Как определить приблизительное время жизни диска SSD

Заменив на своем компьютере старенький HDD новым твердотельным накопителем, мало кто пожелает возвратиться к использованию обычного винчестера. Нежелание это продиктовано главным образом неоспоримым преимуществом SSD перед HDD в скорости доступа к данным, но вместе с тем многие остаются во власти сомнений и страхов относительно долговечности твердотельных дисков. Как известно, все SDD имеют ограниченное число циклов перезаписи.

А это нередко побуждает пользователей всеми способами, подчас совершенно излишними и даже вредными, минимизировать запись на диск.

В действительности SSD-диски вовсе не так уже и недолговечны, как это может показаться на первый взгляд, и даже те из них, которые принято считать менее всего надежными, способны выдержать поистине огромные объемы записываемых данных. Впрочем, знать примерный срок жизни своего SDD не помешает. Приблизительно определить срок службы диска несложно, главное — это знать, как минимум, его TBW (максимальный объем, который можно записать) и объем данных, который уже был записан и предположительно будет записан на диск в течение энного времени. Приблизительный срок жизни SSD также можно определить, зная количество циклов перезаписи, декларируемое производителем.

Большинство имеющихся на рынке твердотельных накопителей созданы по технологии NAND, в которой в свою очередь могут использоваться три типа чипов памяти: SLC, MLC и TLC.

Самыми быстрыми и долгоживущими являются диски NAND SLC, их ресурс циклов перезаписи составляет 100 000 раз, но они невероятно дороги и редко встречаются на полках магазинов. Диски MLC гораздо более распространены. Они намного дешевле, но вместе с тем медленнее. Ресурс циклов перезаписи MLC-дисков составляет примерно 3000 раз. Самые дешевые, медленные и короткоживущие SSD-диски изготовлены по технологии NAND TLC, но даже они обладают вполне приемлемым по меркам среднестатистического пользователя ресурсом. Количество циклов перезаписи TLC-дисков составляет примерно 1000 раз.

Определить тип накопителя можно с помощью программы AIDA64 (Хранение данных -> Физические диски -> Тип флэш-памяти), хотя и не всегда. Зная же тип, определяем навскидку продолжительность жизни диска, применив упрощенную формулу. Способ, если честно, не особо годный, так как не учитывает целый ряд показателей. Допустим, у вас есть TLC-диск объемом 120 Гб, на который в день в среднем записывается 10 Гб данных. Тысячу циклов умножаем на 120 и делим на 10, вот так:

1000 * 120 / 10 = 12000

12000 — это количество дней, в течение которых мы будем записывать на SSD по 10 Гб ежедневно. Делим на 365 и получаем 32 года. В реальности это число на порядок меньше. Чтобы избежать регулярной перезаписи одного и того же блока, что привело бы к его быстрой смерти, при записи новых данных контроллер равномерно распределяет их по всему SSD. Фактически это означает, что на диск записывается больше данных, чем видимо кажется пользователю.

Но выравнивание износа не единственная переменная, определяющая продолжительность жизни SSD. TRIM, тип записываемых данных и еще ряд факторов также оказывают своё влияние. Поэтому подкорректируем нашу формулу, предположив, что контроллер записывает на носитель в 10 раз больше данных, что взято с большим и очень даже большим запасом.

1000 * 120 / 10 * 10 = 1200

Итого, три с небольшим года. Маловато, но не станем забывать о взятом запасе, к тому же маловероятно, что на такой маленький и «слабый» TLC-диск вы станете записывать по 10 Гб ежедневно. Сократите объем записываемой информации до 5 Гб в день и диск прослужит как минимум шесть с половиной лет, что вполне нормально для среднего винчестера. С чипами памяти SLC, MLC и TLC всё более или менее понятно, но хотелось бы больше конкретики. Нужен TBW диска, который, к сожалению, указывают далеко не все производители SSD. Большинство ограничиваются наработкой на отказ (в часах), но много ли от того толку?

Так где же искать этот самый TBW?

Если он не указан на самом диске или прилагаемой к нему документации, идем на сайт производителя и пробуем отыскать его в технических характеристиках модели. Разберем всё на примере диска KINGSTON SUV400S37240G объемом 240 Гб. Переходим на сайт www.kingston.com, идем по ссылкам SSD -> Пользователи.

И выбираем диск с нашей серией — UV400. Откуда мы ее взяли, надеемся, понятно. KINGSTON это название производителя, следующая за ним буква S в строке SUV400S37240G это обозначение серии, а UV400 – ее номер.

Чуть ниже есть ссылка «Технические характеристики».

Кликаем по ней и внимательно изучаем содержимое окна.

Как можно видеть, диск KINGSTON SUV400S37240G имеет тип NAND TLC и TBW 100 Тб, что нам, собственно, и нужно.

Теперь узнаем, сколько данных уже было записано на диск. Если ваш накопитель поддерживает новый протокол NVM Express, объем записанных данных покажет CrystalDiskInfo (см. поле «Всего хост-записей»).

У нас оно оказалось пустое…

Поэтому мы воспользовались другой утилитой — SSD-Z. Нужные данные указаны в поле «Bytes Written».

В данном примере это 76,22 Гб, TBW же диска составляет 100 Тб, а это значит, что на него еще можно записать еще 99923,78 Гб. Допустим, что мы станем записывать на диск по 5 Гб в день.

Делим 99923 на 5 и еще на 365 и получаем 54 года. Зная оставшийся ресурс и объем ежедневно записываемых данных, несложно посчитать приблизительное время жизни SSD. Есть, однако, одна проблема. Учитывает ли SSD-Z объем данных, увеличенный контроллером? Маловероятно. Поэтому полагаться лучше всего на данные S.M.A.R.T., извлечь которые, увы, можно далеко не из всех моделей дисков. Ладно, тогда поделим 54 на заоблачные 10 и получим 5,4 года — срок службы среднего накопителя. А вообще, можно смело увеличить его в два раза.

Подводим итоги

Так каким же SSD-дискам отдавать предпочтение? Зависит от того, в каких целях вы собираетесь их использовать. Если ограничитесь веб-серфингом, офисной работой и нечастым скачиванием мультимедийного контента, то вполне хватит и TLC от 240 Гб, если для дел поважнее, ну, к примеру, частой установке виртуальных машин, редактированию больших видеофайлов, ежедневному скачиванию торрентов и прочее, то, пожалуй, стоит приобрести MLC-диск на 500 Гб, ведь чем больше объем диска, тем больше будет его TBW.

Как выбрать SSD-накопители для сервера

Не секрет, что дни накопителей на жестких магнитных дисках (HDD) сочтены, хотя нельзя сказать, что переход на твердотельные накопители SSD произойдет очень быстро. Здесь ситуация примерно такая же, как с электромобилями – всем они нравятся, у них много преимуществ, но всем также известны и их недостатки и ограничения. Поэтому переход на электромобиль – процесс длительный, как и переход с HDD на SSD.

Сравнение SSD и HDD имеет много общих черт со сравнением электромобиля и автомобиля на топливе. Как и автомобиль на топливе, так и HDD, — это вершина инженерного искусства по части точной механики. Напротив, как электромобили, так и SSD, довольно просты по внутреннему устройству, если говорить о механике.

Выгоды от использования накопителей SSD в серверах общеизвестны, однако напомним их еще раз.

Преимущества SSD

• Высокая скорость записи-чтения, которая у SSD в несколько раз быстрее, чем у HDD, даже самых быстрых, со скоростью вращения 20 тыс. оборотов в минуту. Это очень полезно при записи и чтении больших массивов данных.
• Число одиночных операций записи-чтения в секунду у SSD гораздо больше за счет возможности выполнения нескольких операций одновременно. В HDD такое невозможно, поскольку для каждой операции нужно перемещать головку записи-считывания.
• Полное отсутствие шума от накопителя SSD за счет отсутствия движущихся частей. Поэтому сервер с SSD шумит меньше и единственным источником шума в нем остается вентилятор процессора.
• Стойкость к механическим воздействиям. Например, диск SSD не боится падений на жесткий пол, что для HDD является фатальным событием.
• Низкое энергопотребление, поскольку в SSD не тратится энергия на вращение шпинделя HDD.
• Независимость скорости чтения от фрагментации файла. Если файл на HDD сильно дефрагментирован, это заметно влияет на скорость считывания. В SSD такое не наблюдается.
• Меньшие габариты и вес. Часто можно увидеть, что установочные размеры дисков, как SSD, так и HDD, — одинаковы, однако это объясняется исключительно стандартизацией размеров слотов в серверах. SSD могут быть конструктивно выполнены в корпусах гораздо меньших размеров, чем HDD.

Сравнение размеров HDD и SSD

Несмотря на такие заметные преимущества, у SSD есть и недостатки.

Недостатки SSD

Основных недостатков SSD всего два, но они часто являются аргументами в пользу выбора HDD.

• Низкое число циклов перезаписи по сравнению с HDD.
• Высокая стоимость.

Хотя эти недостатки довольно существенны, очевидно, что решение этих проблем – лишь вопрос времени.

Использование SSD в серверах

Наиболее предпочтительные области для SSD в серверах следующие:

• Базы данных, с которыми работает большое количество пользователей, например сервер 1C, сервер SQL, CRM, ERP.
• Хранение и работа с наиболее востребованными данными.
• Приложения, где требуется высокое быстродействие, низкая задержка передачи данных, например приложения AR/VR, промышленные системы автоматизации и роботизации и т.п.
• Приложения, работающие на границе сети (Edge Computing), например виртуальные BBU для базовых станций мобильной сети (vRAN).
• Вычисления в памяти (In-memory Computing).
• Обработка очень больших объемов потоковых данных в режиме реального времени.
• Приложения онлайн-трейдинга, где очень важно время реакции на изменения в биржевой ситуации.

Можно назвать и другие области, где применение SSD в серверах гораздо предпочтительное, нежели HDD.

Память класса хранения SCM (Storage Class Memory)

В компьютерной терминологии понятие «память» (memory) относится к оперативной памяти, с быстрым обменом данными с процессором компьютера, данные в которой сохраняются только при наличии электропитания. При выключении компьютера данные в оперативной памяти стираются.

Напротив, понятие «хранение», т. е. система хранения данных, СХД (storage), означает устройство для долговременного хранения данных, где информация сохраняется при выключенном питании. Именно к этому классу устройств относятся как HDD, так и SSD.

SCM (Storage Class Memory) – это нечто среднее между памятью и СХД. Это разновидность SSD, выполненная по технологии NVMe (Non-Volatile Memory express). Сервер может рассматривать эту память как оперативную динамическую память (DRAM). Доступ к данным в памяти SCM происходит гораздо быстрее, чем даже к обычному накопителю SSD, не говоря уже об HDD.

Обычная архитектура процессора, памяти и СХД и архитектура с памятью класса хранения SCM (Storage Class Memory)

Существует несколько технологий SCM, как с требованием наличия постоянного питания, так и без него. Скорость доступа к данным в некоторых типах SCM приближается к оперативной памяти DRAM.

Сравнение задержки считывания в разных типах памяти и СХД, цены на единицу емкости

Параметры TBW и DWPD

Это важные параметры, характеризующие надежность и долговечность диска SSD:

• TBW (Total Bytes Written): допустимое количество терабайт, которое можно записать на накопитель, стирая и записывая информацию заново. Чем TBW выше, тем более живуч накопитель SSD и тем дольше он сможет проработать без сбоев.
• DWPD (Drive Writes Per Day): допустимое количество перезаписей полного объема SSD в сутки. Чем выше этот показатель, тем лучше отказоустойчивость твердотельного накопителя. Чем выше требования к интенсивности обмена данными с накопителем при работе сервера, тем выше должен быть данный показатель. DWPD можно вычислить так:

DWPD = TBW / СTB * 365 * 5, где:

• СTB – объем накопителя в терабайтах;
• 365 – количество дней в году;
• 5 – количество лет гарантии.

Показатель DWPD более объективен, потому что при расчете учитывается время гарантии. Для памяти SCM (NVMe SSD) число циклов перезаписи много выше, чем для обычного SSD SATA.

Клиентские и серверные SSD

При использовании в серверах, различают клиентские (потребительские) и серверные SSD. Грубо говоря, клиентский SSD – это обычная флешка, установленная в компьютер. Сложно найти пользователя, который был бы озабочен числом циклов перезаписи, который выдерживает его SSD-диск в компьютере. Никакой пользователь не израсходует допустимое число циклов перезаписи обычного потребительского SSD, не только за все время работы на данном компьютере, но и за всю свою оставшуюся жизнь.

Напротив, в серверных SSD в дата-центрах, в особенности, для использования SSD в физическом сервере, на котором работают виртуальные серверы, количество циклов полной перезаписи диска SSD может приближаться к показателю DWPD. А это уже чревато ранним выходом накопителя SSD из строя.

Поэтому клиентские SSD не рекомендуется использовать в серверах (в особенности в дата-центрах). Серверные SSD, предназначенные для дата-центров, можно использовать и в качестве клиентских, но это нецелесообразно экономически.

Есть желающие использовать клиентские (потребительские) SSD в серверах, поскольку, как они считают, что если производительность SSD высокая, то и в сервере они будут работать так же хорошо, как и в обычном клиентском компьютере. Поначалу будут, но долго не проработают.

Клиентский компьютер и сервер – вещи разные.

Клиентский SSD предполагает обслуживание одного пользователя, даже если одновременно запущены несколько приложений. Нагрузка на SSD в клиентском компьютере – периодическая и большую часть времени диск будет простаивать. Если на запрос пользователя ответ от SDD придет с небольшой задержкой, то это либо просто незаметно, либо не критично.

Серверы и СХД предназначены для одновременного обслуживания множества пользователей, поэтому даже небольшая задержка ответа на запрос от серверного SSD сделает работу с сервером затрудненной, а если пользователей – сотни, то даже неприемлемой. Поэтому для серверных SSD задаются параметры, рассчитанные на одновременное обслуживание большого количества пользователей.

Не вдаваясь в технические подробности, скажем, что в серверных SSD доступ к ячейкам памяти может производиться через 8–16 каналов, каждый из которых может иметь от 16 до 64 подканалов. В клиентских SSD имеются лишь 2–4 канала с 4–8 подканалами.

Малое количество каналов и подканалов у клиентских SSD до некоторой степени компенсируется кэшированием. Однако после наполнения небольшого по объему кэша происходит деградация производительности клиентского SSD, после чего она определяется количеством каналов, которое у клиентских дисков небольшое.

Именно поэтому производительность клиентских SSD в многопользовательской среде сильно падает. А цены серверных SSD гораздо выше, чем клиентских.

Например, потребительский накопитель Micron M500DC емкостью 800 ГБ имеет показатель TBW 2500 ТБ. Это означает, что такой накопитель позволяет перезаписать свой полный объем в 800 ГБ примерно три тысячи раз. Для накопителей потребительского класса это вполне нормально. Редко какой пользователь выберет этот объем перезаписи за весь срок службы компьютера. А вот в корпоративном сервере CRM, к которому обращается множество пользователей, объем перезаписи в 2500 ТБ будет выбран за несколько дней, а возможно и часов.

Что произойдет дальше? Дальше потребительский SSD, на который взвалили такую огромную нагрузку, перейдет в режим чтения Read Only. То есть записать в него информацию станет невозможно.

Технологии SSD для серверов

Если кому-то интересно разобраться в технологиях SSD (а их есть много разных), применяемых в серверах, можно прочитать этот раздел. Если неинтересно, можно пропустить.

SLC, MLC, TLC, QLC

Первые SSD создавались на основе транзисторных накопителей, в которых одна ячейка хранит один бит, закодированный при помощи двух уровней заряда – заряжено или разряжено. Такая технология была названа SLC (Single level cell) — одноуровневая ячейка.

Такая технология предполагала, что чип памяти SSD – планарный, одноуровневый, как и большинство чипов для других микросхем. SLC позволяет производить на каждой ячейке до 100 тысяч операций записи-стирания.

Технологии SSD (изображение: Micron)

Затем, по мере уплотнения емкости в чипах SSD, появилась технология с многоуровневыми ячейками MLC (Multi Level Cell). Хотя уровней в ней было всего два, а не «много». Соответственно, в такой ячейке можно разместить два бита. Распознаваемых уровней заряда в MLC – четыре (00, 01, 10, 11). То есть MLC дала возможность вдвое повысить емкость. Однако число циклов перезаписи в такой структуре сократилось на порядок – со 100 до 10 тыс. циклов. Но и удельная стоимость на гигабайт в MLC также значительно уменьшилась.

Следующим шагом была технология TLC (Triple Level Cell), где в ячейке можно различать 8 уровней заряда или 3 бита (тремя битами можно закодировать цифры от 0 до 7, т. е. восемь цифр). Это дало возможность увеличить рост емкости чипа на 50 %. Однако и допустимое число циклов перезаписи сократилось до трех тысяч.

Затем была изобретена технология 3D NAND, т. е. планарную, двумерную структуру 2D NAND SSD решили сделать трехмерной.

Сравнение 2D NAND и 3D NAND (изображение: NVMdurance.com)

Это позволило перейти к следующему этапу – технологии QLC, которая позволяет размещать в ячейке до 4 битов, то есть распознавать 16 уровней заряда. Это дало возможность повысить емкость чипа еще на 33 %, однако число циклов перезаписи сократилось до одной тысячи, что для серверных SSD корпоративного класса совершенно неприемлемо. Средний сервер организации съест ресурс циклов перезаписи ячеек очень быстро, после этого память нужно будет менять.

Причем по технологии 3D NAND можно изготавливать как чипы TLC, так и QLC.

Усложнение внутренней структуры QLC, по сравнению с TLC, привело к росту количества ошибок чтения данных. Поэтому стали использовать алгоритмы кодов коррекции ошибок ECC (Error correction code). С их помощью контроллер SSD, который имеется в каждой микросхеме SSD, может исправить почти все ошибки чтения. Разработка эффективных алгоритмов коррекции — одна из сложнейших задач при создании чипов QLC SSD, поскольку требуется не только обеспечить высокую эффективность коррекции, но и как можно меньше обращаться к ячейкам памяти, чтобы сэкономить ресурс TBW.

Форм-факторы SSD: SATA, M.2, NVMe и PCI-E

Практически у всех материнских плат компьютеров есть физический интерфейс для накопителя SATA. (см. рисунок ниже). Но не на всех имеется разъем под компактный SSD-накопитель M.2, который сейчас стал появляться даже у ноутбуков.

Форм-факторы SATA, mSATA и M.2

В чем различия M.2 SATA и M.2 NVMe

M.2 — это форм-фактор. Накопители M.2 могут быть в версиях SATA и NVMe. Энергонезависимая память (Non-Volatile Memory) NVMe (NVM Express) — это открытый стандарт, который позволяет модулям SSD работать с максимальной скоростью чтения-записи, на которую способен их чип NAND.

Это дает SSD работать непосредственно через интерфейс PCIe, а не через SATA, который начинает устаревать. То есть NVMe — это описание шины подключения, а не новый тип флэш-памяти. Он также не связан с форм-фактором, поэтому накопители NVMe могут иметь форм-факторы M.2 или PCIe.

Жесткий диск HDD с интерфейсом SATA и скоростью 7200 об/мин обеспечивает скорость около 100 МБ/с в зависимости от возраста, состояния и степени фрагментации. SSD с интерфейсом SATA III обеспечивает максимальную пропускную способностью 600 МБ/с, SATA II — 300 МБ/с.

SSD NVMe обеспечивает скорость записи до 3500 МБ/с, то есть почти в 6 раз больше, чем у SATA III.

3D XPoint

Отдельного рассказа заслуживают накопители Intel Optane. Технология SSD 3D XPoint была анонсирована корпорациями Intel и Micron в июле 2015 года. Устройства компании Intel, использующие данную технологию, выпускаются под торговой маркой Optane, а устройства Micron будут использовать марку QuantX.

Накопитель Intel Optane с технологией 3D XPoint

Технология 3D XPoint может обеспечить практически неограниченный ресурс циклов перезаписи, по крайней мере, очень высокое значение этого показателя. Это достигается за счет особой технологии: изменения фазового состояния вещества, когда материал ячейки памяти при нагреве током меняет свое состояние из аморфного (высокое сопротивление) в кристаллическое (низкое сопротивление) и обратно. Это совершенно новый принцип, не связанный с хранением заряда в ячейке, как у предыдущих поколений SSD NAND.

Чипы 3D XPoint емкостью 16 Гбайт обеспечивают плотность памяти в 0,62 Гбит/мм². Для сравнения, плотность памяти в микросхемах 3D NAND TLC достигает 2,5 Гбит/мм². По емкости эта память проигрывает 3D NAND для SSD.

Однако преимуществами 3D XPoint являются неограниченность ресурса циклов записи-перезаписи и скорость доступа почти как у DRAM. При использовании в режиме SCM (рис. 2), память 3D XPoint выигрывает по плотности памяти у DRAM: в 4,5 раза по сравнению с 20-нм DRAM Micron и в 3,5 раза по сравнению с 18-нм DRAM Samsung.

Очевидно, что использование 3D XPoint в виде модулей памяти SCM весьма перспективно для подсистем памяти серверов.

Преимущества 3D XPoint можно увидеть в такой инфографике:

Преимущества SSD 3D XPoint (источник: gagadget.com)

Заключение

Выбор подходящего SSD для определенного сервера в определенном развертывании может быть сложной задачей, поскольку существует множество моделей SSD корпоративного класса, с разными показателями производительности, форм-факторами, ресурсами и емкостью. С другой стороны, есть много разных серверов для разных приложений. Поэтому задача выбора серверного SSD является очень многофакторной.

При оценке пригодности серверных SSD для конкретного использования сервера не следует ограничиваться только значениями IOPS или пропускной способности. Необходимо учесть также показатель качества обслуживания конечных пользователей, чтобы гарантировать выполнение соглашений SLA для приложений, производительность для реальных рабочих нагрузок, а также вид форм-фактора, обеспечивающего «горячую» замену в отказоустойчивых архитектурах.

Поэтому при выборе SSD для сервера желательно воспользоваться консультациями предметных специалистов, хорошо разбирающихся в технологиях памяти и СХД, а также в приложениях серверов.

Что такое цикл записи SSD?

Хранилище

К

• Кэрол Слива

Цикл записи SSD — это процесс программирования данных в микросхему флэш-памяти NAND в твердотельном запоминающем устройстве.

Блок данных, хранящийся на микросхеме флэш-памяти, должен быть электрически стерт, прежде чем новые данные можно будет записать или запрограммировать на твердотельный накопитель (SSD). Цикл записи SSD также известен как цикл программирования/стирания (P/E).

Когда SSD новый, все блоки стираются, и новые входящие данные записываются непосредственно на флэш-носитель. Как только SSD заполнит все свободные блоки на флэш-накопителе, он должен стереть ранее запрограммированные блоки, чтобы освободить место для записи новых данных. Блоки, содержащие допустимые, недопустимые или ненужные данные, копируются в другие блоки, освобождая старые блоки для стирания. Контроллер SSD периодически стирает недействительные блоки и возвращает их в пул свободных блоков.

Фоновый процесс, который SSD использует для очистки ненужных блоков и освобождения места для новых данных, называется сборкой мусора. Процесс сборки мусора обычно невидим для пользователя, а процесс программирования часто идентифицируется просто как цикл записи, а не цикл записи/стирания или P/E.

Почему важны циклы записи

Твердотельный накопитель с флэш-памятью NAND может выдержать только ограниченное количество циклов записи. Процесс программирования/стирания приводит к порче оксидного слоя, удерживающего электроны в ячейке флэш-памяти NAND, и SSD со временем становится ненадежным, изнашивается и теряет способность хранить данные.

Количество циклов записи или ресурс зависит от типа ячейки флэш-памяти NAND. Твердотельный накопитель, который хранит один бит данных на ячейку, известный как флэш-память NAND с одноуровневой ячейкой (SLC), обычно может поддерживать до 100 000 циклов записи. Твердотельный накопитель, который хранит два бита данных на ячейку, обычно называемый флэш-памятью с многоуровневыми ячейками (MLC), обычно выдерживает до 10 000 циклов записи с планарной NAND и до 35 000 циклов записи с 3D NAND. Срок службы твердотельных накопителей, которые хранят три бита данных на ячейку, называемой флэш-памятью с трехуровневыми ячейками (TLC), может составлять всего 300 циклов записи с планарной NAND и до 3000 циклов записи с 3D NAND.

Последняя четырехуровневая ячейка (QLC) NAND, вероятно, будет поддерживать максимум 1000 циклов записи.

По мере увеличения количества битов в ячейке флэш-памяти NAND стоимость гигабайта (ГБ) твердотельного накопителя снижается. Однако выносливость и надежность SSD также ниже.

Общие проблемы цикла записи

Проблемы, с которыми пришлось столкнуться производителям твердотельных накопителей, чтобы использовать флэш-память NAND для надежного хранения данных в течение длительного периода времени, включают помехи между ячейками по мере уменьшения размеров кристаллов, битовые сбои и ошибки, медленное стирание данных и усиление записи.

Производители повысили долговечность и надежность всех типов твердотельных накопителей с помощью программных механизмов контроллера, таких как алгоритмы выравнивания износа, внешняя буферизация данных, улучшенный код исправления ошибок (ECC) и управление ошибками, сжатие данных, избыточное выделение ресурсов, улучшенное внутреннее управление NAND. и блокировать обратную связь по износу. В результате твердотельные накопители на основе флэш-памяти изнашиваются не так быстро, как раньше боялись пользователи.

Поставщики обычно предлагают гарантии на твердотельные накопители, в которых указано максимальное количество операций записи на диск устройства в день (DWPD) или количество записанных терабайт (TBW). DWPD — это количество перезаписей всей емкости SSD ежедневно в течение гарантийного срока. TBW — это общий объем данных, которые SSD может записать до того, как он выйдет из строя. Поставщики систем на базе флэш-памяти и твердотельных накопителей часто предлагают пятилетнюю и более гарантию на свои корпоративные диски.

Производители иногда указывают тип рабочей нагрузки приложений, для которой предназначен твердотельный накопитель, например, интенсивное чтение, интенсивное чтение или смешанное использование. Некоторые поставщики позволяют заказчику выбрать оптимальный уровень выносливости и емкости для конкретного SSD. Например, корпоративный пользователь с базой данных с большим количеством транзакций может выбрать большее число DWPD за счет емкости. Или пользователь, работающий с базой данных, которая редко выполняет запись, может выбрать более низкий DWPD и более высокую емкость.

Последнее обновление: май 2018 г.

Продолжить чтение О цикле записи SSD

• Факторы, влияющие на долговечность флэш-памяти NAND

• Преимущества SSD могут распространяться на надежность

• QLC предлагает меньше циклов записи, чем другие типы флэш-памяти NAND

• Оптимизация производительности и долговечности твердотельных накопителей

• Как производители максимизируют циклы записи

Копать глубже во флэш-памяти и хранилище

• цикл программирования/стирания (цикл P/E)

  Автор: Роберт Шелдон

• флэш-накопитель (SSD)

  Автор: Роберт Шелдон

• коэффициент усиления записи (WAF)

  Автор: Роберт Шелдон

• выносливость записи

  Автор: Пол Кирван

Аварийное восстановление

• Как обеспечить непрерывность сети в стратегии аварийного восстановления

  Катастрофа приходит не только в виде пожара, наводнения и программ-вымогателей. Потеря непрерывности сети является реальной проблемой и должна быть …

• Предотвращайте различные типы сетевых атак с помощью планирования аварийного восстановления

  Команды аварийного восстановления и ИТ-безопасности должны защищать сеть по нескольким направлениям, чтобы защитить данные от потенциальных злоумышленников. А…

• 11:11 Портфель DR растет после покупки Sungard

  После семи приобретений за два года, в том числе частей компании Sungard AS, которой несколько десятилетий, компания 11:11 Systems стремится взять на себя …

Резервное копирование данных

• Новейшая платформа Asigra предназначена для резервного копирования SaaS для MSP

  Готовящаяся к выпуску платформа Asigra SaaSBackup позволяет технологии защиты данных Asigra защищать резервные копии SaaS. MSP смогут продавать …

• BackupLabs разрабатывает резервное копирование SaaS для недостаточно защищенных приложений

  Новый специалист по резервному копированию SaaS появляется из скрытности для защиты данных в таких приложениях, как Trello, GitHub и GitLab, генеральный директор Роб . ..

• CloudCasa планирует отделиться от Catalogic как независимая компания

  Растущее число корпоративных пользователей Kubernetes предоставляет возможность CloudCasa, в настоящее время являющемуся подразделением Catalogic, с …

Дата-центр

• Используйте Cockpit для удаленного администрирования сервера Linux

  Администраторы Linux могут использовать Cockpit для просмотра журналов Linux, мониторинга производительности сервера и управления пользователями. Используйте инструмент, чтобы помочь администраторам управлять …

• Учебник по гипермасштабируемым центрам обработки данных

  Гипермасштабные центры обработки данных могут содержать тысячи серверов и обрабатывать гораздо больше данных, чем предприятие. Однако они могут…

• Узнайте, кто строит инфраструктуру 5G

  Организациям, которые строят центры обработки данных 5G, может потребоваться обновить свою инфраструктуру. Эти провайдеры 5G предлагают такие продукты, как виртуальные…

4 вещи, которые нужно знать о циклах записи SSD

Если вы покупаете новое устройство хранения данных, вам необходимо провести некоторые исследования. Это особенно верно, если вы покупаете твердотельный накопитель (SSD). Хотя твердотельные накопители обеспечивают лучшую производительность, чем жесткие диски (HDD), разные модели имеют разные функции и возможности, а также разные уровни надежности.

В спецификациях твердотельных накопителей число максимальных циклов записи (также называемых циклами программного стирания и выраженное как полных записанных байта ) является одним из основных показателей, используемых для оценки срока службы твердотельных накопителей.

Если вы ищете надежное устройство, циклы записи важны, но не обязательно являются наиболее важным фактором, который следует учитывать. Вот что должны знать потребители.

1. Все твердотельные накопители имеют ограниченное количество циклов записи.

SSD — это тип флэш-памяти . Флэш-устройства NAND используют электричество для хранения данных (наша статья о сборке мусора на SSD более подробно объясняет методы хранения на флэш-памяти).

Когда вы записываете и стираете данные на SSD, транзисторы, удерживающие электрические заряды, становятся менее стабильными. В конце концов, они недостаточно надежны для хранения данных. Современные твердотельные накопители используют алгоритмы выравнивания износа , чтобы гарантировать, что все транзисторы получают примерно равную долю работы, но даже при расширенном выравнивании износа каждый твердотельный накопитель в конечном итоге станет ненадежным.

Производители твердотельных накопителей, безусловно, осведомлены об этой проблеме, и большинство спецификаций оборудования содержат расчетное среднее число циклов записи, которое твердотельный накопитель может выдержать, прежде чем он станет ненадежным. Это часто выражается как общее количество записанных терабайтов (TBW).

Например, твердотельный накопитель емкостью 1 ТБ может иметь 560 ТБВт — теоретически вы можете полностью стереть и перезаписать диск в среднем 560 раз, прежде чем произойдет потеря данных.

Связанный: Срок службы SSD: как долго вы можете доверять своему твердотельному накопителю?

2. Показатели цикла записи SSD не являются абсолютными.

Ваш SSD, вероятно, не выйдет из строя в тот момент, когда он достигнет определенного количества циклов записи. TBW — это среднее значение, но многие твердотельные накопители служат гораздо дольше — хотя и без защиты гарантий на продукт.

Это также относится к показателю Среднее время наработки на отказ (MBTF), который оценивает время работы (обычно в часах) до того, как твердотельный накопитель выйдет из строя. Среднее время безотказной работы современных твердотельных накопителей может составлять 1,8 миллиона часов, но ваш жесткий диск может выйти из строя рано или поздно, в зависимости от десятков факторов.

3. Другие тесты производительности SSD могут быть более важными для покупателей.

Если вы покупаете твердотельный накопитель для высокопроизводительных приложений, требующих огромного количества циклов записи, TBW является важным показателем. Например, загрузочные диски (диски, содержащие вашу операционную систему) почти постоянно записывают и стирают данные во время работы. Если вы покупаете загрузочный диск, имеет смысл учитывать выносливость диска.

Но большинство потребителей достигают предела емкости и обновляют свои твердотельные накопители задолго до того, как оборудование начнет изнашиваться. Показатели производительности (например, скорость последовательного чтения/записи) и общая емкость, как правило, являются более важными факторами, которые следует учитывать при покупке.

4. Каждое устройство хранения данных рано или поздно выйдет из строя.

Хотя потребители часто сосредотачиваются на показателях долговечности, важно помнить, что каждое устройство хранения данных выходит из строя.