„Amit nem tudsz egyszerűen elmagyarázni, azt nem is érted egészen.”
Albert Einstein
A fenti idézet szellemében úgy döntöttünk, egyfajta blog-szerű tevékenységet indítunk a weboldalunkon. Az itt megjelenő cikkek mindegyike két részre fog tagolódni, azonban mindkettő ugyanarról fog szólni. Az elsőben bemutatjuk a címében említett dolgot minél egyszerűbben, hogy olyasvalaki is megértse, aki esetleg már elveszett az informatika rohamosan fejlődő világában. A második rész azoknak szól, akik az alapokkal tisztában vannak, és a tényleges technológiai újításokra kíváncsiak. A második részben így nem csak arra az örök kérdésre kapnak választ, hogy „Miért?”, hanem arra is, hogy „Hogyan?”. Akkor vágjunk is bele!
Hogy mégis beinduljon a szívverésünk egy új NAND-flash technológia hallatán
A „flash memória” technológia nevének hallatán a legtöbb embernek valószínűleg nem kezd el hevesebben verni a szíve. Ennek ellenére napjaink egyik legmeghatározóbb találmányává vált, sőt, minden háztartásban garantáltan előfordul. De mi is ez?
Alapvetően két fajta adattárolási egységet tudunk megkülönböztetni. Ezek az úgynevezett „felejtő” és „nem felejtő” memóriák. Előbbi segítségével tud például a számítógépünk programokat betölteni, míg utóbbi az adatok hosszú távú tárolásáért felelős (képek, videók, egyéb fájlok, stb.). Előbbi hátránya az, hogy újraindítás esetén mindent elfelejtenek. A továbbiakban a „nem felejtő” típusúval fogunk foglalkozni, nevezzük őket egyelőre merevlemezeknek (illetve elterjedtebb, angol nyelvű mozaikszaván: HDD). Érdekességük, hogy az energiaellátás megszüntetésével is képesek megőrizni az állapotukat. Legtöbb esetben a kapacitásával azonosítjuk őket (mennyi adatot képes tárolni), ami ma jellemzően 100 gigabájt és 3 terabájt között mozog. A 3 terabájt ma a személyi számítógépek világában tekintélyesnek számít.
megj: Nézzük meg, mennyire is hatalmas ez a szám. Vegyük például a még ma is népszerű Bon Jovi Livin’ on a prayer című dalát. Ez körülbelül 4 megabájt méretű és 4 perc hosszú. A további számoláshoz szükséges váltószámok: 1024 megabájt (MB) = 1 gigabájt (GB), és 1 terabájt (TB) 1024 GB (MB < GB < TB). Ezek alapján kiszámolhatjuk, hogy 3 TB = 3145728 MB, és 3145728 MB / 4 MB = 786432. Ennyiszer fér rá a kedvenc dalunk, ezáltal 786432 MB x 4 min = 3145728 perc, azaz majdnem 6 évig folyamatosan hallgathatnánk a valószínűleg már nem sokáig kedvenc dalunkat.
A kapacitáson felül különbséget tesznek még a csatolófelületei között is. Minden merevlemeznek valahogy kapcsolódnia kell a számítógépünk központi egységéhez, a processzorhoz, ami elképzelhető úgy, mint a gépünk agya. Ma jellemzően ez a csatolófelület egy úgynevezett SATA (Serial ATA) szabványt követ.
Az IDE (bal oldal), illetve a SATA (jobb oldal)
Érdekessége, hogy az elődével (IDE) ellentétben nem párhuzamos, hanem soros kommunikációt valósít meg. Képzeljük csak el, hogy el szeretnénk olvasni egy könyvet minél rövidebb idő alatt. Segítségünkre van 5 önkéntes, aki egy 500 oldalas könyvet feloszt egymás között 5 egyenlő részre (100-100 oldal), majd sípszóra olvasni kezdenek. Az egyszerűség érdekében tegyük fel, hogy kollektív tudattal rendelkeznek, így nincs szükség az egyes blokkok összegzésére, ha mindenki befejezte a maga részét. Könnyen belátható, hogy ez a módszer sokkal gyorsabb, mintha csak egy emberrel olvastatnánk el mind az 500 oldalt, mivel itt elég 100 oldal elolvasásának idejét rászánni. Az előbbi példát nevezzük párhuzamos feldolgozásnak (mivel egy időben többen dolgoznak egy problémán), utóbbit pedig soros feldolgozásnak (mivel egy időben egy dolgozik a problémán). Lássuk be, a párhuzamos minden esetben gyorsabb, és könnyebben kivitelezhető. Ugye? Nem. Nem mindig igaz ez a megállapítás, viszont erre egy esetleges későbbi cikkben fogunk kitérni.
A merevlemezek nagy hátránya az, hogy mozgó alkatrészeket tartalmaznak. Az adatokat egyfajta mágnesezhető réteggel bevont lemezeken tárolják. Több ilyen lemez van egy merevlemezen belül, melyekhez tartozik 1-1 olvasó fej annak alsó, illetve a felső oldalán. Minden lemez folyamatosan forog, ennek sebességét 5400 – 7200 fordulat/percben (RPM) adják meg. Őrületes sebesség, gondoljunk csak bele! Egy átlagos személyautó főtengelye 100 km/órás sebességnél (feltéve, hogy megfelelő fokozatban van a sebességváltó) 3000 RPM sebességgel pörög alattunk. Kétszer gyorsabban forog a merevlemezünk! Sőt, ha ehhez még hozzávesszük azt is, hogy az előbb említett olvasófej átlagos távolsága a lemeztől 1 nanométerre helyezkedik el (1 milliméter = 1 000 000 nanométer !!!), még hihetetlenebb a történet. Itt már egy porszem is maradandó károkat képes okozni. Ezért (is) nem ajánlott számítógépünket rugdosni, ütögetni, még akkor sem, ha éppen a Mario játékkal való szórakozás közben 1 cm-rel elvétettük az ugrást. Sőt, ha követtük a cikket, beláthatjuk, hogy az 1 cm nem is olyan kicsi, mint hisszük.
Aki eddig figyelemmel követte a cikket, teljesen jogosan teheti fel a következő kérdést: Mi köze ennek az egésznek a címben szereplő valaminek? A válasz egyszerű. Ahhoz, hogy megértsük az új technológiák működési elvét, tudni kell az azt megelőző technológia tökéletlenségét. A következő szint a tárolóegységek világában az úgynevezett SSD-k (Solid State Drive / Szilárdtest meghajtó). Mint nevéből is következik, egy mozgó alkatrészt sem tartalmaz.
Gyakran Ismételt Kérdés: Szóval lehet vele frizbizni?
Gyakran Ismételt Válasz: Természetesen lehet. Viszont azzal számolnunk kell, hogy amíg egy hagyományos, mezei SATA csatlakozással ellátott 500 GB-os merevlemez 13 000 Ft környékén érhető el, úgy egy 500 GB-os, szintén SATA-s SSD alsó ára 60 000 Ft. Így abban az esetben, ha nem kapjuk el időben, vagy kiesik a kezünkből játék közben, sok fejfájást okozhat. Megjegyzés: A Samsung ősszel jelentette be legújabb SSD meghajtóját, ami már fém burkolatot kapott, és elérhető a NetCom Bt-nél is!
Az új, fémburkolatú Samsung SSD
Miért jobb, mint egy egyszerű merevlemez?
- Gyorsabb
- Kisebb
- Csendes
A lemezeket és az olvasófejeket úgynevezett memóriacellák helyettesítik. Egy ilyen cella értéke egy 1 biten ábrázolható szám, azaz 0, vagy 1. Ugyanúgy, mint a régi VHS kazettánk, ezek a cellák is el tudnak használódni, így ez határolja be az élettartamát. Ahogy a technológia fejlődik, úgy válnak az eszközök egyre kisebbé. Azonban ez nem vitelezhető ki a végtelenségig, ennek létezik egyfajta fizikai határa. Gondoljunk bele abba, hogy egy drótvezetéket nem tudunk a végtelenségig vékonyítani. Egy idő után nagy lesz a kábel ellenállása, ezáltal melegedni fog, sőt, a kábeleken lévő szigetelést is csökkenteni kell, ezáltal két egymáshoz közel elhelyezett vezeték zavarni fogja egymást. Nos, más megoldást kellett kitalálni. De vajon mi is volt ez? A megoldás egyszerű. Egy memóriacellában ne egy bitnyi (0, vagy 1) információ tárolódjon, hanem több! Az utóbbi években kifejlesztették a 2, illetve 3 bit információ tárolására alkalmas cellákat. A címben szereplő új technológia szerint már 4 tárolására is alkalmas. Ezt az úgynevezett 3D NAND tranzisztortervezési technológiával érték el. A technológia elérhetővé teszi, hogy függőlegesen helyezzünk el egymáson több tároló réteget. Természetesen jelen vannak szép számmal a szkeptikusok is, akik támadják ezt a megvalósítást. Szerintük a 4 szintes tárolás instabillá teszi az SSD működését.
Gyakorlatban Gyakran tapasztaljuk, hogy telefonunkban, számítógépünkben nincs elég tárhely, holott vásárláskor úgy gondoltuk, sosem fogjuk megtölteni azt. Az Intel ezért fejlesztette ki a fenti technológiát. A végfelhasználók számára egy új technológia azt jelenti, hogy a régieket használó eszközök olcsóbbak lesznek, az újakat használók kicsit drágábbak.
Dóczi Roland
Mérnökinformatikus MSc
Óbudai Egyetem
Neumann János Informatikai Kar
LinkedIn