Что это такое и как продлить срок службы SSD диска
Привет уважаемые Поговорим немного об накопителях SSD, а вернее о показателе TBW, который вы можете встретить в характеристиках И сразу к делу — что такое SSD? Это накопитель, который оч быстрый, крутой, и вообще, по сравнению с жестким диском — небо и земля. Но вы видели чтобы лучше было просто так? Я — не видел. И тут также — у SSD есть одна особенность, вернее минус, по сравнению с жестким диском — ресурс работы. Он обозначается TBW и расшифровывается как Total Bytes Written — сколько всего можно записать терабайт на диск
Какой SSD выбирать, сколько там должно быть значение TBW? Тут все зависит от задач, которые будут выполняться на ПК. Офисный комп это одно. Игровой — другой. Ну а серверный комп это вообще капец другое..
Ну вот, а самое главное то не написал! TBW — это сколько можно суммарно записать терабайт данных на диск. Например вы видите что TBW равно 100. Это значит что на диск можно записать 100 терабайт, после чего, запись уже не гарантируется, могут быть косяки да глюки, всякие приколы.
Кстати иногда TBW обозначается немного странно.. короче не в виде терабайт, а в виде петабайт, в котором 1000 терабайт. Ну вот пишут TBW не 500 терабайт, а 0.5 петабайта, как-то так. Короче непонятно зачем
Вот например я открыл магазин, где можно купить SSD. Смотрю характеристики, и вот тут указано TBW:
Кстати это характеристики модели Kingston UV500 120 Гб. Качественные магазине всегда стараются в характеристиках писать значение TBW. Но иногда не пишут и по той причине.. что его реально нереально узнать, некоторые производители, не особо популярные, такое чувство.. что скрывают его, будто тайна какая-то..
Технологические особенности
Тип памяти
Нужно понимать, что по своему устройству и принципам работы твердотельники значительно отличаются от традиционных жестких дисков. В «хардах» используются магнитные пластины и считывающие головки, а их более современные конкуренты не имеют движущихся частей и построены на базе флэш-памяти, ячейки которой имеют определенный ресурс перезаписи.
Она бывает разных типов, и от этого напрямую зависит, сколько живет SSD накопитель. Рассмотрим распространенные виды флеш-памяти подробнее:
SLC – одноуровневая. Наиболее быстрая и поддерживающая огромное количество циклов. К сожалению, гораздо дороже всех остальных типов, поэтому используется в основном в серверном сегменте.
MLC – многоуровневая (по факту двух-). Уступает по скорости и надежности предыдущему варианту, но стоит значительно дешевле.
TLC – трехуровневая. Еще менее «выносливая» и более дешевая память, чем MLC.
QLC – четырехуровневая. Новомодный тип, во всем уступающий вышеперечисленным, но самый недорогой в производстве.
Важно, что накопитель на TLC-памяти от одного производителя вполне может быть быстрее и надежнее накопителя на MLC от другого – вышеперечисленная информация актуальна лишь при сравнении моделей одной «весовой категории». Ситуация может отличаться и в случае использования трехмерной компоновки, поэтому перед покупкой девайса всегда стоит обращаться к обзорам от независимых ресурсов.
Выравнивание износа
Каждая ячейка флеш-памяти может выдержать определенное количество циклов перезаписи, поэтому производители предусмотрели алгоритм, благодаря которому контроллер твердотельного накопителя производит запись в разные блоки, сохраняя информацию о том, сколько раз уже был перезаписан тот или иной из них. В противном случае одни ячейки исчерпали бы свой ресурс гораздо раньше других, и полезный объем SSD, доступный пользователю, уменьшился бы, а значит, сократился бы и эффективный срок службы твердотельного накопителя.
Надежность контроллера
Из строя может выйти не только память твердотельника, но и управляющая плата. К счастью, ненадежные контроллеры на текущий момент – скорее редкость и удел Noname-производителей, преимущественно китайских, не представленных в розничных сетях. Поэтому рекомендуем проявлять осторожность и не заказывать SSD под систему или важные данные с Алиэкспресс, а также не покупать б/у модели на сайтах объявлений (под ними могут скрываться перемаркированные/переделанные китайские).
Конечно, даже у топовых производителей контроллеров возможен брак, поэтому в любом случае необходимо делать бэкапы – восстановить данные с поврежденного твердотельного накопителя, как правило, куда сложнее, чем с жесткого диска.
Параметр TBW
Заявленный компанией-производителем параметр TBW (Total Byte Written) – это количество данных, которое можно гарантированно записать на диск прежде, чем ресурс чипов памяти будет исчерпан. Обычно он измеряется в терабайтах. Так, значение TBW, равное 300 ТБ означает, что информацию на SSD можно регулярно перезаписывать новой вплоть до значения в 300 терабайт. При этом совсем не факт, что при достижении такого показателя твердотельник выйдет из строя или начнет работать «только на чтение». Так, согласно тестам, проведенным авторитетным интернет-изданием 3DNews, работающим в сфере информационных технологий, SSD Samsung 850 Evo выдержали 2000+ терабайт перезаписанной информации при 150 заявленных!
150-300 ТБ применительно к рассматриваемому показателю – много это или мало? Для среднестатистического пользователя, использующего носитель под систему, программы и игры – много! Если вы не планируете ставить SSD в сервер, где данные будут перезаписываться 24/7, то даже этого гарантированного ресурса хватит на много лет – быстрее успеет морально устареть само устройство и другие комплектующие ПК.
Согласно статистике, в большинстве случаев на твердотельник в домашнем ПК записывается не больше 10-30 терабайт за год, и это при активном использовании. Например, автор данной статьи за 2 года и 4 месяца перезаписал 39404 ГБ информации на свой полутерабайтный накопитель, тем самым не исчерпав заявленный ресурс даже на треть. А ведь фактический может быть в разы больше!
Посчитать, примерно сколько проживет ваш SSD, достаточно просто. Посмотрите при помощи специализированных программ, (CrystalDiskInfo и подобные), сколько гигабайт вы уже перезаписали, и сколько дней используется накопитель. Затем загляните в спецификации и узнайте заявленный ресурс. Дальше следуйте простому алгоритму:
- Разделите количество перезаписанной информации в гигабайтах на число дней использования накопителя.
- Поделите TBW «от производителя» на число, полученное в первом пункте.
- А теперь выполните еще одну операцию деления – числа, полученного во втором пункте, на 365. Примерно на столько лет вам хватит ресурса накопителя (с момента покупки, а не с текущего).
Пример: заявленный ресурс – 150 терабайт (округленно 150000 гигабайт). Накопитель используется 300 дней. Перезаписано 20000 гигабайт.
- 20000/300=67 ГБ записывается в день
- 150000/67=2239 дней с начала использования прослужит девайс (как минимум)
- 2239/365=6.13 лет
Важно: Перезапись данных, приводящая к износу ячеек памяти, может происходить не только когда пользователь вручную инициирует ее, но и автоматически, особенно, если твердотельный накопитель используется в качестве системного диска. Система регулярно обращается к расположенному на носителе файлу подкачки, работает с реестром, временными файлами, и так далее. Впрочем, это не значит, что нужно отказываться от скоростных возможностей SSD и устанавливать Windows на традиционный медленный жесткий диск – как правило, ресурса перезаписи хватает на 5 и более лет даже если SSD используется весьма активно.
Как узнать сколько осталось ресурса у SSD?
Вот ребята мы и узнали что такое TBW.
Но как узнать.. сколько осталось ресурса? То есть сколько еще можно записать на диск данных? Ну вот, а я чуть не пропустил этот момент! Для этого используйте специальные утилиты, их много, но вот мне нравится SSDLife:
Есть версия Free. Внизу будет написано сколько записано уже гигабайт, за сегодня, за вчера, неделю, сколько всего. В общем удобняк. Но тут у вас может возникнуть вопрос, стопачки, гигабайт? Но TBW это не гигабайты, а терабайты! Спокойно — в одном терабайте содержится тысяча гигабайт. Теперь думаю все стало понятно
Еще как видите в SSDLife очень удобно написано сколько осталось здоровья у диска. Не знаю как они его считают, но подразумеваю что все основывается на значении TBW
Фирмы-производители
У многих компаний бывают как удачные, так и неудачные модели устройств, но некоторые из них за прошедшие годы успели определенным образом зарекомендовать себя среди пользователей. Приведем несколько примеров.
Samsung
Корейская корпорация считается одним из лучших в мире производителей твердотельных накопителей: они используют собственные разработки и часто первыми внедряют инновации, например, трехмерную флеш-память с повышенным числом слоев.
Среднее время жизни SSD диска Samsung в большинстве случаев на практике значительно превышает заявленное производителем. Единственный недостаток устройств под этим брендом – их довольно высокая стоимость.
Kingston
В свое время эта компания завоевала уважение потребителей недорогой, и при этом качественной оперативной памятью, а теперь выпускает также SSD, флешки и карты памяти различных форматов. Продукция Кингстон выделяется на рынке сочетанием отличных технических характеристик, высокой надежности и приемлемой стоимости.
Western Digital
WD славится в первую очередь своими жесткими дисками, но в последние несколько лет начала выпускать и твердотельные накопители. В ассортименте есть как продвинутые модели с повышенными скоростью и надежностью, так и более бюджетные компромиссные варианты.
Crucial
У SSD этой фирмы примерно такая же репутация, как у продукции Kingston – среди них немало «народных» моделей с привлекательным соотношением цены, надежности и производительности.
На сколько хватит диска SSD?
При упомянутых 700 Гб в месяц несложно посчитать сколько таких месяцев может быть. Разделив декларируемые TBW 280 Тб на 0,7 Тб, получим 400 месяцев, что эквивалентно 33+ годам. Вы уверены, что через такой срок данный диск будет востребован даже если он будет рабочим?
Думаю, что через пару тройку лет наверняка возникнет заменить его на что-то более ёмкое и более производительное.
Для полноты картины, давайте подойдем с другой стороны и оценим сколько мы можем записать информации на диск, даже если он у нас единственный в системе и на него пишутся в том числе и объемные медиа-файлы. Для этого прикинем, что мы планируем использовать диск в течении максимум 5 лет, что при TBW 280 Tb будет эквивалентно 150 Гб в день. Что такое 150 Гб? Это более 12 часов видео FullHD в максимальном качестве, т.е. 6 полнометражных фильмов слитых с Bluray дисков. Вы часто записываете такие массивы данных? А тут каждый день в течении пяти лет.
И это речь о бюджетном носителе, который хоть и имеет не самый маленький ресурс и основан на MLC памяти, все же значительно уступает профессиональным решениям, имеющим куда более внушительные характеристики.
Основным же недостатком SSD остается достаточно высокая цена за Гб объема. При этом технологии не стоят на месте и постепенно цена снижается, что делает диски SSD все популярнее с каждым днем. С каждым днем все больше HDD отправляются на полки или во внешние карманы для резервного копирования данных на них.
FAQ
Как продлить срок службы твердотельного накопителя?
На самом деле, ресурс SSD и без каких-либо специальных мероприятий по его продлению достаточно высок. Единственное, что можно посоветовать – не использовать дефрагментацию: такая процедура может повысить скорость работы жесткого диска, но работу твердотельника она не улучшит, а только исчерпает часть его ресурса, пусть и незначительную.
Требуется ли устройству дополнительное охлаждение?
Большинство SSD обладают невысоким тепловыделением, поэтому им не нужны даже радиаторы, не говоря уж о кулерах и каком-либо отдельном обдуве. Проблемы могут возникнуть только с дефектными моделями, девайсами от Noname-производителей, или же в случае неграмотной общей организации охлаждения в системном блоке.
Если у вас просторный системник, и установлены 1-2 вентилятора на вдув и 2-3 на выдув, все будет хорошо. В тех редких случаях, когда все-таки происходит перегрев SSD, и он снижает из-за этого скорость чтения/записи, можно переставить его в более «холодный» слот, почистить компьютер от пыли или установить дополнительный кулер.
Какие SSD надежнее – M.2 или обычные?
Оба типа накопителей достаточно надежны, и обращать внимание следует скорее не на форм-фактор, а на обзоры и отзывы касательно конкретной модели, а также используемые память и контроллер.
Правда ли, что восстановить данные с вышедшего из строя твердотельного накопителя сложнее, чем с жесткого диска?
Во многих случаях – правда. Впрочем, делать резервную копию ценных данных необходимо всегда, причем как минимум в двух разных местах, например, на другом накопителе и в облаке. Ведь если копия одна, в случае форс-мажорных обстоятельств (таких, как пожар), она может быть уничтожена.
Дублирование же информации в разных местах значительно снижает вероятность ее потери.
Какие программы можно использовать, чтобы узнать, сколько гигабайт информации уже было перезаписано?
Помимо фирменного ПО от производителя – CrystalDiskInfo, SSD Life и другие. Указанные две доступны как в английской, так и в русской версиях, а также позволяют просматривать параметры SMART, поэтому рекомендуются к использованию.
Я не хочу читать всю статью. На какой срок службы твердотельного накопителя можно рассчитывать в среднем? Речь о диске под систему, программы и игры для домашнего ПК.
В большинстве случаев – 5-10 лет.
- Как выбрать SSD накопитель
Заключение
Если резюмировать изложенное в статье, можно заключить, что качественные твердотельные накопители от авторитетных производителей (не Noname из Китая!) не уступают по надежности традиционным жестким дискам, а нередко и превосходят их. Если ваш SSD не вышел из строя в первый год работы по причине брака, то с крайне высокой вероятностью он прослужит как минимум до выработки заявленного производителем ресурса, а часто и гораздо дольше.
Скорее устареют другие комплектующие ПК, чем выйдет из строя твердотельный накопитель, при этом за годы его работы стоимость за гигабайт успеет значительно снизиться, и за условные 100 долларов можно будет взять гораздо более емкую модель, чем сейчас.
Кратко о преимуществах SSD перед традиционными HDD:
- отсутствие механических частей и шума от них;
- по той же причине – высокая устойчивость к механическим воздействиям и перегрузкам, чего не скажешь про HDD, которые часто выходят из строя даже при незначительных ударах или падениях;
- высокая скорость считывая данных и стабильность скоростных характеристик независимо от расположения файлов и их фрагментации;
- на порядок более высокие значения показателей случайных операций ввода/вывода IOPS, что наиболее критично для работы операционной системы и приложений;
- более низкое среднее энергопотребление, т.к. при простоях энергия не тратится на вращение шпинделя или перемещение головок, как это происходит в HDD;
- малый вес и габариты.
Дегтя в “бочку мёда” в отношении SSD подливает самый основной недостаток – ограниченный ресурс. Данное ограничение связано с ограниченным количеством циклов перезаписи ячеек применяемой в SSD flash-памяти. В современных носителях данный показатель зависит от используемого типа памяти и составляет в среднем 3000 циклов для MLC и 1000 циклов для TLC ячеек. Много это или мало разберемся немного позже, а пока пару слов о типах ячеек и какие лучше выбрать при покупке.
Наибольшее распространение получили сегодня 2 типа ячеек, о которых я только что упомянул – MLC (Multi-level cell
, многоуровневые ячейки памяти) и
TLC (Tripple-level cell
, трёхуровневые ячейки памяти). TLC более новый тип памяти и фактически их тоже можно назвать многоуровневыми, т.е. MLC, но ввиду существенного отличия в характеристиках используется название TLC, т.к. MLC началось применяться ранее для двухуровневых ячеек. Существует еще SLC (
Single-level cell
, одноуровневые ячейки памяти) с ресурсом от 100 тыс.
циклов и более, но в виду сложности производства и, следовательно, большой стоимости, в чистом виде применяются мало, преимущественно для промышленного применения. Некоторые производители используют небольшой объём SLC в качестве кэша совместно с основной TLC-памятью для продления ресурса последней.
Какие напрашиваются выводы?
А такие, что ресурс современных SSD далеко не самый актуальный параметр, который должен вас смущать. С большой вероятностью вы захотите его заменить на более быстрое и ёмкое решение прежде, чем исчерпается его ресурс. Для тех же, кто пишет очень много информации на SSD, а это явно не бытовой признак, существуют профессиональные решения, имеющие в разы больший ресурс за несколько большую стоимость.
До новых встреч!
Сохранить
Сохранить
Поделиться ссылкой:
- Нажмите, чтобы поделиться на Twitter (Открывается в новом окне)
- Нажмите здесь, чтобы поделиться контентом на Facebook. (Открывается в новом окне)
Понравилось это:
Нравится
что это и как он рассчитывается?
Здравствуйте, дорогие читатели моего блога! Сегодня обсудим ресурс TBW — что это такое в SSD, что такое DWPD, как расшифровывается и оценивается, и как рассчитать этот показатель самостоятельно.
TBW — что это значит?
Перед тем, как углубиться в этот вопрос, напомню тем, кто забыл, как работает диск ССД. Фактически, такой девайс — своеобразная флешка большого объема, оборудованная контроллером, который управляет ее работой. Данные записываются с помощью микросхем, которые называются ячейками.
Специфика работы подобных хранилищ такова, что перед тем, как записать новую информацию, нужно стереть старую. Запись проходит в два этапа: очищаются ячейки, зарезервировавшие место под новые файлы, а затем все это записывается. За это отвечает функция TRIM. Детальнее о том, что это такое, можно почитать тут.
Каждая ячейка имеет ограниченное количество циклов перезаписи, а в итоге эта величина определяет срок жизни твердотельного накопителя. Это не значит, что по окончании обозначенного производителем срока диск сразу же выйдет из строя. Нет, он может продолжать работать, но при этом и отказать в любой момент.
Ячейки памяти объединяются в блоки. Небольшой нюанс: записать данные можно в отдельную ячейку, а вот удалить только поблочно.
TBW — аббревиатура от фразы total bytes written. Это отнюдь не абстрактная цифра, а точное значение, которое указывает производитель. Фирма разработчик гарантирует, что диск отработает положенный срок. Повторяю, это не значит, что при достижении указанного лимита девайс сразу же выйдет из строя.
Но это объясняет почему одни накопители менее долговечные, чем другие: они просто рассчитаны на меньшее количество циклов перезаписи.
Этот параметр обычно указывается в терабайтах. Возникает закономерный вопрос: например, 40 Тб — это сколько, 50 — что это за цифра или 600 — что это значит? А это значит, что всего на носитель можно записать указанное количество информации. Производитель гарантирует, что он будет работать нормально.У бюджетных моделей эта цифра невелика: 60 или 80 Тб, иногда доходит до сотни или 150.
В обычном режиме эксплуатации такое устройство гарантированно проработает 5 лет, а то и больше.
Более корректно было бы обозначить термин как terabytes written, так как счет идет на десятки и сотни терабайт. Величина помогает определить, на сколько хватит накопителя, однако потребуется кое – что еще.
Что такое DWPD
Производная TBW — DWPD, что расшифровывается как drive writes per day. Что это такое? Это рекомендация для владельца накопителя, сколько исходя из количества циклов перезаписи данных можно записывать на ССД, чтобы он отработал положенный срок.
Рассчитывается величина по формуле: TWD / (объем накопителя х 365 х заявленный срок эксплуатации). Напоминаю тем, кто забыл школьный курс арифметики: сначала надо умножить то, что в скобках, а потом ТВД разделить на эту цифру.
Для примера: допустим, у вас есть твердотельный диск объемом на 500 Гб с TWD 1000 Гб и заявленным сроком эксплуатации 5 лет. Высчитав по формуле, что DWPD у него будет 0, 001 Тб, то есть приблизительно 10 Гб. Обозначается, если указывается в спецификации, как DWPD 10, обычно в гигабайтах.
Это вполне приемлемое значение — у среднестатистического пользователя обычно расходуется меньше. А вот dwpd1 или dwpd 3 — это уже маловато. Обратите внимание: это не догма, а просто рекомендация, так как количество записываемых данных варьируется в зависимости от режима эксплуатации.
Например, если владелец вчера провел вечер за компом, переписываясь с красавицами на сайте знакомств, данные на ССД почти не будут перезаписываться. Сегодня он может установить какую-нибудь новую игру, а чтобы она не лагала, то на твердотельный накопитель.
Если это современная игра ААА класса, то может потребоваться до 50 Гб, то есть за одним махом «съедается» пятидневный лимит. Если проиграть в эту игру неделю, опять же, данные не будут перезаливаться — только считываться.
О том, нужна ли дефрагментация SSD, читайте здесь. Также для вас может быть полезной информация о том, SSD какой фирмы лучше. Буду очень признателен, если вы поделитесь этим постом в социальных сетях. До скорой встречи!
С уважением, автор блога Андрей Андреев.
Введение в TBW — терабайты Написано
Гибсон Минг-Дар
UDinfo
02 января 2019 г.
Блог
Терабайт записи, или TBW, — это общий объем данных в терабайтах, которые твердотельный накопитель (SSD) может записать за время своего существования.
SSD (твердотельные накопители) в течение некоторого времени широко использовались на территориях, связанных с компьютерами. Тем не менее, срок службы SSD и общий объем данных SSD, которые можно записать, по-прежнему являются важной темой для обсуждения. Терабайты записи, или TBW, — это общий объем данных в терабайтах, которые SSD может записать за время своего существования.
Формула TBW выглядит следующим образом:
Например, твердотельный накопитель MLC емкостью 128 ГБ, у которого NAND имеет 3000 циклов P/E, должен обеспечить 128 ГБ*3000, что теоретически равно 384 ТБ записанных данных.
Однако NAND состоит из страниц, минимальной единицы для программы, и блоков (состоящих из сотен страниц), минимальной единицы для стирания.
Когда хост записывает файлы на SSD, общее количество байтов, записанных в NAND, обычно отличается от данных, отправленных с хоста. Это связано с тем, что размер каждого файла отличается от страницы NAND, выравнивания данных и начала каждой страницы, а также алгоритмов контроллера SSD, таких как сжатие данных, которое включает в себя WAF, обычно не равно 1. Например, если система хочет записать 512-байтовый файл на SSD, NAND необходимо записать минимальный размер, размер страницы, например 8 кбайт, и это делает WAF=8K/512=16. Если WAF слишком большой, то TBW будет очень маленьким. Однако у каждого хоста и пользователя ПК может быть разная частота и привычки пользователей, поэтому комбинации размеров входных данных совершенно разные.
Таким образом, JEDEC установила стандарт JESD219 в качестве рабочей нагрузки SSD Endurance Workloads для рабочей нагрузки SSD.
Рабочая нагрузка предприятия содержит много мелких файлов по сравнению с рабочей нагрузкой клиента, что делает WAF предприятия намного выше.
Например, WAF для рабочей нагрузки клиента для большинства твердотельных накопителей составляет от 2 до 4, а для предприятия — около 10.
Для встроенных приложений, если рабочая нагрузка конечного пользователя отличается от этих стандартов, индивидуальный расчет TBW может быть предоставлен в качестве услуги.
Чем выше TBW, тем дольше можно использовать SSD.
Подписаться
Другие работы Гибсона
Категории
Программное обеспечение и ОС — IDE и программирование приложений
Промышленное
Новая карта данных Cat 13 LTE от Telit
9 ноября 2022 г.
- Приготовьтесь к сверхвысокоскоростным последовательным интерфейсам PICMG
09 ноября 2022 г.
- Portwell выпускает новую высокопроизводительную встраиваемую систему на базе процессоров Intel® Core™ 10-го поколения
08 ноября 2022 г.
- Infineon на electronica 2022: декарбонизация и цифровизация как ключевые темы
08 ноября 2022 г.
- Alliance Memory представит новейшие микросхемы SRAM, DRAM, eMMC и флэш-памяти на выставке electronica 2022
08 ноября 2022 г.
ЕЩЕ
Интернет вещей
Новые партнерские отношения с Arm помогают ускорить разработку программного обеспечения для Интернета вещей
8 ноября 2022 г.
- Форум IIoT, безопасности и 5G на electronica 2022
07 ноября 2022 г.
- Embedded Executive: Скип Эштон, заслуженный инженер, Infineon
02 ноября 2022 г.
- Сделайте свой бизнес умнее с помощью Интернета вещей: программа CONTACT на выставке SPS 2022
01 ноября 2022 г.
- Может ли Synaptics, получившая Emza Visual Sense, дать импульс для обработки ИИ ULP на периферии?
ЕЩЕ
Сеть и 5G
Плата расширения 10Gb Ethernet для систем PC/104 от VersaLogic
8 ноября 2022 г.
- UMass Lowell открывает новую исследовательскую лабораторию радиочастотных и микроволновых технологий
08 ноября 2022 г.
- В отраслевом отчете отмечается высокий спрос на Wi-Fi 6E и грядущий Wi-Fi 7
04 ноября 2022 г.
- Ищите лучшее подключение к стадиону с помощью секторных антенн с поддержкой Wi-Fi 6E
03 ноября 2022 г.
- EdgeQ и Vodafone стали партнерами по созданию первой в мире программно-определяемой, встроенной платформы Open RAN на основе ускорения L1 для сетей 5G/4G
01 ноября 2022 г.
ЕЩЕ
Обзор технических новостей
ЕЩЕ
Понимание долговечности твердотельных накопителей: число операций записи на диск в день (DWPD), количество записанных терабайт (TBW) и минимальный рекомендуемый для .
..Впервые опубликовано на TECHNET 11 августа , 2017
Привет! Я Космос. Подпишитесь на меня в Твиттере @cosmosdarwin.
Фон
Непосредственные дисковые пространства в Windows Server 2016 и Windows Server 2019имеет встроенный постоянный кэш чтения и записи для максимальной производительности хранилища. Вы можете прочитать все об этом в разделе Общие сведения о кэше в Storage Spaces Direct. В развертываниях на основе флэш-памяти диски NVMe обычно кэшируют для твердотельных накопителей SATA/SAS; в гибридных развертываниях кэш-память твердотельных накопителей NVMe или SATA/SAS для жестких дисков.
В любом случае кэш-диски будут обслуживать подавляющее большинство операций ввода-вывода, включая 100% операций записи. Это необходимо для обеспечения непревзойденной производительности Storage Spaces Direct, независимо от того, измеряете ли вы ее в миллионах операций ввода-вывода в секунду, пропускной способности операций ввода-вывода в терабитах в секунду или стабильной задержке менее миллисекунды.
Но ничего не бывает бесплатным: эти кэш-накопители быстро изнашиваются.
Обзор: что такое износ флэш-памяти
Современные твердотельные накопители почти всегда состоят из флэш-памяти NAND, которая изнашивается по мере использования. Каждая ячейка флэш-памяти может быть записана столько раз, прежде чем она станет ненадежной. (В Интернете есть множество замечательных статей, в которых описаны все кровавые подробности, в том числе в Википедии.)
Вы можете посмотреть, как это происходит в Windows, взглянув на Счетчик надежности Wear в PowerShell:
PS C:\> Get-PhysicalDisk | Get-StorageReliabilityCounter | Выберите Wear
Вот результат моего ноутбука — мой SSD изношен примерно на 5% за два года.
Примечание. Не все диски точно сообщают это значение в Windows. В некоторых случаях счетчик может быть пустым. Обратитесь к производителю, чтобы узнать, есть ли у него собственные инструменты, которые вы можете использовать для получения этого значения.
Как правило, чтение не изнашивает флэш-память NAND.
Количественная оценка долговечности флэш-памяти
Измерение износа — это одно, но как мы можем предсказать долговечность твердотельного накопителя?
«Долговечность» флэш-памяти обычно измеряется двумя способами:
- Количество операций записи на диск в день (DWPD)
- Терабайт записи (TBW)
Оба подхода основаны на установленном производителем гарантийном сроке на накопитель, его так называемом «пожизненном сроке».
Число операций записи на диск в день (DWPD)
Число операций записи на диск в день (DWPD) измеряет, сколько раз вы можете перезаписывать весь объем диска каждый день его жизни. Например, предположим, что размер вашего диска составляет 200 ГБ, а его гарантийный срок составляет 5 лет. Если его DWPD равен 1, это означает, что вы можете записывать в него 200 ГБ (его размер, один раз) каждый день в течение следующих пяти лет.
Если умножить это число, получится 200 ГБ в день × 365 дней в году × 5 лет = 365 ТБ совокупных операций записи до того, как вам может потребоваться его замена.
Если бы его DWPD было 10 вместо 1, это означало бы, что вы можете записывать в него 10 × 200 ГБ = 2 ТБ (его размер, десять раз) каждый день. Соответственно, это 3650 ТБ = 3,65 ПБ суммарных операций записи за 5 лет.
Записанных терабайт (TBW)
Записанных терабайт (TBW) напрямую измеряет, сколько всего можно записать на накопитель за время его жизни. По сути, он просто включает умножение, которое мы сделали выше, в само измерение.
Например, если ваш диск рассчитан на 365 ТБВт, это означает, что вы можете записать на него 365 ТБ, прежде чем вам может потребоваться его замена.
Если гарантийный срок составляет 5 лет, получается 365 ТБ ÷ (5 лет × 365 дней/год) = 200 ГБ операций записи в день. Если ваш диск был размером 200 ГБ, это эквивалентно 1 DWPD.
Соответственно, если ваш диск был рассчитан на 3,65 ПБВт = 3650 ТБВт, это составляет 2 ТБ операций записи в день или 10 DWPD.
Как видите, если вы знаете размер диска и гарантийный срок, вы всегда можете перейти от DWPD к TBW или наоборот с помощью простых умножений или делений. Эти два измерения действительно очень похожи.
Какая разница?
Единственная реальная разница заключается в том, что DWPD зависит от размера диска, а TBW — нет.
Например, рассмотрим твердотельный накопитель, который может выполнять 1000 ТБ операций записи в течение 5-летнего срока службы.
Предположим, что SSD составляет 200 ГБ:
1000 TB ÷ (5 лет × 365 дней/год × 200 ГБ) = 2,74 DWPD
Сейчас SSD — 400 ГБ:
9
7
. ÷ (5 лет × 365 дней/год × 400 ГБ) = 1,37 DWPD
Полученный DWPD отличается! Что это значит?
С одной стороны, большой 400-гигабайтный диск может выполнять такое же суммарное количество операций записи за время своего существования, как и меньший 200-гигабайтный диск.
Глядя на TBW, это совершенно очевидно — оба диска рассчитаны на 1000 TBW. Но, глядя на DWPD, кажется, что более крупный диск имеет вдвое меньшую выносливость! Вы можете возразить, что, поскольку при той же рабочей нагрузке он будет работать «одинаково», лучше использовать TBW.
С другой стороны, вы можете возразить, что 400-гигабайтный диск может обеспечить хранилище для большей рабочей нагрузки, потому что он больше, и, следовательно, его 1000 TBW распределяются тоньше, а срок службы у него действительно вдвое меньше! По этой причине лучше использовать DWPD.
Итог
Вы можете использовать измерения, которые вы предпочитаете. Сегодня почти повсеместно в спецификациях дисков можно увидеть как TBW, так и DWPD. В зависимости от ваших предположений, есть веские основания для любого из них.
Рекомендации для Storage Spaces Direct
Наши минимальные рекомендации для Storage Spaces Direct указаны на странице «Требования к оборудованию».
По состоянию на середину 2017 года для кэш-дисков:
- . Если вы решили измерять в DWPD, мы рекомендуем 3 или более.
- Если вы решили измерять в TBW, мы рекомендуем 4 TBW в день в течение всего срока службы. Спецификации часто содержат кумулятивное значение TBW, которое необходимо разделить на срок службы. Например, если гарантийный срок вашего накопителя составляет 5 лет, то 4 ТБ × 365 дней в году × 5 лет = 7300 ТБВт = 7,3 ПБВт.
Часто одно из этих измерений оказывается менее строгим, чем другое.
Вы можете использовать любое измерение, которое вы предпочитаете.
Минимальная рекомендуемая емкость для дисков отсутствует.
Приложение: Усиление записи
У вас может возникнуть соблазн рассуждать о выносливости по числам IOPS, если вы их знаете. Например, если ваша рабочая нагрузка генерирует (в среднем) 100 000 операций ввода-вывода в секунду, что составляет (в среднем) 4 КиБ, каждая из которых (в среднем) 30% приходится на запись, вы можете подумать:
100 000 × 30% × 4 KIB = 120 мб/с.
Записи
120 мб/с × 6014 24141404014401440149014 гг. 414141414141440144014 гг. . 10 ТБВт/день
Если у вас есть четыре сервера с двумя кэш-дисками на каждом, это:
10 ТБВт/день ÷ (всего 8 кэш-дисков) = прибл. 1,25 ТБВт/день на диск
Интересно! Менее 4 ТБВт/день!
К сожалению, это ошибочная математика, поскольку она не учитывает усиление записи.
Усиление записи — это когда одна запись (на уровне пользователя или приложения) становится множественной записью (на уровне физического устройства). Усиление записи неизбежно в любой системе хранения, которая гарантирует отказоустойчивость и/или устойчивость к сбоям. Самый вопиющий пример в Storage Spaces Direct — это трехстороннее зеркало: оно записывает все три раза на три разных диска.
Существуют и другие источники усиления записи: задания восстановления генерируют дополнительные операции ввода-вывода; дедупликация данных создает дополнительные операции ввода-вывода; файловая система и многие другие компоненты генерируют дополнительные операции ввода-вывода, сохраняя свои метаданные и структуры журналов; и т.