Накопители SSD (Solid State Drive, твердотельные или полупроводниковые накопители) широко используются вместо традиционных накопителей на жестких [магнитных] дисках HDD (Hard Disk Drive), которые многие годы оставались основным устройством внешней памяти любых компьютеров. Однако сейчас все больше пользователей задумываются над тем, как выбрать накопитель SSD в качестве внешнего или архивного места хранения данных.
Как известно, накопители SSD не имеют движущихся частей по определению, поэтому намного быстрее накопителей HDD, но одновременно и намного дороже. Например, за $150 можно купить SSD емкостью 300 ГБ или HDD от 2 до 4 ТБ. Поэтому накопители SSD емкостью 1 ТБ не вполне по карману рядовому пользователю, который обычно выбирает модели меньшей емкости и использует их в качестве так называемого загрузочного или системного диска/накопителя, на котором размещается только операционная система и временные файлы. Но какова реальная емкость, необходимая пользователю, и когда придется дополнительно прикупить еще один накопитель для хранения пользовательских данных:
— 32 ГБ: достаточно для установки операционной системы (ОС) с офисными программами. Для видео и игр места уже не хватит.
— 64 ГБ: без проблем для установки ОС и для всех программ, но место для видео и игр будет несколько ограничено.
— 120 ГБ: без проблем для установки ОС и для всех программ и неплохо для видео/игр. Хватит для нескольких избранных с супербыстрой загрузкой.
— 240 ГБ: без проблем для установки ОС и для всех программ, а также коллекции видео и всех игр, включая давно забытые. Но уже скоро встанет вопрос об увеличении объема хранения.
— Более 480 ГБ: без проблем для всех текущих и будущих задач, разумеется в разумных пределах, ведь дискового пространства никогда не бывает много.
При выборе конкретной модели SSD лучше доверится известным компаниям, например Samsung, Crucial, Intel или SanDisk, хотя можно найти более выгодные предложения, в которых некоторые технические параметры будут несколько снижены.
Сейчас большая часть SSD используют энергонезависимую флэш-память типа NAND, «упакованную» в стандартный корпус HDD, хотя и меньшей толщины (1,8; 2,5 или 3,5 дюйма). Наиболее дешевой по отношению цена/емкость будут флэш-память MLC (multi-level cell, многоуровневая ячейка), в которой каждый транзистор с изолированным затвором (ячейка памяти) хранить несколько разрядов данных. Ячейки памяти типа SLC (single-level cell, одноуровневая ячейка) предназначены для хранения в каждом транзисторе только одного разряда, но при этом с повышением надежности и срока службы.
Сравнить накопители SSD и HDD не так просто. Безусловно, что последние проигрывают по задержке на вращение магнитного диска и времени поиска нужного цилиндра, но в SSD используется блочный алгоритм предварительного стирания ставших ненужными страниц памяти, а в дисках HDD можно сразу перезаписывать любой блок данных поверх уже имеющегося. Причем при прерывании электропитания во время стирания страницы SSD, она будет потеряна и перейдет в список ошибочных.
Рассмотрим преимущества и недостатки SSD и HDD подробнее:
Время запуска: мгновенно у SSD, хотя может потребоваться несколько миллисекунд на выход их спящего режима. На поворот и разгон до рабочих оборотов диска в HDD уйдет определенное время – для них характерна кратковременная длительная задержка при запуске.
Время случайного доступа: обычно менее 0,1 мс в SSD и от 2,9 (дорогие серверные накопители) до 12 мс (в ноутбуках) для HDD, где нужно сместить головку чтения/записи и дождаться поворота диска до нужного сектора.
Задержка чтения: низкая/постоянная в SSD и высокая/переменная в HDD, где задержка зависит от времени поиска.
Скорость передачи данных: в SSD можно добиться постоянной скорости чтения/записи, но когда речь идет о большом количестве маленьких блоков (файлов) производительность резко снижается. В накопителях эконом-класса (пользовательский сектор рынка) максимальная скорость передачи данных обычно от 100 до 600 МБ/с. В устройствах корпоративного класса пропускная способность повышается до нескольких гигабайт в секунду, хотя и с соответствующим повышением стоимости. После позиционирования головки в нужное место магнитного диска HDD скорости записи и чтения становятся постоянными на уровне примерно 140 МБ/с для корпоративных моделей. Но на практике она обычно снижается из-за повторного позиционирования головки во фрагментированных файлах (распределенных частями по всему диску). В обоих случаях (корпоративные и пользовательские HDD) пропускная способность зависит от частоты вращения шпинделя диска в диапазоне от 4200 до 15 000 об/мин и расположения цилиндра (цилиндры, которые находятся ближе к краю, читаются быстрее).
Производительность чтения (Read performance) меняется в SSD, где в отличие от механической записи на жесткий диск, происходит снижение производительности из-за так называемого «усиления записи (write amplification)», когда ячейки памяти NAND показывают существенное падение характеристик на протяжении всего срока службы. Контроллер SSD до некоторой степени устраняет проблему за счет выравнивания износа (wear leveling) с равномерным распределением операции записи (стирание и программирование) по всему объему SSD. В накопителях HDD скорость зависит не только от пропускной способности, но и от местоположения отдельных частей фрагментированного файла.
Влияние на фрагментирование в файловой системе: в SSD нет весомого преимущества от последовательного чтения данных из соседних адресов, а дефрагментация ведет только к дополнительным операциям записи, которые существенно снижают срок службы накопителя. В HDD фрагментация выражено гораздо сильнее, поэтому необходима регуляторная дефрагментация, особенно крупных файлов.
Шум (звуковой): отсутствует в SSD, но характерен для HDD с движущимися деталями (головки, привод, мотор шпинделя).
Контроль температуры: SSD не требуют специального охлаждения и менее чувствительны к высоким температурам, чем HDD. В скоростных корпоративных моделях HDD может потребоваться специальный вентилятор, поскольку наружная температура выше 35 °C может вызвать сокращение срока службы, а надежность снижается при превышении 55 °C.
Работа при низких температурах: SSD могут работать до −55 °C, а многие современные HDD при 0 °C.
Высота над уровнем моря: никак не сказывается на работе SSD, но безопасность HDD гарантируется на высоте не более 3000 метров, а отказ начнется на высоте не менее 12 тыс. метров над уровнем моря.
Запуск после охлаждения: никак не сказывается на работе SSD, но для HDD требуется некоторое время на прогрев до рабочей (комнатой) температуры.
Отверстия для выравнивания давления (например, при перевозке самолетом): не нужны в SSD, но необходимы в HDD.
Стойкость к воздействию магнитных полей: незначительное влияние на флэш-память и SSD в целом, но возможно наведение импульса в остальных электрических цепях, как и в HDD.
Размер и вес: форм-фактор SSD повторяет стандарты HDD только для совместимости по крепежным отверстиям.
Надежность и срок службы: существует ограничение на перезапись каждого блока памяти в SSD. Контролер накопителя выравнивает такую нагрузку по всему объему ячеек памяти, но неисправность самого контроллера делает неработоспособным весь накопитель. В целом, надежность и срок службы SSD меньше HDD. Причем недавние исследования показывают малую стойкость SSD к случайным провалам напряжения питания.
Цена за единицу емкости: для SSD равна $0,37 за гигабайт на февраль 2015. Для HDD эта величина равна примерно $0,05 для 3,5-дюймовых моделей и 0,10 для 2,5-дюймовых накопителей
Потребляемая мощность: высокопроизводительные SSD обычно имеют мощность в половину или треть от сравнимых HDD, но современные технологии помогают снизить энергопотребление, особенно на холостом ходу, поэтому модели HDD с низким энергопотреблением могут иметь потребляемую мощность до 0,35 ватт на холостом ходу (для более крупных 2,5-дюймовых накопителей — от 2 до 5 ватт). Высокопроизводительные HDD форм-фактора 3,5 дюйма могут иметь потребляемую мощность до 20 Вт.
Источник:
https://en.wikipedia.org/wiki/Solid-state_drive