ما الفرق بين محرك الأقراص ذي الحالة الصلبة (SSD) ومحرك الأقراص الثابت (HDD)؟

تحتوي محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) على ذاكرة محمولة (flash) مستديمة تضم مجموعة من الدوائر المتكاملة لتخزين البيانات واستردادها.

داخل محرك الأقراص ذو الحالة الصلبة (SSD)، ستجد ترانزستورات البوابة العائمة متخذة أنماط الشبكة. يُسمى كل صف داخل هذه الشبكات صفحة، حيث تشكل العديد من الصفحات كتلة.

يخزن محرك الأقراص ذو الحالة الصلبة (SSD) المعلومات داخل هذه الكتل. تُترجَم الشحنات المختلفة على ترانزستورات البوابة العائمة إلى قيم ثنائية تتكون من قيمتي الواحد والصفر. تمثِّل هذه القيمة الثنائية الكيفية التي يتصل بها محرك الأقراص ذو الحالة الصلبة (SSD) بالبيانات. تتَّبع وحدة تحكم محرك الأقراص ذي الحالة الصلبة (SSD) مكان تخزين بيانات معينة داخل محرك الأقراص؛ ما يتيح لك الوصول إلى البيانات الموجودة على كمبيوتر سطح المكتب أو الكمبيوتر المحمول لديك.

في حين تتيح محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) ومحركات الأقراص الثابتة (HDD) للمستخدمين تخزين الملفات، فإنها تعملان بشكل مختلف. تأتي العديد من الاختلافات بين محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) ومحركات الأقراص الثابتة (HDD) من التطورات التي شهدتها التكنولوجيا. 

عملية القراءة

عملية القراءة هي كيفية استرجاع محركات الأقراص الثابتة (HDD) ومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) للبيانات على أجهزتها.

عندما تطلب من محرك الأقراص الثابت (HDD) استرجاع البيانات، تُرسل إشارة إلى وحدة التحكم في الإدخال/الإخراج (I/O). ثم ترسل وحدة التحكم إشارات إلى ذراع وحدة التشغيل لإخبارها بمكان البيانات المطلوبة. بقراءة شحنات وحدات البت في هذا العنوان، يجمع رأس القراءة/الكتابة البيانات. يقيس زمن استجابة محرك الأقراص الثابت (HDD) المدة التي تستغرقها ذراع وحدة التشغيل للانتقال إلى المسار والقطاع الصحيحين. 

لا تحتوي محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة على أجزاء متحركة. عندما تحاول استرجاع البيانات، تعثر وحدة التحكم في محرك الأقراص ذي الحالة الصلبة (SSD) على عنوان كتلة البيانات هذه وتبدأ في قراءة شحنتها. إذا كانت الكتلة خاملة، تبدأ عملية تسمى تجميع البيانات المهملة. تمسح هذه العملية الكتل غير النشطة وتحررها لتخزين البيانات الجديدة.

عملية الكتابة

عملية الكتابة هي كيفية تسجيل محركات الأقراص الثابتة (HDD) ومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) للمعلومات الجديدة.

يمثِّل كل مسار وقطاع في محرك الأقراص الثابت موقعًا جديدًا لتخزين البيانات. عندما تحاول حفظ البيانات الجديدة، ينتقل رأس القراءة/الكتابة إلى أقرب موقع متاح. وبمجرد الوصول إلى الموقع، يغيِّر شحنة أي وحدات بت ضرورية، وهو ما يحفظ المعلومات بشكل ثنائي في هذا المسار والقطاع. تعالج خوارزمية محرك الأقراص الثابت (HDD) الداخلية البيانات قبل كتابتها، وهو ما يضمن تنسيقها بشكل صحيح. 

عندما تغيِّر أي جزء من البيانات أو تعيد كتابتها على محرك أقراص ذي حالة صلبة (SSD)، يجب تحديث الكتلة المحمولة (flash) بأكملها. أولاً، ينسخ محرك الأقراص ذو الحالة الصلبة (SSD) البيانات القديمة إلى كتلة متاحة. بعد ذلك، يمسح المحرك الكتلة الأصلية، ويعيد كتابة البيانات مع إجراء التغييرات في الكتلة الجديدة. تحتوي محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) على مساحة داخلية إضافية لنقل البيانات وتكرارها مؤقتًا. بصفتك مستخدمًا، لا يمكنك الوصول إلى وحدة التخزين الإضافية هذه. 

الأداء

تعمل محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) بشكل أسرع وتستهلك طاقة أقل من محركات الأقراص الثابتة (HDD). يمكنك رؤية ذلك عند نقل الملفات الكبيرة. يمكن أن تنسخ محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) نسخ الملفات بسرعة تصل إلى 500 ميجابايت في الثانية. ويمكن أن تصل سرعة محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) الأحدث إلى 3500 ميجابايت في الثانية. على الجانب الآخر، تنقل محركات الأقراص الثابتة (HDD) بسرعة 30-150 ميجابايت في الثانية فقط. 

تُعد محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) أيضًا أسرع لتشغيل التطبيقات. وهي تجري عملية القراءة/الكتابة بسرعة 50-250 ميجابايت في الثانية، بينما تجري محركات الأقراص الصلبة (HDD) العملية نفسها بسرعة 0.1–1.7 ميجابايت في الثانية. سرعة محرك الأقراص الثابت (HDD) محدودة بسبب سرعة دوران القرص. تقتصر سرعات دوران القرص على 4200-7200 دورة في الدقيقة (RPM)، ما يجعل محركات الأقراص الثابتة (HDD) أبطأ من محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) الإلكترونية.

السعة التخزينية

توفر كلاً من محركات الأقراص الثابتة (HDD) ومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) سعة تخزين كبيرة. ومع ذلك، فمن الشائع جدًا رؤية محركات الأقراص الثابتة الأكبر حجمًا لأنها أكثر فعالية من حيث التكلفة. يمكن أن يتكلف تخزين البيانات على محرك أقراص ذي حالة صلبة (SSD) من 0.08 إلى 0.10 USD لكل جيجابايت، في حين لا يكلف محرك الأقراص الثابت سوى 0.03 إلى 0.06 USD لكل جيجابايت. 

المتانة

تحتوي محركات الأقراص الثابتة على أجزاء ميكانيكية متحركة تجعلها عرضة للكسر. إذا أسقطت محرك أقراص ثابت (HDD)، فقد تتلِف أذرع وحدة التشغيل للأذرع الداخلية وبهذا يتلف محرك الأقراص الثابت. تستهلك الأجزاء المتحركة لمحرك الأقراص الثابت مزيدًا من الطاقة وتطلق حرارة؛ ما يقلل من عمر الجهاز.

تُعد محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) أكثر متانة لأنها لا تحتوي على أجزاء ميكانيكية. وهي تستهلك طاقة أقل أيضًا، ما يجعلها تعمل بشكل أكثر برودة. ومع ذلك، يمكنك إعادة كتابة البيانات على الكتلة لعدد محدود من المرات فقط.

لضمان عدم توقف بعض الكتل عن العمل قبل غيرها، تستخدم محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) عملية تسمى تسوية الاستخدام (wear leveling). تضمن تسوية الاستخدام استخدام جميع الكتل بالتساوي في عمليات القراءة/الكتابة. تستخدم محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) أيضًا تقنية تسمى trim (تحرير مساحة التخزين)، التي تساعد في تخطي الحاجة إلى إعادة كتابة البيانات المكررة عندما يمسح محرك الأقراص ذو الحالة الصلبة (SSD) الكتلة الأصلية.

الموثوقية

يمكنك استعادة البيانات المفقودة أو التالفة على كل من محرك الأقراص ذي الحالة الصلبة (SSD) ومحرك الأقراص الثابت (HDD). ومع ذلك، تستبدل محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) ملفات البيانات القديمة؛ ما يجعل عملية الاسترداد أكثر تعقيدًا. يجب أن تذهب إلى أخصائي لديه المعدات المناسبة لاستعادة البيانات من محرك الأقراص ذي الحالة الصلبة (SSD) التالف.

محركات الأقراص الثابتة (HDD) تكنولوجيا مستخدمة منذ فترة أطول. وهذا، بالإضافة إلى عمليات القراءة/الكتابة الخاصة بها، يسهِّل استعادة البيانات منها.

ومع ذلك، كلتاهما عرضة لتلف البيانات. وبالتالي، تجري إدارة النسخ الاحتياطي للبيانات واستردادها بشكل أفضل من خلال التكرار وتكرار البيانات على مستوى البرامج.

	SSD	HDD
ما يشير إليه الاختصار	SSD يعني محرك الأقراص ذا الحالة الصلبة.	HDD يعني محرك الأقراص الثابت.
كيفية العمل	تخزِّن محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) البيانات على الدوائر الإلكترونية.	تخزِّن محركات الأقراص الثابتة (HDD) البيانات على أقراص مغناطيسية متحركة ميكانيكيًا.
عملية القراءة	تعثر وحدة تحكم محرك الأقراص ذي الحالة الصلبة على العنوان الصحيح وتقرأ شحناته.	ترسل وحدة التحكم في الإدخال/الإخراج (I/O) لمحرك الأقراص الثابت (HDD) إشارة تحرِّك ذراع وحدة التشغيل. ثم يقرأ رأس القراءة/الكتابة الشحنات.
عملية الكتابة	ينسخ محرك الأقراص ذو الحالة الصلبة (SSD) البيانات إلى كتلة جديدة، ثم يمسح الكتلة القديمة. ثم يكتب المحرك بيانات جديدة على الكتلة القديمة من خلال تغيير شحناتها.	ينقل محرك الأقراص الثابت رأس القراءة/الكتابة إلى أقرب موقع متاح. ثم يكتب البيانات من خلال تغيير شحنة وحدات البت في تلك المنطقة.
الأداء	محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) أسرع. إنها صامتة وتعمل بشكل أكثر برودة.	محركات الأقراص الثابتة (HDD) أبطأ؛ حيث يتعين على أقراصها التحرك. إنها تطلق المزيد من الحرارة وتصاحبها بعض الضوضاء.
التكلفة	محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) أكثر تكلفة.	تُعد محركات الأقراص الثابتة أقل تكلفة وتحظى أحجام التخزين الأكبر بشعبية تجارية.
المتانة	محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) كهربائية، ما يجعلها أقل عرضة للتلف.	تحتوي محركات الأقراص الثابتة (HDD) على أجزاء ميكانيكية متحركة تجعلها أقل متانة نسبيًا.