Несмотря на появление большого числа альтернативных устройств хранения данных основным средством хранения информации в компьютерной технике остаются накопители на жёстких дисках (HDD) — электромеханические устройства со множеством движущихся частей и прецизионных деталей. Однако не так давно появилась технология, которую можно рассматривать в качестве серьёзной альтернативы традиционным устройствам, — твердотельные накопители на базе флэш-памяти.

Флэш-диски производства M-Systems производятся как с интерфейсами SCSI, так и ATA

Часто их по аналогии с обычными жёсткими дисками называют флэш-дисками, хотя на самом деле никаких дисков, как, впрочем, и любых других движущихся деталей, в этих устройствах нет. Название “флэш-диск” объясняется преимущественно тем, что эти накопители совместимы с основными дисковыми интерфейсами, а их скоростные характеристики соответствуют HDD. Уникальные же особенности устройств определяются использованием в качестве основы для них чипов флэш-памяти.

На украинском рынке флэш-диски постепенно исключаются из разряда “технологической экзотики”. Всё большее распространение получает практика использования в критически чувствительных системах немеханических носителей с повышенной отказоустойчивостью. В их роли и выступают флэш-диски. Например, компания Cisco ещё в прошлом году объявила о постепенном переводе своих маршрутизаторов на новые модели, где носителем служебной операционной системы служит флэш-диск, а не механический накопитель, как было раньше. Повышенный интерес к новой технологии позволяет говорить о её потенциальной перспективности.

Компания M-Systems одной из первых освоила производство и внедрение устройств хранения на базе флэш-памяти, задача которых — обеспечить объёмы и производительность, сопоставимые с HDD, и способность работать в таких условиях, в которых не выдержит ни один дисковый накопитель. Фирма M-Systems была основана в 1983 году и занималась разработкой и производством устройств хранения данных для военного назначения и авиации. В 1988 году M-Systems представила первый в мире твердотельный накопитель на основе флэш-памяти. Высокая стоимость компонентов флэш-накопителей того времени определила первоначальную ориентацию этой продукции на военный рынок. В 90-х годах, после существенного снижения цен на флэш-память, M-Systems становится одним из крупнейших поставщиков флэш-накопителей для коммерческого применения.


С 1997 года M-Systems начала производство флэш-дисков серии FFD (Fast Flash Disk). Это твердотельные накопители, которые можно использовать вместо традиционных жёстких дисков. Флэш-диски серии FFD выпускаются со стандартными интерфейсами IDE, SATA, SCSI, в стандартных форм-факторах 1,8, 2,5 и 3,5 дюйма. FFD совместимы с большинством основных операционных систем: DOS, Windows, QNX, pSOS и Linux, кроме того, FFD могут применяться в качестве загрузочного накопителя. Специально для флэш-накопителей фирмой M-Systems была разработана файловая система TrueFFS, которая позволяет осуществлять полную эмуляцию жёстких дисков по чтению и записи.

Основным преимуществом твердотельных флэш-дисков является их исключительная надёжность. Благодаря отсутствию движущихся частей твердотельные накопители обеспечивают высокую устойчивость к вибрациям, ударным нагрузкам, температурным режимам и характеризуются очень низким энергопотреблением. Это выгодно отличает их от механических жёстких дисков, которые даже в конструкции обычных компьютеров представляют наименее надёжный элемент, а в условиях сильных динамических нагрузок не могут эксплуатироваться вообще. В таких областях, как авиация, космическая техника, транспорт, промышленность и робототехника, твердотельные флэш-диски — вне конкуренции. Примечательно заявление M-Systems, сделанное в 2003 году, где отмечается, что за семь лет, прошедших с момента выпуска флэш-дисков серии FFD в 1997 году, не было ни одного возврата накопителя по причине выработки ресурса запоминающего устройства.

Хоть серия FFD и выпускается для всех основных дисковых интерфейсов: IDE (ATA), SATA, SCSI, — однако интерфейс этих накопителей определяет, прежде всего, совместимость, а не техническое совершенство самого устройства. Рабочим телом во всех этих накопителях являются одни и те же микросхемы флэш-памяти, средняя скорость доступа к информации в процессе чтения-записи не зависит от интерфейса и составляет в новых моделях 40—45 МБ/с. Этот показатель примерно сопоставим со скоростью чтения/записи данных на пластину в современных жёстких дисках с интерфейсом АТА. Тип интерфейса флэш-диска определяет только различие в пиковой скорости доступа, что может иметь значение при извлечении небольших пакетов данных из буфера накопителя. По времени доступа FFD M-Systems существенно выигрывают у традиционных HDD, ведь во флэш-дисках нет механических головок, которые должны позиционироваться на определённую дорожку. Доступ к нужной ячейке микросхемы памяти осуществляется практически мгновенно.


Наиболее совершенным на сегодняшний день FFD M-Systems является флэш-накопитель ёмкостью 176 ГБ с интерфейсом Ultra320 SCSI. Максимальные объёмы FFD-накопителей M-Systems с интерфейсами ATA и SATA несколько меньше — 128 ГБ. Поскольку объёмы твердотельных накопителей набираются за счёт микросхем флэш-памяти, то их размеры легко варьировать в широких пределах. M-Systems предлагает большой ассортимент FFD различной ёмкости начиная с флэш-дисков в 1 ГБ. Энергопотребление и вес накопителей FFD очень зависят от объёма, что хорошо видно из таблицы, но в любом случае эти характеристики в несколько раз лучше, чем у механических накопителей на жёстких дисках.

Если оценивать флэш-диски с позиций потребительского рынка, то идеальным решением было бы их применение в ноутбуках, особенно в ультракомпактных моделях, где прежде всего ценится высокая ударо- и вибростойкость, низкое энергопотребление и небольшой вес. Однако минимально приемлемый для этих целей FFD M-Systems объёмом 8 ГБ с интерфейсом ATA или SATA обойдётся более чем в $2000. Флэш-диск M-Systems семейства IDE 4000 того же объёма будет стоить раза в два дешевле, однако его невысокие скоростные характеристики не позволяют стать полноценной заменой традиционному жёсткому диску. Правда, достоинством FFD IDE 4000 являются небольшие размеры, очень низкое энергопотребление и вес, что может сделать их применение оправданным в КПК и субноутбуках, где не требуется высокая производительность. Топовые модели накопителей FFD M-Systems объёмом сто и более гигабайт стоят десятки тысяч долларов.

Технические характеристики наиболее распространённых моделей FFDGдисков MGSystems*

Уже сейчас известны планы некоторых известных производителей, которые в скором будущем собираются внедрить флэш-диски в ноутбуках, заменив ими традиционные жёсткие диски. Никаких непреодолимых препятствий к этому нет: подходящие по техническим характеристикам флэш-накопители выпускаются в промышленных масштабах, однако пока они ещё слишком дороги. Впрочем, стоит учитывать, что ни в какой другой отрасли цены не имеют свойства падать так быстро, как в ИТ-индустрии. Особенно если технологии отработаны, а выпуск товара становится массовым. Примером здесь могут послужить карты флэш-памяти, стоимость которых за последние годы существенно упала и продолжает снижаться. Можно надеяться, что уже в следующем году появятся ноутбуки, в которых основным средством хранения информации будет флэш-диск. В перспективе же такое решение может стать вполне привычным.