Hoe werken solid-state schijven?

Hoe werken solid-state schijven?

Of u nu een nieuwe computer koopt of een oude computer upgradet, u wilt tegenwoordig een solid-state drive (SSD) kopen in plaats van een traditionele harde schijf (HDD). Inderdaad, overstappen van HDD naar SSD is een van de beste upgrades voor pc-prestaties die u kunt maken .





Maar hoe? En waarom? Wat maakt de SSD zo'n baanbrekende technologie?





In dit artikel leer je precies wat SSD's zijn, hoe SSD's eigenlijk werken en werken, waarom SSD's zo handig zijn en het enige grote nadeel van SSD's dat je moet kennen. Als u in plaats daarvan op zoek bent naar koopadvies, raden we u aan ons artikel te lezen over waar u op moet letten voordat u een SSD koopt.





Computers en geheugen begrijpen

Om te begrijpen hoe SSD's werken en waarom ze zo nuttig zijn, moeten we eerst begrijpen hoe computergeheugen werkt. De geheugenarchitectuur van een computer is onderverdeeld in drie aspecten:

  1. De cache
  2. De geheugen
  3. De gegevensschijf

Elk van deze aspecten heeft een belangrijke functie die bepaalt hoe ze werken.



De cache is de binnenste geheugeneenheid. Tijdens het hardlopen gebruikt uw computer de cache als een soort speeltuin voor gegevensberekeningen en procedures. De elektrische paden naar de cache zijn het kortst, waardoor de toegang tot gegevens vrijwel onmiddellijk is. De cache is echter erg klein, dus de gegevens worden voortdurend overschreven.

Afbeelding tegoed: AddyTsl/ Shutterstock





Het geheugen is de middenweg. Je kent het misschien als RAM (Random Access Memory). Dit is waar uw computer gegevens opslaat met betrekking tot de programma's en processen die actief worden uitgevoerd. Toegang tot RAM is langzamer dan toegang tot de cache, maar slechts verwaarloosbaar.

De gegevensschijf is waar al het andere permanent wordt opgeslagen. Hier worden al uw programma's, configuratiebestanden, documenten, muziekbestanden, filmbestanden en al het andere bewaard. Als u een bestand wilt openen of een programma wilt uitvoeren, moet de computer het van de gegevensschijf en in het RAM-geheugen laden.





Afbeelding tegoed: Scanrail1 / Shutterstock

Het belangrijkste om te weten is dat er een enorm snelheidsverschil is tussen de drie. Terwijl cache en RAM werken met snelheden in nano seconden werkt een traditionele harde schijf met snelheden in nationaal seconden.

In wezen is de datadrive het knelpunt: hoe snel al het andere ook is, een computer kan gegevens alleen zo snel laden en opslaan als de datadrive het aankan.

Dit is waar SSD's van pas komen. Terwijl traditionele HDD's orden van grootte langzamer zijn dan cache en RAM, zijn SSD's veel sneller. Dit kan de hoeveelheid tijd die nodig is om verschillende programma's en processen te laden aanzienlijk verkorten, en uw computer zal veel sneller aanvoelen.

Hoe werken solid-state schijven?

SSD's hebben hetzelfde doel als HDD's: ze slaan gegevens en bestanden op voor langdurig gebruik. Het verschil is dat SSD's een type geheugen gebruiken dat 'flashgeheugen' wordt genoemd, vergelijkbaar met RAM --- maar in tegenstelling tot RAM, dat zijn gegevens wist wanneer de computer uitschakelt, blijven de gegevens op een SSD behouden, zelfs als de stroom uitvalt.

kun je ps4-games spelen op ps3

Als je een typische HDD uit elkaar zou halen, zou je een stapel magnetische platen zien met een leesnaald --- een beetje zoals een vinylplatenspeler. Voordat de naald gegevens kan lezen of schrijven, moeten de platen ronddraaien naar de juiste locatie.

Aan de andere kant gebruiken SSD's een raster van elektrische cellen om snel gegevens te verzenden en ontvangen. Deze rasters zijn onderverdeeld in secties die 'pagina's' worden genoemd en op deze pagina's worden gegevens opgeslagen. Pagina's worden samengeklonterd om 'blokken' te vormen.

SSD's worden 'solid-state' genoemd omdat ze geen bewegende delen hebben.

Afbeelding tegoed: Jiri Vaclavek / Shutterstock

Waarom is dit nodig om te weten? Omdat SSD's alleen naar lege pagina's in een blok kunnen schrijven. In HDD's kunnen gegevens op elk moment naar elke locatie op de plaat worden geschreven en dat betekent dat gegevens eenvoudig kunnen worden overschreven. SSD's kunnen gegevens op afzonderlijke pagina's niet rechtstreeks overschrijven. Ze kunnen alleen gegevens schrijven naar lege pagina's in een blok.

Dus hoe gaan SSD's om met het verwijderen van gegevens? Wanneer voldoende pagina's in een blok als ongebruikt zijn gemarkeerd, legt de SSD de gegevens van het hele blok vast in het geheugen, wist het hele blok en legt vervolgens de gegevens uit het geheugen opnieuw vast in het blok, terwijl de ongebruikte pagina's leeg blijven. Merk op dat het wissen van een blok niet noodzakelijkerwijs betekent dat de gegevens volledig verdwenen zijn. (Hoe gegevens op een SSD veilig te verwijderen!)

Dit betekent dat SSD's na verloop van tijd langzamer worden.

Wanneer je een verse SSD hebt, is deze volledig geladen met blokken vol blanco pagina's. Wanneer u nieuwe gegevens naar de SSD schrijft, kan deze onmiddellijk met razendsnelle snelheden naar die lege pagina's schrijven. Naarmate er echter meer en meer gegevens worden weggeschreven, raken de blanco pagina's op en blijft u achter met willekeurige ongebruikte pagina's verspreid over de blokken.

Aangezien een SSD een afzonderlijke pagina niet rechtstreeks kan overschrijven, moet de SSD elke keer dat u vanaf dat moment nieuwe gegevens wilt schrijven:

  1. Zoek een blok met voldoende pagina's gemarkeerd als 'ongebruikt'
  2. Noteer welke pagina's in dat blok nog nodig zijn
  3. Reset elke pagina in dat blok naar blanco
  4. Herschrijf de benodigde pagina's in het nieuwe resetblok
  5. Vul de resterende pagina's met de nieuwe gegevens

Dus in wezen, als je eenmaal alle blanco pagina's van een nieuwe SSD-aankoop hebt doorgenomen, zal je schijf dit proces moeten doorlopen wanneer het nieuwe gegevens wil schrijven. Dit is hoe het meeste flashgeheugen werkt.

Dat gezegd hebbende, het is nog steeds veel sneller dan een traditionele HDD, en de snelheidswinst is absoluut de aanschaf van een SSD over een HDD waard.

Het nadeel van solid-state schijven

Nu we weten hoe een solid-state schijf werkt, begrijpen we ook een van de grootste nadelen: flashgeheugen kan slechts een eindig aantal schrijfbewerkingen aan voordat het sterft.

Er is veel wetenschap nodig om uit te leggen waarom dit gebeurt, maar het volstaat te zeggen dat als een SSD wordt gebruikt, de elektrische ladingen in elk van zijn datacellen periodiek opnieuw moeten worden ingesteld. Helaas neemt de elektrische weerstand van elke cel iets toe bij elke reset, waardoor de spanning die nodig is om in die cel te schrijven toeneemt. Uiteindelijk wordt de vereiste spanning zo hoog dat het onmogelijk wordt om naar de betreffende cel te schrijven.

SSD-datacellen hebben dus een eindig aantal schrijfbewerkingen. Dat betekent echter niet dat een SSD niet lang meegaat! Bekijk ons ​​artikel over de gemiddelde levensduur van HDD's, SSD's en flashdrives als je meer wilt weten. Hopelijk heb je nu een beter begrip van hoe solid-state schijven werken.

Deel Deel Tweeten E-mail Is het de moeite waard om te upgraden naar Windows 11?

Windows is opnieuw ontworpen. Maar is dat genoeg om u te overtuigen om over te stappen van Windows 10 naar Windows 11?

Lees volgende
Gerelateerde onderwerpen
  • Technologie uitgelegd
  • SSD schijf
Over de auteur Joel Lee(1524 artikelen gepubliceerd)

Joel Lee is de hoofdredacteur van MakeUseOf sinds 2018. Hij heeft een B.S. in computerwetenschappen en meer dan negen jaar professionele schrijf- en redactieervaring.

Meer van Joel Lee

Abonneer op onze nieuwsbrief

Word lid van onze nieuwsbrief voor technische tips, recensies, gratis e-boeken en exclusieve deals!

Klik hier om je te abonneren