کاربرد S.M.A.R.T, NCQ, TRIM در هارد HDD و SSD چیست

در این مقاله قصد داریم در مورد قابلیت و کاربرد SMART NCQ TRIM در هارد HDD و SSD بصورت تخصصی بحث کنیم اگر میخواهید بدانید  این فناوری ها چیست تا پایان این مقاله باما همراه باشید و تجربیات خود را در بخش نظرات با ما در میان بگذارید.

S.M.A.R.T چیست؟

S.M.A.R.T یا Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology، یک سیستم پیشرفته است که به منظور کنترل و تحلیل وضعیت هارد دیسک‌ها و SSDها طراحی شده است تا پیش از وقوع خرابی‌های قابل توجه، اطلاعات مفیدی را ارائه دهد.

کاربرد S.M.A.R.T

این فناوری به مراجعین و مدیران سیستم‌ها این امکان را می‌دهد که از طریق دنبال کردن مداوم عامل های مختلف هارد، نظیر دما، زمان کارکرد، سرعت چرخش و تعداد خطاهای ورودی و خروجی، به طور فعال وضعیت سلامت هارد ذخیره‌سازی را زیر نظر داشته و در صورت بروز اختلال یا کاهش عملکرد، اقدامات پیشگیرانه لازم را به عمل آورند.
ویژگی‌های کنترل به ویژه در محیط‌های سازمانی و مراکز داده که داده‌های حیاتی و با ارزش نگهداری می‌شوند، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. با استفاده ازS.M.A.R.T، کاربران قادر خواهند بود تا الگوهای خاصی را شناسایی کنند که ممکن است به خرابی‌های آینده منجر شود و از این طریق می‌توانند اقدامات مناسب را برای پشتیبانی‌گیری اطلاعات یا تعویض هارد پیش از ازدست‌رفتگی داده‌ها انجام دهند.

خلاصه SMART

قابلیت‌های S.M.A.R.T نه تنها به ارتقاء قابلیت اعتماد در فعالیـت‌های ذخیره‌سازی داده‌ها کمک می‌کند، بلکه به بهینه‌سازی فرآیندهای مدیریتی و کاهش هزینه‌های ناشی از خرابی‌های غیرمنتظره نیز می‌انجامد.

NCQ در هارد HDD و SSD چیست

هدف اصلی مهندسان سرعت و عملکرد بالای سیستم های ذخیره سازی است. یکی از شیوه های ابدا شده فناوری NCQ (Native Command Queuing) است که به طور ویژه در هارد دیسک‌های HDD و SSD مورد استفاده قرار می‌گیرد.

وظیفه NCQ در HDD

NCQ این امکان دارا میباشد تا همزمان چندین فرمان ورودی/خروجی را به هارد دیسک‌ها بدهد. تکنولوژی NCQ با سازماندهی و بهینه‌سازی ترتیب اجرای این دستورات، به کاهش زمان دسترسی و افزایش عملکرد کلی دیسک کمک می‌کند.

به‌ویژه در هارد دیسک‌های HDD که به‌خاطر ساختار مکانیکی خود دارای محدودیت‌هایی در سرعت هستند، NCQ به بهبود سرعت عملکرد دستورات و کارایی بسیار کمک می‌کند.

وظیفه NCQ در SSD

در SSDها، با وجود محدودیت فعال سازی و دسترسی به داده‌ها به‌طور قابل توجهی کمتر است، اما NCQ همچنان می‌تواند در بهبود عملکرد پردازش درخواست‌ها و افزایش کارایی کلی سیستم مؤثر باشد.

SSDها به دلیل ساختار بدون قطعات متحرکه، سرعت بالاتری را فراهم می‌آورند، اما در زمان‌های بارگذاری های سنگین و تعداد زیاد دستورات، NCQ می‌تواند به بهبود عملکرد توزیع بهینه‌ی بار کمک کند.
به طور کلی، فناوری NCQ نه تنها در بهبود عملکرد هارد دیسک‌های قدیمی بلکه در بهینه‌سازی کارایی SSDها نیز نقشی اساسی ایفا می‌کند. این تکنولوژی با فراهم آوردن امکان اجرای همزمان و بهینه‌ی دستورات، موجب افزایش سرعت و بهبود تجربه کاربری در سیستم‌های ذخیره‌سازی مدرن شده است.

کاربرد NCQ

در عصر حاضر، که وابستگی به ذخیره‌سازی اطلاعات به یک نیاز غیرقابل انکار تبدیل شده است، می‌توان به وضوح مشاهده کرد که زندگی روزمره افراد و فعالیت‌های سازمان‌ها به شدت به وجود زیرساخت‌های مناسب برای نگهداری و مدیریت داده‌ها متکی است.

کاربران در زمان نیاز به ذخیره‌سازی همزمان اطلاعات بر روی هارد دیسک خود، می‌بایست از قابلیت فناوری NCQ (Native Command Queuing) بهره‌برداری نمایند.

در غیر این صورت، فرایند نوشتن داده‌ها به صورت نوبتی و تک‌به‌تک انجام خواهد شد، که این امر نه تنها موجب کندی عملکرد سیستم می‌شود، بلکه می‌تواند منجر به هدر رفتن زمان و کاهش کارایی در پردازش اطلاعات نیز گردد.

لذا، انتخاب و استفاده از سیستم‌های ذخیره‌سازی که از این تکنولوژی های روز دنیا برخوردار هستند، به وضوح نشان‌دهنده اهمیت و ضرورت به کارگیری تکنولوژی‌های نوین در ارتقاء و بهبود عملکرد سیستم‌های رایانه‌ای به ویژه در راستای انجام وظایف دشوار و پردازش‌های اطلاعاتی کلان است.

نتیجه گیری

به عبارت دیگر، کاربرانی که خواهان بهینه‌سازی و تسریع در فرآیند ذخیره‌سازی داده‌ها هستند، بهتر است از قابلیت‌های پیشرفته‌ای همچون NCQ برای مدیریت و سازماندهی هم‌زمان دستورات اجرایی داده‌ها برخوردار نمایند.

این تکنولوژی با به کمتر کردن مدت زمان تأخیر در پردازش داده‌ها، امکان پردازش همزمان چندین درخواست نوشتن را فراهم می‌سازد و به این صورت، کاربران می‌توانند از مزایای عملکرد بالاتر و بهینه‌تر سیستم‌های خود بهره‌مند شوند.

کاربرد TRIM در هارد HDD و SSD

ذخیره‌سازی داده‌ها به عنوان یکی از عوامل مهم سیستم‌های کامپیوتری به شمار می‌آید. در این دنیای مدرن پیشرفت‌های قابل توجهی در زمینه ذخیره‌سازی داده‌ها، به ویژه در نوع ذخیره‌سازی حالت جامد (SSD) و هارد دیسک‌های مغناطیسی (HDD) صورت گرفته است.

یکی از خصوصیات مهم SSDها، که آن‌ها را از HDDها متفاوت می‌کند، مدیریت کارآمد داده‌ها و بهینه‌سازی عملکرد در مواقع ذخیره‌سازی و بازیابی داده‌ها می‌باشد. یکی از این روش که در SSDها به کار می‌رود، عملکرد TRIM است.

در این خصوص، به نوع کاربرد TRIM در هارد دیسک‌های SSD و همچنین تأثیر آن بر روی سرعت عملکرد کلی سیستم خواهیم پرداخت.

مفهوم عبارت TRIM

TRIM یک عملکرد استاندارد است که به سیستم‌عامل اجازه می‌دهد تا به SSDها اطلاع دهد که برخی از بلوک های حافظه که دیگر مورد استفاده قرار نمی‌گیرند، قابل پاک‌سازی و بازسازی هستند.

این دستور به معنای جلوگیری از جاگذاری اطلاعات غیرضروری حافظه و همچنین بهینه‌سازی عملکرد SSDها در طول مدت زمان می‌باشد.

هنگامی که کاربر یک فایل را حذف می‌کند، به طور عادی، اطلاعات فقط از سیستم‌عامل پاک می‌شود و داده‌ها هنوز در حافظه SSD ذخیره می‌مانند.

با استفاده از دستور TRIM، سیستم‌عامل به SSD اطلاع می‌دهد که این داده‌ها دیگر مورد نیاز نیست و می‌توان آن‌ها را برای نوشتن داده‌های جدید حذف کرد.

عملکرد SSD و تأثیر TRIM

یکی از نقاط قوت SSDها نسبت به HDDها، سرعت خواندن و نوشتن داده‌ها است. اما با گذشت زمان و افزایش تعداد داده‌های ذخیره‌شده و حذف‌شده، SSDها ممکن است با مشکلاتی مواجه شوند که به آرامی در عملکرد آن‌ها منجر می‌شود. این کاهش عملکرد به دلیل فرایندهای نوشتن و خواندن تصادفی داده‌ها در واحدهای حافظه NAND اتفاق می‌افتد.

در واقع، هر بار که سیستم باید داده‌ای را به یک بلوک خاص بنویسد، باید ابتدا اطمینان حاصل کند که بلوک مذکور خالی است. این کار می‌تواند زمان‌بر بوده و منجر به کندی عملکرد شود.

دستور TRIM به SSDها این امکان را می‌دهد که از طریق پاک‌سازی بلوک‌های حافظه که دیگر مورد نیاز نیستند، از این مشکل جلوگیری کنند.

با استفاده از TRIM، SSD قادر است قبل از انجام نوشتن داده جدید، فضای اضافی را به روزرسانی کند، که این باعث افزایش سرعت و کارایی عملیات کلی ذخیره‌سازی می‌شود.

کاربرد TRIM در هارد دیسک‌های HDD

در حالی که TRIM یکی از ویژگی‌های کلیدی SSDها محسوب می‌شود، در هارد دیسک‌های مغناطیسی (HDD) کاربردی ندارد. این موضوع به دلیل ساختار متفاوتی است که HDDها به آن متکی هستند.

هارد دیسک‌ها از دیسک‌های مغناطیسی و هدهای خواندن و نوشتن استفاده می‌کنند که به نوبه خود به صورت فیزیکی روی دیسک‌ها حرکت می‌کنند. در این نوع ذخیره‌سازی، اطلاعات در مکان‌های خاص و از پیش تعیین شده نوشته می‌شوند و هر گونه عملیات حذف داده با استفاده از فرمت کردن یا پاک‌سازی فضای دیسک انجام می‌شود.

به طور کلی، پروسه‌ای که TRIM انجام می‌دهد، در HDDها نیازی به اجرا ندارد، زیرا مکانیزم ذخیره‌سازی و بازیابی داده‌ها به گونه‌ای طراحی شده است که نویسنده می‌تواند بدون اطلاع نیاز به آزادی فضای دیسک، بر روی مکان‌های موجود در دیسک کار کند.

این تفاوت اساسی در نحوه عملکرد HDDها و SSDها تأثیر زیادی بر روی سرعت و کارایی سیستم دارد.

مزایای استفاده از TRIM

استفاده از TRIM مزایای متعددی دارد که شامل موارد زیر می‌شود:

1. مدت زمان عمر SSDها: با کاهش تعداد دفعات نوشتن بر روی بلاک‌های حافظه NAND، TRIM به مدت زمان عمر بیشتر SSDها کمک می‌کند.

2. بهبود عملکرد: TRIM کمک می‌کند تا عملیات نوشتن سریع‌تر و عملکرد بالاتر انجام شود، که به نوبه خود منجر به بهبود کلی عملکرد سیستم می‌شود.
3. بهینه‌سازی فضای ذخیره‌سازی: با آزادسازی فضای بلاک‌های غیرضروری، SSD می‌تواند به طور مؤثری از حداکثر ظرفیت خود استفاده کند.
4. کاهش مدت زمان دسترسی به داده‌ها: وقتی که SSDها به دستورات مورد نیاز را از TRIM دریافت می‌کنند، می‌توانند با سرعت به اطلاعات دسترسی پیدا کنند، که در نتیجه تأخیر در زمان خواندن و نوشتن داده‌ها کاهش می دهد.

از SMART در کجا استفاده می شود؟

برای بهینه‌سازی فرآیندهای مدیریتی و کاهش هزینه‌های ناشی از خرابی‌های غیرمنتظره استفاده می شود بطور ساده معمولا در نرم افزارهای تست هارد و سخت افزارهای تخصصی بازیابی اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرد.

اگر در هارد یا SSD قابلیت TRIM فعال باشد قابل ریکاوری است؟

بستگی به مشکل هارد یا اس اس دی دارد; اما بطور کلی اگر اطلاعات فرمت شوند احتمال ریکاوری ضعیفتر می شود.

آیا TRIM را می توان غیر فعال یا فعال کرد؟
بله میتوانید بصورت دستی فعال با غیر فعال کنید.

برای اطلاعات بیشتر می توانید به صفحه فناوری TRIM در SSD چیست مراجعه فرمائید.