Надежность SSD-накопителей: развенчиваем мифы и страхи пользователей | SSD-накопители | Блог

В сети ходит огромное количество мифов и слухов относительно надежности и сроков службы SSD дисков.  Верить им или нет, действительно ли твердотельные накопители придется менять через 1–3 года, а то и быстрее? Разбираемся вместе. 

Устройство NAND-памяти и почему она деградирует

В HDD используются магнитные диски — полностью энергонезависимая память. Проще говоря, единички и нолики хранятся как магнитные заряды на особом слое пластины. Сам по себе процесс размагничивания достаточно медленный, а повредить структуру зарядов можно только путем мощного магнитного воздействия. 

Что самое главное, количество циклов изменения намагниченного заряда фактически не ограничено. Да, сектора со временем «летят», а движущиеся детали выходят из строя, но бояться каких-либо ограничений на перезапись пользователям не стоит. 

Flash-память в свою очередь использует полупроводниковые элементы. Накопитель представляет собой обычную схему без движущихся элементов. Это дает массу преимуществ, но также вносит такой параметр, как ресурс памяти. В современных SSD применяется NAND-память: 2D или 3D. По сути, это набор ячеек, организованных в определенную структуру. Подробнее узнать про NAND-память вы можете из  нашего материала. 

Одна из главных характеристик NAND-памяти — гарантированное количество циклов перезаписи. После преодоления этого числа ячейки могут искажать информацию или просто отказывать. Причиной этому является сама структура полупроводникового элемента.

Заряд («1» или «0») хранится в плавающем затворе. Изменение выполняется путем приложения на затвор заданного напряжения, после чего электроны через слой диэлектрика проходят в одну или другую сторону.  

Проблема заключается в том, что слои диэлектрика постепенно и неизбежно изнашиваются. Как итог — вся полупроводниковая структура нарушается, и ячейка теряет способность хранить биты информации. Параллельно появляется эффект туннелирования, когда электроны просто застревают в диэлектрике и мешают правильному распознаванию хранящегося заряда. 

Однако ресурс каждого конкретного SSD диска во многом зависит не от самой флеш-памяти. Ключевыми являются алгоритмы, которые использует контроллер в процессах записи-перезаписи. Ячейки памяти объединяются в страницы, а те в свою очередь формируют блоки. Записать данные можно только в чистую страницу, а если их не хватает, то приходится переписывать блок. 

Перед записью алгоритм должен подготовить место, удалить при необходимости старые страницы и только потом записать в чистый блок всю реорганизованную структуру. В итоге реальный объем работы с ячейками флеш-памяти превышает объем операций, которые инициализирует сам пользователь. Иногда даже добавление пары байт приведет к очистке и последующей записи всего блока.

Ориентир первый: циклы перезаписи 

Для каждого типа флеш-памяти имеется ограничение циклов перезаписи. Это число определяет, сколько конкретно раз можно изменить значения ячейки флеш-памяти, прежде чем ее износ будет представлять опасность для данных. Показатель варьируется в зависимости от типа памяти: SLC, MLC или TLC.

Много это или мало? Давайте проведем самый приблизительный расчет — возьмем SSD объемом 120 ГБ MLC типа с ограничением на 5 000 циклов записи. Предположим, ежедневно вы перезаписываете около 20 Гб данных. Коэффициент перезаписи возьмем равным 6. Он необходим, чтобы получить приближенный к реальному объем операций для флеш-ячеек. 

Тогда высчитаем суточный цикл перезаписи: 20*6/120 = 1. Далее с учетом общего количества циклов определим срок службы: 5000/1/365 дней = 13,7 лет. 

Естественно, это очень приблизительный просчет. Во-первых, ежедневный объем информации, с которым вы работаете, всегда разный. Во-вторых, коэффициент усиления может сильно варьироваться в зависимости от конкретных алгоритмов и действий. 

Ориентир второй: параметр TBW

Total Bytes Written — этот параметр показывает, какой объем информации может быть гарантированно перезаписан без ошибок. Как правило, производители указывают его в основных характеристиках SSD-накопителя.

TBW может варьироваться от десятков терабайт до десятков петабайт (напомним, 1 Пб = 1024 Тб). Расчет в этом случае достаточно простой — делим TBW на объем ежедневно перезаписываемых данных.

Например, TBW диска заявлен 150 Тб, а ежедневно вы записываете по 40 Гб данных. Тогда 153600/40 = 3840 дней или 10,5 лет. Опять же, сколько перезаписывается в день — параметр динамический и не всегда известный.

Проще всего воспользоваться специализированными программами, которые сделают все необходимые расчеты за вас. Например, SSD Life подсчитывает объем перезаписанных данных и вычисляет оставшийся ресурс автоматически. 

Помните, TBW описывает гарантированный объем перезаписи, но на практике ресурс некоторых SSD может оказаться куда больше. 

Как продлевается ресурс SSD

Не стоит забывать про работу контроллера, который самыми разнообразными способами стремится минимизировать количество перезаписей ячеек. Один из алгоритмов — выравнивание износа (Wear Leveling). Контроллер ведет учет количества циклов для каждой конкретной ячейки. Это позволяет при записи перераспределять информацию так, чтобы износ каждой из ячеек накапливался равномерно. 

Например, файлы ОС обычно хранятся практически без изменений, из-за чего флеш-память в определенной области практически не стареет, в то время как в других областях наоборот постоянно используется. Wear Leveling при очистке определенных блоков переносит такие системные файлы в другую область и обеспечивает равномерное расходование ресурса. 

Несмотря на общую концепцию каждый производитель SSD имеет свои фирменные алгоритмы, которые могут отличаться объемами переносимых данных и способами объединения информации в блоки. Чем эффективнее Wear Leveling, тем дольше прослужит SSD. 

Другая технология увеличения ресурса — резервная область (Spare Area). Вы наверняка замечали, что продаются диски на 120 и 128 Гб, 240 и 256 Гб и так далее. Куда же деваются гигабайты в «урезанных» моделях? Это и есть та самая резервная область, с которой могут работать контроллеры.

Во-первых, контроллер получает дополнительные свободные блоки для своих нужд, недоступные для ОС. Это пространство применяется в работе вышеописанного алгоритма выравнивания, уменьшая количество лишних операций перезаписи. Естественно, это положительно сказывается на ресурсе.

Во-вторых, ячейки из резерва используются для замены вышедших из строя блоков. Этот резерв составляет 7 % от всего объема и 28 % для моделей, ориентированных на корпоративный сектор. Такой запас также позволяет увеличить срок службы и повысить безопасность данных.   

На некоторых дисках пользователи могут самостоятельно увеличить объем резервной области через специальный софт. 

Что говорят реальные тесты

Теоретические расчеты дают только приблизительное представление о сроке службы твердотельного накопителя, поэтому лучший способ выбрать SSD — найти реальные тесты его эксплуатации. Прочитать про один из самых крупных экспериментов продолжительностью в несколько лет вы можете на этом сайте. 

Исходя из результатов, реальный показатель ресурса перезаписи большинства бюджетных моделей превышает 500 Тб. Даже если в сутки ваш диск будет писать по 100 Гб данных, его ресурса хватит на 14 лет. 

Способность SSD перенести запись более 2 Пб информации означает, что вы сможете записывать 1 Тб данных ежедневно в течение 5 лет.  

У топовых SSD от Intel, Kingston и Samsung реальный TBW перешел границу в 3 Пб, а этого хватит на 7–10 лет даже в тех случаях, если вы активно работаете с фото- и видеоконтентом, а также являетесь заядлым геймером. 

Чего стоит опасаться

Если и есть у SSD ощутимый недостаток — так это время хранения информации без питания. В случае HDD беспокоиться практически не приходится — они могут пролежать годами без каких-либо потерь данных. Твердотельные накопители крайне придирчивы к температуре хранения и работы. Например, если ваш SSD работал в основном при 40 градусах Цельсия, а после вы оставили его на хранение при 30 градусах, то информация сохранится на протяжении 52 недель (около 1 года).    

Казалось бы, не так критично, но стоит температуре вырасти на 5 градусов, как срок уменьшается вдвое! В худших из сценариев информация будет потеряна уже через 1-2 месяца. Это следует учитывать, если вы собираетесь в долгую поездку и оставляете на SSD важную информацию. 

Сколько прослужит твердотельный SSD накопитель?

В этой статье мы поговорим о надежности высокоскоростных SSD дисков, а также попробуем развенчать некоторые мифы, связанные с твердотельными накопителями.

Содержание:

1. Работа SSD диска.
2. Надежность SSD.
3. Заключение.

Массовая популяризация высокоскоростных твердотельных накопителей, также именуемых SSD дисками, вызвала огромный интерес у многих пользователей. Это обусловлено ключевым преимуществом таких дисков, которые в отличии от классических HDD, обладают значительно повышенной скоростью работы. Высокая производительность в итоге позволяет получить большой прирост к скорости работы системы в общем.

Действительно, операционная система, установленная на SSD, работает и загружается в разы быстрее, а для запуска требовательных программ, вроде графических и видео редакторов, компьютеру с быстрым диском требуется на много меньше времени.

Своеобразная конструкция диска и совершенно иной подход к хранению, записи и считыванию информации породили множество споров о надежности твердотельных накопителей. Некоторые считают их ненадежными, другие наоборот – не сомневаются в эффективности SSD.

Ниже мы приведем основные факты в пользу твердотельных запоминающих устройств, а пользователь сам сможет сделать из этого необходимые выводы.

Работа SSD диска

Основной миф, связанный с надежностью SSD дисков заключается в том, что твердотельные накопители построены на основе полупроводников, которые постепенно теряют свои характеристики в ходе эксплуатации. Этим обусловлен тот факт, что каждый твердотельный накопитель имеет свой ресурс, выраженный в определенном количестве циклов записи и удаления файлов.

Таким образом устройство, выполнившее определенное количество циклов (указанное производителем

TBW), с большой долей вероятности выйдет из строя и ему потребуется замена, поскольку полупроводниковые элементы просто исчерпают свой ресурс.

Стоит понимать, что ничего вечного не бывает и даже надежные HDD диски обладают собственным ресурсом, который очень легко посмотреть в специальных утилитах для анализа жестких дисков. Если Вы желаете узнать сколько времени проработает HDD диск, рекомендуем ознакомиться со статьей «Как протестировать и исправить жесткий диск используя бесплатную программу Victoria».

Важно заметить, выработка ресурса является достаточно длинным и постепенным процессом, во время которого размер диска будет постепенно уменьшаться из-за отказа отдельных блоков памяти, поэтому выход из строя можно контролировать и накопитель не перестанет функционировать в один момент, уничтожив все данные.

Надежность SSD

Поскольку SSD диски являются довольно распространенными и эффективными, в процессе их использования уже сложились определенные мнения по поводу их надежности и эксплуатационного срока. Помимо этого, сами производители твердотельных накопителей проводили собственные тесты, которые продемонстрировали реальную надежностью SSD.

Для примера возьмем самый популярный формат твердотельных накопителей объемом 250 гигабайт. В ходе проведения стресс-тестов, представляющих собой непрерывную запись и перезапись большого количества информации на испытуемые носители, оказалось, что усредненный диск (независимо от производителя) способен пропустить через себя около одного петабайта файлов, что равняется одной тысяче терабайтов.

Такое количество может показаться достаточно скромным, но стоит отметить, что ресурс в один петабайт, позволит комфортно использовать накопитель в стандартном режиме более десяти лет, чего вполне достаточно для домашнего использования. К этому следует добавить, что из-за особенности конструкции SSD дисков их

надежность напрямую зависит от их объема. Более объемные диски смогут проработать гораздо больше времени, поскольку у них больше блоков памяти.

Важно! Хотя SSD диски и обеспечивают такой эксплуатационный период, в ходе исследований было выявлено, что в сравнении с классическими HDD на уже поработавших дисках было замечено больше критических ошибок. В целом, надежность SSD ничем не уступает, а иногда и превосходит HDD диски, поэтому заявление: «SSD ненадежны» — абсолютный миф. Если Вы являетесь счастливым обладателем высокоскоростного SSD диска, рекомендуем ознакомиться со статьей «Как увеличить срок службы SSD диска», где мы привели основные меры, способные значительно продлить срок службы твердотельного накопителя, а также рассказали про некоторые эксплуатационные моменты.

Заключение

SSD диски являются превосходным выбором для повышения эффективности и быстродействия системы в целом, но из-за более высокой цены за мегабайт, в данный момент их целесообразно использовать в виде системных дисков, где храниться и работает ОС, программы, игры и другие утилиты, требующие высокой скорости считывания. Для статического хранения файлов все равно лучше подойдут классические HDD, имеющие большие объёмы и обладающие достаточной надежностью.

Помимо этого, HDD накопители хорошо работают с программами для восстановления данных, например RS Partition Recovery – специальной утилитой, способной восстановить утерянную, удаленную или отформатированную информацию с жестких дисков, твердотельных накопителей (SSD), флешек и карт памяти любых типов. Таким образом современный домашний компьютер чаще всего комплектуется сразу двумя накопителями, нивелирующими недостатки друг друга.

Часто задаваемые вопросы

Это сильно зависит от емкости вашего жесткого диска и производительности вашего компьютера. В основном, большинство операций восстановления жесткого диска можно выполнить примерно за 3-12 часов для жесткого диска объемом 1 ТБ в обычных условиях.

Если файл не открывается, это означает, что файл был поврежден или испорчен до восстановления.

Используйте функцию «Предварительного просмотра» для оценки качества восстанавливаемого файла.

Когда вы пытаетесь получить доступ к диску, то получаете сообщение диск «X: \ не доступен». или «Вам нужно отформатировать раздел на диске X:», структура каталога вашего диска может быть повреждена. В большинстве случаев данные, вероятно, все еще остаются доступными. Просто запустите программу для восстановления данных и отсканируйте нужный раздел, чтобы вернуть их.

Пожалуйста, используйте бесплатные версии программ, с которыми вы можете проанализировать носитель и просмотреть файлы, доступные для восстановления.

Сохранить их можно после регистрации программы – повторное сканирование для этого не потребуется.

Чем твердотельные накопители корпоративного класса отличаются от клиентских

Длительный срок службы

Все типы флеш-памяти NAND, содержащиеся во флеш-устройствах хранения, постепенно теряют способность надежного хранения данных с каждым циклом программирования-стирания ячейки флеш-памяти NAND и достигают состояния, при котором надежное хранение данных невозможно; после этого необходимо деградировавший или испорченный блок удаляется из пула хранения данных. Логический адрес блока (LBA) при этом перемещается на другой физический адрес в массиве флеш-накопителей NAND. Новый блок накопителя заменяет неисправный с помощью пула запасных блоков (Spares Block), являющегося частью резервной области (Over Provisioned, OP) SSD.

Поскольку программирование или стирание данных ячейки происходит постоянно, BER линейно возрастает; по этой причине необходимо использовать в контроллере корпоративного SSD набор комплексных методов управления для обеспечения возможности надежного хранения данных в ячейке на протяжении всего ожидаемого срока службы SSD.

Количество допустимых циклов программирования-стирания (P/E) конкретной флеш-памяти может значительно варьироваться в зависимости от литографического процесса производства и изготавливаемого типа флеш-памяти NAND.

Тип флеш-памяти NAND	TLC	MLC	SLC
Архитектура	3 бита на ячейку	2 бита на ячейку	1 бит на ячейку
Емкость	Самая большая емкость	Большая емкость	Малая емкость
Срок службы (P/E)	Малый срок службы	Средний срок службы	Самый высокий срок службы
Стоимость	$	$$	$$$$
Приблизит.9

Таблица 2 – Типы флеш-памяти NAND

Корпоративные SSD отличаются от клиентских SSD и по циклу нагрузки. SSD корпоративного класса должны выдерживать высокую нагрузку по чтению или записи в условиях, типичных для сервера ЦОД, требующего доступа к данным в течение 24 часов ежедневно, по сравнению с SSD клиентского класса, которые обычно используются полностью только 8 часов в день. Корпоративные SSD имеют цикл нагрузки 24×7, в отличие от клиентских SSD с циклом нагрузки 20/80 (20% времени активны, 80% в режиме ожидания или сна при использовании компьютера).

Расчет надежности при записи для любой области применения или накопителя SSD может быть сложным, поэтому комитет JEDEC также предложил показатель измерения надежности, использующий значение общего объема записанных данных хоста в терабайтах (TBW), для указания количества данных, которое может быть записано на SSD до того, как содержащаяся в нем флеш-память NAND станет малонадежной, и накопитель потребует замены.

С помощью предложенных JEDEC способов тестирования JESD218A и нагрузок для накопителей корпоративного класса JESD219 удобнее оценивать расчеты срока службы SSD, представленные производителями в TBW, и экстраполировать более наглядный показатель надежности, который можно применить к любому ЦОД.

Как отмечается в документах JESD218 и JESD219, нагрузки различных классов областей применения также подвергаются воздействию коэффициента увеличения объема записи (WAF), благодаря которому количество операций записи выше, чем действительное количество, отправленное хостом, что быстро приводит к неуправляемому износу флеш-памяти NAND, повышенной BER флеш-памяти NAND из-за избыточных операций записи в течение долгого времени и сниженной производительности из-за большого количества недействительных страниц на SSD.

Несмотря на то, что TBW является важным параметром, отличающим SSD корпоративного и клиентского классов, TBW – это модель оценки срока службы на уровне флеш-памяти NAND; для модели оценки срока службы и надежности уровня компонентов для компонентов, используемых в устройстве, применяется параметр «средняя наработка на отказ» (MTBF). Оценка срока службы компонентов накопителей SSD корпоративного класса учитывает превышение по сроку службы и повышенную нагрузку при управлении напряжением для всей флеш-памяти NAND в течение всего ожидаемого срока службы SSD. Все корпоративные SSD должны иметь показатель MTBF не менее миллиона часов, что эквивалентно более чем 114 годам! Kingston очень консервативно оценивает свои SSD, и можно часто видеть более высокие характеристики MTBF для SSD; важно заметить, что 1 миллиона часов более чем достаточно для корпоративных SSD.

Система контроля и отчетности S.M.A.R.T. накопителей SSD корпоративного уровня позволяет с легкостью определять состояние устройства, предшествующее неисправности, на основании коэффициента увеличения объема записи (WAF) и уровня износа. Также система часто поддерживает предупредительные сообщения, предшествующие неисправности, например, сообщения об отключении питания, о битовых ошибках, произошедших из-за физического интерфейса, или о неравномерном распределении износа. С веб-сайта Kingston можно загрузить утилиту Kingston SSD Manager и использовать ее для просмотра состояния накопителя.

Накопители SSD клиентского класса могут иметь только минимальные функции вывода S.M.A.R.T. для контроля SSD при стандартном использовании или после возникновения неисправности.

В зависимости от класса области применения и емкости SSD может выделяться расширенная резервная емкость флеш-памяти NAND. Резервная емкость скрыта от доступа пользователя и операционной системы и может использоваться как временный буфер записи для повышения усредненной производительности, а также в качестве замены дефектных ячеек флеш-памяти в течение ожидаемого срока службы SSD для увеличения надежности и срока службы SSD (с повышенным количеством запасных блоков).

SSD против HDD в серверах | Статьи

Жестким дискам HDD 10-15K rpm осталось недолго. Их механическая природа не оставляет им шансов противостоять возможностям SSD в корпоративных приложениях.

Твердотельные накопители SSD на флеш-памяти NAND оккупировали вершины пирамид хранения корпоративных данных и продолжают отвоевывать у HDD подступы к ним. Понятно, что скорой тотальной замены HDD на SSD не будет:

• многие сегменты хранения безразличны к основному козырю SSD – производительности, но чувствительны к объему/цене;
• у HDD 7200 rpm большая емкость и низкая удельная стоимость $/GB;
• серверный рынок консервативен.

Пока что место в корпоративном хранении есть для разных носителей, но «процесс пошел». На вершинах пирамид идет борьба за производительность – туда карабкаются NVMe SSD, приближаясь к DRAM по уровню задержек (см Прикладная термодинамика систем хранения данных и NVMe SSD. «Случайное» знакомство). Совсем скоро энергонезависимое (постоянное) хранение сблизится с хранением в оперативной памяти — как в технологии Intel/Micron 3D XPoint. Но эти продукты никак нельзя назвать тиражными.

SATA SSD – вот предмет общего интереса. Именно они массово заезжают в новостройки и планомерно отвоевывают жилплощадь у соседей снизу – SAS 10-15K rpm HDD. Оценим их позиции в «квартирном вопросе», в трехмерном пространстве параметров: “Производительность — Надежность – Цена“.

Тут только денежная шкала проста для понимания. При обсуждении производительности приходится учитывать целевые приложения, типы операций I/O, характер обращений к носителям, размер блока данных, особенности чтения/записи, итд. Да и сравнивать надо не носители, а программно-аппаратные реализации I/O. С надежностью хранения (доступностью данных) еще сложнее. Помимо учета формальных параметров (как MTBF и Endurance), важно, как в заданном физическом окружении обеспечивается непрерывность исполнения приложений, как реализованы процедуры восстановления данных, с минимальными риском их потери и уроном для общей производительности I/O. Целое дело.

Проектирование подсистем хранения данных – задача интересная, но штучная. Начнем с простого: лобового сравнения SATA SSD и SAS 10-15K rpm HDD, с анализом показателей, разбором технологий, существующих рисков и мнимых страхов.

Слабости HDD

Что и говорить, SSD быстрее. Задержки подвода головок чтения/записи к данным на вращающихся магнитных поверхностях HDD (seek / latency) непреодолимы. В приложениях с обращениями произвольного доступа головки бабочкой порхают над поверхностью, умножая ожидание отклика (и раздражение пользователей). Для достижения пристойной производительности работы с данными на HDD прибегают к распараллеливанию обращений в многодисковых группах, кэшируют запросы I/O средствами контроллеров и ОС — и все равно помогает слабо.

HDD хороши для записи больших файлов последовательными блоками. При минимуме перемещения головок между дорожками снижаются задержки обращения к данным. Но как только диск заполняется данными, большие файлы пишутся кусками — где есть свободные сектора. Как ни улучшай алгоритмы чтения/записи, фрагментированные данные остаются бичом HDD.

В SSD не имеет значения, в каких именно ячейках размещаются данные, для контроллера диска они все «рядом». Там нет физических дорожек и секторов, NAND — память прямого доступа. Есть задержки, связанные с особенностями перезаписи ячеек, но они несравнимо меньше, чем в HDD.

Надо сказать, виртуализация вычислительных ресурсов добавила остроты проблеме скоростного доступа к данным. Эффект I/O-блендера, или «рандомизация» нагрузки ввода-вывода – прямое следствие абстрагирования среды формирования запросов от носителей и передачи гипервизору обслуживания дисковых операций. С какими бы типами запросов не работали приложения в виртуальных машинах, очереди к физическим дискам заполнены крошевом из фрагментов данных, разбросанным по дискам.

Роли быстрых дисков и их сравнение

Где высоки требования к производительности, а объем данных относительно невелик, там SSD и вытесняют cкоростные SAS HDD: в серверах баз данных, под размещение файлов подкачки и размещение временных таблиц, в качестве кэш-пула многоуровневых систем хранения, управляемых хоть ОС, хоть RAID-контроллерами.

Такие задачи, как правило, не требуют больших объемов хранения – достаточно нескольких сотен GB. Сравним типичных представителей SAS 10-15K rpm HDD и SSD в диапазоне емкостей до 600GB.

За HDD ответит Seagate. Уже не выпускаются диски SAS 10-15K rpm в форм-факторе LFF (3.5”), но остались модели SFF (2.5”) SAS 10-15K rpm. Для 15К rpm максимальная емкость 600GB, выше уже не будет. На двигателях 10K rpm выпускаются диски до 1.8TB. Ограничимся дисками SAS HDD 300-600GB:

• SAS 10K rpm Seagate Savvio 10K,6 300GB {ST300MM0006} и 600GB {ST600MM0006}
• SAS 15K rpm Seagate Savvio 15K.3 300GB {ST300MP0005} и 600GB {ST600MP0005}.

За SSD постоит Intel – активный игрок на всех рынках, тем более на серверном.

• SATA SSD Intel DC S3510 series: 240GB и 480GB
• SATA SSD Intel DC S3610 series: 200GB и 400GB
• SATA SSD Intel DC S3710 series: 200GB и 400GB

Цены накопителей взяты из агрегатора предложений Hotline.ua, они отражают состояние рынка в сбытовой сети Seagate и Intel. Не секрет, что те же продукты используют производители серверов А-бренд – только продают их в разы дороже.
Для начала сведем все наши диски в координатной плоскости емкости/цены. В скобках указана цена $/GB.

HDD кажутся выгодным приобретением, пока мы пользуемся однобокой метрикой – удельной стоимостью хранения ($/GB). Продукты-заменители из разных товарных категорий так не сравнивают. Разберем противостояние SSD / SAS HDD по всем параметрам – подобно тому как это сделано в статье Debunking SSD Myths.

Производительность

Сравним показатели производительности SSD и SAS HDD, в IOPS и по скорости потоковых операций в MBps. Для полноты картины приведем данные и по PCIe NVMe SSD.

Разница в абсолютных показателях IOPS огромна.

В целевых приложениях SSD/SAS HDD наибольший интерес представляет способность накопителя быстро обслуживать обращения записи произвольного доступа. Пересчитаем, во что обходится обслуживание предельной нагрузки (цена, которую надо “заплатить” за каждый Write IOPS), силами SAS HDD и с помощью SSD.

 

Как только метрика сравнения меняется с “емкостной” на “скоростную”, SAS HDD безнадежно проигрывают SSD.

По задержкам доступа к данным (latency) жесткие диски и близко не приближаются к SSD – механику не обманешь.

Получается, все метрики, которые привязаны тем или иным образом к целевому назначению SSD / SAS HDD, показывают огромный отрыв SSD.

Надежность

В современных системах хранения данных риски потерь данных минимизированы, выход из строя отдельного диска, как правило, чреват только временной деградацией производительности при реконструкции массива после замены диска на новый. Тем не менее, с угрозами данным надо считаться.

Официальной статистики отказов HDD и SSD производители не публикуют. Как это обычно бывает с молодыми технологиями, хранение в памяти NAND окружено мифами и опасениями. Поводы для них создают, как правило, неосведомленность и нецелевое использование SSD.

HDD и SSD, имеющие разную природу записи, и сбоят по-разному. Отказы механики или электроники HDD редки, обычно к потере данных приводит эрозия магнитной поверхности. Это постепенный процесс, на который пользователь может своевременно реагировать. Диски массива HDD не уходят из жизни групповой смертью, только поодиночке. Для пользователей, привыкших к неспешности проявления ошибок HDD, отказы SSD кажутся фатальными, а практически синхронный износ ячеек дисков массива – прямой угрозой неотвратимой потери данных.

Особенности и риски SSD

Отсутствие механических частей, устойчивость к тряске и перегрузкам, куда более широкий рабочий диапазон температур, малое энергопотребление – все это повышает шансы выживания SSD в агрессивном окружении, в сравнении с HDD.

Но состоят они все равно из физических компонентов, в них есть статическая и динамическая память, транзисторы, конденсаторы, они управляются прошивками, и на них тоже влияют отказы питания. Основная проблема SSD – износ ячеек памяти NAND. Жизненный срок SSD отмеряется не временем, а количеством записей на диск. Процесс записи в ячейки состоит из нескольких действий: read-modify-erase-write. На пределы возможного влияет разрядность ячеек (SLC-MLC-TLC), размер служебной области (резерв ячеек), контроллер SSD с его алгоритмами усиления записи (количеством операций переноса данных между ячейками на одну команду записи ОС), токами записи, процедурами уборки мусора (прополкой неиспользуемых блоков данных для освобождения места под новые записи).

При выборе SSD под серверы с большой нагрузкой перезаписи и высокими требованиями к сохранности данных надо внимательно читать спецификации и анализировать паспортные показатели. Как минимум, обращать внимание на позиционирование продуктов самими производителями. Например, в массовые SSD не ставят конденсаторную защиту динамической памяти контроллера диска от обесточивания – прямой угрозы целостности данных. Не пишут в спецификациях размер служебной области — резервного запаса ячеек (overprovisioning) – хотя он впрямую влияет на скоростные показатели и срок жизни. Со временем производительность любых SSD деградирует – из-за износа ячеек контроллеру приходится проделывать все большую работу по освобождению места под запись. В массовых SSD резервный запас ячеек (overprovisioning) минимален, в серверных он может превышать 30%.

На прогноз продолжительности жизни SSD прямо указывает паспортный параметр Endurance – объем данных, которые SSD может гарантированно перезаписать на протяжении всего жизненного цикла (например, в петабайтах, PB) или количество допустимых перезаписей объема диска в течение суток (drive writes per day, DWPD). К примеру, если для диска емкостью 100GB заявлен Endurance 10DWPD, то на него можно записать 1TB данных, и так каждый день, в течении пяти лет. Такую нагрузку еще поискать надо. Подобные диски стоят в 2-3 раза дороже массовых SSD.

Все в руках пользователя

От впадания в крайности: покупки дисков-однодневок или дорогого страхового полиса за спокойствие, спасает здравая оценка нагрузок приложений. К примеру, для интеловских SSD семейств S3510 / S3610 / S3710 объем перезаписи не должен превышать 0.3 / 3 / 10 DWPD cоответственно. Диски различных семейств и вендоров отличаются, в первую очередь, производительностью, но, с позиций надежности, параметр Endurance – основной индикатор для застройщиков серверов.

Состояние SSD мониторится SMART-утилитами – как в примере.

Любому SSD можно продлить ресурс, если форматировать его не на полную емкость. «Ручной» overprovisioning играет ту же роль, что и «фабричный» от производителя – снижает урон от износа ячеек. Но лучше сразу ставить отвечающие приложениям SSD с гармоничным сочетанием параметров.

Побочные эффекты

SATA SSD потребляют меньшую мощность, чем SAS HDD: примерно 3-4 ватта против 7-8 ватт под нагрузкой и 0.6 ватта против 3-5 ватт на холостом ходу. Но дело в другом: для достижения равной с HDD производительности нужно намного меньшее количество SSD. Суммарная потребляемая мощность all-flash сервера намного ниже, чем у сервера, нашпигованного HDD. Сравним энергозатраты на достижение сопоставимой производительности в IOPS, с помощью SAS HDD и SATA SSD.

Чем меньше накопителей надо для достижения требуемой производительности – тем проще конструктив серверов. Нужно меньше каналов RAID-контроллеров и HBA-адаптеров, меньше места для размещения дисков, проще устройство дисковых корзин и систем охлаждения.

Для дата-центров, оперирующих сотнями HDD, замена большей части из них на десяток-другой SSD экономит место, радикально снижает капитальные затраты на оборудование и операционные расходы на питание/охлаждение. И даже на уровне проектирования одного сервера, более простой его крой оптимизирует расходы владельца по достижению поставленных целей. Когда цели следуют из запросов приложений, разговоры о «дороговизне» SSD теряют под собой почву.

Вы можете подписаться на нашу страницу в LinkedIn!

Дисковая система: HDD, SSD и NVMe

Отличия дисковых подсистем SSD и HDD+SSD для виртуальных выделенных серверов, сравнение производительности.

Диски HDD+SSD-кэш

Принцип работы. Мы используем быстрые SSD-диски для кэширования запросов к медленным, но значительно более ёмким и недорогим HDD-дискам. В этом режиме каждое обращение к жесткому диску виртуальной машины проверяется на наличие в кэше, и при его наличии в кэше отдаётся оттуда, а не читается с медленного диска. Если же в кэше данные не найдены, то они читаются с HDD-диска и записываются в кэш.

Преимущества технологии HDD+SSD-кэш. Основной плюс технологии HDD+SSD-кэш в объеме предоставляемого дискового пространства. Также серверы на этой технологии дешевле, что немаловажно для размещения начинающих проектов, тестовых серверов и вспомогательных сервисов.

Что рекомендуем размещать на серверах с HDD+SSD дисками:

• VPN
• Бекапы данных
• Объемные архивы с данными
• Любые сервисы и сайты, для которых не критична скорость чтения/записи с дисков

Диски SSD

Принцип работы. SSD (Solid-state drive) — это накопитель, в котором, в отличие от обычных жестких дисков, нет движущихся элементов. Для хранения в SSD используется флеш-память. Простыми словами, это большая флешка.

Преимущества технологии SSD. Основное преимущество SSD-накопителей — это скорость работы. В отличие от обычного жесткого диска, отсутствуют временные затраты на позиционирование считывающих головок — увеличивается скорость доступа к данным. Согласно тестам, скорость чтения/записи на SSD превышает показатели обычных HDD в несколько раз.

Кому будет полезен VDS или VPS на SSD?

• Владельцам интернет магазинов: скорость работы с базами данных на SSD несоизмеримо выше, чем на HDD.
• Владельцам других сайтов: страницы вашего сайта будут открываться значительно быстрее, что немаловажно для ранжирования в поисковых системах.
• Для разработчиков: скорость компиляции кода на SSD-дисках выше, сэкономьте свое время.
• Для игровых серверов: скорость загрузки увеличивается, не заставляйте игроков ждать.

Диски NVMe

Принцип работы. NVM Express (NVMe, NVMHCI, Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification) — обновленная версия SSD-диска. Использует собственный, разработанный с нуля, протокол взаимодействия, и подключается через порт PCI Express.

Преимущества технологии NVMe. Чтение-запись с дисками NVMe в 2-3 раза быстрее, чем с обычными SSD. Шина PCI Express не ограничивает скорость диска — этим обеспечивается прирост производительности. Кроме этого, на NVMe быстрее обрабатываются параллельные операции, больше операций чтения-записи проводится в единицу времени.

Когда заказывать виртуальный сервер с диском NVMe?

• В тех же случаях, что и SSD. Когда вашему проекту уже не хватает производительности SSD, либо планируете рост проекта и высокие нагрузки.

Сравниваем производительность

Мы сравнили производительность виртуальных машин на «боевых» физических серверах с различными дисковыми подсистемами.

Для наглядности сделали таблицу со сравнением IOPS — количество операций чтения/записи за секунду. Это один из ключевых параметров при измерении производительности систем хранения данных, жёстких дисков и твердотельных дисков (SSD).

В реальных условиях показатели могут отличаться, но цифры дают наглядное представление о разнице в производительности дисков. Замеры проводились утилитой fio — случайное чтение и запись в файл размером 10 Гб блоками по 4 килобайт в 16 одновременных потоков с глубиной очереди 64.

Обратите внимание, что в работе сайтов чаще всего используются именно операции чтения данных, а не записи. Этот показатель NVMe SSD дисков существенно опережает обычные SSD-диски. 

Сравнение производительности технологий

Если SSD лучше HDD, то почему в рынок жёстких дисков продолжают инвестировать?

Многие считают (смотрите комментарии к нашей статье «Когда мы полностью перейдём на SSD, а HDD уйдут в прошлое?»), что SSD намного лучше HDD.

Тогда возникает справедливый вопрос — почему же компании всё ещё инвестируют в жёсткие диски и продолжают совершенствовать их технологии (например, HAMR, HDMR, SMR и другие)?

Если вы задавались этим вопросом, то предлагаем узнать ответы от самих представителей отрасли производителей цифровых носителей информации.

Обновлено 27.10.2020: внесли дополнения и ответы на вопросы из комментариев в нашем блоге Яндекс.Дзен, добавили статистику, ссылки на источники и изображения.

Рынок HDD в самом деле вымирает

Бизнес магнитных приводов постоянно уменьшается. График объёма отгрузок производителей со спадом на 55% за последние 8 лет говорит сам за себя.

HDD сохраняют популярность там, где важно получить максимальную ёмкость за минимальную цену (сервера, дата-центры, бюджетные потребительские ПК).

Потребительские ПК — это тоже задыхающийся бизнес (или, как некоторые нежно говорят, «трансформирующийся бизнес»). Его вытесняют мобильные устройства (смартфоны, различные форм-факторы планшетов) и взрывной рост облачных технологий (сервис как услуга).

Потребителям больше неважно с какого устройства заказывать пиццу и покупать новый телевизор на маркетплейсе. Десктоп превращается в профессиональную нишу, когда как массмаркет всё шире занимает смартфон (покупки), консоль (игры), телевизор (YouTube и онлайн кино).

→ Как ритейлеры «поднимают» миллионы с облачными технологиями, не имея собственных компьютеров?

Если нужна низкая цена и максимальная вместимость данных, то HDD всё ещё намного лучше, чем SSD.

Если нужна максимальная скорость, то NAND-память SSD — триумфатор в сегменте цена/производительность.

Вот примерно, как это произошло:

1. SSD MLC > HDD 15000rpm

   Высокоскоростные HDD-накопители со скоростью вращения 15 000 об/мин устарели благодаря технологиям MLC NAND с размещением двух битов на ячейку в SSD.

2. SSD TLC > HDD 10000rpm

   Как только мы получили доступные TLC (тройной бит на ячейку), то следующим был привод со скоростью 10 000 об/мин.

3. SSD QLC > HDD 7200rpm

   Возможность купить QLC (четырехуровневый на ячейку) уже угрожает массовому рынку жёстких дисков со скоростью 7200 об/мин.

Это утверждение актуально с учётом технологий SSD с дедупликацией данных. Дедупликация данных на магнитных дисках не может быть легко выполнена из-за того, как этот метод рандомизирует доступ к данным. Диски с низкой частотой вращения более не подходят для задач с потребностью в произвольном доступе.

NAND пока ещё далеко до победы в сегменте цена/ёмкость. Но это только начало. Появление QLC — уже точка входа.

У SSD тем временем ещё есть слабые места

В целом SSD также имеют преимущества с точки зрения IOPS (сколько операций ввода-вывода вы можете выполнять в секунду) независимо от случайности доступа.

Твердотельные накопители не так хороши по производительности записи, как в чтении данных. Но человечество с помощью скромной магии программирования (и небольшой аппаратной помощи с кэшированием NVRAM на диске) смогли устранить некоторые из этих недостатков.

Методы вроде «Log structured data formats», которые делают запись последовательной (предпочтительно в SSD), позволили создать продвинутые алгоритмы. Истинно невидимый фронт работ.

У SSD всё ещё есть множество поставщиков, которые не сделали этих инвестиций. Как водится, такие продукты испытывают проблемы в использовании.

Устаревшее ПО в твердотельных накопителях в большинстве случаев унаследовано от других разработчиков и не подвергалось изменениям. Такие устройства плохо работают с оборудованием. Им требуется совершенствование программного обеспечения. Особенно это касается модных QLC (всё новое поколение технологий на каком-нибудь условном «Aliexpress» требует внимательной проверки).

Хорошие SSD — это SSD, в которые хорошо инвестировали

Программное обеспечение для флеш-памяти намного мудрёнее, чем думают люди. Дело в том, что ячейки NAND с каждым годом становятся всё более «плотными» и сложными в плане программирования.

Например, в TLC, QLC и предстоящие PLC (пентауровневая флеш-память) мы должны добавить гораздо больше программной магии для защиты данных и нивелирования недостатков технологии.

Ячейки внутри чипа NAND со временем теряют уровень напряжения, хранящийся в ячейке, чтобы предоставлять бит. Тем самым возникает риск потерять данные.

На эти биты (уровни напряжения) влияет количество раз, которое вы пишете в него. Это также известно как цикл PE или программа-стирание. На них влияет порог нарушения чтения или количество раз, которое вы можете прочитать уровень напряжения для получения информации о битах.

Пороговые значения показывают, что существует также ограниченное количество раз, когда вы можете считывать ячейку, пока она не изменится. То есть уровень напряжения битов изменится, и у вас не будет распознавания битов.

Этот порог сбрасывается с помощью новой программы стирания-перепрограммирования цикла. Их набор конечен.

Индустрия накопителей должна обнаруживать и исправлять все эти характеристики флеш-памяти в программном обеспечении. Сделать SSD надёжными и хорошо работающими — задача первостепенная.

Такая разработка сложна. И она становится всё труднее с каждым новым поколением SSD.

Портативные устройства «существуют» в лучшем случае 3 года, поэтому производителям не нужно так много думать о надёжности мобильных телефонов и планшетов. В потребительских ноутбуках ситуация уже немного другая, но всё ещё исчисляемая пользовательскими циклами в пять-десять лет. А вот в корпоративных системах — надёжность обеспечивается на десятилетия.

→ Определяем срок службы SSD: сколько живёт твердотельный накопитель.

Некоторые прикладные исследования (например, Deep Learning в алгоритмах искусственного интеллекта) изучают системы ввода-вывода. Они созданы, чтобы распознать источники износа этих ячеек, определить пороговые значения чтения в цикле фильтрации для настройки конвейера производителя.

На выходе мы получаем удивительные продукты. Например, SSD QLC ёмкостью 2 Тб, внутри которого реально размещено 3 Тб флеш-памяти QLC NAND. Дополнительный терабайт предназначен для изношенной флеш-памяти, чтобы подменить её на новые ячейки. И всё это невидимо для конечного пользователя.

Это ухудшает экономику продукта. Вот только некоторые корпоративные компании не могут поступить иначе.

HDD проще программировать и совершенствовать их алгоритмы

Традиционные жёсткие диски не чувствительны к такого рода вещам. HDD могут быть слишком медленными, чтобы справляться с большими рабочими нагрузками произвольной записи или чтения. Но если они смогут справиться с проектируемой нагрузкой, то будут оптимальным выбором, так как проблем с PE или циклами нарушения чтения у них попросту нет.

Программное обеспечение, взаимодействующее с приводом HDD, не требует колоссальных инвестиций — оно простое (а значит и надёжное).

Флеш-ячейки обычно выходят из строя редко. Например, когда программное обеспечение SSD не справляется с неожиданными событиями вроде исчерпания циклов PE.

В прошивке SSD (а иногда и в программном обеспечении более высокого уровня) имеются проверенные за 10 лет разработки. Довольно стабильное и надёжное ПО. Но по мере появления на рынке новых технологий, таких как QLC, открываются другие неосвоенные типы сценариев.

HDD всё ещё востребованы в архивах с отключённым питанием

SSD требует энергию для хранения информации. Вы, конечно, можете выключить накопитель на пару месяцев, и он сохранит свои данные (правда, есть некоторые исключения).

HDD способны сохранять биты десятилетиями после отключения питания.

Продолжительное обесточивание, например, на два года, увеличит вероятность потери заряда ячейками. То есть владелец такого «архива» столкнётся с реальным риском «старения данных» и их пропажи.

Жёсткие диски просто не восприимчивы к этому. Поместите резервную копию своих фотографий на портативный HDD и храните его в сейфе год, два, хоть пять или даже десять лет. И этот способ отлично сработает. Но не стоит делать то же самое с SSD.

Закон Мура

Технологии SSD следуют закону Мура. Биты удваиваются каждые 18 месяцев при фиксированной цене. HDD уже давно не подчиняются никаким прогнозам, поскольку миниатюризация бит на магнитной пластине делает его более подверженным вибрации.

1. Проблемы механической миниатюризации в HDD

   Человечеству невероятно трудно использовать машиностроение для миниатюризации бит на HDD. Всё равно, что если бы вас заставили провести «Боинг» на высоте 2 метра над Северным Ледовитым океаном от Кольского до Чукотки.

   Сегодня это высота 200 метров над уровнем моря, когда поверхность при нужно не просто «пролететь» как можно быстрее, а ещё и отсканировать («считать»). По мере того как мы уменьшаем размер битов, самолёт должен лететь всё ближе к океану, чтобы обнаружить биты, да ещё и в скорости не терять.

2. Особенности кремниевой миниаютризации SSD

   У кремниевой миниатюризации, которую должна выполнять по закону Мура флеш-память, есть ещё и технология 3D (или вертикально организованный NAND). Она изменила правила игры — можно ставить ячейки друг на друга.

   Старые литографические процессы с более высоким выходом упаковываются с пластинами друг на друга во флеш-корпусе, размещая микросхемы большой ёмкости с использованием более старых технологий. Мы перешли от 32-слойной флеш-памяти в пакете с высоким выходом на 64, 128 и теперь 192 слоя. Это уникально только для Flash.

Потребовалось время, чтобы наладить производственный процесс, но он был достигнут. Практически вся флеш-память, начиная с TLC, является только 3D-флеш-памятью. Это сильно изменило экономику SSD, обеспечив твердотельным накопителям относительно невысокую себестоимость в производстве.

Зная всё это, зачем тогда совершенствовать HDD?

Как вы узнали, технология SSD — это всё ещё несовершенная технология. Твердотельные накопители не готовы взять на себя ту работу, которую эффективно выполняет жёсткий диск в ряде приложений.

О конкуренции SSD и HDD ведутся споры. Кто же из них объективно лучше?

На самом деле они представляют собой две совершенно разные технологии. Единственное, что их объединяет — способность хранить данные.

Тем не менее происходит ситуация, когда Flash продолжает своё наступление на рынок магнитных приводов. И если даже в течение следующего десятилетия HDD не исчезнут, то SSD на них окажут заметное влияние.

По стоимости гигабайта HDD сейчас несравненно хороши. Перечисленные в введении технологии жёстких дисков связаны с инвестициями в увеличение плотности записи. То есть количество данных, которые могут храниться в данной области.

Без этих вложений жёсткие диски уже давно уступили бы твердотельным накопителям по стоимости за гигабайт. И это означало бы полный конец для HDD.

Технологии вроде термомагнитной записи (HAMR или Heat-assisted Magnetic Recording), черепичной записи (SMR или Shingled Magnetic Recording), магнитной записи с точечным подогревом (HDMR или Heated-dot Magnetic Recording), гелиевые диски, застряли в верхнем ценовом сегменте рынка HDD и недоступны простым смертным. Стоимость жёстких дисков ёмкостью 2 Тб упала только примерно на 40% за последние 5 лет, в то время как твердотельные накопители подешевели примерно на 75% в целом.

***

Жёсткие диски — это старый и недорогой вариант хранения. Причина, по которой компании продолжают улучшать HDD, заключается в финансовой окупаемости таких инвестиций.

Лучшие твердотельные накопители поставляются компаниями, у которых много лет опыта производства памяти.

Разумеется производители жёстких дисков тоже могут изготавливать достойные твердотельные накопители. Но в масштабах индустрии преимущество отдаётся фирмам с большим опытом совершенствования SSD (причина в том числе и в уникальном дорогостоящем ПО, как мы говорили выше).

Жёсткие диски больше не могут конкурировать с твердотельными накопителями во многих бытовых пользовательских задачах.

Память NAND во много раз быстрее механической памяти, а отсутствие движущихся частей даёт твердотельным накопителям преимущество в краткосрочной надёжности. Однако в архивировании, резервировании и сохранении больших массивов данных на длительные сроки инвестиции в HHD окупаются.

PS: мы обобщили в этой статье исследования и публикации представителей таких компаний, как:

• IBM,
• VP Product & Solutions Engineering,
• Hitachi,
• ADATA,
• Adaptec,
• PNY,
• ATTO Tech,
• Promise Tech,
• TrekStor
• и других.

Указанные в статье доводы не отображают корпоративного мнения этих компаний, а лишь констатируют факты из отдельных аналитических материалов.

 

Есть ли способ узнать срок службы SSD?

Метод Поузи!

 

Компания ZEL-Услуги

Хотите использовать преимущества QLC-памяти или определиться с прогнозами построения ИТ-инфраструктуры с применением PLC NAND? Проконсультируйтесь с экспертами по ИТ-аутсорсингу и получите поддержку в закупке оптимального по затратам и производительности оборудования для вашего предприятия.

что такое SLC, MLC, TLC, QLC, NVMe и прочие аббревиатуры?

25.02.2019 windows | для начинающих | ноутбуки

Выбирая твердотельный накопитель SSD для домашнего использования, вы можете столкнуться с такой характеристикой как используемый тип памяти и задаться вопросом о том, что лучше — MLC или TLC (также вам могут встретиться и другие варианты обозначения типа памяти, например, V-NAND или 3D NAND). Также совсем недавно появились привлекательные по цене накопители с QLC памятью.

В этом обзоре для начинающих пользователей подробно о типах флэш-памяти, используемой в SSD, об их преимуществах и недостатках и о том, какой из вариантов может оказаться более предпочтительным при покупке твердотельного накопителя. Также может быть полезно: Настройка SSD для Windows 10, Как перенести Windows 10 с HDD на SSD, Как узнать скорость SSD.

Сравнительный обзор типов памяти SLC, MLC и TLC

Флеш-память NAND была названа так в честь особого вида разметки данных — Not AND (логическое Не И). Если не вдаваться в технические подробности, то скажем, что NAND упорядочивает данные в маленькие блоки (или страницы) и позволяют достичь высоких скоростей считывания данных.

Теперь давайте рассмотрим, какие виды памяти применяются в твердотельных накопителях.

Какой же тип памяти выбрать для своего компьютера?

Если говорить о использовании диска в повседневных задачах, то можно вариант с SLC исключить вовсе. Причина проста – ее высокая цена. Неплохим вариантом будет выбор TLC NAND типа памяти для вашего SSD, ее цена и общая эффективность вполне приемлема для рядового пользователя. Этот выбор для тех, кто не гонится за максимальной скоростью в работе компьютера и для кого не так уж и важен результат ускорения компьютера на 5 %. Да, они чуть медленнее, чем MLC, но все же они работают в несколько раз быстрее обычных жестких дисков, а цена может быть значительно ниже, чем у сородича. MLC память более «продвинута» и подойдет для любителей последних «игрушек», которым необходима максимальная скорость обмена информацией и большего комфорта в работе с компьютером, а также для тех, кто собирается долгое время хранить важные данные.

Какую память SSD выбрать

Для более ясного представления о типах SSD, что лучше купить MLC или TLC, посмотрите видео по теме:

Single Level Cell (SLC)

SLC — это уже устаревший тип памяти, в котором использовались одноуровневые ячейки памяти для хранения информации (кстати, дословный перевод на русский язык звучит как «Одноуровневая ячейка»). То есть, в одной ячейки хранился один бит данных. Подобная организация хранения данных позволяла обеспечить высокую скорость и огромный ресурс перезаписи. Так, скорость чтения достигает 25 мс, а количество циклов перезаписи — 100’000. Однако, несмотря на свою простоту, SLC является очень дорогим типом памяти.

Плюсы:

• Высокая скорость чтения-записи;
• Большой ресурс перезаписи.

Минусы:

• Высокая стоимость.

Составные части SSD-диска

Что это за «TLC» да «MLC»? Что это вообще такое? Вот сейчас и будем разбираться, ибо именно от этой аббревиатуры следует отталкиваться при выборе накопителя. Только, раз уж решили заглянуть во внутренности, кратко опишем, из чего же состоит SSD-диск:

• Контроллер. Этакий микрокомпьютер со своей программой, управляющий обменом данных между накопителем и компьютером. Выполняет и еще массу дел по обслуживанию SSD-диска.
• Буферная память (DDR). Небольшой объем неэнергонезависимой памяти, используемой для кэширования операций записи/чтения.
• Флэш-память (NAND). Микросхемы энергонезависимой памяти, в которых хранится записанная на диск информация.

Все эти части важны и выполняют свою роль для достижения надежности хранения и достижения максимальной производительности накопителя. О первых двух поговорим как-нибудь в следующий раз, а сегодня остановимся на типах NAND-памяти, применяемой в современных SSD-дисках.

Multi Level Cell (MLC)

Следующим этапом развития флеш-памяти является тип MLC (в переводе на русский звучит как «мультиуровневая ячейка»). В отличии от SLC, здесь используются двухуровневые ячейки, которые хранят по два бита данных. Скорость чтения-записи остается на высоком уровне, однако выносливость значительно снижается. Если говорить языком цифр, то здесь скорость чтения составляет 25 мс, а количество циклов перезаписи — 3’000. Также этот тип является и более дешевым, поэтому он используется в большинстве твердотельных накопителях.

Плюсы:

• Более низкая стоимость;
• Высокая скорость чтения-записи по сравнению с обычными дисками.

Минусы:

• Низкое количество циклов перезаписи.

Подробнее о технологии NAND-памяти

Все три типа памяти относятся к одной технологии NAND. Отличие же состоит в том, что каждый из них имеет разное количество зарядов. Принцип работы у всех типов одинаковый, когда возникает напряжение, ячейка меняет свое состояние из «Выключено» на состояние «Включено». В типе TLC задействовано восемь значений напряжения для представления восьми состояний логических значений (111, 110, 101, 100, 011, 010, 001, 000) или информации, состоящей из 3 битов. SLC тип использует 2 состояния для представления двух логических значений (0 и 1). Для типа MLC выделено 4 значения, чтобы представить логические состояния (11, 10, 01, 00).

Количество значений в типе памяти

SLC используется лишь 2 значения напряжения, они могут выражать больше точных значений, при этом уменьшая возможность неправильной интерпретации состояния текущей ячейки и позволяет применять стандартные методы коррекции ошибок NAND. При использовании TLC вероятность ошибок при чтении увеличивается, поэтому этот тип памяти требует большего пространства ECC (код коррекции ошибок), потому как в TLC нужно сразу 3 бита корректировать, вместо 2 в MLC и 1 в SLC.

3D NAND память

Эти типы памяти можно встретить при выборе дисков. Если вы их встретили на рынке, знайте, что это значит размещение ячеек флеш-памяти на чипах в несколько слоев (в обычных MLC или TLC они расположены в один слой). TLC с пометкой 3D NAND на сегодняшний день эффективнее и надежнее, чем его «плоский аналог». Например, компания Samsung заявила о том, что их продукт с V-NAND памятью обладают более высокими характеристиками производительности, чем planar MLC.

Three Level Cell (TLC)

И наконец, третий тип памяти — это TLC (русский вариант названия этого типа памяти звучит как «трехуровневая ячейка»). Относительно двух предыдущих, этот тип является более дешевым и в настоящее время встречается достаточно часто в бюджетных накопителях.

Этот тип является более плотным, в каждой ячейке здесь хранится по 3 бита. В свою очередь, высокая плотность приводит к снижению скорости чтения/записи и снижает выносливость диска. В отличии от других типов памяти, скорость здесь снизилась до 75 мс, а количество циклов перезаписи — до 1’000.

Плюсы:

• Высокая плотность хранения данных;
• Низкая стоимость.

Минусы:

• Низкое количество циклов перезаписи;
• Низкая скорость чтения-записи.

Заключение

Подводя итог, можно отметить, что наиболее скоростным и долговечным типом флеш-памяти является SLC. Однако из-за высокой цены, эту память вытеснили более дешевые типы.

Бюджетным, и в тоже время, менее скоростным является тип TLC.

И, наконец, золотой серединой является тип MLC, который обеспечивает более высокую скорость и надежность по сравнению с обычными дисками и при этом является не слишком дорогим типом. Для более наглядного сравнения можно ознакомиться с таблицей, приведенной ниже. Здесь собраны основные параметры типов памяти, по которым проводилось сравнение.

Мы рады, что смогли помочь Вам в решении проблемы. Добавьте сайт Lumpics.ru в закладки и мы еще пригодимся вам. Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.

Опишите, что у вас не получилось. Наши специалисты постараются ответить максимально быстро.

V-NAND, 3D NAND, 3D TLC

При покупке или изучении SSD накопителей, вам могут встретиться эти обозначения, давайте разберемся, что они означают?

SLC, MLC, TLC и QLC это ячейки, расположенные в плоскости. Для увеличения памяти нужно большее количество кристаллов, но уменьшать их сложно, и неизвестно, оправдается ли уменьшение кристаллов с экономической точки зрения. Поэтому разработчики решили делать твердотельные накопители, размещая ячейки не только в плоскости, но и слоями. Из-за этого чипы будут трехмерными, как следствие, появится возможность помещения большего количества информации на такую же единицу площади. Такая флеш-память более долговечна, благодаря тому, что нет нужды в подаче высокого напряжения при записи данных в ячейку.

Первая компания, которая начала производство многослойной памяти – Samsung. В 2013 году они сообщили о первом выпуске трехмерных чипов MLC типа, под названием 3D V-NAND. В них содержалось 24 слоя. Через год число слоев увеличилось до 32, а тип памяти изменился на TLC. Технология, которую использовали Samsung сделала чипы памяти более экономичными, надежными и быстрыми.

Для создания многослойной памяти производители напыляют какое-то число слоев на кремниевую пластину, которые образовывают линии слов, и создают очень большое количество отверстий, для последующего формирования линий битов. Какой максимум слоев может быть нанесен? Из расчетов высоты 32-слойной V-NAND (4мкм) к высоте пластины (625-775мкм), можно создать более 190 слоев памяти. Это только теоретические расчеты, поэтому вряд ли такое значение будет достигнуто, но это показывает перспективы развития технологии 3D NAND.

Технологии продолжают развиваться. Год от года технология создания твердотельных накопителей улучшается. Их цена падает, а скорость и время работы растет. Хотя SSD все еще не заменили жесткие диски, можно сказать, что это технологии, которые будут развиваться и дальше еще долгое время.

Надежность и понимание срока службы SSD

«Отказывают ли SSD диски?», конечно, да, как и любые другие диски. Скорее, мы должны спросить: «Как быстро диски SSD выходят из строя?» И ответ на этот вопрос немного сложнее.

Более того, SSD более надежны, когда речь идёт о жестких условиях работы, потому что они не имеют каких-либо движущихся частей. Таким образом, твердотельные накопители могут лучше выдерживать случайные падения и экстремальные температуры, чем традиционные HDD.

Но это не значит, что все SSD одинаковы. К счастью, есть несколько измерений, которые обычно используются для определения надежности SSD. Их часто можно увидеть в описании SSD.

Мы уже много говорили о циклах P/E, но есть ещё 4 характеристики (не волнуйтесь, они не слишком сложны):

• TBW – количество записанных терабайт
• GB/day – рекомендуемый объем записи в день
• DWPD – сколько раз можно перезаписать диск за день
• MTBF – среднее время между отказами

Стоит также отметить, что когда они указаны на упаковке, они используются в качестве гарантии. Они обычно выше, чем вы реально будете использовать, но также часто ниже, чем то, что вам реально даст SSD.

Думайте об этом как об автомобильно шине, она гарантированно не взорвется при езде по автостраде в течение 5 лет или 50000 км, но есть большая вероятность, что она прослужит гораздо дольше.

TBW

TBW – это просто указание количество терабайт, которое вы можете записать за время существования SSD. Во многих случаях TBW, на самом деле, довольно большое число, к которому вы никогда не приблизитесь; скорее диск пострадает от старости.

Гигабайт в день

Название говорит само за себя. Это показатель того, сколько гигабайт в день рекомендовано сохранять / перезаписывать. Поскольку большинство твердотельных накопителей построено на идее, что вы будете использовать несколько гигабайт в день, если ваш компьютер не является рабочей станцией – с вашим диском всё будет в порядке.

DWPD

Это также довольно просто, хотя название несколько вводит в заблуждение. Можно подумать, что это мера того, сколько раз вы можете записывать данные в день, но, на самом деле, это сколько раз вы можете перезаписывать весь SSD в день.

Объясним эту характеристику на примере Samsung SSD 850 Pro SATA с 10-летней гарантией емкостью 128 ГБ, 256 ГБ, 512 ГБ и до 1 ТБ. Он предназначен для обработки 150 терабайт. Но, по словам Samsung, эти твердотельные накопители могут выдерживать до 600 ТБ.

Теперь, если провести несложные расчеты со сроком службы этого твердотельного накопителя, этот диск может считывать и записывать по 40 ГБ данных в день. Сравнивая это с реальной ситуацией, в которой обычный офисный пользователь записывает от 10 до 35 ГБ в день, срок гарантии истечет к тому времени, как вы достигнете предела в 150 ТБ.

MTBF – среднее время между отказами

Степень надежности SSD и HDD определяется значением MTBF (среднее время между отказами). Это одно из наиболее сложных и менее очевидных измерений надежности. Важно, чтобы вы понимали MTBF и частоту отказов твердотельных накопителей, прежде чем делать какие-либо покупки.

Возьмём Intel SSD 335 Series (240 ГБ, 2,5 дюйма SATA 6 Гбит/с, 20 нм, MLC) и SAMSUNG 830 Series 2,5 256 ГБ SATA III MLC. Intel SSD имеет спецификацию MTBF 1,2 миллиона часов, в то время как Samsung SSD имеет MTBF – 1,5 миллиона часов, но это не значит, что диск Samsung гарантированно проработает больше часов – MTBF не работает таким образом.

MTBF, как определено в Википедии: «… средняя продолжительность работы устройства между отказами, то есть показывает, какая наработка в среднем приходится на один отказ»

Как видите, MTBF относится к частоте отказов диска в течение ожидаемого срока его службы. Это не означает, что время работы MTBF в 1,2 миллиона часов будет длиться 1,2 миллиона часов, а время работы MTBF в 1,5 миллиона часов будет длиться 1,5 миллиона часов (это, кстати, от 136 до 171 года).

В случае Intel 335, MTBF 1,2 миллиона часов означает, что, если диск используется в среднем по 8 часов в день, можно ожидать, что размер выборки из 1000 SSD будет иметь один сбой на каждые 150 дней, или два раза в день на год.

Математика MTBF

1000 SSD * 8 часов в день = 8000 накопленных часов в день

8000 совокупных часов в день * 150 дней = 1,2 миллиона совокупных часов до того, как произойдёт сбой.

Ожидается, что Samsung 830 будет иметь один сбой каждые 187,5 дней. Однако, не все накопители протестированы по одинаковым стандартам.

Для дисков HDD в качестве единицы ошибок используют AFR или годовую частоту отказов. Среднее значение AFR жестких дисков находится в диапазоне от .55% до .90%. Однако это число вводит в заблуждение, поскольку производители жестких дисков не обязательно указывают, когда у диска произойдёт сбой. Это может быть что-угодно – от перегрева до случайных падений или даже стихийных бедствий. Когда дело доходит до неисправных дисководов, т.е. только тех, которые вышли из строя во время обычной работы, показатели варьируются от 0,5% до 13,5%.

Так что же для меня означает SSD MTBF?

К сожалению, трудно определить частоту отказов SSD по брендам; в большинстве случаев у нас просто есть TBW. Когда дело доходит до покупки, большинство потребителей должно найти приемлемым любой MTBF более 1 миллиона часов.

Обычно это означает около 3 сбоев в год на 1000 дисков, которые используются 8 часов в день. Другими словами, у вас будет 0,3% вероятности сбоя операции записи в рамках гарантии на накопитель, если вы используете SSD в течение 8 часов в день.

Другими словами, если мы посмотрим на надежность SSD в сравнении с надежностью HDD, частота отказов твердотельных накопителей – не будет слишком отличаться от таковой для HDD.

Другие термины SSD

Это основные типы флэш-памяти NAND, но вот еще несколько терминов, которые могут Вам помочь:

• 3D NAND: В какой-то момент производители NAND попытались расположить ячейки памяти NAND ближе друг к другу на плоской поверхности, чтобы уменьшить размер дисков и увеличить емкость. Это работало до определенного момента, но флэш-память начинает терять свою надежность, когда ячейки расположены слишком близко друг к другу. Чтобы обойти это, они поместили ячейки памяти друг на друга, чтобы увеличить емкость. Это обычно называется 3D NAND, а иногда и вертикальным NAND.
• Технология выравнивания износа: ячейки памяти SSD начинают разрушаться, как только они используются. Чтобы помочь накопителям оставаться в хорошей форме дольше, производители включают технологию износа, которая пытается записывать данные в ячейки памяти как можно более равномерно. Вместо того, чтобы постоянно записывать определенный блок в один раздел диска, он распределяет данные равномерно, поэтому все ячейки заполняются с одинаковой скоростью.
• Кэш: Каждый SSD имеет кэш, в котором данные кратко хранятся перед их записью на диск. Эти кэши имеют решающее значение для повышения производительности SSD. Как правило, они состоят из SLC или MLC NAND. Когда кэш заполнен, производительность имеет тенденцию к значительному падению — это особенно верно для некоторых TLC и большинства дисков QLC.
• SATA III: это наиболее распространенный интерфейс жесткого диска и SSD для ПК. В этом контексте «интерфейс» просто означает, как диск подключается к материнской плате. SATA III имеет максимальную пропускную способность 600 мегабайт в секунду.
• NVMe: этот интерфейс соединяет SSD с материнской платой. Нынешние потребительские накопители NVMe примерно в три раза быстрее, чем SATA III.
• M.2: Это форм-фактор (физический размер, форма и дизайн) накопителей NVMe. Их часто называют дисками Gumstick, потому что они крошечные и прямоугольные. Они вписываются в специальные слоты на большинстве современных материнских плат.

Теперь Вы хорошо подготовлены к тому, чтобы пойти дальше и выбрать лучший диск для своих нужд.

SSD с одноуровневой ячейкой (SLC)

Основным типом SSD является SSD с одноуровневой ячейкой (SLC). SLC принимают один бит на ячейку памяти. Это немного, но у него есть некоторые преимущества. Во-первых, SLC — это самый быстрый тип SSD. Они также более долговечны и менее подвержены ошибкам, поэтому считаются более надежными, чем другие твердотельные накопители.

SLC популярны в корпоративных средах, где потеря данных менее терпима, а надежность является ключевым фактором. SLC, как правило, дороже, и они, как правило, не доступны для потребителей.

Если Вы видите потребительский SSD SLC, он, вероятно, имеет другой тип NAND и кэш SLC для повышения производительности.

А если еще быстрее или SSD PCI

Что мы видим на картинке выше? Это такие же жесткие диски SSD, которые имеют такие же типы памяти. Отличие заключается в том, что используется другой интерфейс (не SATA, а PCI). Это позволяет подключать диск напрямую в слот материнской платы.

Плюс данного метода заключается в скорости записи и стирания. Она еще выше (в 2 раза). Достигается высокая скорость за счет того, что интерфейс PCI имеет расширенную пропускную способность относительно интерфейса SATA.

Справедливости ради, стоит отметить, что обычный пользователь не заметит разницы между работой дисков с разными интерфейсами. Чтобы увидеть разницу, нужно грузить компьютер реально сложными задачами.

К таким задачам можно отнести некоторые современные игры, авиатренажеры, работу с потоковым видео, обработку графики.

Минус дисков SSD PCI, опять же, в цене. Она весьма велика.

TBW

Как правило, долговечность SSD выражается в TBW (запись в терабайтах). Это количество терабайт, которое можно записать на диск до того, как он выйдет из строя.

Модель Samsung 860 Evo на 500 ГБ (популярный SSD несколько лет назад) имеет рейтинг TBW 600; модель 1 ТБ — 1200 TBW. Это много данных, поэтому такой диск должен служить Вам долгие годы.

TBW также являются оценками «безопасного уровня»; SSD обычно превышают эти пределы. Однако, чтобы быть в безопасности, сделайте резервную копию, чтобы минимизировать потерю данных, особенно на старых дисках.

Есть ли способ проверить срок службы SSD

Если у вас уже есть SSD или вы планируете его приобрести, важно помнить о сроке службы вашего SSD. Всё, что вам нужно сделать, это посчитать, сколько… я шучу. К счастью, есть несколько различных программных решений, которые помогают с этим:

• Samsung Magician
• Intel Solid-State Drive Toolbox
• SSD Manager (Kingston)
• SSD Life
• SSD Ready

Каждая из этих программ имеет свой собственный способ проверки срока службы SSD, но они просты и практически одинаковы. Следует также отметить, что программное обеспечение работает независимо от того, какую марку SSD вы используете. Так что если у вас есть твердотельный накопитель Intel, вы можете использовать Samsung Magician без каких-либо забот.

SSD с пятью уровнями ячеек (PLC)

SSD-контроллеры PLC, которые могут записывать 5 бит на ячейку, еще не существуют для потребителей, но они находятся в пути. Toshiba упомянула о дисках PLC в конце августа 2020 года, а Intel — в следующем месяце. Диски PLC должны быть в состоянии вместить в SSD еще больше емкости. Тем не менее, они будут иметь те же проблемы, что и TLC и QLC, когда речь идет о долговечности и производительности.

Мы рекомендуем Вам подождать, пока не появятся отзывы, прежде чем покупать ранний SSD PLC. Кроме того, проверьте рейтинги TBW, чтобы увидеть, насколько они долговечны.

Например, диск QLC, о котором мы упоминали выше, имеет более низкий рейтинг TBW, но он работает до 54 ГБ, записываемых в день в течение пяти лет. Никто не пишет так много данных дома, поэтому можно ожидать, что этот диск будет работать долго, несмотря на более низкий рейтинг TBW.

SSD, надежность HDD больше, чем мы думали

Этот сайт может получать партнерские комиссии за ссылки на этой странице. Условия эксплуатации.

Новые данные Backblaze показывают, что разрыв в надежности между жесткими дисками и твердотельными накопителями не так велик, как считалось ранее, и не в пользу твердотельных накопителей в той степени, в какой некоторые полагали.Предыдущая степень разницы между твердотельными накопителями и жесткими дисками была, по крайней мере, частично из-за несоответствия сроков.

Набор данных верхнего уровня Backblaze в значительной степени склоняется к твердотельным накопителям, но это связано с соответствующим возрастом твердотельных накопителей по сравнению с жесткими дисками в выборке данных. Многие продукты следуют так называемому бордюру для ванны: устройства либо выходят из строя почти сразу из-за производственных дефектов, либо они работают довольно долго, прежде чем частота отказов начнет расти. По мере того, как срок службы устройств приближается к концу, частота отказов увеличивается.Это образует обе стороны ванны.

Когда Backblaze корректирует свой набор данных с учетом относительного возраста как твердотельных, так и жестких дисков, большая часть различий между ними исчезает:

Backblaze пишет: «Внезапно разница в годовом уровне отказов (AFR) между твердотельными накопителями и Жесткие диски не такие уж и массовые. Фактически, каждый тип привода находится в пределах 95% -ного доверительного интервала другого. Это окно довольно велико (плюс-минус 0,5%) из-за относительно небольшого количества дней езды.”

Общая картина отказов накопителей для твердотельных накопителей с течением времени меняется так же, как и для жестких дисков, хотя пики немного ниже и такое же количество времени в целом не прошло.

Следует иметь в виду одну вещь: набор данных Backblaze основан на ее собственном бизнесе резервного копирования и не обязательно предназначен для каждого пользовательского рынка или даже одного из наиболее распространенных рынков. Заказчика, сравнивающего твердотельный накопитель с жестким диском, волнует не только врожденная вероятность отказа диска с течением времени. Также возникает вопрос, как диск выдержит удары.Ноутбуки получают изрядное наказание, и твердотельное хранилище может быть намного лучше, чем вращающиеся диски, когда дело доходит до противодействия ударам.

SSD не всегда лучший выбор для каждой задачи, особенно когда большая емкость важнее чистой производительности, но они будут лучшим вариантом для большинства пользователей ПК, особенно когда речь идет об основных дисках. Преимущество SSD в производительности слишком велико, чтобы его игнорировать, и данные Backblaze не предполагают, что SSD менее надежны, чем жесткие диски — только то, что между ними может быть не так много дневного света.

В последнее время производители SSD сталкиваются с другими проблемами надежности. Диски более низкого уровня от нескольких производителей поставляются с более слабыми характеристиками, чем те, которые изначально были отправлены сообществу разработчиков, при этом известно, что это влияет на диски от Samsung, WD и Crucial.

Сейчас прочитано :

SSD против HDD: какой из них надежнее?

Обычно считается, что механические жесткие диски (HDD) более надежны в долгосрочной перспективе при чтении / записи, поскольку SSD имеет максимальное количество операций записи, которые он может обрабатывать.Однако твердотельные накопители более надежны при ударах, поскольку они не содержат движущихся частей. Как правило, при выходе из строя твердотельного накопителя (SSD) вы не можете легко восстановить данные с него. Однако это зависит от того, как диск выходит из строя.

Как SSD выходит из строя или изнашивается?

Внутренности SSD

Чтобы понять, как SSD может выйти из строя, вам нужно знать, как работает SSD. В твердотельных накопителях используется энергонезависимая флеш-память типа NAND, которая сохраняет данные, улавливая электроны внутри наноразмерных ячеек памяти.Процесс, называемый туннелированием, используется для перемещения электронов внутрь и из ячеек, но движение туда и обратно разрушает физическую структуру ячейки, приводя к нарушениям, которые могут сделать ее бесполезной.

Электроны также застревают в стенке клетки, где связанные с ними отрицательные заряды усложняют процесс чтения и записи данных. Это накопление паразитных электронов в конечном итоге ставит под угрозу способность ячейки надежно сохранять данные — и быстро получать к ним доступ. Трехразрядная TLC NAND различает большее количество значений в пределах возможного диапазона напряжений ячейки, что делает ее более чувствительной к накоплению электронов, чем двухбитная MLC NAND.

Даже с алгоритмами выравнивания износа, равномерно распределяющими записи по флэш-памяти, все ячейки в конечном итоге выйдут из строя или станут непригодными для работы. Когда это происходит, они удаляются и заменяются флэш-памятью, выделенной из избыточной области твердотельного накопителя. Эта запасная NAND гарантирует, что доступная для пользователя емкость диска не пострадает от войны на истощение, разоряющей его ячейки.

Жесткий диск

выходит из строя иначе, чем твердотельный накопитель, как сравнить надежность?

Внутренняя часть жесткого диска Головка иглы чтения / записи жесткого диска

В то время как теоретически жесткий диск имеет бесконечный срок службы записи / чтения, поскольку жесткие диски не повреждают свой носитель при записи / стирании.SSD-накопители физически ухудшают свою флеш-память NAND при стирании / записи. Но, конечно, жесткие диски могут выйти из строя механически из-за других вещей, таких как удар иглы или головки чтения / записи о диск, или отказ двигателя. Головка чтения / записи для жестких дисков плавает на слое молекул воздуха и никогда не должна касаться вращающихся дисков. Они могут касаться таких событий, как тряска жесткого диска во время чтения / записи.

Так что не так просто сказать, что жесткий диск или твердотельный накопитель надежнее других. Оба они работают по-разному, и оба по-разному терпят неудачу.И, как обычно, любой продукт потребительского уровня не будет подвергаться такой строгой проверке на наличие дефектов, как продукты корпоративного уровня. Другими словами, у небольшого меньшинства потребителей, которые покупают жесткий или твердотельный диск, обычно бывает несколько неудач.

Итак, чтобы сравнить жесткий диск с твердотельным накопителем, нам нужно найти общие основания для сравнения. Как насчет общей выносливости до отказа, независимо от типа?

Что касается долговечности, TechReport показывает, что большинство твердотельных накопителей потребительского качества, как правило, выдерживают более 700 ТБ чтения и записи, а некоторые другие выдерживают до исключительных 2.5 пентабайт. Они также обнаружили, что твердотельные накопители типа TLC обычно имеют меньшую долговечность, чем их аналоги MLC.

Сравните это с тестами Backblaze с их жесткими дисками. Backblaze постоянно поддерживает до 25 000 жестких дисков в оперативном режиме в течение последних четырех лет. Каждый раз, когда их диск выходил из строя, они записывали это, а затем вставляли новый. Спустя четыре года Backblaze собрал подробные данные о частоте отказов жестких дисков за первые четыре года их жизни.

Кажется, что у жестких дисков есть три различных «фазы отказа».«На первом этапе, который длится 1,5 года, уровень отказов жестких дисков составляет 5,1% в год. В следующие 1,5 года годовая частота отказов снизится до 1,4%. Через три года частота отказов взлетает до 11,8% в год. Короче говоря, это означает, что около 92% накопителей проживают первые 18 месяцев, и почти все из них (90%) затем проходят через три года.

Если экстраполировать эти цифры, чуть менее 80% всех жестких дисков доживут до своей четвертой годовщины. У Backblaze нет других цифр, но ее выдающийся инженер Брайан Бич полагает, что частота отказов, вероятно, составит около 12% в год.

Это означает, что 50% жестких дисков доживут до шестилетнего возраста.

Но на сколько хватит SSD?

Хотя некоторых людей беспокоит ограниченное количество операций чтения и записи твердотельных накопителей, в действительности мы уже знаем, что ограничение чтения / записи твердотельных накопителей длится очень долго при нормальном использовании. Фактически ограничение составляет 700 ТБ или более. Учитывая, что на твердотельные накопители обычно предоставляется гарантия от трех до пяти лет, это означает, что производители предполагают, что вы будете записывать от 20 до 40 ГБ данных в день.Таким образом, чтобы достичь предела в 700 ТБ, вам нужно будет записывать 40 ГБ данных каждый день в течение 17 500 дней или около 50 лет. Это не значит, что вы можете плохо обращаться со своим диском, и это не значит, что твердотельные накопители не выйдут из строя из-за других проблем, но если вы беспокоитесь, что твердотельный накопитель умрет из-за того, что вы слишком часто его используете, не делайте этого.

Но с точки зрения безопасности данных, свидетельства износа флеш-памяти появились после 200 ТБ записи для твердотельных накопителей TechReport, когда их серия Samsung 840 начала регистрировать перераспределенные сектора.Как единственный кандидат в TLC в группе, этот диск должен был показать первые трещины. У устройств серии 840 не возникало реальных проблем до тех пор, пока не было 300 ТБ, когда они не прошли проверку хэша во время настройки для теста на сохранение данных без питания. Накопитель прошел этот тест и продолжил запись, но примерно в то же время записал серию из неисправимых ошибок . Неисправимые ошибки могут поставить под угрозу целостность данных и стабильность системы, поэтому я рекомендую выводить диски из эксплуатации сразу после их появления.

Если пересчитать предел до тех пор, пока данные не будут скомпрометированы на 300 ТБ, твердотельный накопитель, такой как Samsung серии 840, теоретически надежен до 21,4 года. Сравните это с тем фактом, что вероятность выхода жесткого диска из строя через 6 лет составляет 50%.

Другие моменты, которые необходимо учитывать

• Другие источники указывают, что твердотельные накопители, как правило, имеют более высокий коэффициент битовых ошибок, чем жесткие диски. Кроме того, количество ошибок увеличивается с возрастом, и их использование практически не имеет к этому никакого отношения. Итак, целостность данных — это проблема.
• Если вы записываете много данных на диск 24/7, жесткие диски, как правило, более надежны. В настоящее время твердотельные накопители довольно надежны для потребителей и некоторых серверных приложений, и вы обычно заменяете свой твердотельный накопитель к тому времени, когда достигнете его предела записи (при среднем использовании). Обратите внимание, что твердотельные накопители действительно теряют данные, если остаются без питания в течение длительных периодов времени (подумайте, несколько лет). Они могут потерять данные быстрее, если температура хранения ненормальна. Таким образом, твердотельные накопители не совсем идеальны для длительного холодного хранения.

Итак, вы можете прийти к выводу, что твердотельные накопители, по крайней мере, для мобильных машин, которые будут испытывать значительные удары, намного надежнее жестких дисков.Но это не значит, что вы должны соблюдать правила хранения ваших данных: сделайте резервную копию!

Общее правило резервного копирования

В потребительском мире точная статистика, режимы отказа и вероятность восстановления не являются критическими параметрами. Что действительно важно, так это то, что оба могут выйти из строя безвозвратно и без предварительных сигналов. Если вам нужна конкретика — тогда SSD, вероятно, имеет более высокий риск полного безвозвратного отказа, в то время как жесткие диски часто можно восстановить со значительными затратами.

Таким образом, вместо того, чтобы полагаться на то, что одна часть не откажет, вы должны использовать разумную схему резервного копирования, например, очень популярную 3-2-1:

.

1. Не менее 3 копий данных.
2. Как минимум на 2 разных носителях.
3. Как минимум один вне офиса.

Первый пункт гарантирует, что вы защищены от умеренно маловероятных проблем как с оригиналом, так и с копией — и чтобы в случае сбоя одной копии у вас все еще было спокойствие, поскольку ваши данные все еще копируются.

Второй пункт направлен на защиту от массовых отказов, влияющих на данный тип хранилища. Например, скачок напряжения убивает все жесткие диски в NAS — но ваша отключенная копия внешнего жесткого диска все еще в порядке.

Последний пункт — это в основном защита от стихийных бедствий — чтобы ваши данные были в безопасности в случае пожара, торнадо, наводнений, землетрясений и так далее.

Это, вероятно, справедливо звучит как излишество, но вы должны взвесить, насколько ваши данные ценны для вас.

Ссылки

Источники

1. Эксперимент SSD Endurance: все они мертвы. Это конец, прекрасный друг [TechReport]
2. Каков срок службы дисководов? [BackBlaze]

Связанные

SSD vs.HDD: SSD надежнее?

Независимо от того, находятся ли предприятия на рынке настольных компьютеров, ноутбуков или серверов, выбор правильного решения для хранения данных является важной частью процесса. Инвестируя в технологию хранения, которая соответствует вашим конкретным потребностям и потребностям ваших клиентов, вы можете наслаждаться более высокой скоростью, большей производительностью и надежным сроком службы.

Однако решить, какое решение для хранения данных лучше всего, бывает сложно. Имея на рынке два основных варианта — твердотельные накопители (SSD) и жесткие диски (HDD) — вам нужно будет сделать домашнюю работу, чтобы понять все плюсы и минусы каждого из них.И хотя у обоих есть свои преимущества и недостатки, очевидно, что рынок в настоящее время находится в переходном периоде. В то время как жесткие диски были популярным выбором в прошлом, твердотельные накопители все чаще отдают предпочтение высокопроизводительным разработчикам и технологиям следующего поколения.

Это означает, что поставщики управляемых услуг (MSP) и их клиенты должны учитывать особые требования при выборе решения хранения, которое лучше всего подходит для их бизнеса. Хотя твердотельные накопители кажутся новейшими и лучшими, сама технология не обязательно настолько развита, как жесткие диски.И наоборот, хотя жесткие диски, как правило, более доступны и распространены, лица, принимающие решения, должны оценить, разумно ли инвестировать в вариант, который может начать постепенно сокращаться.

Как бы то ни было, лучшее решение для вас и ваших клиентов зависит от того, какие пробелы вы пытаетесь заполнить. Для некоторых команд более новые твердотельные накопители будут естественным выбором. Для других, проверенные и проверенные жесткие диски все еще могут иметь смысл. С этой целью мы составили обзор ключевых факторов производительности твердотельных и жестких дисков. Если вы готовитесь инвестировать в следующее решение для хранения данных или работаете с клиентами, чтобы помочь им подготовиться, найдите время, чтобы узнать больше о решении, которое окажет большое влияние на ИТ-операции.

Изнашиваются ли SSD-диски?

Срок службы твердотельных накопителей и жестких дисков имеет решающее значение. Компьютеры кодируют информацию на жестких дисках в процессе записи, который намагничивает и размагничивает секторы двоичными значениями единиц и нулей. Если эту информацию необходимо перезаписать по какой-либо причине, эти сектора намагничиваются и размагничиваются таким же образом. Однако процесс записи на твердотельные накопители существенно отличается, так как они могут со временем привести к износу накопителя.

Кодирование информации на твердотельных накопителях затруднено. Они состоят из ячеек флэш-памяти, подобных тем, что составляют флэш-накопители, хотя их емкость намного выше и они более надежны, чем флэш-накопители. Чтобы записать информацию в эти ячейки флэш-памяти, твердотельные накопители перемещают электроны в ячейки и из них посредством процесса, известного как туннелирование. Хотя этот процесс происходит быстрее, чем функции записи на жесткие диски, недостатком является то, что туннелирование постепенно разрушает ячейки флэш-памяти до такой степени, что они не работают должным образом.

Кроме того, электроны могут застревать в стенках ячейки во время процесса туннелирования. Со временем накопление этих электронов затруднит эффективное хранение данных и доступ к ним. Это означает, что в долгосрочной перспективе туннелирование также может повлиять на способность твердотельных накопителей надежно сохранять данные.

В совокупности эти факторы указывают на то, что да, ожидаемый срок службы SSD-накопителя ограничен; однажды они изнашиваются. Из-за деградации, вызванной туннелированием, и накопления электронов в стенках ячеек флэш-памяти по мере записи, чтения, стирания и перезаписи данных, в какой-то момент твердотельные накопители станут непригодными для использования или надежными в соответствии с потребностями или коммерческими потребностями. .

На сколько хватит SSD-накопителя?

Хотя возможность износа, выхода из строя или иного ухудшения твердотельных накопителей может показаться критическим недостатком, важно оценить временные рамки этих процессов в перспективе. Из-за того, как работают твердотельные накопители, туннелирование не будет постоянно влиять на производительность в течение многих лет. Тесты твердотельных накопителей, проведенные TechReport, показали, что твердотельные накопители потребительского уровня выдерживают запись и чтение данных объемом более 700 ТБ.

Если рассматривать это в контексте, средний потребитель SSD ежедневно записывает от 20 до 40 ГБ данных.Если вы будете продолжать использовать это изо дня в день, вам понадобится около 50 лет, чтобы достичь отметки в 700 ТБ, при которой ваш твердотельный накопитель выйдет из строя до такой степени, что его больше нельзя будет использовать. Другими словами, вам с большей вероятностью понадобится еще один SSD из-за технологических достижений, чем из-за отказа самого оборудования.

Однако эти расчеты меняются в зависимости от использования. Например, если вы и ваши клиенты ищете твердотельные накопители для промышленных и корпоративных целей, этот срок будет короче, чем для чисто частных приложений.С учетом сказанного, вы, вероятно, не столкнетесь с неисправными твердотельными накопителями вскоре после их покупки.

Еще одна вещь, которую следует учитывать, заключается в том, что по мере развития технологии SSD разработчики разрабатывают новые способы повышения устойчивости ячеек флэш-памяти. Например, новые твердотельные накопители поставляются с алгоритмами выравнивания износа, которые гарантируют, что каждый блок ячеек будет максимально заполнен, прежде чем существующие данные будут стерты для записи новых данных. Эта технология помогает продлить срок службы твердотельных накопителей и отсрочить наихудшие последствия туннелирования.

Жесткие диски служат дольше, чем твердотельные накопители?

Принимая во внимание все это, у вас может возникнуть вопрос, а чем твердотельные накопители в сравнении с жесткими дисками — надежны ли твердотельные накопители? Каков срок службы SSD и HDD? А как насчет производительности SSD и HDD? Хотя каждый из ответов на каждый из этих вопросов содержит множество предостережений, основанных на конкретных случаях использования, очевидно, что по большей части твердотельные накопители служат дольше и надежнее жестких дисков.

В сфере ИТ общеизвестно, что жесткие диски имеют довольно ограниченный срок службы, даже если они концептуально имеют бесконечный объем доступного пространства из-за их способности стирать и перезаписывать данные, не затрагивая само оборудование.Хотя точная цифра меняется от одного исследования к другому, по общему мнению, средний срок службы жестких дисков составляет около трех лет. Другими словами, вы должны быть готовы к тому, что они потерпят неудачу, когда вы достигнете этой точки — и в любое время после этого.

В то время как твердотельные накопители имеют ограниченный объем доступного пространства до того, как ячейки флэш-памяти испытают критический износ, этот горизонт событий на удивление велик, как объяснялось выше. Помимо этого, твердотельные накопители лишены многих уязвимостей, из-за которых жесткие диски так часто выходят из строя.Например, поскольку жесткие диски содержат движущиеся механические части, они подвержены ударам. Многие современные модели имеют ударопрочную конструкцию, но при сильном падении многие жесткие диски легко выйдут из строя.

Помимо подобных несчастных случаев, добавление движущихся частей в жесткие диски увеличивает риск механических повреждений при нормальном использовании. Если что-то пойдет не так с иглой или внутренний двигатель неисправен — даже если вы не уроните устройство — у вас в руках окажется непригодный для использования жесткий диск. В качестве альтернативы твердотельные накопители, как следует из названия, сделаны из полностью твердых материалов, т.е.е., у них нет движущихся частей. Хотя они, как и любые другие компоненты компьютера, подвержены воздействию таких факторов окружающей среды, как влажность, их срок службы, естественно, больше, чем у жестких дисков.

SSD более надежен, чем HDD?

Чтобы вникнуть в вопрос надежности, необходимо отметить, что твердотельные накопители не защищены от сбоев. Как и в случае с любой другой частью компьютера, что-то может пойти не так, и данные могут быть потеряны, если вы не создадите резервные копии должным образом. Однако природа отказа SSD отличается от отказа жесткого диска, и ведущие ИТ-эксперты приходят к выводу, что в целом твердотельные накопители действительно более надежны, чем жесткие диски.

Как объяснялось выше, сама природа жестких дисков увеличивает риск того, что что-то пойдет не так, что не имеет ничего общего с нормальным функционированием. От случайной установки ноутбука слишком сильно до отказа двигателя жесткого диска на вашем настольном компьютере, с жесткими дисками может возникнуть удивительное количество вещей, которые часто приводят к сокращению срока службы. Однако с твердотельными накопителями надежность чаще всего становится проблемой из-за износа, описанного ранее.

Для дальнейшего объяснения, туннелирование, которое ухудшает работу ячеек флэш-памяти и вызывает накопление электронов, в конечном итоге может привести к отказу SSD.Однако по мере приближения твердотельных накопителей к точке отказа они могут потерять способность правильно хранить данные. Опять же, это, вероятно, не произойдет в течение длительного времени — намного дольше, чем средний срок службы жестких дисков, — но как только эти проблемы начинают появляться, твердотельные накопители становятся ненадежными, а их возможности хранения данных становятся нестабильными.

Кроме того, с твердотельными накопителями могут возникать проблемы. Например, они считаются более чувствительными к колебаниям температуры, чем жесткие диски — экстремальные температуры могут ухудшить сохраняемую информацию и сделать поиск ненадежным.Однако по мере развития технологии SSD эти недостатки, вероятно, в какой-то мере будут исправлены.

В конечном счете, ни одна из технологий не идеальна. Хотя твердотельные накопители являются перспективной технологией, которая, вероятно, займет все большую долю рынка систем хранения, жесткие диски являются жизнеспособным и экономичным вариантом для многих предприятий. В этой дискуссии важно то, что вам нужно, что вы можете себе позволить и что могут поддерживать ваши текущие системы.

Согласно последнему исследованию Backblaze, твердотельные накопители

надежнее жестких дисков Компания Backblaze, занимающаяся облачным хранилищем

, регулярно изучает надежность жестких дисков на своих серверах, но в ее последнем исследовании также учитывается частота отказов ее твердотельной коллекции — и удивительные результаты показывают, что лучший SSD для игр может дольше обычного механического жесткого диска.

Срок службы твердотельных накопителей и жестких дисков составляет 0,65% и 6,04% соответственно, что на первый взгляд является довольно значительным преимуществом для твердотельных накопителей. Однако это не так просто, поскольку два устройства используются в разных приложениях. На жестких дисках хранятся петабайты данных о клиентах, а на твердотельных накопителях — менее утомительная работа по загрузке серверов.

Plus, средний возраст SSD на серверах Backblaze составляет 12,7 месяца по сравнению с 49,6 месяцами для жестких дисков. В нем упоминается, что это также может каким-то образом объяснить несоответствие, но в ближайшие кварталы будут продолжены исследования надежности твердотельных накопителей, чтобы увидеть, есть ли закономерности.

Хотя твердотельные накопители должны быть более надежными без движущихся частей, эту теорию нельзя применить ко всем твердотельным накопителям. Такие факторы, как рейтинги записанных терабайт (TBW), которые количественно определяют, сколько данных устройства могут вместить, прежде чем они, как ожидается, откажутся от призрака, также играют большую роль.

Графики предоставлены: Backblaze

Пока что хуже всех обстоят дела с Seagate: количество отказов жестких дисков емкостью 14 ТБ за первые четыре месяца превысило 2,43%, за ним следует 1.08% жестких дисков Toshiba емкостью 14 ТБ умирают за тот же период времени. С другой стороны, все 886 дисков Samsung на 6 ТБ не повреждены, средний возраст между ними составляет шесть лет, а у моделей Toshiba на 16 ТБ показатель отказов составляет 0%.

Backblaze не сообщает, какой бренд или форм-фактор твердотельных накопителей он использует, но они гораздо более последовательны, будучи в 18 раз надежнее в первом квартале 2021 года, имея всего два отказавших диска по сравнению с 44 жесткими дисками. Только время покажет, продолжится ли это, поскольку NVMe становится все более распространенным в серверах, а емкость продолжает расти.

{«schema»: {«page»: {«content»: {«headline»: «SSD надежнее жестких дисков в последнем исследовании Backblaze», «type»: «news», «category»: «gaming- hardware «},» user «: {» loginstatus «: false},» game «: {» publisher «:» «,» genre «:» «,» title «:» Игровое оборудование «,» genres «: [] }}}}

Надежность твердотельных накопителей

— все, что вам нужно знать [Руководство на 2021 год]

Твердотельные накопители

обычно более надежны, чем жесткие диски, и с меньшей вероятностью будут повреждены в результате внешнего удара.

Однако жесткие диски более надежны в долгосрочной перспективе, поскольку они могут служить намного дольше, чем твердотельные накопители, что делает их лучшими решениями для долгосрочного хранения.

SSD-накопители

— твердотельные накопители — стали очень популярной альтернативой традиционным жестким дискам, в первую очередь из-за того, насколько они быстрее. Тем не менее, когда речь идет о твердотельных накопителях, по-прежнему возникают две ключевые проблемы: цена и долговечность.

Сегодня твердотельные накопители стали намного доступнее, чем были всего несколько лет назад, но в этой статье мы сосредоточимся на долговечности и надежности. По правде говоря, многие по-прежнему предпочитают использовать жесткие диски в качестве решений для долгосрочного хранения, как из-за проблем с ценообразованием, так и из соображений надежности, поэтому вы правы, сомневаясь, насколько надежны твердотельные накопители.

Читайте дальше, мы рассмотрим все, что мы знаем о надежности SSD, и, вероятно, вас заинтересует, если вы планируете приобрести SSD сейчас, когда они стали более доступными, чем когда-либо прежде.

Возраст, не используется, определяет надежность SSD

Как упоминалось выше, жесткий диск по-прежнему ценится за долгосрочную надежность. И до тех пор, пока он не будет постоянно считывать и записывать данные и не подвергается внешним ударам, жесткий диск в значительной степени гарантированно прослужит долгие годы.

Однако твердотельные накопители

не так хорошо справляются с течением времени, даже если они не подвергаются большим нагрузкам. В отличие от жесткого диска, твердотельный накопитель не имеет подвижных частей и состоит из ячеек флэш-памяти, которые со временем неизбежно разрушаются. Исследования показывают, что SSD лучше обрабатывает большие объемы данных, чем HDD, но SSD также с большей вероятностью выйдет из строя в течение того же периода времени.

То есть, если мы поместим жесткий диск и твердотельный накопитель рядом и подвергнем их одинаковой рабочей нагрузке в течение, скажем, шести месяцев, твердотельный накопитель окажется более надежным — жесткий диск будет выходить из строя чаще, а флеш-память SSD не претерпела бы значительного износа за такой относительно короткий промежуток времени.

Однако, если бы мы провели такой же эксперимент, но продлились бы шесть лет, а не шесть месяцев, SSD со временем начал бы отказывать все чаще и чаще из-за деградации ячеек флэш-памяти.

Но это просто производительность. Если мы говорим о транспортировке и ударопрочности, вероятность повреждения твердотельного накопителя при падении снижается, поскольку у него нет движущихся частей. Напротив, головка чтения / записи (или игла) жесткого диска может сломать или поцарапать диск, что приведет к непоправимому повреждению и потере данных.

Тем не менее, твердотельные накопители быстрее и безопаснее, когда дело доходит до портативного хранилища, они имеют лучшую общую производительность, но жесткие диски просто намного надежнее в течение длительных периодов времени.

Долговечность относительно

Большинство исследований долговечности твердотельных накопителей и жестких дисков основано на стресс-тестах, в которых диски подвергаются постоянному циклическому чтению / записи, что значительно превышает требования среднего пользователя. Другими словами, SSD или жесткий диск, которые тестируются таким образом, работают намного тяжелее, чем на обычном игровом ПК.

Тем не менее, вы не должны слишком беспокоиться о том, что ваш двухлетний SSD выйдет из строя. Когда дело доходит до обновлений игровых ПК, большинство из них мотивировано устареванием, а не низкой надежностью. Скорее всего, вы получите совершенно новый ПК задолго до того, как ваш SSD столкнется с реальным риском выхода из строя.

Тем не менее, ограничения на запись, указанные в спецификации SSD, также могут вызывать определенные опасения у потенциальных покупателей SSD. Записанные терабайты, или TBW, позволяют оценить, сколько терабайт данных в целом может быть сохранено на твердотельном накопителе в течение его срока службы.

Например, для версии SSD Samsung 960 EVO емкостью 1 ТБ заданный TBW составляет 400 терабайт, то есть 400 000 гигабайт. Излишне говорить, что это огромный объем данных, который вряд ли удастся обработать даже после многих лет использования.

Но, конечно, здесь имеет значение то, для чего вы на самом деле используете SSD. Как упоминалось выше, если вы геймер или случайный пользователь ПК, вы, вероятно, замените весь свой компьютер, прежде чем приблизитесь к указанному TBW SSD, но если вы загружаете большие объемы данных непосредственно на SSD или Используя его для таких вещей, как редактирование видео, вы можете относительно быстро набрать это число.

Не все SSD созданы равными

Как и любой компьютерный компонент, модель, цена и репутация производителя могут быть хорошим показателем качества. Если вы выберете необычно дешевый SSD от менее известной компании, то наверняка возникнут некоторые проблемы с качеством.

Однако это не означает, что такой SSD обязательно выйдет из строя или что дорогой SSD гарантированно будет надежным, как ожидается. Всегда существует риск производственных ошибок, и любое количество вещей может пойти не так, но пока вы будете придерживаться авторитетных производителей и твердотельных накопителей с хорошими отзывами пользователей, этот риск будет минимальным.

Резервное копирование данных

В целом, независимо от того, предпочитаете ли вы жесткие диски или твердотельные накопители, ни одно решение для хранения данных не застраховано от отказа. Таким образом, само собой разумеется, что всегда должен сохранять резервные копии своих данных.

К счастью, это несложно сделать в наш век облачных хранилищ и дешевых USB-накопителей, поэтому лучше всего хранить где-нибудь резервную копию всех важных данных. Если речь идет о небольших файлах, таких как изображения или сохраненные данные видеоигр, подойдет бесплатное облачное хранилище или небольшой флеш-накопитель, который не будет стоить ничего или почти ничего.

Однако, если вы выполняете резервное копирование больших объемов данных, внешние жесткие диски всегда являются хорошим выбором по всем причинам, которые вы уже знаете — они предлагают тонну места для хранения по относительно невысокой цене. Но, как уже было сказано, при их транспортировке следует проявлять особую осторожность.

Последнее слово

В конце концов, когда дело доходит до игр, твердотельные накопители всегда будут иметь преимущество перед жесткими дисками во всех отношениях: производительности, надежности и стоимости. Конечно, твердотельные накопители не защищены от сбоев, но это не то, о чем вам нужно беспокоиться, если вы не собираетесь интенсивно их использовать или не ожидаете, что он прослужит, скажем, десять лет.

Единственная причина, по которой вы можете захотеть использовать жесткий диск, — это цена, а точнее цена за гигабайт. Вы можете получить SSD на 500 ГБ примерно за 60 долларов, но вы также можете получить жесткий диск емкостью 1 ТБ или даже 2 ТБ за ту же сумму. Тем не менее, если хранение больших объемов данных и долговременная надежность имеют для вас приоритет над производительностью, то жесткий диск, вероятно, будет лучшим вариантом.

Если вы покупаете новый твердотельный накопитель, возможно, вам стоит взглянуть на нашу подборку лучших твердотельных накопителей для игр в 2020 году.В качестве альтернативы, если вы ищете более портативное решение, вам подойдут и внешние твердотельные накопители.

Являются ли твердотельные накопители более надежными, чем жесткие диски?

Когда дело доходит до хранения данных, большинство пользователей задаются вопросом, надежнее ли твердотельные накопители, чем жесткие диски. Многие из нас знают, что твердотельные накопители лучше своих аналогов жестких дисков. Однако, в зависимости от ваших конкретных потребностей, одно устройство может быть лучше другого. Если вы ищете устройство для хранения данных, вам нужно подумать, хотите ли вы больше места для хранения по доступной цене или предпочитаете быстрый и ударопрочный диск.Традиционные жесткие диски дешевле, чем полностью электронные твердотельные накопители. Но что касается надежности, становится критически важным взглянуть на обе технологии поближе.

Когда дело доходит до хранения ноутбука или настольного компьютера, жесткие диски (HDD) и твердотельные накопители (SSD) являются двумя основными вариантами хранения. Оба они различаются по скорости, емкости, стоимости и сроку службы. У каждого типа накопителя есть свои плюсы и минусы, и выбор подходящего зависит от того, как вы используете свой компьютер.Итак, чтобы выяснить, являются ли твердотельные накопители более надежными, чем жесткие диски, давайте поймем разницу между ними и сравним их бок о бок.

Что такое HDD?
Большинство настольных компьютеров и экономичных ноутбуков имеют жесткие диски. Традиционная технология жестких дисков является самой старой, а жесткие диски существуют уже более 50 лет. За прошедшие годы различные производители усовершенствовали эту технологию, представив жесткие диски с большей емкостью и меньшим физическим размером.Жесткие диски состоят из вращающихся дисков или пластин, рычага, контроллера ввода-вывода, прошивки и двигателя для вращения дисков и перемещения рычагов. Рычаг привода с несколькими «головками» позволяет читать и записывать данные на диск, а вращающиеся диски хранят данные магнитным способом. Пластины организованы в концентрические круги и вращаются с заданной скоростью, обычно от 4200 до 7200 об / мин. Именно эта скорость вращения определяет скорость чтения / записи накопителя. Жесткие диски с более высокой скоростью чтения и записи данных быстрее.Жесткие диски доступны в двух распространенных форм-факторах: 3,5 дюйма (обычно используются в настольных компьютерах) и 2,5 дюйма (ноутбуки).

Плюсы и минусы жестких дисков
Технология жестких дисков проверена временем, и эти устройства менее дороги, чем твердотельные накопители. Это означает, что жесткие диски предлагают такой же объем памяти или даже больше по цене меньше, чем SSD. Однако, с другой стороны, механические части жестких дисков делают их более подверженными повреждению и потере данных. В отличие от твердотельных накопителей, которые находят и извлекают данные электронным способом, жесткие диски используют вращающиеся части для чтения и записи данных.Этот физический процесс поиска и извлечения данных занимает больше времени. Жесткие диски также хрупкие и могут выйти из строя при грубом обращении или падении. Более того, традиционные жесткие диски потребляют больше энергии и тяжелее твердотельных накопителей.

Что такое SSD?
Твердотельный накопитель (SSD) — это более новая технология хранения, чем HDD. Большинство современных и высокопроизводительных ноутбуков поставляются с твердотельным накопителем в качестве загрузочного диска. Вместо движущихся частей твердотельные накопители работают с флэш-памятью NAND. И твердотельные накопители, и жесткие диски используются для одной и той же базовой функции, но твердотельные накопители хранят данные на связанных микросхемах флэш-памяти.Эта технология позволяет сохранять данные даже тогда, когда через них не течет энергия. В качестве электронного хранилища твердотельные накопители менее подвержены повреждениям и механическим сбоям. Он состоит из микросхем NAND, и по мере увеличения количества микросхем памяти увеличивается и емкость памяти. Благодаря технологическому прогрессу современные твердотельные накопители имеют больше микросхем NAND, что сделало их емкость аналогичной жестким дискам.

Плюсы и минусы твердотельных накопителей
Твердотельные накопители созданы на основе передовых технологий, что делает эти диски более прочными, быстрыми и легкими.Мелкие аварии, такие как падение и падение, практически не влияют на твердотельные накопители, поскольку у них нет хрупких движущихся частей. Кроме того, у них лучшая производительность с точки зрения скорости. Меньшая фрагментация данных, низкий уровень шума или его отсутствие и меньшее потребление энергии. Однако по сравнению с жесткими дисками твердотельные накопители дороже в долларах за гигабайт. Например, вы можете получить внутренний 2,5-дюймовый жесткий диск емкостью 1 ТБ примерно за 40-60 долларов, а твердотельные накопители той же емкости начинаются примерно с 100 долларов.

SSD против HDD: SSD надежнее HDD?
К настоящему времени все мы знаем, что твердотельные накопители быстрее обычных механических жестких дисков.Но теперь вернемся к основному вопросу — действительно ли твердотельные накопители надежнее жестких дисков при длительном использовании? Чтобы понять, насколько надежны твердотельные накопители и как много их использования вы можете ожидать от них, вам нужно понять еще несколько вещей. Чтобы определить надежность твердотельного накопителя, необходимо учитывать некоторые показатели, такие как циклы P / E, TBW (записанных терабайт) и MTBF (среднее время наработки на отказ).

SSD Надежность и долговечность
С SSD вы можете ожидать, что ваш компьютер будет загружаться быстрее, а приложения — быстрее.Но вам может быть интересно, надежны ли твердотельные накопители для хранения ваших ценных данных и прослужат ли они так же долго, как жесткий диск. Итак, давайте узнаем!

В отличие от жестких дисков твердотельные накопители имеют конечное число операций чтения и записи, прежде чем они выйдут из строя. Это означает, что, хотя они менее уязвимы к физическим повреждениям, как жесткие диски, все твердотельные накопители в конечном итоге выходят из строя. Некоторые непредвиденные обстоятельства, такие как кража, наводнение или пожар, приводят к отказу SSD и потере данных. Но в остальном твердотельные накопители могут выдерживать определенный уровень экстремальных и суровых условий и могут даже выдерживать случайные падения, удары или вибрацию.

Однако технология NAND имеет определенные свойства, которые определяют, как долго прослужит SSD. Чтобы записать новые данные в ячейку NAND, необходимо стереть старые данные в той же ячейке. Циклы P / E SSD относятся к тому, сколько раз ячейки памяти могут быть запрограммированы на стирание и перезапись данных. Надежность SSD зависит от его циклов P / E, TBW (записанных терабайт) и MTBF. Как правило, большинство SSD имеют циклы P / E от 500 до 100 000 циклов P / E.

Еще один фактор, который следует учитывать, — это количество записанных терабайт (TBW), которое является мерой общего объема данных, которые могут быть записаны на твердотельный накопитель, прежде чем он может выйти из строя.Надежность SSD также оценивается по MTBF (средней наработке на отказ). Таким образом, в основном твердотельные накопители более надежны, чем жесткие диски, но их надежность также зависит от технологии накопителей и того, как они используются. При нормальном использовании вы можете рассчитывать, что SSD прослужит долгие годы.

SSD против HDD | Скорость, емкость, производительность и срок службы

SSD — это значительное улучшение по сравнению с жесткими дисками. Но как они работают? В чем разница между SSD и HDD, обеспечивающая такую ​​высокую скорость?

Жесткие диски имеют большую поверхность, на которой выполняется запись или чтение.При чтении или записи данных на жесткий диск физический датчик должен переместиться в нужное место на диске, например проигрыватель виниловых пластинок.

Твердотельные накопители (SSD), напротив, состоят из триллионов «домов», каждый из которых содержит один бит данных. Все эти дома напрямую подключены к микросхеме, которая может считывать соответствующие электрические заряды, и именно так передаются данные. Вот как работает флэш-память, и это означает, что невероятно быстрые вычисления — настолько быстро, что вы, возможно, никогда не сможете вернуться назад.

Что лучше: SSD или HDD?

Твердотельные накопители превосходят жесткие диски по скорости, не уступая им во всем остальном — кроме цены. С этой точки зрения SSD лучше, чем HDD . Но, хотя твердотельные накопители дешевеют, они по-прежнему дороже традиционных жестких дисков. Возможно, вы не захотите раскошелиться на SSD, если жесткий диск также может удовлетворить ваши потребности.

Твердотельные накопители превосходят жесткие диски по скорости, не уступая им во всем остальном — кроме цены.

Загрузка больших объемов данных — это лишь небольшая часть того, что вы делаете на компьютере каждый день, в зависимости от ваших привычек или профессии. Если твердотельные накопители стоят примерно в два раза дороже за гигабайт и предлагают существенно другой опыт только в определенных ограниченных ситуациях (ситуациях, с которыми вы, возможно, никогда даже не столкнетесь), действительно ли он вам нужен? Если вы не работаете регулярно с большими файлами, SSD-диски могут оказаться ненужной роскошью.

Понятно, что если вы редактируете фотографии или видеофайлы, вам, вероятно, понадобится прирост производительности SSD.Но большинство из нас не редакторы мультимедиа. Итак, с этой оговоркой, давайте рассмотрим, какие впечатления вы получите от SSD.

Скорость: SSD против HDD

Твердотельный накопитель читает до 10 раз быстрее и записывает до 20 раз быстрее, чем жесткий диск. Это тоже не выдающиеся цифры, а скорости приводов среднего класса в каждом классе. Ожидается, что разница в скорости будет только увеличиваться по мере перехода материнских плат компьютеров с разъемов PCIe 3.0 на 4.0.

Твердотельные накопители

работают намного быстрее жестких дисков, поэтому пришлось изобрести новый интерфейс — соединение между накопителем и материнской платой вашего компьютера, чтобы раскрыть их полную мощность. Ранее они использовали интерфейс SATA, пережиток тех времен, когда жесткие диски господствовали. Это позволило людям легко заменять жесткие диски на твердотельные, что было необходимым шагом при переходе на твердотельные накопители.

SSD работают намного быстрее, чем HDD.

В наши дни твердотельные накопители могут работать так, как всегда, благодаря NVMe — новому типу интерфейса SSD, совместно разработанному Intel, Sandisk и другими ведущими производителями.В то время как старые диски SATA позволяют передавать информацию только по одному каналу, NVMe использует несколько каналов, которые могут читать и писать одновременно.

Это позволяет дискам NVMe читать и записывать данные намного быстрее, чем их аналоги с SATA.

• На типичном жестком диске копирование большого файла, такого как фильм или проект графического дизайна, происходит с относительно незначительной скоростью от 15 до 30 МБ / с. Твердотельный накопитель SATA может копировать тот же файл со скоростью 500 МБ / с, в то время как , новый твердотельный накопитель NVMe, достигнет скорости 3500 МБ / с. — это 3.5 ГБ в секунду . Если вы выполняете резервное копирование данных с одного диска на другой, это будет происходить намного быстрее с SSD.

• Накопители SSD

  также выполняют меньшие операции чтения / записи на гораздо более высоких скоростях, что делает ваш компьютер более отзывчивым. Большинство обычных компьютерных задач, таких как открытие программы или просмотр веб-страниц, требуют, чтобы ваша операционная система имела доступ к небольшим пакетам данных в группах по 4 КБ. Жесткие диски могут обращаться к этим данным со скоростью от 0,1 до 1,7 МБ / с, в то время как SSD может предлагать скорость от 50 до 250 МБ / с для этих операций «чтения / записи 4K».

Проще говоря, твердотельные накопители, которые и без того были намного быстрее жестких дисков даже при использовании устаревшего протокола передачи, резко снижают скорость жестких дисков.

Но независимо от того, есть ли у вас жесткий диск или твердотельный накопитель, вы не получите оптимального опыта работы с компьютером или оптимальной скорости, если на вашем диске много беспорядка. С помощью AVG TuneUp вы будете получать регулярное автоматическое обслуживание, чтобы нежелательные программы, ненужные файлы и другое вредоносное ПО не проникали в ваш компьютер и не замедляли работу.

Производительность и емкость: SSD против HDD

SDD

— более новый и быстрый тип накопителя, который мы рассматриваем — обычно имеют меньше места для хранения, чем жесткие диски, но их повышение производительности может сделать их лучшим выбором в зависимости от ваших потребностей. Благодаря невероятно высокой скорости чтения 4K SSD-накопители загрузят вашу операционную систему (ОС) за секунды.

Вы также заметите повышение производительности при открытии программ и небольших файлов — забудьте о щелчке по значку браузера и долгом ожидании загрузки.А если вам когда-нибудь понадобится переформатировать жесткий диск, возможно, из-за того, что вы хотели бы продать свой компьютер, это можно сделать быстро и легко с помощью твердотельного накопителя.

Что лучше: SSD на 256 ГБ или жесткий диск на 1 ТБ? Если вам абсолютно не нужна большая емкость хранения, преимущества SSD обычно перевешивают меньшую емкость по сравнению с жесткими дисками с аналогичной ценой.

Практически мгновенной загрузки компьютера достаточно, чтобы преобразовать любого, особенно в мире, где внешнее хранилище все время дешевеет.

Надежность: SSD против HDD

SSD-накопители надежнее жестких дисков? Фактически, технология SSD теперь примерно так же надежна, как и ваш обычный жесткий диск. Одним из следствий роста потоковой передачи является то, что большинство из нас больше не хранят огромные объемы данных в виде музыки или фильмов на своих дисках — ситуация, в которой твердотельные накопители процветают.

SSD предназначены для обработки ежедневных рабочих нагрузок с частым чтением и записью , а не для заполнения файлами, которые остаются нетронутыми годами.Другими словами, надежность — это самый полезный актив твердотельных накопителей.

SSD-накопители

прошли долгий путь. Новые методы оптимизации, такие как TRIM и выравнивание износа, определяют производительность и предохраняют отдельные ячейки памяти от износа. Если вы привыкли к жесткому диску, вы не заметите никаких проблем с надежностью при переходе на твердотельный накопитель — только преимущества.

Но регулярное обслуживание ПК по-прежнему необходимо для его ускорения и очистки, а также для поддержания твердотельного накопителя в хорошем состоянии. Это единственное, что не изменилось со времен жестких дисков, команды CHKDSK или дефрагментации диска.

При правильном обслуживании SSD прослужит долго. И лучший способ поддерживать твердотельный накопитель в идеальном состоянии — это использовать универсальный инструмент оптимизации производительности, такой как AVG TuneUp.

Срок службы: SSD против HDD

При регулярном использовании твердотельные накопители обычно служат около десяти лет , что сопоставимо по сроку службы с обычными жесткими дисками. Так было не всегда, потому что в ячейки твердотельного накопителя можно записывать и читать только конечное число раз.В отличие от них, жесткие диски имеют теоретически неограниченные возможности чтения / записи, если внутренняя механика все еще функционирует должным образом.

Новая технология, такая как выравнивание износа, увеличила ожидаемый срок службы твердотельных накопителей до нынешнего уровня. Хотя память SSD по-прежнему ограничена конечным числом операций, устройства настолько улучшились, что весь компьютер необходимо будет заменить задолго до того, как будет достигнут предел емкости. И, что очень важно, твердотельные накопители не имеют движущихся частей , поэтому вам не нужно беспокоиться о механических поломках.

Фактически, твердотельные накопители теперь заменяются на 25% реже, чем жесткие диски, а это означает, что срок службы вашей машины только улучшается по сравнению с тем, к чему вы привыкли (если, конечно, вы обновляете драйверы и выполняете другое необходимое обслуживание). ). Это довольно хорошая причина для перехода на SSD.

SSD, такие как диск M.2, намного меньше жестких дисков и не имеют движущихся частей.

Цена: SSD против HDD

Твердотельные накопители

дороже жестких дисков — примерно вдвое дороже за гигабайт — и вряд ли это изменится в ближайшее время, хотя цены на твердотельные накопители в последние годы снизились.Сырье для твердотельных накопителей обходится производителю дороже, а конструкция устройства намного сложнее.

Жесткие диски

содержат одну однородную металлическую пластину, где пространство для хранения ограничено только тем, насколько велика площадь поверхности или насколько мало вы можете писать. Помните, как мы говорили, что твердотельные накопители содержат триллионы «домов»? Кто-то должен построить эти дома. Вы не можете просто покрыть кусок металла магнитной лентой и перестать считать это делом.

Если учесть, что эти транзисторы уменьшаются до еще более микроскопических размеров, довольно невероятно, что твердотельные накопители всего на вдвое дороже за гигабайт, чем жесткие диски.

Еще одним фактором, повышающим цены, является спрос : многим людям просто не нужны твердотельные накопители. Когда спрос невелик, производителям не нужно гоняться, чтобы обеспечить необходимое предложение или установить более конкурентоспособные цены. Таким образом, цена SSD против HDD за Гб примерно стабильна .

Имейте в виду, что дешевые твердотельные накопители часто бывают некачественными. Держитесь подальше от неузнаваемых или ненадежных производителей, чтобы не получить плохой SSD.

А как насчет ноутбуков?

Твердотельная технология сделала ноутбуки еще легче и портативнее.Фактически, разница настолько значительна, что любой новый ноутбук, который вы получите, должен быть с SSD .

SSD теперь входят в стандартную комплектацию ноутбуков, потому что они:

• Не имеет движущихся частей и поэтому лучше справляется с грубым использованием.

• Работают тише, чем жесткие диски.

• Меньше жестких дисков.

• Использует энергию более эффективно, чем жесткие диски, увеличивая время автономной работы.

• Загружайте операционные системы и приложения намного быстрее.

Все это значительные преимущества для любого, кто пользуется ноутбуком. Хотя вы получаете меньше места для хранения за свои деньги, вы получаете ряд других преимуществ, которые обычно склоняют чашу весов. Вы также можете потратить немного больше на более крупный SSD, в зависимости от вариантов, предоставляемых производителем ноутбука.

Итак, что выбрать?

Что мне больше всего подходит — SSD или HDD? Это вам решать.

Основной вопрос такой: Вы регулярно работаете с большими файлами? Твердотельные накопители являются особенно большим подспорьем для следующих групп людей:

По мнению других, прирост производительности SSD может оказаться недостаточным, чтобы перевесить более высокую стоимость .

Что лучше: твердотельные накопители или жесткие диски для бизнеса?

Компаниям, как крупным, так и малым, следует рассмотреть возможность использования твердотельных накопителей по ряду причин. Быстрый запуск SSD и молниеносная скорость передачи файлов обеспечивают значительный прирост производительности , а их более низкое энергопотребление сокращает расходы и увеличивает срок службы батареи.

Компаниям, которые имеют дело с интенсивной серверной деятельностью или большими рабочими нагрузками чтения / записи, следует обратить внимание на корпоративных SSD . Это более дорогие твердотельные накопители, которые выдерживают потери мощности и имеют меньшую частоту отказов.

SSD-накопители

Enterprise также состоят из более надежных одноуровневых ячеек (SLC), которые могут обрабатывать гораздо больше операций чтения и записи, чем трехуровневые ячейки (TLC), имеющиеся в большинстве потребительских SSD. Но вам не нужно беспокоиться об этих характеристиках, если вы не ожидаете интенсивного использования, которое обычно не наблюдается на персональном компьютере.

Что лучше: SSD или HDD для геймеров?

С выпуском PlayStation 5 твердотельные накопители официально стали новым игровым стандартом. Сравнение времени загрузки PS4 и PS5 — одно с жестким диском, другое с SSD — ясно показывает, насколько улучшен SSD.Это лишь вопрос времени, когда для любой новой игры AAA потребуется твердотельный накопитель.

Тем не менее, если вы работаете с ограниченным бюджетом, приобретения жесткого диска более чем достаточно, тем более что твердотельные накопители означают значительную нехватку места. И даже с жестким диском вы можете многое сделать, чтобы улучшить игровую производительность вашего компьютера.

Независимо от того, что вы выберете, продолжайте работу с AVG TuneUp

Какой бы диск вы ни использовали, очень важно, чтобы ваш компьютер работал как можно более чисто и быстро.Меньше всего вам нужно, чтобы ваш диск завязал с кучей бесполезных данных или 100% ошибками использования диска.

AVG TuneUp позаботится обо всем этом. Он автоматически настроит вашу машину и удалит приложения и программы, снижающие производительность, чтобы ваш компьютер оставался быстрым и свободным от мусора.