Na tę stronę wskazuje przekierowanie z „SSD”. Zobacz też: inne znaczenia.

Napęd SSD, dysk SSD, napęd półprzewodnikowy (ang. solid-state drive, SSD) – urządzenie pamięci masowej zbudowane w oparciu o pamięć flash^[1].

Angielski termin solid-state nawiązuje do fizyki ciała stałego (solid-state physics) i zwykle oznacza zastosowanie w danym urządzeniu tranzystorów, w odróżnieniu od technologii wykorzystujących lampy elektronowe. W odniesieniu do SSD określenie solid-state akcentuje ponadto zastosowanie w tym urządzeniu wyłącznie elementów nieruchomych – inaczej niż w dyskach twardych HDD, które zawierają jeden lub więcej wirujących dysków, oraz inne mechanizmy.

Większość dysków SSD pierwszych generacji wyposażono w interfejs SATA (szeregowy ATA) w celu zachowania zgodności z wcześniejszymi rozwiązaniami stosowanymi w dyskach twardych. Ze względu na tę kompatybilność skrótowiec SSD bywa tłumaczony jako solid-state disk (dysk półprzewodnikowy) w analogii do hard disk (dysk twardy), choć poprawniejszym określeniem jest solid-state drive (napęd półprzewodnikowy).

Dostępne są również dyski SSD w formie kart rozszerzeń PCI Express, wykorzystujące bezpośrednio magistralę PCIe do uzyskania wyższej przepustowości.

Popularne stały się dyski SSD korzystające z interfejsu M.2, który oferuje przepustowość przekraczającą możliwości SATA III (6 Gb/s). Dyski M.2 charakteryzują się kompaktowymi wymiarami, umożliwiającymi ich instalację w komputerach przenośnych i urządzeniach o ograniczonej przestrzeni wewnętrznej. Najwydajniejsze modele M.2 wykorzystują protokół NVMe.

Dyski SSD wykorzystujące standardy PCIe 4.0 i 5.0 osiągają teoretyczne prędkości transferu sekwencyjnego odpowiednio do około 8 GB/s i 14 GB/s, co wiąże się z wyższym poborem prądu i generowaniem ciepła. Przy intensywnym użytkowaniu może wystąpić potrzeba zastosowania pasywnego radiatora, szczególnie w obudowach o ograniczonym przepływie powietrza lub gdy dysk znajduje się w pobliżu innych rozgrzewających się komponentów^[2]. Zbyt wysokie temperatury robocze (przekraczające 70-90 °C w zależności od modelu) mogą prowadzić do throttlingu termicznego, w ramach którego kontroler dysku automatycznie obniża prędkość interfejsu PCIe w celu ochrony podzespołów, co skutkuje znacznym spadkiem wydajności urządzenia^[3].

Pierwsze próby wykorzystywały nieulotne pamięci ferrytowe i ulotne półprzewodnikowe. W latach 70. i 80., wraz z rozwojem elektroniki półprzewodnikowej, idea SSD odżyła, tym razem w formie trwałej pamięci zbudowanej z półprzewodników. Zastosowano je w pierwszych wersjach superkomputerów firmy IBM: Amdahl i Cray^[4], jednak bardzo wysoka cena powodowała niewielkie zainteresowanie i niski popyt.

Ciekawym rozwiązaniem był własny standard przenośnych kart pamięci PnP wprowadzony przez firmę Atari do palmtopów Portfolio (rok 1989). Domyślnie miał to być rodzaj krzemowej dyskietki, gdyż w latach osiemdziesiątych dane przenosiło się głównie na tym nośniku. Każdy model tego przenośnego komputera był wyposażony w czytnik owych kart, a sama karta prezentowała się jako poręczna, płaska, plastikowa karta (rozmiar papierowej karty do gry). Obsługa była podobna do obsługi typowej dyskietki lub pamięci typu pendrive (stosowanych znacznie później). Były też wyposażone w przełącznik blokujący zapis, na tylnej ściance znajdowała się instrukcja o potrzebie wykonywania kopii zapasowych oraz szereg zasad użytkowania o tyle istotnych, że nośniki tego typu były ówcześnie nieznane dla konsumentów.

Pojemności kart pamięci firmy Atari, nazywanych Memory Card, były stosunkowo małe (np. 32, 64, 128 KB), ale dość duże jak na tak nowatorskie ówcześnie rozwiązanie pamięci masowej. Z drugiej strony nośniki te były dość drogie, co jest nieco podobne do dzisiejszych dysków półprzewodnikowych i pamięci flash, których stosunek pojemności do ceny jest niezadowalający. Cena kart spowodowała, że były spotykane w Polsce jedynie w ilościach śladowych.

Na większą skalę zaczęto produkować urządzenia oparte na pamięci półprzewodnikowej od połowy lat 90. XX wieku, głównie przez korporację SanDisk, z przeznaczeniem dla przemysłu i wojska. Ze względu na wciąż bardzo wysoką cenę, niedopracowaną technologię i brak standaryzacji, napędy półprzewodnikowe miały małe pojemności (kilkanaście lub kilkadziesiąt MB) oraz nietypowe wymiary (1,3", 1,8" oraz 2,5"). Na początku XXI wieku rozwój technik informatycznych przyniósł wzrost zapotrzebowania na pamięci flash. Objawiło się to stale wzrastającym popytem na karty pamięci o coraz większych pojemnościach, spadkiem cen tychże kart oraz szybkim rozwojem stosowanej do nich technologii. Z czasem opłacalność dysków SSD wzrosła i coraz więcej komputerów posiada fabrycznie zamontowany dysk półprzewodnikowy, zamiast tradycyjnego dysku HDD.

W czerwcu 2025 roku przedstawiono nowy standard nośników SSD – E2, zaprojektowany przez Storage Networking Industry Association (SNIA) we współpracy z Open Compute Project (OCP)^[5]. Format ten przeznaczony jest dla centrów danych (w 2U zmieścić ma się do 40 dysków E2) i pozwala na zapis do 1 PB danych na jednej jednostce przy użyciu pamięci typu QLC. Pure Storage zaprezentowało prototyp o pojemności 300 TB^[6]. W listopadzie tego samego roku Samsung zaprezentował pierwsze modułowe dyski SSD, zaprojektowane dla branży samochodów autonomicznych. W nośnikach tego typu kontroler i pamięć NAND stanowią oddzielne moduły, co ma ułatwiać ich naprawę i aktualizację, a także wpływać na żywotność dysku^[7].

Zasada działania pamięci w urządzeniu półprzewodnikowym jest podobna do stosowanej w pamięciach flash.

Podstawową zaletą SSD jest brak ruchomych części. Dodatkowo napędy te charakteryzują się zdecydowanie krótszym czasem dostępu do danych (kilkadziesiąt razy), bezgłośną pracą oraz o wiele większą odpornością na uszkodzenia mechaniczne (powodowane na przykład wstrząsami w czasie pracy lub upadkiem z wysokości). Wraz ze zwiększaniem się liczby bitów na 1 komórkę pamięci flash maleje jednak pewność zapisu (wzrasta prawdopodobieństwo przekłamania pojedynczych bitów zapisanych danych).

Inną sprawą jest wykorzystanie pamięci półprzewodnikowych w komputerach przemysłowych, gdzie nie jest istotna duża pojemność, jak to ma miejsce w przypadku klasycznych dysków, lecz przede wszystkim pewność działania i odporność na wibracje. Pamięci półprzewodnikowe w zastosowaniach przemysłowych nie wymagają pojemności rzędu 50–100 GB, gdyż w praktyce wykorzystywane są pojemności rzędu 1–8 GB i to w zupełności wystarcza, by, przy relatywnie niskich kosztach, pamięć spełniała swoją rolę. Koszty nośników flash o niskich pojemnościach są porównywalne z dyskami twardymi o dużych pojemnościach, lecz przewaga w pewności działania, stabilności i czasie dostępu jest po stronie nośników półprzewodnikowych w wykonaniu przemysłowym (industrial-grade SSD). Dodatkowo, markowe nośniki półprzewodnikowe cechują się zaawansowanymi technikami usprawniającymi pracę i podnoszącymi trwałość całej pamięci poprzez wysoce zaawansowane algorytmy rozpraszania danych po powierzchni dysku.

Istotną cechą jest także szeroki zakres temperatur pracy, których magnetyczne dyski twarde nie były w stanie znieść przez wiele lat. Dyski półprzewodnikowe mogą być przystosowane do stałej pracy w zakresie temperatur pracy od -40 °C do +85 °C – jednak dotyczy to wyłącznie dysków opartych na pamięci NAND flash typu SLC (bariera technologiczna nie pozwala tańszym dyskom SSD MLC pracować w temperaturach niższych od -25 °C, gdyż wówczas szybko „gubią” dane). Odporność na długotrwałe działanie wysokiej temperatury jest bardzo istotną cechą tych nośników, gdyż wersje przemysłowe często znajdują się w halach, w skrzynkach na zewnątrz budynków i w pobliżu maszyn wytwarzających spore ilości ciepła.

Wprowadzenie pamięci półprzewodnikowych do masowej produkcji będzie wiązało się z obniżeniem ich ceny. Bezpośrednio ma to związek z rozwojem technologii Multi Level Cell (MLC) stanowiącej podstawę dla rozwoju konstrukcji SSD.

• Witryna internetowa zespołu (konsorcjum firm) standaryzującego SSD. (ang.)