Podstawowa konstrukcja dysków twardych HDD (Hard Disk Drive) nie zmieniła się od czasu pierwszego „twardziela”, czyli od 1980 roku. Wykorzystuje się w nich jeden lub kilka wirujących talerzy, wykonanych ze szkła pokrytego warstwą materiału ferromagnetycznego, oraz zespół głowic zapisująco-odczytujących. Głowice są umieszczone na ruchomych ramionach, dzięki którym mogą dotrzeć do wybranego sektora z danymi zapisanymi na powierzchni talerzy. Nad pozycjonowaniem głowicy czuwają silniki krokowe oraz elektronika sterująca (budowę dysków twardych opisywaliśmy w PC Formacie 8/2006, artykuł znajduje się na CD).
Mechaniczna konstrukcja to najpoważniejsza wada dysków twardych. Mechaniczne elementy są bardziej zawodne niż elektroniczne. Ograniczają też szybkość odczytu i zapisu danych – nie można zwiększyć znacząco szybkości ruchu głowic i prędkości obrotowej talerzy, nie powodując przy tym błędów w pozycjonowaniu głowic i błędów odczytu czy zapisu informacji. W praktyce dysk twardy jest jednym z wolniejszych podzespołów komputera i często staje się wąskim gardłem przy dostarczaniu danych dla procesora – wydłuża czas wczytywania się programów i startu systemu operacyjnego.
Dyski twarde są też podatne na wstrząsy. Wprawdzie dokumentacja napędów montowanych w note-
bookach podaje, że wytrzymają przeciążenia rzędu 1000 G (gdy waga wzrasta 1000 razy) w czasie spoczynku i 325 G w trakcie pracy (np. napędy z serii Hitachi TravelStar), jednak w praktyce upadek notebooka kończy się zwykle uszkodzeniem dysku lub pojawieniem się na nim błędnych, uszkodzonych sektorów. Dysk taki raczej „nie przeżyje” wybuchu pocisku w jego pobliżu czy wyniesienia na orbitę na pokładzie rakiety kosmicznej.
Narodziny SSD
To właśnie potrzeby przemysłu kosmicznego i wojskowości zainicjowały stworzenie nowego rodzaju napędu – trwalszego, bardziej niezawodnego i odporniejszego na wstrząsy niż normalne HDD. Z kolei użytkownikom serwerów zależało na wprowadzeniu napędu znacznie szybszego niż dyski HDD.
W połowie lat 90. ubiegłego wieku amerykańskie firmy BiTMICRO Networks i MemTech opracowały dyski SSD (Solid State Drive, Solid State Disk). Do ich budowy użyły pamięci DRAM (pisaliśmy o nich w PCF 8/2007, artykuł jest na naszym CD). Były to dyski bardzo szybkie, odporne na wstrząsy i niezawierające żadnych elementów mechanicznych. Pierwsze modele napędów SSD oprócz modułów DRAM wykorzystywały specjalne jednostki zasilające z wbudowanymi akumulatorami. Ich zadaniem było podtrzymywanie zawartości pamięci po wyłączeniu zasilania komputera (zasada działania pamięci DRAM jest taka, że jej zawartość zmienia się dynamicznie i jest bezpowrotnie tracona, gdy zostanie wyłączone napięcie zasilające). Konieczność instalowania akumulatorów ograniczała jednak możliwości miniaturyzacji takich napędów.
Problem ten rozwiązały pamięci flash , które do zapamiętania i ciągłego przechowywania informacji nie potrzebują dodatkowego zasilania. Są na tyle szybkie, że można je było zastosować w dyskach SSD zamiast pamięci DRAM. Co więcej, dyski SSD wykorzystujące pamięci flash zużywają znacznie mniej energii niż napędy SSD z modułami DRAM i przede wszystkim są bardziej oszczędne niż tradycyjne dyski twarde. Ponadto są całkowicie bezgłośne i wydzielają minimalną ilość ciepła! Mogą też pracować w większym zakresie temperatur niż zwykłe dyski twarde (patrz tabelka „Porównanie parametrów dysków SSD i tradycyjnych HDD”).
Pierwszy dysk twardy wykorzystujący pamięci flash pojawił się w styczniu 1999 roku. Opracowała go firma BiTMICRO Networks.
Od tego czasu, wraz z rozwojem pamięci flash, rośnie pojemność dysków SSD, zmniejszają się ich wymiary (obecnie produkowane są napędy 1,8-, 2,5- oraz 3,5-calowe), wzrasta też szybkość zapisu i odczytu informacji.
