Что такое тайп си для телефонов. Зачем смартфону USB Type-C? Что такое USB Type-C и в чем его преимущества? А что тогда установлено в MacBook и MacBook Pro
Думанский Максим Владимирович 23695
Когда речь заходит о твердотельных накопителях (SSD), то часто слышишь мнение об их ненадежности и недолговечности от людей, которые интересовались их приобретением, но натолкнулись на информацию об ограниченном количестве циклов перезаписи флэш памяти накопителя, которая их напугала.
Давайте попробуем разобраться и информацией до конца и подтвердить или опровергнуть это мнение. Для начала разберемся в конструкции SSD накопителя. Он является немеханическим запоминающим устройством, слово «немеханический» говорит о том, что в его конструкции нет движущихся деталей, нет ни мотора, ни шпинделя, ни пластин, ни головок. Вся его начинка – блоки Flash-памяти и контроллер, управляющий записью.
 |
|||
 |
|||
 |
Флэш память с развитием накопителей менялась на все более быструю и дешевую. Первоначально, на заре своего появления, SSD имели малый объем и уступали традиционным HDD в скорости записи, но с лихвой компенсировали это быстрым поиском информации, т.к. доступ к ней не замедляется на физическое перемещение магнитных головок. Но в современных твердотельных накопителях ситуация поменялась и эта скорость много выше возможностей HDD. Связано это со многими факторами, с развитием контроллеров записи и, в частности, с эволюцией самой flash-памяти.
Первоначально использовалась память типа SLC (single-layer cell, одноуровневая ячейка), она дорогая, но достаточно медленная и имеет ресурс порядка 100000 циклов перезаписи. Потом ее сменила память типа MLC (multi-layer cell, многоуровневая ячейка), более дешевая, более быстрая, с ограничением на количество циклов перезаписи ячеек порядка 10000, сейчас это самый распространенный тип памяти, используемый в SSD-накопителях. Реже пока встречается новейший тип флэш-памяти – TLC (triple-layer cell, трехуровневая ячейка), разработанный компанией Toshiba и используемый в топовых моделях SSD-накопителей, в частности в серии M5 PRO накопителей Plextor, которые помимо «модной» памяти отличаются еще и контроллером записи Marvell с собственной, доработанной, прошивкой. TLC отличается от предшествующих двух типов тем, что в одной ячейке хранит не 2, а сразу 3 бита памяти, что увеличивает плотность записи и скорость доступа к информации.
 |
|||
 |
Но вернемся к вопросу о сроке жизни памяти. Для TLC производитель (Toshiba) не указывает количество циклов перезаписи, но лично для меня, а у меня в ноуте стоит именно M5 Pro с этим типом памяти, вполне достаточно пятилетней гарантии от Plextor (видите "кругляш" на фото упаковки вверху). Дело в том, что за пять лет у меня сменились комп и три ноута, так что не все ли мне равно какой винчестер стоял в компе или первом ноуте пять лет назад? Тем более что даже по истечении циклов перезаписи в трудно обозримом будущем вся информация на SSD будет доступна еще минимум год в режиме чтения.
 |
Безопасно ли хранить файлы на SSD?
Начнём с предыстории. SSD-накопители вышли на сцену в тот момент, когда компания Intel представила новую архитектуру процессоров Nehalem и одновременно объявила о том, что "узким местом" в новых ПК отныне являются не процессоры, а жёсткие диски, производительность которых, в самом деле, практически не прогрессировала. На форуме для разработчиков (IDF, Intel Developer Forum) 2008 года в Сан-Франциско компания Intel показала первые твердотельные диски и указало на те причины, вследствие которых обычные жёсткие диски снижают производительность системы с новым процессором Core i7. Три года спустя многочисленные тесты серийных SSD подтвердили, что твердотельные накопители действительно раскрывают потенциал новых процессоров, существенно повышая производительность системы.
Но производительность - далеко не единственный показатель для устройства хранения данных. Когда дело доходит до ваших данных, даже самый быстрый накопитель в мире ничего не стоит, если вы не можете быть уверены в том, что он может надёжно хранить информацию.
Данная тема ещё более актуальна сейчас, в связи с массовым переходом к техпроцессу 25 нм. Более тонкий техпроцесс предполагает снижение стоимости производства NAND-памяти, поэтому тенденция закономерна, и даже на 25 нм ячейках процесс не остановится.
За последние два года Intel дважды переходила на более тонкий техпроцесс NAND-памяти для SSD-накопителей: с 34 нм на 25 нм и с 25 нм на 20 нм
Вместе с тем, инженерам всё труднее преодолевать проблемы с памятью, произведённой по технологии 25 нм. Но нынешние покупатели всё ещё могут рассчитывать на лучшую производительность и надёжность новых твердотельных накопителей, по сравнению с предыдущим поколением. Снижение количества циклов перезаписи ячеек, обусловленное переходом на более тонкий техпроцесс, приходится как-то компенсировать.
| Тип SSD | Гарантированное число циклов перезаписи | Общее количество записанных Тбайт (по формуле JEDEC) | Ресурс накопителя (10 Гбайт/день, WA = 1,75) |
| 25 нм, 80 Гбайт | 3000 | 68,5 Тбайт | 18,7 лет |
| 25 нм, 160 Гбайт | 3000 | 137,1 Тбайт | 37,5 лет |
| 34 нм, 80 Гбайт | 5000 | 114,2 Тбайт | 31,3 лет |
| 34 нм, 160 Гбайт | 5000 | 228,5 Тбайт | 62,6 лет |
Таким образом, не нужно переживать по поводу количества циклов перезаписи, которые способен выдержать ваш SSD. Для предыдущего поколения твердотельных накопителей, где применялась NAND-память, изготовленная по 34-нм техпроцессу, гарантированное число циклов перезаписи составляло 5000. Иными словами, вы можете записывать и стирать ячейку NAND 5000 раз до тех пор, пока она не начнёт терять способность сохранять данные. Исходя из того, что среднестатистический пользователь пишет, максимум, 10 Гбайт в день, потребуется примерно 31 год, чтобы диск пришёл в негодность.
Для нового поколения SSD с 25-нм памятью продолжительность жизни диска составляет около 18 лет. Конечно, здесь мы очень упрощаем реальное положение вещей. Такие специфические для SSD проблемы, как усиление записи (write amplification), сжатие данных и сборка мусора могут влиять на реальный результат. Тем не менее, понятно, что нет веских причин сразу после покупки SSD-диска начинать отсчитывать часы до того момента, когда ему придёт конец.
С другой стороны, мы точно знаем, что некоторые SSD-накопители уже пришли в негодность. В этом легко убедиться, изучив данный вопрос на форумах или в отзывах интернет-магазинов. Но проблема в данном случае заключается не в исчерпании ресурса ячеек. Как правило, к выходу диска из строя приводит ошибка прошивки. Нам известны случаи, когда производители настоятельно рекомендуют подвергнуть новый диск перепрошивке, что способствует повышению надёжности, а иногда и заметному улучшению производительности накопителя.
Ещё одна причина выхода из строя SSD связана с электронной начинкой. Конденсатор или чип памяти могут прийти в негодность, что приводит к поломке диска. Конечно, мы ожидаем меньшего количества подобных проблем, по сравнению с обычными HDD, имеющими движущиеся детали, которые неизбежно выходят из строя по истечении определённого времени.
Но правда ли, что отсутствие движущихся деталей делает твердотельный накопитель надёжнее диска на магнитных пластинах? Этот вопрос волнует всё большее число компьютерных энтузиастов и IT-специалистов. Именно он заставил нас проанализировать реальную надёжность SSD, чтобы отделить факты от беллетристики.
Что мы знаем о накопителях?
SSD - относительно новая технология (во всяком случае, по сравнению с жёсткими дисками, возраст которых приближается к 60 годам). Таким образом, нам предстоит сравнить новый тип накопителей с технологией, проверенной временем.
Но что мы реально знаем о надёжности обычных жёстких дисков? На этот вопрос проливают свет два важных академических исследования.
В 2007 году компания Google обнародовала исследование надёжности 100 000 дисков потребительского уровня с интерфейсом PATA и SATA, применявшихся в дата-центрах Google.
Примерно в то же время доктор Бианка Шредер (Bianca Schroeder) совместно с экспертом доктором Гартом Гибсоном (Garth Gibson) провели расчёт частоты замены более 100 000 накопителей, которые применялись в одной из крупнейших национальных лабораторий США.
Разница между этими двумя исследованиями лишь в том, что во втором случае в исследовании участвовали накопители с интерфейсом SCSI и Fibre Channel, а не только PATA и SATA.
Тем, кто хочет более детально ознакомиться с результатами академических изысканий, мы советуем прочитать хотя бы второй - в 2007 году этот аналитический отчет был признан лучшим на конференции File and Storage Technologies (FAST ’07) в США. Если чтение подобных источников не входит в ваши планы, мы приводим здесь ключевые моменты, непосредственно затрагивающие интересующий нас вопрос.
Средняя наработка до отказа (MTTF)
Если речь идёт об измерении надёжности накопителя, можно вспомнить о таких двух показателях, как средняя наработка на отказ (MTBF - Mean Time Between Failures), под которой понимается среднее время между отказами, а также средняя наработка до отказа (MTTF - Mean Time To Failure), ключевым отличием которой является допущение, что после отказа система не может быть восстановлена.
Вот что пишет на этот счет Википедия:
В английском языке используется термин MTBF (Mean Time Between Failures) - среднее время между отказами или наработка на отказ, а также MTTF (Mean Time To Failure) - средняя наработка до отказа. Следует заметить, однако, что публикуемые величины MTBF/MTTF часто основываются на результатах ускоренных испытаний - в течение ограниченного времени, позволяющего выявить преимущественно долю производственного брака. В таком случае, заявленное значение MTBF говорит не столько собственно о надёжности, и тем более не о долговечности, сколько о проценте забракованных изделий. Например, MTBF порядка 1 млн/ч для жёсткого диска, очевидно, не означает 114 лет непрерывной безотказной работы - и не только потому, что эксперимент такой продолжительности не мог быть проведён, но и потому, что сам производитель назначает ресурс (срок службы) не более 5-10 лет и гарантийный срок 1-5 лет.
Рассмотрим в качестве примера накопитель Seagate Barracuda 7200.7, который имеет заявленный показатель наработки на отказ 600 000 часов.
В любой крупной выборке накопителей половина этих дисков выйдет из строя в первые 600 000 часов работы. Так как статистика отказов HDD в крупной выборке распределена относительно равномерно, следует ожидать, например, что каждый час будет выходить из строя один диск. При таком значении MTBF можно расчитать частоту отказов за год (Annualized Failure Rate, AFR), которая составит 1,44%.
Но исследования Google и доктора Бианки Шредер выявили совсем иные показатели. Дело в том, что число вышедших из строя накопителей не всегда соответствует количеству дисков, которые подлежали замене. Вот почему Шредер измеряла не рейтинг отказов (AFR), а интенсивность замены накопителей (Annualized Replacement Rate - ARR). Рейтинг ARR основывается на реальном количестве накопителей, заменённых согласно данным сервисных журналов:
В то время, как значение AFR по даташитам варьируются от 0,58% до 0,88%, наблюдаемые показатели замены дисков ARR составляют от 0,5% до 13,5%. Таким образом, наблюдаемый показатель ARR, в зависимости от конфигурации накопителей и их типа, может быть до 15 раз выше, чем значения AFR в соответствии с даташитами.
Производители жёстких дисков определяют число отказов иначе, чем это делаем мы, а потому не удивляет, что данные, которые они приводят, не соответствуют реальной надёжности накопителей. Обычно рейтинг MTBF определяется на основе ускоренного тестирования, информации о возврате винчестеров или с помощью тестирования отобранных дисков. Данные о возврате накопителей - весьма сомнительная информация. Как утверждает Google, "мы сталкивались... с ситуациями, когда тест накопителей давал "зелёный свет" дискам, которые неизбежно отказывали на практике".
Статистика отказов HDD по времени
Большинство пользователей считает, что график кривой отказа HDD имеет форму ванной. Вначале мы ожидаем, что многие диски выходят из строя вследствие так называемой "детской болезни", то есть различного рода заводских недоработок и непосредственно процесса "обкатки". Затем, по завершении начального периода, процент отказа дисков должен быть минимален. Наконец, в конце предполагаемого срока службы, кривая отказа HDD неотвратимо ползёт вверх, так как детали накопителя имеют определённый ресурс. Подобный ход мысли, который представляется вполне логичным, отражён на следующем графике.
Но этот график не соотвествует реальному положению вещей. Исследования Google и доктора Бианки Шредер показали, что отказы HDD с течением времени стабильно увеличиваются.
Надёжность дисков Enterprise-класса
При сравнении двух исследований можно представить, что показатель 1 000 000 MTBF для диска Cheetah намного ближе к заявленным в даташите MTBF 300 000 часов. Это означает, что накопители "потребительского" и Enterprise-класса имеют примерно одинаковый процент ежегодного выхода из строя, особенно когда сравниваются диски примерно равного объёма. Как утверждает директор по техническому планированию компании NetApp Вал Берцовичи (Val Bercovici), "... то, как дисковые массивы справляются с соответствующими отказами жёстких дисков, продолжает создавать в восприятии потребителя точку зрения, что более дорогие диски должны быть более надёжными. Одна из грязных тайн данной индустрии заключается в том, что большинство дисков Enterprise-класса состоит из тех же компонентов, что и накопители потребительского класса. Тем не менее, их внешние интерфейсы (FC, SCSI, SAS и SATA) и, что более важно, специфические особенности firmware, оказывает наибольшее влияние на поведение дисков потребительского и Enterprise-класса в реальных условиях" .
Безопасность данных и RAID
Исследование Шредер охватывает диски Enterprise-класса, задействованные в больших RAID-массивах одной из крупнейших лабораторий по высокопроизводительным вычислениям. Как правило, мы ждём, что хранение данных в RAID-конфигурациях обеспечивает более высокий уровень безопасности, но отчёт Шредер обнаружил нечто удивительное.
Распределение времени между заменами диска показывает снижение частоты отказов, что означает, что ожидаемый промежуток времени до очередной замены диска постепенно увеличивается с тех пор, как был заменён предыдущий диск.
Таким образом, отказ одного накопителя в массиве повышает вероятность отказа другого накопителя. Чем больше времени прошло с последней замены диска, тем больше времени пройдёт до замены другого. Конечно, это имеет последствия с точки зрения реконструкции RAID-массива. После первого отказа в четыре раза возрастает вероятность того, что вы столкнётесь с очередным выходом диска из строя в течение того же часа. В пределах 10 часов вероятность отказа диска увеличивается только в два раза.
Температура
Ещё один неожиданный вывод можно сделать из отчёта Google. Исследователи брали показатели температуры SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) – технологии, которую поддерживает большинство жёстких дисков. И обнаружили, что более высокая температура накопителя никак не коррелирует с более высокой частотой отказов. Судя по всему, температура оказывает воздействие на надёжность старых накопителей, но и в этом случае эффект не столь значителен.
Технология SMART - действительно умна?
SMART по-английски означает "умный", но действительно ли данная технология контроля состояния винчестера справляется со своей функцией? Если ответить кратко, то нет. Технология SMART создавалась для того, чтобы сообщать об ошибках диска достаточно рано для того, чтобы вы могли осуществить резервное копирование данных. Однако, согласно отчёту Google, более трети вышедших из строя накопителей не включили режим тревоги SMART.
Данный факт особо не удивляет, так как многие специалисты годами подозревали нечто подобное. В действительности, технология SMART оптимизирована на обнаружение механических неполадок, в то время как основную часть функциональности жёсткого диска обеспечивает электронная начинка. Вот почему некорректная работа HDD и неожиданные проблемы, вроде внезапного отключения питания, остаются незаметными для SMART до тех пор, пока не возникают ошибки, связанные с целостностью данных. Если вы рассчитываете на то, что SMART сообщит вам о грядущем выходе диска из строя, всё равно необходимо обеспечить дополнительный уровень защиты, если вы хотите быть уверены в сохранности данных.
Теперь посмотрим, как в противостоянии с жёсткими дисками ведут себя SSD-накопители.
Кратко о надёжности SSD
К сожалению, ни один из производителей жёстких дисков не публикует данные о возврате, но это же относится и к производителям SSD. Тем не менее, в декабре 2010 сайт Hardware.fr представил отчёт по частоте отказов HDD, полученный от родительской компании LDLC, являющийся одним из лидеров компьютерного ритейла во Франции. На сайте имелся следующий комментарий относительно того, как они рассчитывали данный показатель:
Частота возврата охватывает накопители, проданные между 1 октября 2009 и 1 апреля 2010, возвраты которых состоялись до октября 2010, то есть период эксплуатации составлял от 6 месяцев до года. Статистика по производителям основана на минимальной выборке от 500 экземпляров, а по моделям - на минимальной выборке от 100 экземпляров.
Как можно понять, речь идёт не об интенсивности отказов, а о количестве возвратов. Возможно, языковой барьер ответственен за то, как интерпретировали данный факт англоязычные IT-издания. Такие сайты, как Mac Observer и ZDNet недостаточно корректно обозначили эти данные как "частоту отказов", вероятно, основываясь на автоматическом переводе Google.
| Модели дисков | Статистика возвратов |
| Hitachi Deskstar 7K1000.B | 5,76% |
| Hitachi Deskstar 7K1000.C | 5,20% |
| Seagate Barracuda 7200.11 | 3,68% |
| Samsung SpinPoint F1 | 3,37% |
| Seagate Barracuda 7200.12 | 2,51% |
| WD Caviar Green WD10EARS | 2,37% |
| Seagate Barracuda LP | 2,10% |
| Samsung SpinPoint F3 | 1,57% |
| WD Caviar Green WD10EADS | 1,55% |
| WD Caviar Black WD1001FALS | 1,35% |
| Maxtor DiamondMax 23 | 1,24% |
| WD Caviar Black WD2001FASS | 9,71% |
| Hitachi Deskstar 7K2000 | 6,87% |
| WD Caviar Green WD20EARS | 4,83% |
| Seagate Barracuda LP | 4,35% |
| Samsung EcoGreen F3 | 4,17% |
| WD Caviar Green WD20EADS | 2,90% |
| SSD-диски | |
| Intel | 0,59% |
| Corsair | 2,17% |
| Crucial | 2,25% |
| Kingston | 2,39% |
| OCZ | 2,93% |
| Жёсткие диски объёмом 1 Тбайт | |
| Модели дисков | Статистика возвратов |
| Samsung SpinPoint F1 | 5,20% |
| WD Caviar Green (WD10EADS) | 4,80% |
| Hitachi Deskstar 7K1000.C | 4,40% |
| Seagate Barracuda LP | 4,10% |
| WD Caviar RE3 WD1002FBYS | 2,90% |
| Seagate Barracuda 7200.12 | 2,20% |
| WD Caviar Black WD1002FAEX | 1,50% |
| Samsung SpinPoint F3 | 1,40% |
| WD Caviar Black WD1001FALS | 1,30% |
| WD Caviar Blue WD10EALS | 1,30% |
| WD Caviar Green WD10EARS | 1,20% |
| Жёсткие диски объёмом 2 Тбайт | |
| Hitachi Deskstar 7K2000 | 5,70% |
| WD Caviar Green WD20EADS | 3,70% |
| Seagate Barracuda LP | 3,70% |
| WD Caviar Black WD2001FALS | 3,00% |
| WD Caviar Green WD20EARS | 2,60% |
| WD Caviar RE4-GP WD2002FYPS | 1,60% |
| Samsung EcoGreen F3 | 1,40% |
| SSD-диски | |
| Intel | 0,30% |
| Kingston | 1,20% |
| Crucial | 1,90% |
| Corsair | 2,70% |
| OCZ | 3,50% |
Отказ диска подразумевает, что устройство больше не функционирует. Но возврат может предполагать множество причин. Это создаёт определённую проблему, ведь у нас нет никакой дополнительной информации по причинам возврата дисков: они могли быть мертвы ещё при поступлении в магазин, сломаться в течении срока эксплуатации или всего лишь имела место некая несовместимость с железом, помешавшая покупателю использовать накопитель.
| Продажи между 10.1.2009 и 4.1.2010, возвраты до 10.1.2010 | |||
| Top-3 лидеров возврата SSD | Статистика возвратов | Top-3 лидеров возврата HDD | Статистика возвратов |
| OCZ Vertex 2 90 Гбайт | 2,80% | 8,62% | |
| OCZ Agility 2 120 Гбайт | 2,66% | Samsung SpinPoint F1 1 Tбайт | 4,48% |
| OCZ Agility 2 90 Гбайт | 1,83% | Hitachi Deskstar 7K2000 | 3,41% |
| Продажи между 4.1.2010 и 10.1.2010, возвраты до 4.1.2011 | |||
| OCZ Agility 2 120 Гбайт | 6,70% | Seagate Barracuda 7200.11 160 Гбайт | 16,00% |
| OCZ Agility 2 60 Гбайт | 3,70% | Hitachi Deskstar 7K2000 2 Tбайт | 4,20% |
| OCZ Agility 2 40 Гбайт | 3,60% | WD Caviar Black WD2001FASS | 4,00% |
Эта информация лишь преумножает количество вопросов. Если основная часть продаж осуществлялась через интернет-магазин, то существенное влияние на статистику отказов могла оказать плохая упаковка или повреждения в ходе доставки. Более того, мы также не имеем никакой возможности выяснить, как покупатели использовали эти диски. Существенный разброс в частоте отказов лишь подчёркивает данную проблему. Например, число возвратов для Seagate Barracuda LP увеличилось с 2,1% до 4,1%, в то время как для Western Digital Caviar Green WD10EARS она упала с 2,4% до 1,2%.
Так или иначе, эти данные действительно ничего не говорят нам о надёжности. Но для чего, в таком случае, они вообще нужны? Вывод заключается лишь в том, что во Франции большинство покупателей были более чем удовлетворены покупкой Intel SSD и не возвращали их, в отличие от накопителей других брендов. Удовлетворение потребителя – тема интересная, но она намного менее интересна, чем реальная частота отказов. Так что продолжим наш анализ.
Отзывы дата-центров
Стоимость за гигабайт продолжает оставаться барьером, мешающим даже крупным организациям использовать тысячи SSD одновременно. Но даже с учётом того, что мы не имеем доступа к полноценным массивам твердотельных накопителей, не означает, что мы не можем осветить вопрос надёжности SSD в реальных условиях, основываясь на опыте небольших организаций. Мы решили связаться с нашими знакомыми, работающими в сфере IT, и получили довольно интересные отзывы нескольких дата-центров.
NoSupportLinuxHosting.com: меньше 100 SSD
Зеркалирование загрузочного раздела на основе двух SSD-дисков Intel X25-V
Хостинг "No Support Linux" не приводит точное число установленных накопителей, но компания сообщает, что использует "немалое количество" SSD. Мы знаем, что они применяют менее сотни твердотельных дисков, которые задействованы следующим образом:
- Intel X25-V объёмом 40 Гбайт используются как зеркалируемые загрузочные диски для тонких серверов и серверов хранения данных ZFS;
- Intel X25-M объёмом 160 Гбайт используются в качестве кэша L2ARC в серверах ZFS;
- Intel X25-E объёмом 32 Гбайт используются как зеркалируемые ZIL-тома в серверах ZFS.
Все эти диски используются не менее одного года, а некоторым из них недавно исполнилось два года. С учётом сказанного необходимо отметить, что компания не сталкивалась ни с одним фактом выхода из строя SSD-накопителя.
Когда мы спросили, какие преимущества даёт применение твердотельных дисков в серверах, мы получили следующий ответ:
В сочетании с ZFS и гибридными системами хранения, применение SSD-накопителей позволяет получить существенный прирост производительности, по сравнению с традиционными дисками на магнитных пластинах. Мы по-прежнему используем жёсткие диски в качестве основного хранилища, так что мы можем сохранить их преимущество в цене, одновременно извлекая преимущество от SSD по скорости. Рано или поздно, мы планируем полностью перевести наши сервера SAN на SSD-накопители. Но в течение 2011 году мы будем придерживаться гибридной системы хранения, используя ZFS.
InterServer.net
InterServer использует твердотельные диски лишь на серверах баз данных. В частности, на серверах с процессором Xeon используются накопители Intel X25-E (SSDSA2SH032G1GN), что позволяет извлечь максимальный результат от высокой пропускной способности накопителя. О каких значениях производительности здесь идёт речь? InterServer говорит нам о достижении 4514 запросов в секунду для сервера MySQL. На старом сервере Xeon, оснащённом IDE-винчестерами, количество запросов MySQL в секунду составляет 200-300. Нам известно, что твердотельные диски применяются в InterServer с 2009 года и с тех пор не было ни одного выхода диска из строя.
Итак, компания InterServer сообщила нам следующую информацию в контексте использования SSD:
Intel SSD - день и ночь в отношении надёжности, когда речь заходит о сравнении с некоторыми другими накопителями. Например, диски SuperTalent SSD имеют весьма высокий показатель отказов, включая модели FTM32GL25H, FTM32G225H и FTM32GX25H. По нашим оценкам, около двух третей этих дисков вышли из строя с начала эксплуатации. Причём, после выхода из строя информацию с этих дисков практически нельзя было восстановить. То есть накопитель просто исчезал из системы и его больше невозможно было прочитать. Жёсткие диски "умирают" более благородно и в большинстве случаев информацию с них легко восстановить. Но мы не можем сравнить их с Intel SSD, так как до сих пор ещё не сталкивались с выходом из строя последних.
Steadfast Networks: более 100 SSD
Steadfast Networks применяет около 150 SSD Intel, что делает данную компанию несколько более крупным пользователем SSD, чем две предыдущие. Применяются модели линейки X25-E (32 Гбайт и 64 Гбайт) и X25-M (80 Гбайт и 160 Гбайт). В меньшем количестве представлены накопители Intel X25-V40 объёмом Гбайт, а также установленные клиентами компании твердотельные диски других марок, такие как OCZ Vertex 2, SuperTalent и MTron Pro. Независимо от марки, все эти SSD применяются только в серверах баз данных либо в качестве кэша.
Steadfast Networks - почти 150 SSD в работе
За два года использования твердотельных накопителей Steadfast Networks лишь дважды имела опыт отказа дисков, потребовавших их замены, причём оба случая привели к необходимости восстановления данных с SSD. Возможность восстановления данных с вышедшего из строя твердотельного диска зависит от взаимодействия между контроллером и firmware. Сценарий, описанный представителем InterServer относительно дисков SuperTalent, является худшим из возможных - данные вообще не удалось восстановить. Но этот случай не является общим правилом для SSD.
Имея большую выборку, мы, наконец, нашли случаи отказов SSD. Но по сравнению с накопителями на магнитных пластинах их процент по-прежнему достаточно низок. Тем не менее, президент компании Steadfast Networks Карл Циммерман (Karl Zimmerman) считает, что это всё же занижает преимущества SSD и поясняет это следующим образом:
Просто мы получаем заметно более высокую производительность операций ввода/вывода [при использовании SSD] по меньшей цене, чем могли бы получить то же самое, используя обычные жёсткие диски. У нас много клиентов, которым нужна большая производительность I/O, чем могут дать четыре SAS-диска со скоростью вращения шпинделя 15 000 об/мин в конфигурации RAID 10, не говоря уже о том, что сам по себе подобный апгрейд требует перехода на сервера с большим шасси, поддерживающим более четырёх дисков, оснащённые крупной платой RAID и т. д. Другим конфигурациям необходимо больше 16 дисков со скоростью шпинделя 15 000 об/мин, чтобы обеспечить требуемый уровень производительности операций I/O. Переход на один SSD (или пары штук в RAID-конфигурации) значительно упрощает конфигурацию сервера и, в целом, делает её ощутимо дешевле. Достаточно сказать лишь о том, что обычно достаточно одного SSD, чтобы заменить не меньше четырёх жёстких дисков, причём показатель AFR для четырёх HDD составляет около 20%, в то время как для одного SSD он равен 1,6%.
Softlayer: около 5000 SSD!
Softlayer: свыше 1000 SSD!
Люди из Softlayer - наши давние друзья, а ещё они создали крупнейшую в мире хостинг-компанию. Так что, о хранении данных они знают немало. Используя около 5000 SSD-накопителей, они предоставили нам впечатляющий объём данных для анализа. Вот отчёт, предоставленный компанией Softlayer.
| Накопитель | Число дисков в компании | Рейтинг AFR | Текущий срок жизни диска |
| Intel 64 GB X25-E (SLC) | 3586 | 2,19% | 2 |
| Intel 32 GB X25-E (SLC) | 1340 | 1,28% | 2 |
| Intel 160 GB X25-M (MLC) | 11 | 0% | менее 1 |
| HDD-накопители | 117 989 | см. отчет Шредер | |
Опыт Softlayer в отношении частоты отказов дисков SAS и SATA соотвествует отчёту Google, о которым мы говорили в начале данной статьи. Проще говоря, частота выхода из строя жёстких дисков прямо пропорциональна возрасту накопителя и на практике результаты очень близки к тому, что доказали исследования Google и Шрёдер. В первом году жизни процент отказов накопителей (AFR) составляет 0,5-1% и постепенно возрастает до 5-7% к пятому году жизни.
Частота выхода из строя жёстких дисков не удивляет, но показатель выхода из строя твердотельных накопителей оказался достаточно близок к результатам AFR по HDD. Конечно, SSD-диски эксплуатируются пока всего два года и нужно подождать, пока пройдёт 3-4 года с начала эксплуатации, чтобы узнать, сохранится или нет в отношении к SSD-дискам тенденция увеличения частоты отказов, характерная для магнитных накопителей.
Softlayer использует почти полностью SSD-накопители на основе SLC-памяти, чтобы избежать проблем с износом ячеек при многократных операциях перезаписи. Если основываться на сценариях использования компанией накопителей, то мы знаем, что ни один из дисков не вышел из строя по причине износа ячеек. Но многие из отказавших SSD вышли из строя без соответствующего предупреждения SMART. Это именно то, о чём мы уже неоднократно слышали от сотрудников дата-центров. Как отмечали специалисты компании InterServer, жёсткие диски имеют склонность выходить из строя более "благородно". SSD зачастую "умирают" внезапно, независимо от причины поломки, что отмечают многие конечные пользователи по всему миру. Опыт Softlayer более разнообразный, по сравнению с InterServer: некоторые накопители удалось восстановить, а другие - нет. Ни один из 11 накопителей Intel серии X25-M в Softlayer не вышел из строя, но дисков этой линейки слишком мало, чтобы на основе этого делать какие-либо выводы, да и эксплуатируются они менее года.
Так ли важна надёжность накопителя?
Несмотря на то, что твердотельные диски на SLC-памяти занимают всего лишь часть рынка SSD, мы получили намного больше информации по данному типу накопителей, чем по моделям, в которых используется более дешёвая память типа MLC. Даже с учётом того, что выборка накопителей в нашем обзоре составляет 1/20 от количества жёстких дисков в предыдущих обзорах, имеющаяся информация позволяет считать, что твердотельные диски на SLC-памяти нельзя назвать более надёжными, чем жёсткие диски с интерфейсом SAS и SATA.
Если вы потребитель, данный факт позволяет сделать важные выводы. Производители SSD пытаются акцентировать внимание на двух основных преимуществах данной технологии: лучшей производительности и надёжности. Однако, если хранить данные на SSD не более безопасно, чем на обычном жёстком диске, то производительность становится единственной реальной причиной для приобретения твердотельного диска.
Мы не утверждаем здесь, что производительность SSD не важна (или не впечатляет). Тем не менее, сама по себе технология SSD в данный момент имеет узкую специфику. Если бы вы собрались противопоставить твердотельные накопители против жёстких дисков по скоростным характеристикам, то обнаружили бы интересный факт: по производительности SSD-накопитель бюджетного класса превосходит HDD примерно на 85%. Твердотельный диск класса Hi-End обеспечивает преимущество над жёстким диском на 88%, что также не слишком впечатляет.
Эта достаточно тонкая разница объясняет, почему такие компании, как Intel, акцентируют внимание именно на надёжности твердотельных накопителей. На недавней презентации новой линейки SSD 320 компания Intel вновь попыталась обыграть этот мотив, используя информацию по возвратам дисков с сайта Hardware.fr в качестве доказательства надёжности своих изделий. Несомненно, именно отличная репутация SSD-накопителей Intel является ответом на вопрос, почему у нас так много информации по твердотельным дискам данной марки. Но данные Hardware.fr, которые приводит Intel, похоже, не соотвествуют реальному положению вещей.
Производительность SSD-накопителей будет лишь расти, в то время как наиболее продвинутые производители будут снижать стоимость таких дисков. Вместе с тем, это означает, что производителям придётся искать иные способы дифференцировать свои изделия.
До тех пор, пока в новых SSD - даже hi-end класса - продолжают выявляться явные баги с прошивками и прочие недоработки, потребители, заинтересованные, в первую очередь, в надёжности хранения данных, будут рассматривать технологию SSD как недостаточно зрелую. Поэтому мы полагаем, что на сегодняшний день именно надёжность должна стать основной мишенью эволюции SSD.
Intel дал потребителям серьёзный запас уверенности, несколько месяцев назад подняв срок фирменной гарантии для новой линейки SSD 320 с трёх до пяти лет. Конкурирующие модели SSD mainstream-класса, основанные на контроллерах SandForse первого и второго поколения, а также контроллере Marvell с интерфейсом SATA 6 Гбит/с, продолжают продаваться с трёхлетней гарантией. Накопители Enterprise-класса также, в основном, поставляются с пятилетней гарантией. Понятно, что это стимулирует вендоров продавать системы, оснащённые более надёжными накопителями, чтобы снизить расходы на гарантийное обслуживание в течение трёх или пяти лет. Но, конечно, трудно закрыть глаза на "детские болезни" технологии SSD, вроде необходимости обновления прошивки, которые, по большому счёту, затрагивают и производительность твердотельных накопителей.
Пояснения к вопросу о надёжности
Жёсткие диски и накопители на основе NAND-памяти иногда выходят из строя и это связано с различными факторами, обусловленными их уникальной архитектурой и конструкцией. Когда мы говорим о надёжности жёстких дисков, на ум приходит тот факт, что они основаны на механических деталях, часть из которых во время работы диска находится в движении. И хотя конструктивно жёсткие диски соответствуют очень строгим допускам, тем не менее, каждая деталь имеет определённый срок службы.
Мы также знаем, что SSD-накопители лишены подобных проблем. Их "твердотельная" природа в принципе исключает риск повреждения считывающей головки или выхода из строя шпинделя.
Но хранение данных на SSD неотъемлемо связано с виртуализацией, так как здесь нельзя физически разметить статическое LBA-пространство, как на жёстком диске. Поэтому возникают другие факторы, определяющие надёжность накопителя. Прошивка - это самый существенный из них, мы видим воздействие данного фактора всякий раз, когда слышим о неполадках в работе SSD.
За последние три года все баги в SSD-накопителях Intel всегда решались обновлением прошивки. Проблемы Crucial с управлением энергосбережением модели m4 были решены выходом новой прошивки. И мы видели, что самый известный партнёр SandForce, - компания OCZ - ответила на многочисленные жалобы потребителей выходом сразу нескольких прошивок. Фактически, случай SandForce наиболее показателен. Поскольку производители SSD-дисков могут использовать различные прошивки в качестве средства дифференциации моделей, диски на основе контроллеров SandForce от разных производителей, очевидно, могут иметь различные баги, свойственные конкретной прошивке. Данный факт, несомненно, только усложняет задачу повышения надёжности твердотельных накопителей.
Если оставить специфику SSD в стороне, то теперь нам необходимо определить надёжность дисков различных производителей. Проблема здесь заключается в том, что способы, при помощи которых каждый вендор, реселлер или потребитель измеряет данный показатель, несколько различается, что делает объективное сравнение практически невозможным.
В частности, мы были очень впечатлены презентацией SSD-накопителей Intel на IDF 2011, где акцентировалось внимание на надёжности. Но в дискуссии с компанией ZT Systems, данные которой приводила Intel, мы выяснили, что в приводимом рейтинге AFR 0,26% не учитывается количество накопителей и речь идёт лишь об "подтверждённых" ошибках. На самом деле, если вы - IT-менеджер, то для вас важна и частота "незарегистрированных" ошибок. Речь идёт о ситуациях, когда вы отсылаете дефектное изделие продавцу, а он отвечает, что с диском всё в порядке. Это не означает, что диск свободен от неполадок, так как причина могла заключаться в конкретной конфигурации либо иных прикладных факторах. На самом деле, существует немало реальных примеров такого рода.
"Незарегистрированные" ошибки, как правило, случаются в 2-3 раза чаще, чем "утверждённые". На самом деле, компания ZT System приводит другие данные по частоте "неутверждённых" ошибок - 0,43% для 155 000 накопителей Intel X25-M. Но мы снова сталкиваемся с тем фактом, что эти данные не отсортированы по сроку службы накопителей, так как диски рассматриваются в группах. Согласно техническому директору ZT System Кейси Черетани (Casey Cerretani), конечная величина в данный момент лишь рассчитывается, но примерно мы можем говорить о показателе AFR 0,7% в первый год эксплуатации. Конечно, этот показатель по-прежнему ничего не значит с точки зрения надёжности в долгосрочной перспективе, что является одной из главных проблем при оценке надёжности твердотельных накопителей в сравнении с HDD.
Основной вывод состоит в том, что теперь мы знаем, какое влияние различные методы оценки надёжности накопителей оказывают на конечный результат. Более того, лишь время покажет, насколько надёжность SSD-накопителей превосходит соответствующий показатель для HDD. Зато теперь вы точно знаете, что сейчас какой-либо однозначный вывод сделать невозможно, так как очень много исходных данных вызывают сомнения.
В качестве заключения
Наш отчёт по дата-центрам охватывает только частоту выхода из строя SSD Intel, так как накопители именно этого производителя в настоящий момент пользуются наибольшим доверием у крупных предприятий. Учитывая проблемы с определением надёжности SSD, мы преднамеренно не ставим задачу найти самого надёжного производителя, но сотрудники отдела маркетинга Intel, судя по всему, не зря получают свою зарплату.
В исследовании Google отмечается следующее: "Известно, что частота отказов в значительной мере зависит от модели, производителя и возраста диска. Наши данные не противоречат этому факту. Но большинство отмечаемых со временем сбоев связаны именно с возрастом диска".
Опыт, о котором мы узнали от дата-центров, применим ко всем SSD. Один из директоров предприятий сообщил нам, что считает цену OCZ Vertex 2 замечательной, но их надёжность - ужасной. В конце прошлого года его компания запускала некую новую систему, по случаю чего было закуплено около 200 накопителей Vertex 2, 20 из которых не работали по прибытию. И это не первый человек, который рассказывает нечто подобное.
Что на практике это значит для SSD?
Давайте взглянем на всё изложенное здесь в некой рациональной перспективе. Вот что мы узнали о надёжности жёстких дисков из исследований Google и Шрёдер:
- MTBF ничего не говорит о надёжности;
- Ежегодная частота отказов (AFR) выше, чем заявляет производитель;
- Диски не имеют тенденцию выходить из строя в первый год эксплуатации. Частота отказов постепенно увеличивается с возрастом диска;
- SMART не является надёжной системой, определяющей скорый выход диска из строя;
- Частота отказов "потребительских" дисков и накопителей "enterprise"-класса очень близка;
- Отказ одного диска в массиве увеличивает риск подобного поведения других дисков;
- Температура почти не оказывает влияния на надёжность накопителя.
Благодаря Softlayer с их парком SSD в 5000 штук, мы знаем, что первые четыре утверждения также применимы к SSD. Как мы видели в обоих исследованиях HDD, существенно влияние на их надёжность оказывает контроллер, прошивка и интерфейс (SAS против SATA). Для SSD-дисков основными факторами также являются контроллер и прошивка, причём их роль даже выше. Если правда, что износ ячеек из-за многократных операций перезаписи не играет никакой роли в статистике отказов SSD-накопителей и качество применяемой в "потребительских" дисках MCL-памяти сравнимо с SLC, напрашивается вывод, что твердотельные диски Enterprise-класса, в целом, не надёжнее "потребительских".
Меньше дисков - выше надёжность
Конечно, для систем хранения данных корпоративного класса важна не только надёжность, но и производительность. Чтобы достичь высокой производительности операций ввода/вывода, IT-специалистам приходится создавать RAID-массивы на основе жёстких дисков со скоростью шпинделя 15 000 об/мин. Нередко апгрейд для увеличения количества операций I/O приводит к покупке нового сервера, оснащённого более мощной RAID-платой и позволяющего установить больше накопителей. Учитывая превосходные характеристики I/O для твердотельных дисков, в случае их использования можно было бы ограничиться намного более скромной конфигурацией сервера, не говоря об экономии энергии и снижении температуры.
Здесь есть ещё один интересный момент.
Частота выхода из строя отдельных дисков для большого массива будет выше: по данным исследования Шредер, после отказа одного диска в массиве возрастает вероятность выхода из строя других дисков. Кроме того, существенно выше будет вероятность отказа одного из дисков в массиве, так как здесь начинает играть роль математический фактор.
В данном случае мы не поднимаем тему сохранности данных, что зависит от уровня RAID и других факторов. Понятно, что с точки зрения сохранности данных один SSD не заменит два зеркалируемых HDD, несмотря на то, что вероятность выхода из строя для него будет ниже, чем для одного из дисков в системе. Однако, если речь идёт о крупной RAID-системе, то достаточно очевидно, что надёжнее иметь конфигурацию на четырёх SSD-дисках, чем сравнимую по скорости систему на 16 HDD.
Сам факт использования SSD не снимает необходимости избыточности данных для RAID либо резервного копирования. Но вместо того, чтобы создавать громоздкие RAID-конфигурации на HDD, можно ограничиться значительно более простым решением на основе твердотельных дисков. Как пишет Робин Харрис на сайте StorageMojo: "Забудьте RAID, просто копируйте данные три раза" .
Избыточность хранения данных на SSD не приводит к высокой стоимости. Если вы работаете в среднем и крупном бизнесе, вам нужно лишь скопировать информацию с производительного SSD-диска на HDD, который служит для резервного копирования.
Идея получить более высокую производительность, потратив меньше денег, не нова. SSD-диски в самом деле позволяют получить чрезвычайно высокое количество операций ввода/вывода, высокую надёжность и обеспечить избыточность хранения данных - причём цена такого решения будет ниже, чем в случае громоздкой RAID-конфигурации. Вместе с тем, массив на HDD может превосходить свой аналог на SSD в плане объёма дискового пространства. На сегодняшний день, цена за гигабайт для твердотельных дисков всё ещё слишком высока и к вопросу размещения данных на SSD следует подойти с умом, ведь хранить на них все данные вряд ли получится.
О том же для десктопов
Всё вышесказанное относится к серверам. Возложим ответственность за принятие решения о переходе или не переходе на SSD на сотрудников дата-центров.
Если же разговор заходит о десктопных системах, то мы не имеем оснований предполагать, что SSD надёжнее жёстких дисков. Так или иначе, недавние события с отзывами SSD-дисков и багами в прошивках достаточно ярко показали, что ограниченное число циклов перезаписи ячеек NAND на данный момент является далеко не основным недостатком технологии.
В конце концов, любой накопитель представляет собой электронное устройство, независимо от того, есть ли там движущихся детали или нет. И тот факт, что твердотельные диски не имеют таких деталей, в полной мере не говорит об их надёжности.
Мы задали вопрос специалистам из CMRR (Center for Magnetic Recording Research) - научного центра, располагающего исчерпывающей информацией о системах хранения данных на магнитных носителях.
Доктор Гордон Хьюз (Gordon Hughes), один из основных разработчиков технологий SMART и Secure Erase, отмечает, что и HDD, и SSD в своей эволюции расширяют границы соответствующих технологий. И когда это происходит, не ставится цели создать самые надёжные накопители в мире.
Как отмечает доктор Стив Свансон (Steve Swanson), исследующий NAND-память: "Не похоже на то, чтобы производители делали свои диски столь надёжными, как они могут делать. Они делают диски настолько надёжными, насколько это целесообразно с точки зрения финансовых затрат" . Рынок определяет стоимость компонентов накопителя и она не может быть выше определённой величины.
Так, например, производители NAND-памяти продолжают выпуск 50-нм чипов, обладающих более высоким ресурсом циклов перезаписи, чем 34-нм и 25-нм чипы. Но стоимость $7-8 за гигабайт не позволит использовать такие модули в накопителях, ориентированных на массовый рынок.
Возможно, самое большое раздражение вызывает тот факт, что каждый вендор продаёт жёсткие диски и SSD, не представляя объективных данных об их надёжности, хотя все они определенно знают об истинном положении вещей, продавая миллионы устройств в год (по данным IDC, в 2009 году продано 11 миллионов SSD) и фиксируя каждый возврат.
Несомненно, частота поломок зависит от многих факторов, часть из которых находится вне компетенции производителя (качество доставки, специфика эксплуатации накопителя). Но при благоприятном стечении обстоятельств HDD достигают 3% AFR на пятый год эксплуатации, что вполне сравнимо с аналогичным показателем для SSD. Не удивительно, что специалисты из CMRR говорят о том, что на сегодня SSD не обеспечивают более высокую надёжность, по сравнению с жёсткими дисками.
Надёжность накопителей - чувствительная тема и мы потратили немало времени, общаясь с вендорами и ритейлерами, стремясь провести собственное исследование SSD, предназначенных для массового рынка. И единственный вывод, который можно сделать прямо сейчас, заключается в том, что к любой информации от производителя SSD необходимо относиться с определённой долей скептицизма.
Стоит отметить, что SSD Intel на сегодняшний день пользуются максимальным доверием у потребителей и информация от дета-центров неизменно основывается на SLC-накопителях этой марки как "золотом стандарте" для SSD. Но согласно доктору Хьюзу, нет никаких оснований полагать, что продукты Intel более надёжны, чем лучшие модели HDD. У нас нет возможности исследовать интенсивность отказов SSD, находящихся в эксплуатации более двух лет, поэтому вполне возможно, что эта статистика изменится в ту или иную сторону.
Стоит ли сейчас воздерживаться от покупки SSD? Если вы защищаете свои данные регулярно делая резервные копии файлов, то нет никаких причин избегать использования твердотельных накопителей. Например, мы применяем SSD на всех наших тестовых платформах и в большинстве рабочих станций.
Цель данного обзора состояла в том, чтобы определиться, действительно ли SSD так надёжны, что о резервном копировании хранимой на них информации можно забыть как о пережитке прошлого. Теперь мы знаем ответ на этот вопрос.
Надёжность жёстких дисков хорошо изучена в массивных исследованиях и это не удивительно, так как этот тип накопителей используется уже очень давно. Со временем мы, несомненно, узнаем значительно больше о надёжности SSD.
Хотите, чтобы персональный компьютер или ноутбук работал на высокой скорости и обходился без постоянно шумящего жесткого диска? Тогда установите в него SSD-накопитель. Это устройство работает намного быстрее обычного жесткого диска и, что не маловажно, работает совершенно бесшумно.
Высокая скорость работы SSD заметна пользователю не только при копировании файлов, но и при обычной работе с компьютером: операционная система загружается вдвое быстрее, программы включаются практически мгновенно, а стандартное переключение между происходит без задержек, которые обычно бывают из-за сохранения информации и данных на жесткий диск. Но как работают SSD-накопители? Почему они намного быстрее HDD? Что нужно о них знать при использовании? Давайте разбираться в этом вместе.
Что такое SSD накопитель?
Это сокращение от английского словосочетания Solid State Drive, что в переводе означает твердотельный носитель данных. Здесь говорится о компьютерном накопителе, сохраняющем информацию внутри микросхем флэш-памяти, такой же принцип работы у обычных USB-накопителей. Как и на стандартном , при отключении SSD-накопителя от источника питания, записанные данные полностью сохраняются для дальнейшего прочтения. Однако, в отличие от стандартных жестких дисков, в SSD нет никаких двигающихся деталей. Именно поэтому они работают абсолютно бесшумно и не чувствительны к ударам и вибрациям.
С какой скоростью работают SSD-накопители?
SSD способны передавать данные в три и даже четыре раза быстрее, чем обычные жесткие диски. В обычном режиме работы, они способны достигать скорости чтения информации свыше 400 Мб/с, при записи они работают со скоростью – 250 Мб/с. Для сравнения: традиционные HDD (стандарта 3,5 дюйма) считывают и записывают информацию со скоростью примерно 115 Мб/с, а жесткие диски для ноутбуков (стандарта 2,5 дюйма) работают, всего лишь, со скоростью 75 Мб/с.
Самые максимальные преимущества SSD-накопителей выявляются при доступе к блокам данных с малой длиной, беспорядочно рассеянным по всему носителю. Тестируемые образцы SSD совершали в среднем почти 22 000 операций чтения и записи в секунду – это приблизительно в 100 раз больше, чем совершают обычные жесткие диски. Это очень важный параметр, например, при запуске персонального компьютера, когда операционная система должна считать с диска множество различных драйверов. В таком деле, стандартные жесткие диски выглядят более медлительными – им постоянно приходится перемещать вперед-назад механические головки чтения/записи при считывании информации.
Стоит также упомянуть и неравномерность скорости у стандартных HDD – чем ближе к концу диска расположена считываемая информация, тем медленнее происходит процесс считывания и записи. SSD-накопители лишены этого недостатка полностью. Графики скорости при тестировании SSD-накопителей всегда практически горизонтальны, как при чтении с диска, так и при записи на него.
Все ли SSD-накопители работают одинаково быстро?
Скажем правду: нет. Прежде всего, разные модели дисков отличаются общим количеством операций чтения и записи, производимых в секунду. Тип интерфейса также непосредственно оказывает влияние на максимальную скорость передачи данных. Некоторые диски, с установленным интерфейсом SATA 2, достигают при обычной работе скорости записи не более 250 Мб/с. Подавляющее большинство моделей SSD сейчас имеют новый интерфейс SATA 3 и достигают максимальной скорости записи 500 Мб/с.
Можно ли сменить стандартный жесткий диск на SSD?
Конечно, поменять диск никто не мешает. Практически все современные SSD имеют такие же параметры, как и стандартные 2,5- дюймовые жесткие диски, благодаря этому, они без особых проблем могут устанавливаться в ноутбуки. Для монтирования в настольный компьютер, в магазинах продаются специальные рамки-переходники формата 3,5 дюйма.
Конечно, SSD-диски сейчас очень дороги. Например, диски объемом 120 Гб стоят в магазинах от 4 тыс. рублей. Аналогичных денег стоит обычный жесткий диск объемом 3 Тб. На практике, в большинстве случаев SSD-накопители используются пользователями в качестве системного диска, для . На них также хранят программы и игры, для повышения скорости компьютера при работе с ними. Изображения, музыкальные файлы и видео можно спокойно хранить на простом жестком диске без явного ущерба для скорости всей системы.
Какой объем SSD накопителя оптимален?
60-гигабайтные SSD сравнительно недороги, их можно приобрести за две-три тысячи рублей, но имеют маленький объем, особенно по нынешним меркам. Даже если установить на таком диске только операционную систему и несколько программных продуктов, все равно в ближайшем времени можно столкнуться с нехваткой места. Кроме того, 60-гигабайтные SSD работают медленнее, чем модели емкостью 120 и 240 Гб. 120-гигабайтные SSD (стоят около трех-четырех тыс. руб.) имеют достаточно места, как для установки операционной системы, так и для различных программ. После установки такого диска можно будет ощутить значительный прирост производительности системы. Музыкальные и видео-файлы размещать все также следует на отдельном жестком диске.
240-гигабайтные SSD в настоящее время необоснованно дороги для среднестатистического пользователя – их стоимость составляет около девяти тыс. руб. Они отлично подойдут для пользователей, хранящих на своих машинах большие массивы данных, но не желающих вставлять в них дополнительные жесткие диски.
Средний срок службы SSD-накопителя меньше, чем у обычных жестких дисков?
Рабочий ресурс ячеек памяти дисков, конечно ограничен. Современные флэш-чипы способны выдержать, по официальным данным изготовителей, не более 5 тыс. операций записи/стирания. Именно поэтому внутренний контроллер перераспределяет операции записи так, чтобы абсолютно все ячейки диска использовались самым оптимальным образом. На деле оказывается, что срок службы SSD-дисков, практически такой же, как и у обычных жестких дисков.
При проведении теста с шестью SSD, журнал ComputerBild имитировал их использование в течение практически десяти лет. В результате даже тысячи операций записи, чтения и стирания, а также многократное включение и выключение диска, не заставило выйти его из строя.
Что важно знать при использовании SSD-накопителей?
Компьютер: заметный эффект от применения SSD-накопителя заметен только в настольных компьютерах и ноутбуках с установленными процессорами Dual Core (начиная с модели Core i3) и 4 Гб оперативной памяти. Помимо этого, компьютер должен поддерживать интерфейс SATA 3.
Операционная система: доказано, что оптимально SSD-диски работают только с операционной системой Windows 7, использование дисков с более старыми версиями не рекомендуется производителями. Все из-за того, что, только Windows 7 отключает для SSD накопителей дефрагментацию, которая вредна для них.
Кроме того, оснащена важной функцией TRIM. При помощи этой функции, операционная система дает знать контроллеру SSD о том, какие именно блоки данных уже очищены от записанной информации и могут использоваться повторно. Эта функция реально позволяет увеличить долговечность SSD-дисков.
Заполнение памяти: если SSD-накопитель почти полностью заполнен информацией, то скорость доступа к файлам значительно уменьшается. Срок службы устройства от этого также страдает, так как оставшиеся свободными области часто перезаписываются и начинают выходить из строя. Именно поэтому производители рекомендуют сохранять, как минимум, 15% свободного места на дисках.
Читайте о том, какие функции Windows сокращают срок службы SSD диска и как их отключить . Если на своём компьютере вы до сих пор используете традиционный жесткий диск HDD , то самое время задуматься о том, чтобы перейти к использованию твердотельного накопителя – SSD диска. Это значительно ускорит работу вашего компьютера или ноутбука.
Неужели SSD диски насколько идеальны? Не совсем. По сравнению с HDD дисками у SSD есть некоторые недостатки, основным из которых является ограниченное количество циклов удаления/записи. Это значит, что относительное количество циклов удаления/записи у SSD дисков ниже, чем HDD дисков. В данной статье постараемся описать данный недостаток твердотельных накопителей и как его обойти.
Содержание:
Запись на жесткий диск (HDD)
Основным компонентом жесткого диска (HDD) являются пластины, на которые собственно и записывается информация. Они бывают керамические или металлические. Диски покрыты тонким слоем металла, который намагничивается и размагничивается. Процесс записи данных на такие диски происходит следующим образом: считывающе-записывающая головка устройства перемещается и намагничивает/размагничивает сектора пластин в 1 и 0, сохраняя информацию в двоичной системе (бинарной).
Когда данные перезаписываются (сохраняются поверх записанных раннее), то происходит аналогичный процесс. Т.е. процесс записи на жесткий диск всегда одинаков, независимо от того содержатся на диске денные или нет.
Запись на SSD диск
Запись информации на SSD диск - это более сложный процесс и происходит он по-другому. Поэтому необходимо запомнить три вещи.
Если на SSD диске уже сохранены данные, то процесс записи – это процесс удаления ранее сохранённых данных из ячейки памяти и записывание новых данных. Новые данные записываются в ячейку только после удаления записанных раннее. Поэтому, процесс записи на SSD диск, это скорее процесс удаления/записи.
Количество циклов удаления/записи SSD диска ограничено. Каждый такой цикл уменьшает жизнь ячейки памяти и когда количество циклов удаления/записи превысит граничный порог, ячейка станет нерабочей, на неё больше не будет осуществляться запись данных.
Ячейки памяти организованы в блоки. Информацию на диск можно записывать по ячейкам, а удалять только блоком. То есть, пользователь открыл документ и внёс в него изменения, то для его сохранения SSD необходимо сначала перенести всю информацию определённого блока в другое место, очистить блок информации, после чего вернуть в него всю информацию плюс сохранить документ с изменениями. Это называется – Write Amplification и означает, что SSD сохраняет намного больше информации, чем мы сохраняем на него, что увеличивает количество циклов удаления/записи.
Нивелирование износа
Но расстраиваться не стоит, количество циклов удаления/записи SSD диска не так уж и мало. А в добавок, современные SSD диски имеют технологии, которые увеличивают КПД записи на диск и уменьшают нагрузку на ячейки информации. Наиболее важная из таких технологий это алгоритм нивелирования износа (wear-leveling algorithms), с помощью которого данные записываются равномерно по всему объёму накопителя, с помощью чего достигается максимальный срок его службы. Причём, SSD накопители большего объёма имеют больший срок службы, чем те, которые поменьше.
На сколько же продолжителен срок службы SSD накопителя? Для того, чтобы пользователи могли оценить длительность службы SSD накопителя, большинство производителей показывают её как количество объёма, которое можно записать на диск за всё время его использования. Рассчитывается данная величина в TBW (Total Bytes Written).
Например, такой объём как 220 TBW обозначает, что на диск может быть записано 220 терабайт данных до того момента пока он станет ненадёжным. Это означает, что если пользователь будет записывать на диск 50 ГБ данных каждый день, то такой диск прослужит 12 лет.
Большинство пользователей никогда не пишут на диск больше чем 50 ГБ в день. И такое случается редко, а большинство других дней на диск не записывается значительно меньше или вообще ничего. Причём, чтение документов или просмотр фотографий не является процессом записи, это чтение, которое не влияет на продолжительность службы диска. Только копирование файлов из другого диска, загрузка файлов или редактирование документов подразумевает запись информации на диск.
Это говорит о том, что если использовать SSD диск в таком же режиме, как и HDD диск, то сроки их службы должны быть сопоставимы.
Что должен делать пользователь
Чтобы срок службы SSD диска был максимальным, необходимо воздержаться от необязательного копирования файлов, загрузки файлов и тому прочего. Также, пользователь должен знать, что в операционной системе есть специально разработанные для HDD дисков функции, использовать которые с SSD дисками не нужно.
Это:
Бэнчмаркинг (сопоставительный анализ). Часто скорость работы SSD носителя проверяют с помощью копирования файлов или программ для сопоставительного анализа. И хотя полученная информация для пользователя будет полезной, эта методика использует циклы записи/удаления твердотельного накопителя. Лучше такие способы не использовать.
Гибернация. В процессе гибернации системная память (куда переносятся запущенные программы и используемая информация) записывается на внутренний носитель информации компьютера (HDD или SSD). После восстановления работы компьютера, система копирует данные назад с диска в системную память и восстанавливает компьютер к состоянию до гибернации. Скопировав данные в системную память, операционная система удаляет их с диска.
Процесс гибернации может использовать гигабайты памяти, которые преобразовываются в большое количество записей на диск компьютера. Так, компьютеру с 4 ГБ оперативной памяти, для гибернации может потребоваться до 4 ГБ пространства диска.
Гибернация компьютера может быть включена как вручную, так и в автоматическом режиме, но на компьютере с SSD носителем её лучше отключить вообще.
Для этого:
Чтобы обратно активировать данную функцию обратно введите powercfg -h on .
Команды AHCI и TRIM. AHCI (advanced host controller interface) позволяет операционной системе получать доступ к диску быстрее и использовать некоторые дополнительные опции. Одна из таких функций - это команда TRIM, которая позволяет операционной системе информировать SSD о том, какие блоки памяти больше не используются и могут быть стёрты. Это позволяет работать диску более продуктивно, уменьшая Write Amplification эффект и продолжая ему жизнь.
По умолчанию обе команды активированы на компьютере. Проверить это или изменить их включение можно из BIOS.
На разных компьютерах войти в BIOS можно по-разному, с помощью нажатия клавиши Delete или F2 во время загрузки компьютера. В BIOS перейдите в раздел носителей информации и измените значение «Configure SATA as» на «AHCI» . Сделать это лучше до установки операционной системы, иначе придётся переустанавливать драйвера носителя информации.
Определить работает ли команда TRIM можно запустив Командную строку от имени администратора и запустив команду: fsutil behavior query DisableDeleteNotify
Если в результате выполнения команды будет выдано сообщение “DisableDeleteNotify = 0” – значит TRIM активна. Если нет, то её можно включить с помощью команды fsutil behavior set disabledeletenotify 0
Дефрагментация. В случае с жесткими дисками, дефрагментация – это процесс оптимизации логической структуры диска с целью обеспечения хранения файлов в непрерывной последовательности кластеров. После осуществления дефрагментации жесткого диска чтение/запись информации с него становится быстрее, так как уменьшает количество движений головок диска.
Если говорить о SSD дисках, то осуществление дефрагментации им не требуется: у них нет движущих частей, и скорость доступа к информации на нём всегда одинакова. Кроме этого, дефрагментация SSD диска – это большое количество процессов записи/удаления.
В Windows 10 есть возможность настройки автоматической дефрагментации дисков . Лучше отключить данную функцию и не желательно запускать её без надобности вручную.
Для этого кликните правой кнопкой мыши на диске (в папке «Этот компьютер»), выберите Свойства / Сервис / Оптимизировать . Перейдите в раздел Оптимизация по расписанию и нажмите кнопку Изменить параметры .
Superfetch . Эта технология, которая впервые появилась в Windows Vista, позволяет операционной системе более продуктивно использовать системную память и осуществлять предварительную загрузку часто используемых данных и приложений. Но, этот процесс требует, чтобы кэш Superfetch писался на диск и регулярно обновлялся.
В случае использования HDD диска на компьютере как основного, использование данной функции будет полезным. Для SSD дисков, использование данной технологии не обязательно и только увеличивает количество циклов удаления/записи.
Для того, чтобы отключить Superfetch откройте Панель управления / Администрирование / , и найдите в списке служб Superfetch. Кликните по ней дважды и нажмите Остановить или выберите тип запуска «Отключена» .
Файл подкачки . В Windows 10 файл подкачки, это аналог системной памяти. Фактически, это часть диска компьютера, которую резервирует операционная система для использования, когда какое-то из приложений потребует больше оперативной памяти, чем фактически установлено на компьютере.
Размер файла подкачки динамичен и может изменяться, что приводит к постоянной записи информации на внутренний диск компьютера. Для SSD диска его было бы желательно отключить, но это повлияет на производительность компьютера. Выходом из сложившейся ситуации будет установка фиксированного размера файла подкачки, который рекомендован системой. Также, если на компьютере установлено несколько дисков с основным SSD, файл подкачки можно перенести на HDD диск.
3.12.2017.
15.11.2017. В ресурсные испытания добавлена новая (уже третья по счёту) версия , укомплектованная самой прогрессивной 64-слойной TLC 3D V-NAND. Такие накопители стали появляться на прилавках магазинов вместо старых вариантов с 48-слойной памятью, поэтому ещё одна проверка этой модели будет явно не лишней. Информация о состоянии остальных тестируемых накопителей обновлена.
2.11.2017 . Закончилось тестирование , который в конечном итоге поставил рекорд по выносливости среди SSD на базе планарной флеш-памяти с трёхбитовыми ячейками. Сведения о состоянии остальных участников тестов приведены к актуальному состоянию.
16.10.2017 . Очередное плановое обновление материала, в рамках которого вся статистика по участвующим в тестировании моделям SSD приведена к актуальному состоянию. Также, множество испытываемых накопителей пополнено за счёт весьма любопытной новинки - . Данный SSD вызывает огромный интерес потому, что в нём используется новая 64-слойная 3D TLC NAND, с недавних пор производимая самой компанией Intel. Это - первый накопитель на прогрессивной 3D-памяти с 64 слоями, попавший в наше тестирование.
7.10.2017 . В тестирование добавлена ещё одна модель накопителя, которая давно интересовала наших читателей. Это - старичок , базирующийся на контроллере SF-2281 и MLC-памяти. По какой-то неведомой причине такой SSD до сих пор продаётся в магазинах, несмотря на то, что контроллеру SandForce исполнилось уже, страшно подумать, семь лет. Вместе с тем другой накопитель, на базе контроллера Phison PS3111-S11, завершил своё участие в тестах. Для всех остальных участников испытаний, которые продолжают работать, данные обновлены.
18.09.2017 . По многочисленным просьбам читателей в тестирование добавлен новый участник - . Он примечателен тем, что в нём используется eMLC-память с декларируемым ресурсом в 10 тысяч циклов перезаписи. Завершились испытания для двух других моделей, и , выносливость которых оказалась невелика. Быстрая кончина Plextor S3C совсем не удивила - в этой модели используется низкосортная TLC-память, а вот плохой результат Transcend SSD230 с 3D TLC NAND компании Micron заставляет задуматься. То ли какие-то ошибки есть в контроллере SMI SM2258, то ли компания Micron намеренно поставляет на открытый рынок дефектные чипы флеш-памяти. В любом случае до появления дополнительной информации мы рекомендуем воздержаться от покупки накопителей, основанных на сочетании SMI SM2258 и Micron 3D TLC NAND: ADATA Ultimate SU800, HP S700 Pro, Smartbuy Climb, Transcend SSD230 и т.п.
3.09.2017 . Ресурсным испытаниям SSD исполнился год. Это достаточно большой срок, но статистика посещений этой страницы говорит о том, что интерес к теме выносливости разных моделей твердотельных накопителей пока остаётся. И это значит, что тестирование продолжится, а материал будет обновляться и впредь дважды в месяц. Данные о пробеге испытуемых приведены к актуальному состоянию.
17.08.2017 . Завершили своё участие в тестировании сразу две качественные и интересные модели - и . Обе они показали очень хороший результат, подробный анализ которого добавлен в материал. Кроме того, в испытания вошли два SSD из разряда свежих новинок - и . Информация о прохождении тестов всеми остальными накопителями приведена к актуальному состоянию.
3.08.2017
16.07.2017
. Очередное обновление материала. Из тестов выбыл , однако это не помешало ему установить рекорд выносливости. В число участников испытаний добавлено две новых модели на базе набирающей популярность 3D TLC NAND: и . Попутно приведены к актуальному состоянию все сведения о накопителях, продолжающих работу в составе тестовых систем.
6.07.2017 . Сведения о прохождении тестирования приведены к актуальному состоянию. Пара SATA SSD - и - достигла своего предела по объёму записи и завершила участие в тестировании. Подробные сведения о том, как это произошло, добавлены в соответствующий раздел материала. В ближайшее время мы постараемся дополнить состав испытуемых накопителей.
20.06.2017 . Информация по текущему состоянию SSD обновлена. За прошедшее время из тестирования выбыл NVMe-накопитель , раздел по итогам его испытаний добавлен на третьей странице.
4.06.2017 . Обновлены данные о состоянии тестируемых накопителей.
16.05.2017 . Отказов накопителей с момента прошлого обновления статьи не произошло, поэтому все изменения касаются текущей наработки тестируемых моделей. Однако помимо этого в испытания был добавлен новый участник - - эталонный накопитель на очень популярной платформе Phison S10 с MLC-памятью.
30.04.2017 . Обновлены данные о состоянии накопителей, которые уже проходят испытания на износ. В дополнение к ним мы добавили ещё несколько новых SSD, о включении которых просили читатели. Новых участников сразу пять: (на базе Micron MLC 3D NAND), (безбуферный, на базе Micron TLC 3D NAND), (NVMe, на базе Toshiba 15-нм MLC NAND), (на базе SanDisk 15-нм TLC NAND) и (безбуферный, на базе Toshiba 15-нм TLC NAND).
16.04.2017 . За прошедшие с момента прошлого обновления две недели из тестирования выбыло сразу четыре накопителя. И если и при этом показали очень достойную практическую надёжность для моделей, построенных на TLC-памяти, то два других отказавших SSD, и , уверенно прописались среди аутсайдеров. Подробный рассказ об этой четвёрке перенесён в финальную часть статьи. Информация по текущему состоянию остальных участников обновлена.
31.03.2017 . Испытания завершились для ещё одного накопителя. Умер от исчерпания ресурса , и сведения о нём были перенесены в раздел некрологов. Добавились же в тестирование два новых участника: популярный , проверить надёжность которого давно просили наши читатели, и многообещающий NVMe-накопитель , который наконец-то стал поставляться в Россию. Информация о наработке всех остальных живых участников теста была обновлена.
15.03.2017 . Обновлений много. Во-первых, ещё два накопителя завершили тестирование: и . Они установили сразу два рекорда - по максимальной и по минимальной выносливости. Во-вторых, в испытания включился новый оригинальный SSD - на базе TLC 3D NAND производства Micron. В-третьих, все сведения о тех накопителях, которые уже завершили свой жизненный цикл, мы перенесли на . И в-четвёртых, информация по всем тем SSD, которые продолжают работать под нагрузкой, была обновлена.
3.03.2017 . Обновлены данные о состоянии тестируемых накопителей.
15.02.2017 . Обновлены данные о состоянии тестируемых накопителей. По просьбам читателей в тестирование добавлено две новые модели SSD: и .
31.01.2017 . Выработал свой ресурс ещё один тестовый накопитель - . Раздел, посвящённый ему, перенесён в главу « ». Вместо него в тестирование добавлен новый продукт компании Toshiba - накопитель . Данные о состоянии остальных тестируемых накопителей обновлены.
15.01.2017 . Обновлены данные о состоянии тестируемых накопителей. Кроме того, в связи с возросшим интересом к нашему тесту, произошло масштабное обновление состава участников тестирования. В их число добавлено сразу шесть новых SSD: , и . Мы продолжаем прислушиваться к мнению читателей, и в ближайшее время набор проходящих испытания SSD будет дополнен ещё раз.
6.01.2017
.Два накопителя из участвующих в тестировании ( и ), выработали свой ресурс. Подробный разбор их жизненного цикла помещён в раздел « ». В заключительной части статьи добавлена обновляемая итоговая диаграмма с практическим ресурсом, который показали участники тестирования, прошедшие тест. Данные о состоянии остальных тестируемых накопителей обновлены. Кроме того, в ближайшее время ожидается пополнение набора проходящих испытания SSD.
1.12.2016 . Обновлены данные о состоянии тестируемых накопителей. Кроме того, в рамках проводимого исследования мы решили провести ещё один эксперимент, связанный с изучением выносливости SSD. Следующие две недели они проведут в выключенном состоянии. Таким образом мы проверим, способна ли изношенная флеш-память сохранять данные при полном покое, когда она находится в обесточенном состоянии и не мониторится контроллером.
15.11.2016 . Обновлены данные о состоянии тестируемых накопителей.
30.10.2016 . Обновлены данные о состоянии тестируемых накопителей.
15.10.2016 . Обновлены данные о состоянии тестируемых накопителей. В тестирование добавлен новый накопитель - на 32-слойной TLC 3D NAND производства Micron.
30.09.2016 . Обновлены данные о состоянии тестируемых накопителей.
15.09.2016 . Обновлены данные о текущем состоянии тестируемых накопителей.
1.09.2016 . Первая версия.
Crucial BX500 - новый потребительский накопитель, которым компания Micron намеревается завоевать самую нижнюю часть рынка SATA SSD. Из-за его дешевизны даже ходили слухи, будто в нём используется QLC 3D NAND, однако на поверку это оказалось не так. BX500 - это типичный безбуферный SSD на памяти с трёхбитовыми ячейками, основанный на контроллере SMI SM2258XT. Флеш-память, которая лежит в основе BX500, - это фирменная 64-слойная TLC 3D NAND авторства Micron второго поколения, использующаяся, например, в том числе и в накопителе более высокого класса, MX500. А это значит, что несмотря на дешевизну, новый Crucial BX500 может быть достаточно долговечен.
Тестирование выносливости Crucial BX500 240 Гбайт продолжается. Текущее состояние накопителя отображено скриншотом.
- Объём перенесённой накопителем записи составляет 958 Тбайт . Это на порядок выше заявленного ресурса в 80 Тбайт, но от BX500 можно ожидать куда лучшей выносливости. Так, основанный на такой же 64-слойной TLC 3D NAND накопитель Crucial MX500 смог перенести 1 Пбайт перезаписей.
- Согласно данным S.M.A.R.T., флеш-память накопителя не имеет никаких проблем. Нулевые значения сохраняют переменные 01 (Raw Read Error Rate) - число ошибок чтения, 05 (Reallocated NAND Blocks) - число переназначенных блоков, AB (Program Fail Count) - число ошибок записи и AC (Erase Fail Count) - число ошибок стирания данных.
- Среднее число циклов программирования-стирания для ячеек TLC 3D NAND составляет на данный момент 4306. Контроллер накопителя оценивает это как полную выработку ресурса. Неудивительно: в микропрограмме BX500 заложено, что TLC 3D NAND память должна переносить лишь 1500 циклов перезаписи.
GOODRAM CX300 - представитель целого класса бюджетных накопителей, которые в последние месяцы наводнили прилавки магазинов. Отличительной особенностью таких SSD выступает безбуферный дизайн и использование платформы Phison S11. Вариант же GOODRAM дополнительно интересен ещё и тем, что он основывается на новой 32-слойной TLC 3D NAND компании Micron, что роднит его с такими накопителями как Corsair LE200, GALAX Gamer L, PNY CS3111b, Silicon Power S55 и проч. Безбуферные платформы обычно показывают не слишком впечатляющую выносливость, но как обстоит дело в данном конкретном случае?
Тестирование выносливости GOODRAM CX300 240 Гбайт продолжается. Текущее состояние накопителя отображено скриншотом.
Расшифровать приведённые данные можно следующим образом:
- Объём перенесённой на данной момент записи - 2575 Тбайт . И это, по-видимому, близко к пределу возможностей этого SSD. Обычно SSD, построенные на трёхмерной TLC-памяти Micron переносят от 2 до 3 Пбайт записи, и здесь мы видим ещё одно подтверждение этому.
- Как показывает практика, основной атрибут S.M.A.R.T., по которому следует наблюдать за состоянием массива флеш-памяти накопителей, основанных на контроллерах Phison, это - AA (Bad Block Count). К настоящему моменту в этой переменной зафиксировано 32 ошибки, появившиеся за время эксплуатации. Проблемы начали возникать после того, как на накопитель записалось 2,4 Пбайт данных, и судя по всему их число теперь будет быстро расти.
- Среднее число перезаписей ячеек флеш-памяти - 10 669 (оно закодировано в параметре AD). Это значение оценивается в S.M.A.R.T. как полный износ накопителя (см. параметр E7, в котором указан оставшийся ресурс в процентах). GOODRAM считает, что TLC 3D NAND, производимая Micron, была рассчитана на 1000 циклов перезаписи. Сама компания Micron говорит о ресурсе в 1500 циклов программирования-стирания. Но как видно из результатов теста, значение ресурса и у GOODRAM, и у Micron учтено с большим допуском. Например, при тестировании Crucial MX300 подобная память смогла перенести примерно 10 тысяч циклов перезаписи.
Kingston A1000 - это один из самых популярных SSD с интерфейсом NVMe. Именно поэтому мы и включили его в тест, хотя надо признать, что его реальная производительность совсем не так высока, как у прочих NVMe SSD, поскольку Kingston избрала для своего изделия урезанный контроллер Phison E8 с поддержкой лишь двух линий PCI Express. Секрет же востребованности предложения Kingston заключается в его дешевизне. Однако обычно такие продукты вызывают подозрения: если цена ниже, чем у конкурентов, не сэкономил ли производитель на чём-то весомом, например, на качестве памяти? Тем более, что в основе этого накопителя лежит трёхмерная BiCS3-память (TLC 3D) компании Toshiba, которая проявляет себя очень по-разному.
Тестирование Kingston A1000 240 Гбайт продолжается. Текущее состояние накопителя отображено скриншотом.
Расшифровать приведённые данные можно следующим образом:
- 968 Тбайт . Для накопителя при этом заявлен ресурс 150 Тбайт, но в среднем SSD с подобной 64-слойной TLC 3D NAND производства Toshiba могут перенести на практике порядка 750 Тбайт перезаписи.
- Никаких признаков деградации массива флеш-памяти в переменных S.M.A.R.T. 0E (Media and Data Integrity Errors) и 03 (Available Spare) не содержится. Ячейки флеш-памяти находятся в полностью «здоровом» состоянии, что при таком пробеге неудивительно.
- Ячейки флеш-памяти накопителя на данный момент перезаписаны в среднем 3822 раз. В S.M.A.R.T. считается, что ресурс флеш-памяти уже выработан, что неудивительно, поскольку по спецификации используемая TLC флеш-память рассчитана на 3 тысячи циклов программирования-стирания.
Российский бренд Smartbuy продолжает снабжать нас весьма интересными для испытаний продуктами. На этот раз для тестирования нами был взят бюджетный накопитель Smartbuy Leap, в котором используется 32-слойная MLC 3D NAND производства Micron, прекрасно показывающая себя в других накопителях. Однако особого внимания Leap удостоился потому, что это - ультрабюджетная модель, основанная на безбуферном контроллере Marvell 88NV1120. Кажется, этот SSD должно быть можно рекомендовать тем, кто ограничен в средствах, но при этом ставит надёжность хранения данных на одно из первых мест. Нужно лишь проверить, действительно ли Leap так вынослив, как кажется и как обещает его производитель.
Тестирование выносливости Smartbuy Leap 256 Гбайт продолжается. Текущее состояние накопителя отображено скриншотом.
Расшифровать приведённые данные можно следующим образом:
- Объём перенесённой записи составляет 2661 Тбайт . Это уже больше объявленного производителем ресурса в 768 Тбайт перезаписи, но меньше того практического ресурса, который показывают другие SSD на базе такой же 32-слойной MLC 3D NAND компании Micron: ADATA XPG SX950 и ADATA Ultimate SU900.
- Число переназначенных секторов - 0, то есть состояние массива флеш-памяти можно расценить как отличное.
- Среднее число перезаписей ячеек флеш-памяти - 11 187. В S.M.A.R.T.-диагностике Smartbuy Leap этот пробег никак не трактуется, но Micron заявляет для своей MLC 3D NAND гарантированный ресурс в 3 тысячи циклов программирования-стирания. Впрочем, это тоже очень заниженная оценка: в других накопителях такая память выдерживает без каких-либо проблем десятки тысяч перезаписей.
⇡ Надёжность хранения данных на отключенных SSD
Попутно с тестированием ресурса перезаписи мы провели и проверку того, способны ли накопители, выработавшие заявленный производителем ресурс, уверенно хранить данные в выключенном состоянии. На этот счёт существует большое количество кривотолков, поэтому в один из моментов мы решили остановить циклическое тестирование выносливости на две недели, и посмотреть, смогут ли состаренные в нашем тесте потребительские SSD сохранить записанные на них данные в течение продолжительного времени при отключенном питании. Таким образом, в этом тесте поучаствовало шесть моделей накопителей, наработка которых в разы превышает заявленные производителями показатели выносливости.
- Crucial MX300 275 Гбайт после записи 487 Тбайт информации;
- KingDian S280 240 Гбайт после записи 578 Тбайт информации;
- OCZ Trion 150 240 Гбайт после записи 640 Тбайт информации;
- Plextor M7V 256 Гбайт после записи 1026 Тбайт информации;
- Samsung 850 PRO 256 Гбайт после записи 1049 Тбайт информации;
- Samsung 850 EVO 250 Гбайт второго поколения после записи 1969 Тбайт информации.
Две недели пребывания в обесточенном состоянии не оказали на сохранность записанной на SSD информации совершенно никакого влияния. Все шесть накопителей смогли прочитать как записанную непосредственно перед отключением информацию, так и те файлы, которые хранятся на них с самого начала нашего теста выносливости. При этом никаких сбоев или расхождений в контрольных суммах зафиксировано не было.
Однако сказать, что двухнедельное пребывание без подключения к питанию на накопителях совершенно не сказалось, мы всё-таки не можем. У двух моделей из шести длительный простой вызвал некоторые изменения в массиве флеш-памяти, что нашло отражение в S.M.A.R.T.-телеметрии.
Иными словами, процессы «старения» продолжаются у SSD и тогда, когда они обесточены. Однако никаких катастрофических изменений при этом не происходит. Проверка показала: сравнительно продолжительный простой SSD, давно выработавших весь заявленный ресурс, не приводит к тому, что они выходят из строя или же теряют сохранённые данные.
Но на самом деле, ничего иного никто и не ожидал. Тест же был проведён лишь потому, что некоторое время тому назад стало распространяться странное убеждение о том, что в выключенном состоянии твердотельные накопители очень быстро утрачивают способность надёжно хранить данные. Причём, в распространении этого заблуждения серьёзно посодействовали и многие околотехнические сайты, которые распространяли, а порой и упорно продолжают смаковать информацию о том, что SSD, не подключенные к питанию, могут терять записанные данные чуть ли не в течение нескольких дней.
В действительности же эта проблема раздута чуть ли не на пустом месте. Безусловно, процесс перетекания заряда из ячеек флеш-памяти, когда накопитель отключен от питания, имеет место, но происходит он значительно медленнее, и ни о какой возможности потери данных в течение дней речь идти не может.
В качестве подтверждения можно сослаться на спецификации JEDEC - комитета, в который входят все ведущие производители полупроводников и который вырабатывает единые стандарты для продуктов микроэлектронной отрасли. Эти стандарты с одной стороны обязательны для производителей, а с другой - являются ориентиром для клиентов, поскольку они описывают основные потребительские качества выпускаемых промышленностью устройств.
Собственно, источником возникшей паники по поводу сохранности информации на выключенных SSD стала «вырванная из контекста» таблица, взятая из одной из презентаций этого комитета, в которой указывались «сроки хранения» данных на выключенных накопителях в зависимости от температуры окружающей среды.
NAND-память, принцип действия которой заключается в удержании электронов в плавающем затворе, в состоянии покоя (без периодического обновления) действительно постепенно теряет сохранённый заряд. И рано или поздно это способно обернуться неправильной трактовкой содержимого ячейки и утратой данных. Представления о том, как и насколько быстро происходит процесс перетекания заряда, очень хорошо определены и подкреплены многочисленными экспериментами. Накопленные данные показывают, что один из главных факторов, который влияет на стабильность ячеек NAND, - степень их износа. Поэтому способность твердотельных накопителей сохранять информацию в выключенном состоянии сильно зависит от той стадии своего жизненного цикла, на которой они находятся. Числа, которые приведены в таблице выше, описывают ситуацию с выработавшими свой ресурс, а не с новыми, накопителями - и это меняет практически всё.
Иными словами, если речь идёт о новом SSD, то данные на нём в выключенном состоянии могут храниться годами (при обычном диапазоне температур). И лишь когда речь заходит о накопителе, который уже выработал установленный производителем ресурс, указанные в спецификации «сроки хранения» начинают приобретать какой-то смысл. То есть, 52 недели (год) - это тот минимальной период времени, в течение которого обычный потребительский накопитель обязан по спецификации сохранять данные в выключенном состоянии после того, как он уже выработал весь определённый в спецификациях ресурс. Но на самом деле информация, скорее всего, сможет продержаться на выключенном SSD гораздо дольше: как мы увидели, ресурс перезаписи производители указывают с кратным запасом. И со сроками хранения ситуация, скорее всего, примерно такая же.
Если же углубиться в спецификации JEDEC дальше, то можно найти и ещё одно подтверждение, что и после значительного превышения заявленного лимита перезаписей накопители не подвержены быстротечной утрате записанной на них информации. В то время как для потребительских SSD минимальный срок хранения установлен в год (при температуре 30 градусов), для серверных моделей, которые обычно основываются на ровно такой же флеш-памяти, этот временной интервал сужен до 3 месяцев (при температуре в 40 градусов).
Различие обуславливается тем, что для потребительских и серверных SSD предполагаются отличающиеся по своей интенсивности нагрузки. Декларируемая выносливость потребительских накопителей обычно составляет несколько десятков или сотен терабайт перезаписи. SSD же, относящиеся к серверному классу, имеют на порядок более высокую задекларированную надёжность, которая достигает единиц или даже десятков петабайт перезаписи. Из этого следует вывод, что даже после записи на обычный SSD количества данных, значительно превышающего его ресурс, он не потеряет способности сохранять её в выключенном состоянии по меньшей мере в течение нескольких месяцев - по аналогии с серверной моделью.
Именно поэтому наша двухнедельная проверка сохранности информации в выключенном состоянии и не выявила никаких проблем. После перезаписи сотен терабайт современные SSD просто обязаны сохранять данные гораздо дольше, чем пару недель. И совершенно очевидно, что спецификации JEDEC в этом отношении производителями соблюдаются.
На этом вопрос сохранности информации на выключенном SSD мы считаем закрытым. Понятно, что тестирование ресурса перезаписи - куда более важный с практической точки зрения и более осмысленный эксперимент, который может сказать о выносливости современных твердотельных накопителей гораздо больше. К тому же наша методология тестирования проверяет и правильность считывания сохранённых на SSD в самом начале эксперимента файлов.
Тем не менее, считаем своим долгом напомнить, что накопители на NAND-памяти всё-таки не предназначены для архивного хранения информации. Магнитные носители информации - жесткие диски и ленточные накопители - выглядят более подходящим выбором для этой цели. SSD же - быстрый носитель информации, нацеленный в первую очередь для работы с «горячими» данными.
