SSD: vývoj, technologie a budoucnost

V dohledné době by se SSD mohly stát i ekonomicky výhodnější než pevné disky, na což ukazuje nedávná zpráva o vývoji cen SSD. Nemůžeme samozřejmě ještě mluvit o tom, že za rok či dva bude SSD se stejnou kapacitou jako HDD stát méně, ale pokud se nestane něco neočekávaného, budou výrazně levnější než dnes a dostanou se i do low-endových počítačů, kde dodnes vládnou pevné disky. Lví podíl na tom budou mít nové typy pamětí a další generace tzv. 3D pamětí NAND Flash, kde jsou jednotlivé buňky vrstveny na sebe a vertikálně propojeny. Výrobcům se v poslední době prý výroba takových pamětí daří, tedy mají vysokou výtěžnost, takže ceny mohou klesat. To se již pár měsíců projevuje na trhu, takže můžeme s potěšením sledovat, jak se ceny SSD propadají a zatím nic nenasvědčuje tomu, že by se pokles cen měl zastavit.
Lze také předpokládat, že naopak stoupat bude kapacita dostupných SSD, což jde na vrub také pamětem 3D V-NAND Flash, tedy vrstveným čipům. Ty už mají také ve světě volatilních pamětí svou obdobu, a to paměti HBM (High Bandwidth Memory) v kartách AMD Radeon R9 Fury, které se díky více vrstvám mohou vejít hned vedle grafického čipu a využít nebývale široké rozhraní. Co se týče kapacity SSD, pak za několik týdnů dorazí na trh 2,5" a 6TB model Fixstars SSD-6000M, pak ještě v tomto roce má SanDisk představit 8TB model a v příštím už 16TB. Největší mechanický pevný disk má přitom dnes kapacitu 10 TB a využívá nejlepší dostupné technologie, zápis SMR a HelioSeal vyplňující vnitřek disku heliem. V nich ještě tkví potenciál, ale je pravděpodobné, že kapacita bude růst stejně jako doposud po cca 1 až 2 TB, takže už v příštím roce by 2,5" SSD měly překonat kapacitu i 3,5" pevných disků.

Jak se do této pozice ale SSD dostaly, kde je jejich počátek a kam směřují? Na to se postupně podíváme v tomto článku.

Kde to začalo

Počátek pamětí, které dnes označujeme za elektronické a stálé, které tedy nepotřebují být pro udržení informace napájeny, můžeme datovat již do 50. let minulého století, kdy se objevily technologie jako Magnetic Core Memory nebo CCROS (Charged Capacitor Read-Only Storage) pro výrobu tzv. pomocných pamětí, ale ty byly brzy překonány bubnovými paměťmi, z nichž se později vyvinuly pevné disky. V 70. letech už byly k dispozici nové technologie jako EAROM, ovšem v té době ještě zdaleka nefungoval trh, na němž by takové paměti byly dostupné. Využívaly se ve vojenských systémech nebo počítačových výzkumných laboratořích, takže šlo o velice zřídka využívanou technologii. Poté se objevilo několik pokusů, jak nastartovat tento trh, ovšem tehdy šlo o různé paměti, které se nakonec nechytily a dnes už jsou jen minulostí, čili ještě ne o dnes obvyklé paměti Flash.

V 70. letech se tedy objevily EAROM (Eletrically Alterable ROM) od firmy General Instruments. Tyto paměti měly nabídnout slušnou životnost, odezvu při čtení 2 mikrosekundy a mazání bloků za 100 milisekund. Ukázalo se ale, že s výdrží těchto pamětí to bylo horší, než se předpokládalo. Data zdaleka nevydržela v buňkách zapsaná 10 let a počet mazacích a zapisovacích cyklů v buňkách musel být snížen na 1000. V důsledku se společnosti rozhodly v 80. letech přejít na jiný typ paměti, a to CMOS RAM.

Na konci 70. let byly ale k dispozici také úložná zařízení složená z modulů RAM. Texas Memory Systems vyrobila model ze 16kB modulů RAM, který dosáhl celkové kapacity 1 GB, stál kolem milionu dolarů a byl určen pro systémy ropných společností, které do něj ukládaly data z hloubkového průzkumu terénu. Aktivní byla také společnost Dataram se svými SSD nazývanými BULK CORE, které měly v roce 1976 kapacitu 2 MB a emulovaly pevné disky.
Intel na začátku 80. let vsadil na tzv. bublinovou paměť s kapacitou 1 Mb, přičemž tato technologie již tehdy byla už několik let známá Jedná se o typ magnetické paměti využívající malý kvádr s magnetickým materiálem, v němž se tvoří malé bublinky tvořící jedničku v binárním zápisu. Intel je chtěl nabídnout jako alternativu k disketám, přičemž mohly konkurovat i tehdejším diskům s ohledem na hustotu zápisu. Narazil ale na mizernou škálovatelnost a vysokou výrobní cenu, takže se později rozhodl tuto svou divizi předat firmě Memtech, ale i tak bublinové paměti zmizely. Nedokázaly konkurovat novým pamětem jako Flash RAM a na trhu už pro ně nebylo místo.

V roce 1982, kdy už byly na trhu první osobní počítače IBM s procesory Intel, přišla oregonská firma SemiDisk Systems s SSD akcelerátory. Prvním z nich byl model S-100 s 512 kB kapacity v pamětech RAM (64kb čipy) a cenou bezmála 2000 dolarů. Později SemiDisk přišel i s 2MB modely, které byly určeny vedle počítačů Epson QX-10 a jiných také pro IBM PC. RAM disky vyráběly i jiné společnosti, jako třeba StorageTek, který ve skutečnosti přišel s nimi jako první ještě v 70. letech. Byla tu také společnost Santa Clara Systems a její BatRam, systém využívající 4MB moduly RAM (max. 20 MB) a také dobíjitelnou baterii, která dokázala udržet v pamětech informaci pro případ výpadku napájení.
V 80. letech se také začala více používat paměť EEPROM, z níž se nakonec vyvinuly paměti Flash, na něž se podíváme v další kapitole.