحدة من أهم التحديثات التي استحدثت على الكمبيوتر في العقد الأخير، والتي تساهم في رفع الأداء بنسبة كبيرة.
لكن ما الذي يجعل هارد SSD مهم لهذه الدرجة؟ هنا سوف نتعرف على محركات الأقراص الصلبة وكيفية عملها، وفوائدها المتعددة، والجانب السلبي الوحيد لها.
الكمبيوتر والذاكرة
لفهم كيفية عمل هارد SSD من المهم أولًا أن نفهم كيفية عمل ذاكرة الكمبيوتر. تنقسم بنية ذاكرة الكمبيوتر إلى ثلاث جوانب:
- الكاش (ذاكرة التخزين المؤقت)
- الذاكرة
- محرك البيانات
يخدم كل جانب من هذه الجوانب وظيفة مهمة تحدد كيفية عمله.
ذاكرة التخزين المؤقت (Cache Memory) هي وحدة الذاكرة الأعمق. فمع تشغيل الكمبيوتر تستخدم ذاكرة التخزين المؤقت كنوع من ساحة للعب لحسابات البيانات والإجراءات.
وتُعد المسارات الكهربائية إلى ذاكرة التخزين المؤقت هي الأقصر، مما يجعل الوصول إلى البيانات شبه فوري. ومع ذلك، فإن ذاكرة التخزين المؤقت صغيرة جدًا، لذا يتم استبدال بياناتها باستمرار.
الذاكرة (Random Access M) هي الوسيط، قد تعرفها على أنها ذاكرة الوصول العشوائي (الرام) وهي المكان الذي يخزن فيه الكمبيوتر البيانات المتعلقة بالبرامج والعمليات التي تعمل بنشاط. الوصول إلى الرام بشكل عام أبطأ من الوصول إلى ذاكرة التخزين المؤقت (الكاش).
محرك البيانات (Read Only M) هو المكان الذي يتم فيه تخزين كل شيء آخر بشكل دائم. اعتبره المكان الذي تحتفظ بجميع البرامج والمستندات وملفات الموسيقى والأفلام والألعاب وغير ذلك. عندما تريد الوصول إلى ملف أو تشغيل برنامج، يحتاج الكمبيوتر إلى تحميله من محرك البيانات إلى ذاكرة الوصول العشوائي.
الشيء المهم الذي يجب عليك معرفته أن هناك فارق كبير في السرعة بين الثلاثة. بينما تعمل الذاكرة المؤقتة (الكاش) وذاكرة الوصول العشوائي (الرام) بسرعات تصل إلى النانو ثانية، يعمل محرك الأقراص الثابتة التقليدي بسرعات تصل إلى أجزاء من الثانية.
وهنا تبرز أهمية هارد SSD. بينما تُعد محركات الأقراص الثابتة HDD أبطأ من ذاكرة التخزين المؤقت وذاكرة الوصول العشوائي، فإن محركات الأقراص الصلبة تكون أسرع بكثير من ال HDD، مما يقلل من الوقت الذي يستغرقه تحميل البرامج والعمليات المختلفة. ببساطة، اعتمادك على هارد SSD كوسيلة تخزين رئيسية يجعل الكمبيوتر أسرع.
كيف يعمل هارد SSD؟
يُحقق هارد SSD نفس وظيفة هارد HDD التقليدي، فهو يخزن البيانات والملفات للاستخدام طويل المدى.
الفرق هو أن محرك القرص الثابت SSD يستخدم نوع من الذاكرة يسمى “ذاكرة فلاش” مشابه لذاكرة الوصول العشوائي.
لكن على عكس ذاكرة الوصول العشوائي – التي تمسح بياناتها كلما توقف الكمبيوتر عن العمل – فإن البيانات الموجودة على هارد SSD تستمر حتى مع انقطاع الطاقة.
إذا قمت بفك هارد HDD ستجد مجموعة من الألواح المغناطيسية مع إبرة قراءة، مثل مشغل أسطوانات الفينيل. وقبل أن تتمكن الإبرة من قراءة البيانات أو كتابتها، يجب أن تدور الألواح حول المكان الصحيح.
أمّا هارد SSD فهو يستخدم شبكة من الخلايا الكهربائية لإرسال البيانات واستقبالها بسرعة. يتم فصل هذه الشبكات إلى أقسام تسمى “الصفحات” ويتم تخزين البيانات في هذه الصفحات. يتم تجميع الصفحات معًا لتشكيل “كتل” وتسمى محركات الأقراص الثابتة بهذا الاسم لأنها لا تحتوي على أجزاء متحركة.
هنا يمكن للهارد الكتابة فقط في الصفحات الفارغة داخل الكتلة، بينما في هارد HDD التقليدي يمكن كتابة البيانات في أي مكان في أي وقت، وبالتالي سهولة الكتابة فوق البيانات. لكن في هارد SSD لا يمكن الكتابة فوق البيانات مباشرة في الصفحات الفردية. إذ يمكنه فقط كتابة البيانات على صفحات فارغة داخل الكتلة.
كيف يتعامل هارد SSD مع حذف البيانات؟ عندما يتم تحديد عدد كافٍ من الصفحات في الكتلة على أنها غير مستخدمة، يُعيد الهارد قيمة بيانات الكتلة بالكامل إلى الذاكرة ويسمح الكتلة، ثم يعيد ربط البيانات من الذاكرة إلى الكتلة مع ترك الصفحات غير المستخدمة فارغة. وهنا محو الكتلة لا يعني أن البيانات قد اختفت تمامًا، لكن لا يزال بإمكانك حذف البيانات بأمان على SSD.
ولكن ذلك يهدد بإن طريقة عمل هارد SSD تعني أنّه سيصبح أبطأ بمرور الوقت.
فعندما يكون لديك هارد جديد من هذا النوع يكن محملًا بالصفحات الفارغة داخل الكُتل. عندما تكتب بيانات جديدة يمكنها الكتابة على الفور بسرعات خارقة، لكن مع كتابة المزيد من البيانات، تنفذ الصفحات الفارغة، ويصبح لديك صفحات عشوائية غير مستخدمة منتشرة حول الكتل.
نظرًا لأن هارد SSD لا يمكنه الكتابة مباشرةً فوق أي صفحة فردية، فإنه في كل مرة تريد كتابة بيانات جديدة، يحتاج إلى:
- العثور على كتلة مع عدد كافِ من الصفحات التي تحمل علامة “غير مستخدم”
- تسجيل أي صفحات في الكتلة لا تزال ضرورية
- إعادة تعيين كل صفحة في الكتلة إلى فارغة
- إعادة كتابة الصفحات الضرورية في كُتلة مُعاد تعيينها حديثًا
- ملء الصفحات المتبقية بالبيانات الجديدة
بمعنى آخر، بمجرد الانتهاء من جميع الصفحات الفارغة، سيتعين على هارد الأقراص الثابتة الخاص بك أن يمر بهذه العملية كلما أردت كتابة بيانات جديدة. وهذه هي الطريقة التي تعمل بها معظم ذواكر الفلاش.
ومع كل ذلك، لا يزال هارد SSD أسرع بكثير من هارد HDD التقليدي، والمكاسب التي ستحصل عليها تستحق أن تستثمر بعض المال فيه.
الجانب السلبي في محرك الأقراص الثابتة
الآن بعدما عرفنا كيف يعمل هارد SSD، يمكننا أيضًا فهم أحد أكبر سلبياته: يمكن لذاكرة الفلاش الحفاظ على عدد محدود من عمليات الكتابة قبل أن تنتهي صلاحيتها.
هناك الكثير من المصادر التي تشرح سبب حدوث ذلك، لكن يكفي القول أنه عند استخدام SSD يجب إعادة تعيين الشحنات الكهربائية داخل كل خلية من خلايا البيانات بشكل دوري. لسوء الحظ، تزداد المقاومة الكهربائية لكل خلية بشكل طفيف مع كل إعادة تعيين، مما يزيد من الجهد اللازم للكتابة في تلك الخلية. في النهاية، يصبح الجهد المطلوب مرتفعًا جدًا بحيث يصبح من المستحيل الكتابة.
هل يجب عليك الترقية إلى SSD؟
تتميز محركات الأقراص الصلبة الثابتة بمزايا كبيرة مقارنة بمحركات الأقراص العادية HDD. حتى مع احتمال تباطؤ SSD بمرور الوقت، يتم تصنيف معظم محركات أقراص الحالة الثابتة بحيث يمكن استخدامها لسنوات.
وفي حين أن SSD الجديد قد يكلف أكثر قليلاً من HDD، فقد انخفضت أسعار هاردات SSD بشكل كبير في السنوات القليلة الماضي، بفضل تطور التكنولوجيا الخاصة بهذا النوع من التخزين الداخلي.
اقرأ أيضًا:
– كيف تتأكد من سلامة هارد SSD؟
– كيف تنقل ويندوز إلى SSD
