لعلنا جميعاً نملك جهاز جوال أو كمبيوتر لوحي، وأكثر الأمور التي نهتم لها هي قدرة التخزين في هذه الأجهزة أو ما نطلق عليه ذاكرة التخزين أو الأسطوانة الصلبة Memory and Hard Disk ففي الحاسب اللوحي لا نجد أسطوانة صلبة من النوع التقليدي المستخدم في الحاسوب التقليدي. فلا نسمع له صوت ولا يتمتع بقدرات تخزين مرتفعة. فهو من النوع الجامد الغير متحرك Slid State.
يعود مصطلح الحالة الصلبة Solid Sate إلى توصيلات في الدوائر الكهربية المبنية كلياً من أشباه الموصلات والمصنوع منها تقريباً، كل قطعة إلكترونية وجهاز إلكتروني نستخدمه في حياتنا اليومية. يتم بناء الأسطوانات الصلبة SSD من أشباه الموصلات وبدون الاعتماد على المغنطة وإعادة المغنطة كما هو الحال بالأسطوانات الصلبة التقليدية Hard Disk Drive. وتسمي بالصلبة لعدم وجود قطع ميكانيكية متحركة فيها مثل رأس القراءة الموجود في الأسطوانات المغناطيسية التقليدية.
قد يجول بخاطرك أن هذه التقنيات موجودة بالفعل في أقلام التخزين Flash Disk. هذا جزئياً صحيح حيث يستخدم قلم التخزين والأسطوانة الجامدة شرائح ذاكرة غير متطايرة لا تفقد محتوياتها عند فصل التيار الكهربي. ويكمن الاختلاف في شكل التصنيع وقدرة التخزين. حيث يتم تصميم وتصنيع أقلام التخزين للاستخدام المتنقل الخارجي، بينما يتم تصنيع الأسطوانات الصلبة للتثبيت داخل أجهزة الحاسوب بدلاً من الأسطوانات الصلبة المغناطيسية.
يتم التصنيع الأسطوانة الصلبة بحيث تظهر من الخارج بنفس شكل الأسطوانة المغناطيسية وبنفس الأبعاد القياسية المتعارف عليها وبنفس الوصلات المستخدمة في الأسطوانات الصلبة. مما يسمح بتثبيتها داخل الجهاز بسهولة.
مزايا الأسطوانات الجامدة
– استهلاك طاقة أقل حيث تستهلك هذه الأسطوانات كمية أقل من الطاقة مما يساعد في بطارية تدوم أكثر في الأجهزة المتنقلة مثل اللاب توب والحاسب اللوحي مثل IPAD
– استرجاع بيانات أسرع مما يسمح بأداء أفضل لأجهزة الحاسوب بأنواعها وهذا عامل مهم عند شراء أسطوانات التخزين الصلبة.
– كفاءة واعتمادية أعلي، حيث تتمتع الأسطوانات الصلبة بميزة عدم وجود عناصر متحركة تتأثر عند تنقل الجهاز وذلك لتأثر رأس القراءة والأقراص الداخلية المغناطيسية والتي تتعطل باستمرار عند الهزات المفاجئة للأجهزة.
لماذا لا يستخدم القرص الصلب في جميع الحواسيب؟
مثل جميع تقنيات الحاسوب المتوفرة تكلفة الإنتاج أحد المعيقات الرئيسية لتطبيق وانتشار التقنية، بينما يمكننا الحصول على أسطوانة صلبة مغناطيسية بسعة تيرابايت (1000 G. byte) بسعر 80 دولار أمريكي وبتكلفة 0.08 دولار لكل جيجابايت فإن تكلفة الأسطوانة الصلبة الجامدة حوالي 1 دولار لكل جيجا أي 12.5 ضعف لتكلفة الأسطوانة التقليدية. وهو فرق كبير لمن يرغب بالحصول على مساحات تخزين مرتفعة. ويفسر هذا الفرق بالسعر عدم وجود حواسب لوحية بقدرات تخزين كبيرة وتنحصر حالياً علي قدرات 64 جيجابايت.
الأسطوانات الصلبة من الداخل
مثل أقلام التخزين (الفلاش) تصنع الأسطوانة الصلبة من مجموعة من أقلام التخزين يتم تجميعها مع قطعة تحكم واحدة لإدارة تخزين واسترجاع البيانات منها حيث تتكون هذه الفلاشات من خلايا Cells والمصنعة باستخدام خلايا NAND والتي تستطيع تخزين 1 بت أو 2 بت على الأكثر وذلك طبقاً لتقنية التصنيع وتتكون هذه الخلية من N-Chanel Mosfet من أحد النوعين SLC خلية مستوي واحد قادرة على تخزين 1 بت وخلايا المستوي المتعدد MLC والقادرة على تخزين 2 بت. تخزن الخلية إحدى الحالتين صفر أو واحد وبعكس ذاكرة الجهاز الطيارة RAM فإنها تحتفظ بالقيمة بعد فصل التيار الكهربي. وذلك اعتمادا على تقنية EEPROM Electrical Erasable Programmable Reading only Memory.. كما هو موضح بالشكل تقوم البوابة Gate بتمرير التيار الكهربي اللازم لبرمجة الخلايا وبذلك يتم تغيير القيمة إلى واحد أو صفر حسب القيمة وبعد فصل التيار تحتفظ الخلية بهذه القيمة.
عند استخدام الخلايا متعددة المستويات يمكن تخزين قيمة من 2 بت أي وجود 4 احتمالات للتخزين تبداً 00 وتنتهي 11.
أ./ منتصر سليمان الحلبي
ماجستير تكنولوجيا معلومات – جامعة غرب سدني -استراليا
