Что такое SSD и «с чем его едят»

Если вы посмотрите на современный ноутбук или персональный компьютер, вы наверняка увидите в списке комплектующих наличие твердотельного накопителя. Эта форма хранилища данных на рынке уже не первый год, но только недавно была воспринята отраслью и потребителями как жизнеспособная альтернатива традиционным жестким дискам.

Что такое SSD и зачем он нужен

Итак, что же представляет из себя твердотельный накопитель SSD и каков он в сравнении с классическими жесткими дисками — HDD?

Что такое твердотельный накопитель

ССД — это носитель информации, подключаемый:

  • Посредством внутреннего интерфейса, к порту материнской платы.
  • Ко внешнему USB-порту.

Когда твердотельные накопители только появились на рынке, они характеризовались невысокой, в сравнении с HDD и флеш-памятью, ёмкостью, непомерными ценами, а также незначительным сроком эксплуатации. Преимуществами, очевидными с самого начала, были компактность и повышенная, до 2×, скорость обработки информации. В то время накопители оставались интересны только для энтузиастов компьютерных технологий, не находя реального применения.

Со временем SSD становились надёжнее, устойчивее к температурным колебаниям, вибрации, эксплуатационным нагрузкам. Цены снижались, а спрос на новый вид накопителей информации возрастал. Увеличение ёмкости сделало твердотельный жесткий диск перспективным типом устройств хранения и передачи информации — так ССД-диски прочно закрепились на рынке.

Для чего нужен SSD

В любом компьютере SSD идет на замену обычным HDD. Он работает быстрее, имеет маленькие габариты и не издает звуков. Высокая скорость загрузки приложений и операционной системы повышает комфортность в работе с ПК.

Что такое SSD в ноутбуке, где каждый ватт энергии на счету? Разумеется, в первую очередь – это очень экономный носитель информации. Он способен работать с зарядом аккумулятора дольше. К тому же у него очень небольшие размеры, что позволяет включать SSD в самые компактные аппаратные конфигурации.

Уход за твердотельными накопителями

Что касается работы вашей операционной системы, сохранения данных и взаимодействия с компьютером, единственные отличия, которые вы действительно заметите при работе с SSD-накопителем, – это увеличение скорости и уменьшение шума. Однако, когда дело доходит до ухода за вашим диском, есть несколько очень важных правил.

Не дефрагментируйте свой диск: Дефрагментация на SSD бесполезна и сокращает срок службы. Дефрагментация — это метод, который сближает части файлов и оптимизирует их размещение на пластинах жёстких дисков, чтобы уменьшить время поиска и износ диска. SSD-диски не имеют пластин и имеют практически мгновенное время поиска. Их дефрагментация сокращает ваши циклы записи. По умолчанию дефрагментация SSD в Windows отключена.

Отключите службы индексирования: если в вашей ОС есть какой-либо инструмент для дополнения поиска, такой как служба индексирования (Windows), выключите его. Время чтения на SSD настолько велико, что вам действительно не нужно создавать индекс файла, а фактический процесс индексации диска и записи индекса на SSD происходит медленно.

Ваша ОС должна поддерживать TRIM: Команда TRIM позволяет вашей ОС взаимодействовать с вашим SSD-накопителем и сообщать ему, какие блоки больше не используются (и, следовательно, их можно очистить). Если команда TRIM не позаботится о работе вашего SSD, производительность быстро упадёт. Современные версии Windows (7 и выше), macOS (10.6.6 и выше) и большинство реализаций Linux (ядро Linux 2.6.33+) поддерживают команду TRIM. Хотя существуют хаки реестра и дополнительные программы для модификации более ранних версий ОС, таких как Windows XP, для частичной поддержки команды TRIM, в таких старых системах встроенной поддержки нет. Ваш SSD должен работать в паре с современной ОС для максимальной производительности.

Оставьте часть диска пустой: Подробности уточняйте в спецификациях вашего привода. Большинство производителей рекомендуют оставлять 10-20% накопителя пустым. Это пустое пространство используется для помощи алгоритмам выравнивания (они перераспределяют данные по модулям NAND, чтобы минимизировать общий износ диска и обеспечить долгий срок службы и оптимальную производительность диска). Если слишком мало места, то алгоритмы выравнивания будут работать дольше и больше изнашивать диск.

Храните медиафайлы на втором диске: пока большие твердотельные накопители не упадут в цене, нет смысла хранить большие мультимедийные файлы на дорогом SSD. Если вы храните несколько ТБ данных, то если это возможно в вашем случае, возьмите большой традиционный жёсткий диск, чтобы использовать его в качестве дополнительного.

Инвестируйте в оперативную память: по сравнению со стоимостью твердотельных накопителей оперативная память дешева. Чем больше у вас оперативной памяти, тем меньше операций записи на диск на вашем SSD. Вы продлите срок службы дорогостоящего твердотельного накопителя, убедившись, что в вашей системе установлено достаточно оперативной памяти.

Зачем оно надо

«Быть или не быть?» – подумает читатель. Купить SSD или сэкономить, купив что-то другое. Согласно отзывам моих клиентов, еще ни один не испытал недовольства из-за покупки такого девайса. Было несколько претензий по поводу гарантийного ремонта, но это уже статистическая погрешность, которая всегда проявляется при больших количествах продаж.

И если вы нервничаете каждый раз, когда компьютер начинает «тупить» и зависать, ССД – лучший вариант избавиться от таких явлений. Нервничать вы при этом, скорее всего, не перестанете, но уже найдете другую причину, а вот компьютер будет «летать» с таким накопителем.

Правда, есть одно маленькое «НО». К хорошему быстро привыкаешь, и потом работать на компьютере с обычным HDD вам будет немного некомфортно. Но это уже мелочи, не так ли?

И если вы уже направляетесь в инет-магазин за новеньким SSD накопителем, почитайте эту инструкцию – она поможет вам правильно выбрать хороший твердотельный накопитель. Также вам, возможно, будет интересен рейтинг жестких дисков для ПК за 2017 и 2018 год, конечно если считаете что без HDD никуда.

Советую обратить внимание на устройство Kingston SSDNow A400 120GB 2.5″ SATAIII TLC – хороший и доступный по цене накопитель на 120 Gb.

Читайте также:  Запускаем Панель управления Nvidia

А на этом я на сегодня прощаюсь. Спасибо за внимание, друзья, и до следующих встреч. Не забывайте делиться публикациями моего блога в социальных сетях. Компьютерную грамотность – в массы! И подпишитесь на новостную рассылку, чтобы получать уведомления о поступлениях новых статей.

Нужен ли SSD для игрового компьютера

Да, скорость установки и запуска игр увеличится в 2–3 раза. Но это еще не все преимущества SSD в играх.

SSD накопитель для игрового компьютера

Установка твердотельника позитивно влияет и на сам игровой процесс:

  • минимизация числа задержек во время загрузки контента со множеством деталей (например, в геймплее с открытым миром, таких как GTA или Assassin`s Creed);
  • быстрая подгрузка текстур без торможений и зависаний видеоигр;
  • прирост скорости при загрузке следующих уровней игры.

Еще один плюс SSD для игрового ПК — бесшумность работы твердотельника. Посторонние звуки, не относящиеся к игре, не будут сбивать с толку во время напряженного геймплея. Можно, к примеру, расслышать крадущиеся шаги противника в стрелялках, а не гул винчестера.

Нужен ли ССД для игр? Если лишь время от времени зависать в бродилках и стрелялках, можно ограничиться одним ХДД. Заядлым геймерам, ценящим плавность и скорость геймплея, стоит позаботиться об оснащении игрового компа твердотельником.

Теперь понятно, что дает ССД при установке в ПК и ноут и зачем нужен SSD в играх. Твердотельник работает в качестве ускорителя загрузки операционки и прог, предоставляет дополнительное место для хранения инфы.

Зачем и для чего нужен ССД накопитель: запуск, копирование, скачивание — все эти действия ощутимо ускоряются после установки твердотельника. По сути, ССД — это большая флешка. Ничего вращающего, двигающегося и жужжащего в ней нет. Зато есть минимальные габариты, экономичный расход энергии и суперпроизводительность в работе.

Преимущества SSD дисков

Перед тем как покупать SSD диск, рассмотрим его преимущества и недостатки, чтобы знать все возможности данного диска. Преимуществ у него много, их стоит перечислить:

  • бесшумная работа диска;
  • он имеет внешнюю защиту от различных ударов и сотрясений;
  • потребляет небольшое количество электрической энергии;
  • записывает данные на высокой скорости – от 100 до 200 мегабайт в секунду;
  • работает в стабильном режиме, и не тормозит во время нагрузки на процессор программами.

Это лишь малая часть основных преимуществ SSD диска. Самое главное его преимущество – увеличение работоспособности компьютера.

Недостатки твердотельных накопителей

К «минусам» относятся:

  1. Стоимость — немного превышает расценки на жесткий диск.
  2. Объем — увеличивается с выпуском новых моделей, но пока уступает винчестеру по количеству Гб.
  3. Время работы на износ — у флэш-памяти ограничено количество циклов перезаписи (от тысячи до сотни тысяч часов). Для примера, у SANDISK Plus 480GB 2.5″ SATA 3.0 этот показатель равен 1750 ч. Контроллер ССД равномерно распределяет данные на диске, чтобы обеспечить максимально возможный срок службы блоков памяти.
  4. Сложность восстановления данных после электрических повреждений — при перепаде напряжения в работающем ССД могут повредиться микросхемы, что приведет к утрате инфы.

Зачем тогда нужен SSD накопитель для компьютера или ноута? При имеющихся недочетах твердотельник все же лучше и быстрее обычного винта из-за высокоскоростной работы, отсутствия механики в конструкции и шума во время чтения/записи инфы.

SSD не очень надёжны

Удивительно, но до сих пор бытует мнение, что SSD — ненадёжное устройство хранения данных. Якобы через 2-3 года они обязательно выходят из строя.

Да, хранить важную информацию на таких дисках не сто́ит. Если SSD умирают, то это происходит, как правило, окончательно, без возможности восстановить данные.

Для сравнения, информацию с HDD можно «достать» почти всегда, даже если навернётся электроника, а пластина будет поцарапана. Но будем реалистами: восстановление с убитых носителей обойдётся в сотни, если не тысячи, долларов. Кто готов отдать такие деньги? То-то же!

Так же не забываем, что на дешманские жёсткие диски производители дают 2-3 года гарантии, т. е. столько же, как и на SSD от нормальных производителей.

По факту, нельзя быть уверенным в том, какое из купленных устройств — HDD или SSD — выйдет из строя раньше.

Надеюсь, с низкой надёжностью разобрались. Кстати, старичок Plextor до сих пор трудится, теперь в ноутбуке. А за это время у меня вышел из строя «терабайтник» от именитой Hitachi. По «мотивам» есть статья.

Что такое SSD?

SSD (Solid state drive) – это накопитель, в котором нет движущихся элементов, таких как в обычном жестком диске. Для хранении памяти в SSD используется флеш-память. Простыми словами, это такая большая флешка. Основные преимущества SSD накопителей, это скорость работы, устойчивость к механичным повреждениям, малое энергопотребление. Из минусов, высокая цена и небольшое время работы на отказ.

Преимущества SSD накопителей

Скорость чтения и записи информации. По сравнению с обычными жесткими дисками, SSD работают на большой скорости. Для примера, накопитель подключенный по интерфейсу SATAIII работает на скорости 500 МБ/с. Это впечатляет, и это не придел и не весь потенциал SSD . Операционная система на таких накопителях загружается за считанные секунды.

Устойчивость к механичным повреждениям. Вы наверное знаете, что жесткие диски очень не любят разных удавов, сильных вибрация и т. д. Особенно в ноутбуках, HDD очень часто начинают “сыпаться”. Как я уже писал, в SSD нет активных элементов, поэтому он не боится механических повреждений, конечно же в разумных пределах. Мне это очень нравится, установив такой накопитель в ноутбук, можно не боятся переносить ноутбук включенными и т. д.

Бесшумная работа. При работе SSD накопитель не издает никаких звуков. Вы наверное знаете, что обычные жесткие диски во время работы издают шум.

Низкое энергопотребление. По сравнению с HDD, SSD использует меньше электроэнергии, для ноутбуков это очень актуально.

Недостатки SSD

Небольшое время работы на износ. Это значит, что SSD накопитель, будет работать определенное время. Это ограничение на перезапись, почему-то я всегда встречал разные цифры, обычно это 10000 раз. Но в описании накопителей еще указывают время работы, вот например в SSD OCZ Vertex 4 SSD 128GB указано время работы 2 млн. часов, это очень много.

Читайте также:  На что влияет сглаживание в играх

Цена. Да, SSD накопители сейчас не очень дешевые. Например тот же SSD OCZ Vertex 4 SSD на 128GB стоит примерно 1000 грн. (4000 рублей).

Работа с разными ОС. Сейчас с SSD отлично работают только Windows 8 и Windows 7. Они поддерживают эти накопители, и сами умеют отключать такие службы как индексация и т. д. Включение подобных служб, уменьшает время работы SSD накопителя. Поэтому я советую использовать эти системы.

Вот такие они SSD. На самом деле, это очень достойные устройства, которые откроют вашему компьютеру второе дыхание. Радуют комментарии такого типа: “Замена HDD на SSD, это как замена пропеллера на турбину” :). И это правда, плюсов очень много, и не смотря на минусы, твердотельные накопители набирают популярность с каждым днем. Тем более, что цена на них только падает.

HDD еще долгое время будут служить для хранения большого количества информации, они не очень дорогие по сравнению с SSD, да и объемы памяти там больше чем в твердотельных накопителей. Это вроде бы все, что я хотел рассказать вам о SSD накопителях. Удачи!

Преимущества SSD-дисков

Самое время поговорить о достоинствах и недостатках SSD-накопителей…

1. Скорость работы

Это самый жирный плюс этих устройств! Сменив свой старенький жёсткий диск на флеш-накопитель не узнаете компьютер!

До появления SSD-дисков, самым медленным устройством в компьютере был как-раз жёсткий диск.

Он, со своей древней технологией из прошлого века, невероятно тормозил энтузиазм быстрого процессора и шустрой оперативной памяти.

2. Уровень шума=0 Дб

Логично — нет движущихся деталей. Вдобавок, эти диски не греются при своей работе, поэтому охлаждающие кулеры реже включаются и работают не так интенсивно (создавая шум).

3. Ударо- и вибропрочность

Смотрел видео в сети — подключенный и работающий SSD-диск трясли, роняли на пол, стучали по нему… , а он продолжал спокойно работать! Без комментариев.

4. Малый вес

Не огромный плюс, конечно, но всё-таки — жёсткие диски тяжелее своих современных конкурентов.

5. Низкое энергопотребление

Обойдусь без цифр — длительность работы от батареи моего старенького ноутбука увеличилась более чем на один час.

Программный уровень

Но просто воткнуть диск в ноутбук недостаточно. Именно поэтому многие сдают ноутбук на апгрейд в сервисный центр. Кстати, если ваша машина еще на гарантии, возможно, чтобы ее сохранить и при этом заменить накопитель, обращение в СЦ будет необходимым условием. Но многие крупные производители не возражают даже против самостоятельной замены диска – вы всегда можете уточнить это в службе технической поддержки вашего ноутбука. Кроме того, важно благополучно скопировать содержимое старого диска. Если вы решите провести эту процедуру самостоятельно, лучше всего использовать специальное ПО для миграции, которое идет в комплекте со многими твердотельными накопителями Kingston.

У ведущих производителей также есть утилиты для настройки оптимальной работы SSD, которые вы сможете использовать после запуска системы на новом диске. Например, Kingston SSD Manager помогает контролировать состояние накопителя, запускать технологии самодиагностики и обновлять встроенное ПО накопителя.

Что нужно знать об SSD каждому программисту


На фото SSD Samsung PM1733

Твердотельные накопители (Solid-State Drives, SSD) на основе флэш-памяти уже заменили многие магнитные диски в качестве стандартных накопителей. С точки зрения программиста SSD и диски очень похожи: и те, и другие являются устройствами постоянного хранения, обеспечивающими страничный доступ через файловые системы и системные вызовы, и имеющими большой объём.

Однако у них есть и важные различия, которые становятся существенными, если нужно достичь оптимальной производительности SSD. Как мы увидим, SSD устроены сложнее и если воспринимать их просто как быстрые диски, то их производительность может вести себя довольно загадочным образом. Цель этого поста — показать, почему SSD так себя ведут, что поможет вам создавать ПО, способное использовать их особенности. (Стоит заметить, что я буду говорить о NAND-памяти, а не о памяти Intel Optane, имеющей другие характеристики.)

Приводы, а не диски

SSD часто называют дисками, но это неверно, потому что они хранят данные в полупроводниковых устройствах, а не на механическом диске. Для чтения или записи в произвольный блок диск механически перемещает головку в нужное место, что занимает порядка 10 мс. Однако операция произвольного чтения с SSD занимает около 100 мкс — в 100 раз быстрее. Благодаря такой низкой задержке загрузка системы с SSD намного быстрее, чем загрузка с диска.

Ещё одно важное отличие дисков от SSD заключается в том, что диски имеют одну дисковую головку и имеют хорошие показатели только при последовательном доступе. В отличие от них, SSD состоят из десятков или даже сотен флэш-чипов («параллельных блоков»), доступ к которым может выполняться параллельно.

SSD прозрачным образом разделяет большие файлы по флэш-чипам на части размером со страницу, а аппаратное устройство предвыборки гарантирует, что последовательное сканирование использует все доступные флэш-чипы. Однако на уровне флэш-памяти особой разницы между последовательным и произвольным чтением нет. Большинство SSD способно достигать полной полосы пропускания и при считывании произвольных страниц. Для этого необходимо запланировать сотни параллельных запросов произвольного ввода-вывода, чтобы одновременно работали все флэш-чипы. Это можно реализовать запуском множества потоков или при помощи асинхронных интерфейсов ввода-вывода, например, libaio или io_uring.

Запись

Всё становится ещё интереснее, когда дело касается записи. Например, если изучать задержки записи, то можно замерить результаты от 10 мкс — в 10 раз быстрее, чем считывание. Однако задержки кажутся такими низкими только потому, что SSD кэшируют операции записи на энергозависимую ОЗУ. Истинная задержка записи NAND-памяти примерно равна 1 мс — в 10 медленнее, чем чтение. На SSD потребительского уровня её можно измерить, отдав после записи команду синхронизации/сброса, чтобы гарантировать, что данные сохранились во флэш-память. В большинстве SSD серверов задержку записи невозможно замерить напрямую: синхронизация/сброс завершаются мгновенно, поскольку батарея гарантирует сохранность кэша операций записи даже в случае отключения электропитания.

Читайте также:  Как посмотреть какая скорость интернета на ноутбуке

Чтобы достичь высокой полосы пропускания записи, несмотря на достаточно высокую задержку записи, SSD используют тот же трюк, что и при чтении: они обеспечивают параллельный доступ к нескольким чипам. Так как кэш операций записи может записывать страницы асинхронно, для получения хорошей производительности записи даже необязательно планировать очень много параллельных операций записи. Однако задержку операций записи не всегда можно скрыть полностью: например, поскольку запись в 10 раз больше занимает флэш-чип, чем считывание, операции записи вызывают значительные «хвостовые задержки» для считывания с того же флэш-чипа.

Операции записи вне порядка

Мы упускаем один важный факт: страницы NAND-памяти невозможно перезаписывать. Записи страниц могут выполняться только последовательно, в пределах блоков, которые были заранее стёрты. Эти стираемые блоки имеют размеры в несколько мегабайт, а потому состоят из сотен страниц. На новом SSD все блоки стёрты и пользователь может напрямую начинать добавлять новые данные.

Однако обновление страниц — это не такой простой процесс. Было бы слишком затратно стирать весь блок просто для того, чтобы перезаписать единственную страницу. Поэтому SSD выполняют обновления страниц, записывая новую версию страницы в новое место. Это означает, что логические и физические адреса страниц разделены. Хранящаяся в SSD таблица отображения преобразует логические (программные) адреса в физические (аппаратные) местоположения. Этот компонент также называют Flash Translation Layer (FTL). Например, давайте представим, что у нас есть SSD с тремя стираемыми блоками, в каждом из которых по четыре страницы. Последовательность записей страниц P1, P2, P0, P3, P5, P1 может привести к следующему физическому состоянию SSD:

Блок 0 P1 (старая) P2 P0 P3
Блок 1 P5 P1
Блок 2

Сборка мусора

При использовании таблицы отображения и непоследовательной записи всё работает хорошо, пока в SSD не заканчиваются свободные блоки. Старую версию перезаписанных страниц рано или поздно нужно восстановить. Если мы продолжим предыдущий пример, выполнив запись страниц P3, P4, P7, P1, P6, P2, то получим следующую ситуацию:

Блок 0 P1 (старая) P2 (старая) P0 P3 (старая)
Блок 1 P5 P1 (старая) P3 P4
Блок 2 P7 P1 P6 P2

На этом этапе у нас больше нет свободных стираемых блоков (хотя с точки зрения логики пространство может и оставаться). Прежде чем записать ещё одну страницу, SSD должен сначала стереть блок. В нашем примере сборщику мусора лучше всего будет стереть блок 0, потому что используется только одна из его страниц. После стирания блока 0 мы освобождаем место для трёх операций записи, а SSD выглядит так:

Блок 0 P0
Блок 1 P5 P1 (старая) P3 P4
Блок 2 P7 P1 P6 P2

Write Amplification и Overprovisioning

Для сборки мусора блока 0 нам нужно физически переместить страницу P0, хотя с точки зрения логики с этой страницей ничего не происходит. Другими словами, у SSD на флэш-памяти количество физических операций записи (во флэш) обычно выше, чем количество логических (программных) операций записи. Соотношение между этими двумя параметрами называется write amplification (усиление записи). В нашем примере, чтобы освободить место под 3 новых страницы в блоке 0, нам пришлось переместить 1 страницу. У нас получилось 4 физических операций записи на 3 логические операции записи, т.е. коэффициент усиления записи равен 1,33.

Высокие коэффициенты усиления записи снижают производительность и срок жизни флэш-памяти. Величина коэффициента зависит от паттерна доступа и заполненности SSD. Объёмные последовательные операции записи имеют низкий коэффициент write amplification, а наихудшим случаем являются произвольные операции записи.

Предположим, наш SSD заполнен на 50% и мы выполняем произвольные операции записи. Когда мы стираем блок, то в среднем примерно половина страниц блока по-прежнему используется и должна быть перемещена. То есть коэффициент write amplification при коэффициенте заполнения накопителя 50% равен 2. Обычно наихудший коэффициент write amplification, получаемый при коэффициенте заполнения f, равен 1/(1-f):

f 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,95 0,99
WA 1,11 1,25 1,43 1,67 2,00 2,50 3,33 5 10 20 100

Так как при близких к 1 коэффициентах заполнения коэффициенты write amplification становятся чрезвычайно высокими, у большинства SSD есть скрытый запасной объём (overprovisioning). Этот объём обычно равен 10-20% от общего объёма. Разумеется, также можно добавить больше overprovisioning, создав пустой раздел и ничего туда не записывая.

Вывод и дополнительные источники

SSD стали довольно дешёвыми и они имеют очень высокую производительность. Например, серверный SSD Samsung PM1733 стоит примерно 200 евро за терабайт и обеспечивает полосу пропускания почти 7 ГБ/с для чтения и 4 ГБ/с для записи. Для достижения такой высокой производительности нужно понимать, как работает SSD, поэтому в этом посте я описал самые важные внутренние механизмы SSD на флэш-памяти. Я стремился к лаконичности, поэтому кое-что упрощал. Чтобы узнать больше, можно начать с этого туториала, в котором даются ссылки на полезные статьи. Нужно также заметить, что из-за высокой скорости SSD часто узким местом производительности становится стек ввода-вывода ОС. Экспериментальные результаты по Linux можно найти в нашей статье для конференции CIDR 2020.

На правах рекламы

Наши облачные серверы используют only NVMe сетевое хранилище с тройной репликацией данных. Вы можете использовать арендовать сервер для любых задач — разработки, размещения сайтов, использования под VPN и даже получить удалённую машину на Windows! Идей может быть много и любую из них поможем воплотить в реальность!

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector