چرا SSD سیستم شما کند میشود؟ بررسی دلایل کاهش سرعت و روشهای جلوگیری
ممکن است شما هم یک SSD پرسرعت خریده باشید، اما پس از مدتی متوجه کاهش سرعت و عملکرد آن شده باشید. اما آیا SSDها واقعاً با گذر زمان کند میشوند؟ اگر چنین است، چه عواملی باعث افت کارایی آنها میشود؟ در این مطلب، به بررسی دلایل کاهش سرعت ویندوز با وجود SSD پرداخته و چند راهکار برای افزایش سرعت و طول عمر SSD در ویندوز ارائه خواهیم داد.
تراشههای NAND مورد استفاده در SSDها دارای تعداد محدودی چرخه نوشتن و پاکسازی (P/E) هستند که همین محدودیت میتواند باعث کاهش سرعت SSD شود. به عبارت دیگر، طول عمر و عملکرد این حافظهها به تعداد چرخههای نوشتن و پاکسازی تراشههای حافظه بستگی دارد. هرچه تعداد این چرخهها بیشتر باشد، عملکرد و سرعت SSD بهتر حفظ میشود و از کاهش تدریجی سرعت آن جلوگیری خواهد شد.
چرا حافظه SSD سیستم کند شده است؟
در ابتدای ورود SSDها به دنیای کامپیوترهای شخصی، تراشههای حافظه NAND با دوام 5000 چرخه نوشتن و پاکسازی عرضه میشدند. اما با گذر زمان، دوام این تراشهها کاهش یافت؛ ابتدا به 3000 چرخه، سپس در طی یکی دو سال به 1000 چرخه، و در نهایت به 500 چرخه رسید.
با روی آوردن سازندگان به تراشههای TLC NAND به جای MLC NAND، شرایط حتی بدتر شد؛ به طوری که دوام بسیاری از SSDهای ارزانقیمت امروزی از 100 چرخه نوشتن و پاکسازی فراتر نمیرود. این کاهش دوام میتواند یکی از مهمترین دلایل کاهش سرعت SSD باشد.
با این حال، سازندگان برای رفع این مشکل تلاش کردهاند و راهکارهایی برای بهبود سرعت SSDها ارائه دادهاند که تا حدی موفقیتآمیز بوده است.
پیشرفتهای فناوری تصحیح خطا (Error Correction) در کنترلرهای SSD این امکان را برای سازندگان فراهم کرده است که از تراشههای حافظه ارزانتر و کمدوامتر در تولید SSDهای اقتصادی استفاده کنند، بدون اینکه نگرانی از کاهش سرعت و عملکرد آنها وجود داشته باشد. این فناوری بهطور موثری مانع کند شدن SSDها شده و عمر مفید آنها را افزایش میدهد.
در واقع، هرچه فناوری ساخت (لیتوگرافی) تراشههای حافظه NAND کوچکتر میشود، تعداد چرخههای نوشتن و پاکسازی آنها کاهش مییابد که میتواند منجر به افت سرعت SSD شود. اما چرا همچنان بر کوچکتر کردن فناوری ساخت اصرار وجود دارد؟
فناوری ساخت کوچکتر امکان تولید تراشههای حافظه با چگالی بالاتر را فراهم میکند. این ویژگی باعث میشود تعداد تراشههای مورد نیاز برای ساخت SSD کاهش یابد.
به عنوان مثال، در یک SSD با ظرفیت 128 گیگابایت، به جای استفاده از چهار تراشه 256 گیگابیتی با فناوری ساخت 40 نانومتری، میتوان از تنها دو تراشه 512 گیگابیتی با فناوری ساخت 15 نانومتری استفاده کرد. این تغییر بهوضوح هزینه تولید را کاهش میدهد و SSDها را مقرونبهصرفهتر میسازد.
شاید این سؤال برایتان پیش آمده باشد که چگونه سازندگان SSD با استفاده از تراشههای حافظه NAND کمدوامتر مشکلی ندارند؟ آیا این کار دوام محصولات آنها را کاهش نمیدهد؟ پاسخ به این سؤال کمی پیچیدهتر از یک جواب ساده است.
آنچه به سازندگان اجازه داده است از تراشههای NAND با دوام پایینتر استفاده کنند، پیشرفت فناوریهای افزایش دوام در سمت کنترلرها است.
نقش کنترلرها و فناوریهای تصحیح خطا
سازندگان کنترلرها تکنیکهای پیشرفتهای ابداع کردهاند که دوام تراشههای کمدوام را افزایش میدهند. این روشها فراتر از الگوریتمهای ساده کاهش حجم نوشتن بوده و شامل فناوریهایی مانند تصحیح خطا با استفاده از کدهای LDPC (Low-Density Parity-Check) هستند.
کارکرد LDPC به زبان ساده
LDPC با استفاده از بخشی از حافظه برای ذخیره کدهای تصحیح خطا، اطمینان حاصل میکند که دادهها حتی در صورت بروز خطا به درستی بازیابی شوند. برای هر دادهای که در مجموعهای از سلولهای حافظه نوشته میشود، یک کد اطمینان تولید میشود که رابطه منطقی با دادههای ذخیرهشده دارد. این کد در جدول مخصوصی نگهداری میشود تا هنگام خواندن دادهها، در صورت بروز خطا، کنترلر بتواند آن را شناسایی و اصلاح کند.
جلوگیری از کاهش سرعت SSD
زمانی که بخشی از دادهها در سلولهای حافظه خراب میشوند، موتور تصحیح خطا با استفاده از کدهای اطمینان، مقدار دقیق دادههای معیوب را بازسازی میکند. بدین ترتیب، حتی در صورت بروز خطا در سطح سلولهای حافظه، عملکرد SSD تحت تأثیر قرار نمیگیرد و از کاهش سرعت جلوگیری میشود.
تأثیر بر دوام و عملکرد
وجود موتور تصحیح خطا نهتنها مانع افت سرعت SSD میشود، بلکه به طور قابل توجهی دوام آن را افزایش میدهد. این فناوری میتواند دوام نهایی SSD را بین 1.5 تا 3 برابر بهبود دهد. به عنوان مثال، اگر دوام تراشههای حافظه 1000 چرخه نوشتن/پاکسازی باشد، ممکن است این مقدار به 1500 یا حتی 2000 چرخه برسد.
این پیشرفتها در کنترلرها و فناوریهای تصحیح خطا، امکان تولید SSDهای اقتصادی با استفاده از تراشههای ارزانتر و کمدوامتر را فراهم کرده، بدون اینکه عملکرد یا دوام کلی آنها به خطر بیفتد.
استفاده از تراشههای NAND کمدوامتر با کمک کنترلرهای پیشرفته
سازندگان SSD با استفاده از کنترلرهای مجهز به موتورهای تصحیح خطا، امکان بهرهگیری از تراشههای NAND با دوام کمتر (و ارزانتر) را بدون کاهش دوام اسمی محصولات خود فراهم کردهاند. این کنترلرها معمولاً از کدهای تصحیح خطای BCH برای اصلاح بیتهای معیوب هنگام خواندن دادهها استفاده میکنند.
برخی تولیدکنندگان نیز با اعمال تغییرات در الگوریتمها یا استفاده همزمان از چندین روش تصحیح خطا، به افزایش دوام و کارایی SSD کمک میکنند.
تاثیر تکنیکهای تصحیح خطا بر عملکرد SSD
اگرچه استفاده از تکنیکهای تصحیح خطا باعث بهبود عملکرد و دوام SSD میشود، اما در صورت خرابی بیتها، کنترلر باید عملیات تصحیح خطا را اجرا کند. این عملیات منجر به تأخیر در پردازش و افزایش مصرف انرژی میشود. با گذر زمان و افزایش تعداد سلولهای خراب، کنترلر برای اجرای فرآیند تصحیح خطا به زمان بیشتری نیاز دارد که به کندتر شدن SSD منجر میشود.
در نهایت، وقتی تعداد خطاهای سلولهای حافظه از توانایی کنترلر برای اصلاح آنها فراتر رود، دادهها بهصورت برگشتناپذیری خراب میشوند و SSD به پایان عمر خود نزدیک میشود.
راهکارهایی برای بهبود سرعت و عمر SSD
کنترلرها میتوانند برای بهبود عملکرد، بلاکهای معیوب را نادیده بگیرند یا از بلاکهای یدکی استفاده کنند. اما با مرگ تعداد زیادی از سلولها، این روشها دیگر کارایی ندارند و SSD به پایان کار خود میرسد.
جمعبندی
در این بررسی، دلایل کند شدن SSD و روشهای بهبود سرعت و طول عمر آن در ویندوز مورد بحث قرار گرفت. استفاده از نرمافزارهای مدیریت SSD مانند SSD Fresh و بهینهسازی تنظیمات ویندوز 11 از جمله روشهایی هستند که میتوانند به جلوگیری از کاهش سرعت SSD کمک کنند.
سوالات متداول
چرا SSD سیستم کند میشود؟
کند شدن SSD ممکن است به دلیل خرابی سلولهای حافظه و افزایش فعالیتهای تصحیح خطا باشد. اگر این فرآیند ادامه یابد، SSD خراب شده و نیاز به جایگزینی خواهد داشت.
چگونه از SSD استفاده کنیم که کند نشود؟
استفاده از نرمافزارهای مدیریت SSD و بهینهسازی تنظیمات ویندوز برای کاهش میزان خواندن و نوشتن میتواند از کاهش سرعت SSD جلوگیری کرده و به افزایش عمر آن کمک کند.