SSD - це твердотільний накопичувач; незалежне, перезаписуваний накопичувач без рухомих механічних частин з використанням флеш-пам'яті; це - твердотільний накопичувач, в якому замість традиційних пластин жорстких дисків, покритих феромагнітним шаром, використовуються чіпи NAND флеш пам'яті. SSD повністю емулює роботу жорсткого диска.

 

NAND пам'ять це - еволюція флеш-пам'яті, чіпи якої мали набагато менше швидкодія, довговічність і конструктивно виглядали більш масивними. На даний момент є три основні варіанти (модифікації) NAND пам'яті:

SLC (однорівнева - Single Level Cell)
MLC (дворівнева - Multi Level Cell)
TLC (трирівнева - Three Level Cell)

Найдорожчими і надійними рішеннями є пристрої на SLC чіпах. Вони дозволяють в кожному осередку пам'яті зберігати тільки один біт інформації. На відміну він них, MLC і TLC чіпи можуть зберігати два і три біти відповідно. Це стало можливим за рахунок використання різних рівнів електричного заряду на затворах осередків пам'яті. Схематично це можна зобразити ось так:

Подібна багаторівнева структура дозволяє різко збільшити ємність чипів при тому ж їх фізичному обсязі (в результаті кожен гігабайт виходить дешевше). Але у MLC і TLC чіпів різко скорочується термін їх "життя", який безпосередньо пов'язаний з кількістю циклів перезапису їх осередків.Для SLC це - 100 000 циклів стирання / запису, для MLC - 10 000, а для TLC - всього 5 000. Таке зниження надійності пов'язано з поступовим руйнуванням діелектричного шару плаваючого затвора осередку через малого резерву зміни його стану під дією електричного струму. Плюс в силу того, що з кожним новим рівнем ускладнюється завдання безпомилкового розпізнавання рівня електричного сигналу, а значить - збільшується загальний час пошуку потрібної осередку з даними, підвищується ймовірність виникнення помилок читання.

Для боротьби з описаними вище явищами, виробникам доводиться розробляти спеціалізовані високоінтелектуальні мікроконтролери управління для SSD дисків, які, крім процедур введення-виведення, повинні записувати інформацію на носій так, щоб мікросхеми його флеш-пам'яті зношувалися рівномірно і контролювати цей знос, балансуючи навантаження, також - проводити корекцію помилок і т.д. 

Саме контролер є слабким місцем твердотільних SSD дисків, так як він більш чутливий до проблем з харчуванням і пошкодження прошивки, що знаходиться в ньому, може привести до повної втрати всіх даних користувача. А їх коректне відновлення - ще більш трудомістка операція, ніж у випадку з HDD дисками. В силу того, що дані розкидані по різних чіпів пам'яті і необхідно коректно відновити первинну їх структуру, а це буває не просто.

На даний момент SSD диск ідеально підходить в ролі системного розділу, на якому встановлена операційна система і програми і - все. Дані і вся робота над ними повинна (по можливості) проходити на другому (HDD) диску. Також твердотільні диски можуть ефективно використовуватися на серверах для кешування статичних даних.

RAM SSD накопичувачі - ще один цікавий різновид твердотільний дисків. 

Подібні гібридні пристрої використовують для зберігання інформації енергозалежні чіпи, повністю ідентичні тим, що використовуються в модулях оперативної пам'яті комп'ютера. Вони мають надшвидкої швидкістю доступу до даних, швидкістю читання і запису і можуть з успіхом застосовуватися для прискорення роботи великих баз даних і там, де потрібно пікове швидкодія. Подібні системи оснащуються акумуляторами для підтримки функціонування при відсутності електроенергії, а більш дорогі моделі - системами резервного копіювання, коли дані копіюються на HDD носій. Принцип роботи тут - той же самий, але функцію чіпів флеш-пам'яті або "млинців" HDD тут виконують звичайні модулі RAM.

SSHD - Гібридний жорсткий диск

Принцип роботи SSHD грунтується на кешуванні найбільш часто використовуваних даних з використанням флеш-пам'яті, тобто SSD-частини «гібрида». Уже при першому запуску операційної системи на ноутбуці / ПК з «гібридом» в незалежну частину пам'яті SSHD поміщаються файли, які потрібні операційній системі для завантаження. В результаті швидкість запуску ОС збільшується, і досить значно.

Гібридний диск показує практично аналогічні результати швидкості передачі файлів в порівнянні зі звичайними жорсткими дисками. Але різниця в роботі різних типів пристроїв стає дуже помітною, якщо порівнювати час доступу до файлів (Access Time).

Що стосується граничність швидкості інтерфейсу, то різниця вже не в рази, а в 15%.

Недоліки теж є, і в першу чергу, це - неможливість вмістити всі критичні дані на SSD-частини SSHD диска. Зазвичай SSD в «гібриді» встановлюється обсягом в 8 ГБ, іноді - більше (наприклад, нерідкі моделі з 32 ГБ флеш-пам'яті), але тоді такий диск буде вже дорожче

  Обчи́слювальна те́хніка — найважливіший компонент процесу обчислень і обробки даних. Першими пристосуваннями для обчислень були, ймовірно, лічильні палички, які й сьогодні використовуються в початкових класах багатьох шкіл для навчання лічбі. Розвиваючись, ці пристосування ставали складнішими, наприклад, такими як фінікійські глиняні фігурки, також призначені для наочного подання кількості, однак для зручності поміщались при цьому у спеціальні контейнери. Такими пристосуваннями, схоже, користувались торговці і рахівники того часу.

Перше покоління (1950–1960)

ЕОМ цього покоління базувались на дискретних елементах і вакуумних лампах, мали великі габарити, масу, потужність, володіючи при цьому малою надійністю. Основна технологія збірки — навісний монтаж. Вони використовувались переважно для вирішення науково-технічних завдань атомної промисловості, реактивної авіації та ракетобудування.

Збільшенню кількості вирішуваних завдань перешкоджали низька надійність і продуктивність, а також надзвичайно трудомісткий процес підготовки, введення та налагодження програми, написаної мовою машинних команд, тобто у формі двійкових кодів. Машини цього покоління мали швидкодію близько 10-20 тисяч операцій в секунду і оперативну пам'ять приблизно 1 кілобайт (1024 слова). У цей же період з'явились перші прості мови для автоматизованого програмування.

 

Друге покоління (1960–1965)

Як елементна база використовувались дискретні напівпровідникові прилади і мініатюрні дискретні деталі. Основна технологія збірки — одно-та двосторонній друкований монтаж невисокої щільності. У порівнянні з попереднім поколінням значно зменшились габарити і енерговитрати, зросла надійність. Зросли також швидкодія (приблизно 500 тисяч операцій за секунду) і обсяг оперативної пам'яті (16-32 Кб). Це відразу розширило коло користувачів, а отже, вирішуваних завдань. З'явились мови високого рівня (Фортран, Алгол, Кобол) і відповідні транслятори. Були розроблені службові програми для автоматизації профілактики і контролю роботи ЕОМ, а також для найкращого розподілу ресурсів при вирішенні завдань користувача. (Задача економії часу процесора і оперативної пам'яті залишилась, як і в першому поколінні).
Всі ці перераховані вище службові програми оформились в операційні системи, які спочатку просто автоматизували роботу оператора: введення тексту програми, виклик потрібного транслятора, виклик необхідних бібліотечних програм, розміщення програм в основній пам'яті тощо. Тепер разом із програмами і вихідними даними вводилась інструкція про послідовність обробки програми і необхідні ресурси.
Удосконалення апаратного забезпечення, збудованого на базі напівпровідників, призвело до того, що з'явилася можливість будувати в ЕОМ крім центрального (основного) процесора ще кілька допоміжних. Ці процесори управляли усією периферією, зокрема пристроями введення / виводу, позбавляли від допоміжної роботи центральний процесор. Одночасно вдосконалювались операційні системи. Це дозволило на ЕОМ другого покоління реалізувати режим пакетної обробки програм, а також режим розділеного часу. Останній був необхідний для паралельного рішення кількох завдань управління виробництвом та організації багаторежимної роботи через дисплейні станції. У машинах другого покоління широко використовувалась пам'ять на магнітних осердях на феритових кільцях (так звані куби пам'яті). Все це дозволило підвищити продуктивність ЕОМ і залучити до неї масу нових користувачів.

Третє покоління (1965–1970)

Як елементна база використовувались інтегральні схеми малої інтеграції з десятками активних елементів на кристал, а також гібридні мікросхеми з дискретних елементів. Основна технологія збірки — двосторонній друкований монтаж високої щільності. Це скоротило габарити і потужність, підвищило швидкодію, знизило вартість універсальних (великих) ЕОМ. Але найголовніше — з'явилась можливість створення малогабаритних, надійних, дешевих машин — мініЕОМ. МініЕОМ спочатку призначались для заміни апаратно-реалізованих контролерів у контурах управління різних об'єктів і процесів (зокрема ЕОМ). Поява мініЕОМ скоротила терміни розробки контролерів, оскільки замість розробки складних логічних схем потрібно купити мініЕОМ і запрограмувати її належним чином. Універсальний пристрій володів надмірністю, проте мала ціна і універсальність периферії виявились значною перевагою, що забезпечило високу економічну ефективність.
Але незабаром споживачі виявили, що після невеликого допрацювання на мініЕОМ можна вирішувати і обчислювальні завдання. Простота обслуговування нових машин та їхня низька вартість дозволили забезпечити подібними обчислювальними машинами невеликі колективи дослідників, розробників, навчальних закладів тощо. На початку 70-х років з терміном мініЕОМ вже пов'язували два істотно різні типи обчислювальної техніки:

• контролер — універсальний блок обробки даних і видачі керівних сигналів, серійно випускається для використання в різних спеціалізованих системах контролю і управління;
• універсальна ЕОМ невеликих габаритів, проблемно-орієнтована користувачем на обмежене коло завдань у рамках однієї лабораторії, технологічного ділянки тощо.

 

Четверте покоління (з 1970)

Успіхи мікроелектроніки дозволили створити великі (ВІС) і надвеликі інтегральні схеми

(НВІС), що містять десятки тисяч активних елементів. Одночасно зменшувались габарити дискретних електронних компонентів. Основною технологією збірки став багатошаровий друкований монтаж. Це дозволило розробити дешевші ЕОМ з великою оперативною пам'яттю. Вартість одного байта пам'яті і однієї машинної операції значно знизилась. Але витрати на програмування майже не скоротились, оскільки на перший план вийшло завдання економії людських, а не машинних ресурсів.
Для цього розроблялись нові операційні системи, що дозволяють користувачеві вести діалог з ЕОМ, що полегшувало роботу користувача і прискорювало розробку програм. Це зажадало, у свою чергу, вдосконалення організації одночасного доступу до ЕОМ кількох користувачів, що працюють з терміналів.
Удосконалення ВІС і НВІС призвело на початку 70-х років до появи нових типів мікросхем — мікропроцесорів (1968 фірма Intel на замовлення Дейта Дженерал розробила і виготовила перші мікропроцесорні БІС, які передбачалось використовувати як складові частини більших процесорів.).
У ті роки мікропроцесором вважалась ВІС, у якій повністю розміщений процесор простої архітектури, тобто Арифметико-логічний пристрій та пристрій обміну. В результаті були створені дешеві мікрокалькулятори та мікроконтролери — керівні пристрої, побудовані на одній або кількох ВІС, що містять процесор, пам'ять і пристрої сполучення з датчиками і виконавчими механізмами. З удосконаленням технології їхнього виробництва і, отже, падінням цін мікроконтролери почали впроваджуватись навіть у побутові прилади і автомашини.
У 70-х роках з'явились перші мікроЕОМ — універсальні обчислювальні системи, що складаються з процесора, пам'яті, схем сполучення з пристроями введення / виводу і тактового генератора, розміщені в одній ВІС (однокристальна мікроЕОМ) або в кількох ВІС, встановлених на одній друкованій платі (одноплатні мікроЕОМ).
Удосконалення технології дозволило виготовити НВІС, що містять сотні тисяч активних елементів, і зробити їх досить дешевими. Це призвело до створення невеликого настільного приладу, в якому розміщувалась мікроЕОМ, клавіатура, монітор, магнітний накопичувач (касетний або дисковий), а також схеми сполучення з малогабаритним друкувальним пристроєм, вимірювальною апаратурою, іншими ЕОМ тощо. Цей прилад отримав назву персональний комп'ютер.
Завдяки ОС, що забезпечує простоту спілкування з цією ЕОМ великих бібліотек прикладних програм, а також низької вартості персональний комп'ютер почав стрімко впроваджуватись у різних сферах людської діяльності в усьому світі. За даними на 1985 рік, загальний обсяг світового виробництва становив 200×10⁶ мікропроцесорів і 10×10⁶ персональних комп'ютерів.
У великих ЕОМ цього покоління спрощується контакт людина-машина. Використання у великих ЕОМ мікропроцесорів і НВІС дозволило значно збільшити обсяг пам'яті і реалізувати деякі функції програм ОС апаратними методами, наприклад апаратні реалізації трансляторів з мов високого рівня тощо. Це значно збільшило продуктивність ЕОМ, хоча і підвищило ціну.
Характерним для великих ЕОМ 4-го покоління є наявність кількох процесорів, орієнтованих на виконання певних операцій, процедур ,або вирішення певних класів завдань. У рамках цього покоління створюються багатопроцесорні обчислювальні системи зі швидкодією кілька десятків або сотень мільйонів операцій/с і багатопроцесорні керувальні комплекси підвищеної надійності з автоматичною зміною структури.
Прикладом обчислювальної системи 4-го покоління є багатопроцесорний комплекс «Ельбрус-2» з сумарним швидкодією 100×10⁶ оп/с або обчислювальна система ПС-2000, що містить до 64 процесорів, керованих загальним потоком команд. При розпаралелювання обчислювального процесу сумарна швидкість досягає 200×10⁶ оп/с. Подібні суперЕОМ розвивають максимальну продуктивність тільки при вирішенні певних типів завдань (під які вони й будувалися). Це, перш за все, завдання суцільних середовищ, пов'язані з аеродинамічними розрахунками, прогнозами погоди, силовими енергетичними полями тощо. Виробництво суперЕОМ у всьому світі складає нині десятки штук на рік, і будуються вони, зазвичай, «під замовлення».

 

Ельбрус - 2

Приставка Magnavox Odyssey (1972 г.)

 

І мікропроцесор і мікроконтролер призначені для виконання деяких операцій - вони витягують команди з пам'яті і виконують ці інструкції (що представляють собою арифметичні або логічні операції) і результат використовується для обслуговування вихідних пристроїв. І мікроконтролер і мікропроцесор здатні безперервно виробляти вибірку команд з пам'яті і виконувати ці інструкції, поки на пристрій підключений до джерела живлення. Інструкції вдають із себе набори бітів. Ці інструкції завжди витягуються з місця їх зберігання, яке називається пам'яттю.

Що таке мікропроцесор

Мікропроцесор містить функціонал комп'ютерного центрального процесора, або ЦП (на одному напівпровідниковому кристалі). За своєю суттю - це мікрокомп'ютер, який використовується для виконання арифметичних і логічних операцій, управління системами, зберігання даних і інших.

Мікропроцесори, як правило, не укомплектовані великою кількістю додаткових компонентів (як мікроконтролери) і використовують переважно зовнішні пристрої з метою виконання своїх функцій. Це можуть бути модулі ОЗУ, регулятори напруги або окремі джерела живлення, порти введення і виведення. В принципі, ці компоненти ті ж за призначенням, що і у випадку з контролерами, але зовнішні. Однак, як і сам обчислювальний чіп мікропроцесора, в більшості випадків більш продуктивні, ніж ті, що стоять в мікроконтролері.

Мікропроцесор обробляє дані, що надходять з вхідних периферійних пристроїв і передає оброблені дані на вихідні периферійні пристрої. Внутрішніх модулів у процесора трохи. Як правило, сучасні моделі електронних компонентів розглянутого типу містять мікросхему ОЗУ - з тих типів компонентів, що характерні для конструкції мікроконтролера. ПЗУ, регулятор напруги, порти в структурі мікропроцесора зазвичай відсутні.

Головне призначення мікропроцесора - складні обчислювальні операції. Тому він, як правило, має велику продуктивністю і інсталюється в ті девайси, функціонал яких її вимагає. Наприклад, в ігрові приставки, ПК, мобільні пристрої.

Мікроконтролери

Під мікроконтролером розуміється електронний компонент, який містить в собі основні апаратні модулі, необхідні для виконання ним своїх функцій. Такі як, наприклад:

- обчислювальний чіп;

- модуль ПЗУ;

- модуль ОЗП;

- таймер;

- мости;

- регулятор напруги;

- порти введення і виведення.

Таким чином, всі відповідні компоненти є вбудованими. Мікроконтролер, якщо він встановлюється в комп'ютері, найчастіше взаємодіє з іншими апаратними модулями ПК (наприклад, жорстким диском або оперативною пам'яттю) безпосередньо і не застосовує без особливої ​​потреби модулі в ПК, аналогічні за призначенням тим, що вбудовані в девайс.

Так, завдяки вбудованому модулю, який відповідає за управління напругою, мікроконтролер не вимагає адаптації зовнішнього напруги до особливостей харчування внутрішніх компонентів і в загальному випадку не використовує зовнішніх компонентів контролю над рівнем напруги.

Мікроконтролери, як правило, відповідають за будь-яку частину обчислювальних операцій. Наприклад, якщо вони стоять на ПК, це може бути читання і запис даних, включення і виключення пристроїв, підключених до ПК. Тому їх продуктивність відносно невисока.

Часто мікроконтролер використовується в приладах, в яких задіяння мікропроцесора не має особливого сенсу в силу його більш високою в більшості випадків вартості. Наприклад, це може бути мікрохвильова піч, кондиціонер або пристрій, призначений для автоматичного поливу рослин в саду. У складі зазначених девайсів зазвичай присутній найпростіший за структурою мікроконтролер.

Порівянння

Основна відмінність мікроконтролера від мікропроцесора в тому, що в першому компоненті основні модулі, необхідні для виконання ним своїх функцій, - вбудовані. Мікропроцесор, в свою чергу, задіє здебільшого зовнішні пристрої. Разом з тим мікроконтролер також здатний звертатися до їхніх ресурсів, якщо продуктивності тих, що є вбудованими, не вистачає. Зрозуміло, це можливо, тільки якщо відповідного типу зовнішні пристрої передбачені в конструкції девайса, в якому використовується мікроконтролер. Буває, що їх немає в принципі, - і тоді ефективність роботи приладу залежить від продуктивності мікроконтролера.

Між двома розглянутими електронними компонентами, як правило, є істотна різниця за рівнем швидкості обчислень. Мікроконтролер в більшості випадків менш продуктивний, ніж мікропроцесор аналогічного призначення (якщо, звичайно, вони взаємозамінні в конкретному пристрої), оскільки розрахований на виконання тільки частини обчислювальних операцій або ж тих, що мають дуже просту структуру

Публікація

Персональний комп'ютер -це стаціонарна техніка, призначена для роботи вдома або в офісі. Тобто вона не розрахована на переміщення з одного місця в інше.

Для персональних комп'ютерів обов'язкова наявність монітора і ряду інших периферійних пристроїв. У блоці ПК знаходяться:

Материнська (системна) плата

Процесор

Різна пам'ять (ОЗУ, жорсткий диск)

Блок живлення

 

Розрізняють стаціонарні і портативні ПК (ноутбуки).
Ноутбук або лептоп  — портативний персональний комп'ютер, в корпусі якого об'єднані типові компоненти ПК, включаючи дисплей, клавіатуру і вказівний пристрій (звичайно сенсорна панель або тачпад), а також акумуляторні батареї.

Ноутбуки відрізняються невеликими розмірами і вагою, час автономної роботи ноутбуків змінюється в межах від 1 до 15 годин.