W systemach informatycznych bardzo ważną rolę odgrywa czas dostępu do danych. W pamięciach masowych opartych na dyskach twardych czas dostępu do danych jest często zbyt długi. Pamięci SDD są od 100 do 1000 razy szybsze od klasycznych dysków twardych.

W przypadku twardych dysków dane są zapisane na wirujących talerzach, które w najlepszym wypadku obracają się z szybkością 15 tys. obrotów na minutę. Oznacza to, że pełny obrót talerza trwa 4 milisekundy. I nic tu nie pomoże nawet najszybsza elektronika - głowica odczytująca dane musi odczekać, aż miejsce talerza (sektor), na którym jest zapisana informacja, dotrze do niej.

Podsystem dyskowy jest tym elementem serwera, który pracuje najwolniej. To samo można powiedzieć o pamięci masowej w odniesieniu do całego systemu informatycznego. Chociaż postęp technologiczny spowodował, że dyski twarde pracują dzisiaj nieporównanie szybciej niż kilka lat temu, to dalej są "wąskim gardłem", które spowalnia pracę wielu aplikacji.

Projektanci pamięci masowych opartych na dyskach szukają ratunku w pojemnych buforach opartych na technologii RAM, w których są przechowywane dane odczytane wcześniej z dysku. Dużą rolę odgrywają tu specjalne algorytmy, które starają się przewidzieć, jakie dane będą w następnym kroku potrzebne aplikacji i wyprzedzają jej działanie, odczytując wcześniej dane z dysku i gromadząc je w buforze. Pomimo tego, czas oczekiwania na dane zmagazynowane na dysku twardym jest często dla wielu wymagających aplikacji zbyt długi.

Stąd rosnąca popularność rozwiązania kryjącego się za skrótem SSD (Solid State Disk). W tym przypadku czas dostępu do danych liczy się nie w mili-, ale w mikrosekundach. Jeszcze do niedawna na rozwiązanie takie mogły sobie pozwolić tylko najbogatsze firmy oraz sektor państwowy (dotyczy to szczególnie aplikacji wojskowych). Jednak spadek cen na pamięci masowe SSD spowodował, że coraz chętniej po rozwiązanie to sięgają te firmy, dla których liczy się przede wszystkim szybki dostęp do danych.

Dwie technologie

Macierze SSD wykorzystują obecnie dwie technologie: pamięci błyskowe lub zasilane z baterii pamięci RAM.

Urządzenia SSD oparte na pamięciach błyskowych pracują ok. 5 razy wolniej niż te oparte na pamięciach RAM. Nie jest to jednak regułą. I tak np. najszybsze urządzenia SSD zawierające pamięć błyskową są szybsze niż najwolniejsze urządzenia SSD zawierające pamięć RAM. Dlatego praktyka i testy porównawcze są ważniejsze niż teoria.

Czas odczytu danych jest w obu typach pamięci podobny. Różnice występują przy zapisywaniu danych. Pamięci RAM zapisują dane dużo szybciej. Jednak nawet najwolniejsze pamięci błyskowe zapisują dalej dane dużo szybciej niż najdoskonalsze dyski twarde. W pamięci błyskowej dane są zapisywane blokami (jeden blok to wiele komórek pamięci). Taka organizacja zapisu może rekompensować fakt, że sam zapis przebiega wolniej. Oczywiście pod warunkiem, że urządzenie SSD nie zapisuje za każdym razem jednego słowa, ale cały blok słów.

Dlatego urządzenia SSD zawierają często wewnętrzne mechanizmy optymalizujące zapis, które wykorzystują ten fakt i zapisują dane całymi blokami. Należy też pamiętać, że urządzenia SSD z pamięcią błyskową (te z najwyższej półki) zawierają nierzadko wewnętrzne bufory na dane, które są oparte na pamięci RAM.

Wada urządzenia SSD wyposażonego w pamięć błyskową, polegająca na długim czasie zapisu danych, ujawnia się szczególnie wtedy, gdy mamy do czynienia z aplikacjami zapisującymi bez przerwy dane (programy pracujące w czasie rzeczywistym). Jednak większość aplikacji biznesowych odczytuje i zapisuje dane w nieregularnych odstępach czasu i na zasadzie przypadkowości. Wtedy długi czas zapisu nie przekłada się bezpośrednio na zmniejszenie wydajności aplikacji.

Coraz większe pojemności

Pojemność pamięci SSD rośnie zgodnie z prawem zdefiniowanym przez Moore'a, czyli podwaja się przeciętnie co 18 miesięcy. Ostatnio kilka firm (np. SimpleTech i M-Systems) zapowiedziało urządzenia SSD (pamięć błyskowa), które mają pojemność 128 GB i fizyczną konstrukcję zgodną z 2,5-calowymi dyskami ATA. Firma BiTMICRO produkuje urządzenia SSD (typowa 3,5-calowa obudowa HDD, interfejs Fibre Channel, pamięć błyskowa), które mają pojemność 155 GB i wykonują 10 tys. operacji I/O na sekundę.

Blisko 75% nabywców wybiera systemy SSD posiadające konstrukcję mechaniczną zgodną z tradycyjnymi dyskami twardymi 3,5 lub 2,5 cala, tak aby można je instalować w standardowych kieszeniach. Pozostała część opowiada się za systemami SSD przystosowanymi do instalowania w szafie.

Coraz większe szybkości

Najszybsze produkowane obecnie urządzenie SSD potrafi wykonać w ciągu jednej sekundy ok. 2 mln operacji I/O (Tera-RamSan firmy Texas Memory). Jednak za szybkość trzeba zapłacić, na takie rozwiązania mało kto może sobie pozwolić.

Trzeba jednak zaznaczyć, że nawet te urządzenia SSD, które nie są najszybsze (wykonując np. 40 tys. operacji I/O na sekundę), i tak pracują od 2 do 3 razy szybciej niż dyskowe macierze RAID.

Większość użytkowników pamięci SSD klasy "enterprise" twierdzi, że klasyczne interfejsy dyskowe (SCSI, ATA i SATA) spełniają ich oczekiwania dotyczące szybkości pracy. Pamięci błyskowe wyposażone w interfejs USB nie zdają egzaminu w środowisku korporacyjnym. Pracują za wolno i nie nadają się do obsługiwania zaawansowanych aplikacji biznesowych.

Trudny wybór

Dostępne obecnie pamięci SSD mają pojemność od 512 MB do nawet kilkuset GB. Proste stacje SSD kosztują ok. 1000 USD, a za te z najwyższej półki trzeba nieraz zapłacić kilkaset tysięcy USD i więcej.

Jak już wcześniej wspomniano, na pamięć SSD powinni się decydować ci użytkownicy, którzy mają absolutną pewność, że ich problem polega na zbyt wolnej pracy tej części systemu informatycznego, który odpowiada za transfer danych przez kanały I/O. Praktyka pokazuje, że po zainstalowaniu pamięci SSD, wydajność tej części systemu wzrasta od 300 do 1000 i więcej procent.

Producenci oferują pamięci SSD w jednej z trzech postaci: jako karty PCI, jako urządzenie zamknięte w obudowie dyskowej 2,5 lub 3,5 cala lub jako urządzenie przystosowane do instalowania w standardowej 19-calowej szafie, które może świadczyć swoje usługi wielu serwerom lub stanowić jeden z elementów sieci SAN.