Как выбрать SSD накопитель
Ускоряете компьютер? Первое, что приходит в голову — это процессор, память и видеокарта. Об ускорении «винчестера» некоторые задумываются в последнюю очередь, выбирая его по остаточному принципу. И хорошо, если в списке покупок оказывается все-таки твердотельный накопитель, а не единственный безальтернативный жесткий диск. Эта небольшая шпаргалка поможет чуть лучше разобраться в современных технологиях накопителей и не растеряться при выборе SSD для своего компьютера.
Форм-факторы: mSATA, M.2, 2.5″ и PCI Express — чем они отличаются?
Действительно, SSD выпускаются в трех разных форм-факторах. Строго говоря, есть еще внешние накопители, которые могут иметь вообще любой вид и подключаться к компьютеру посредством Thunderbolt или USB, но мы сейчас не о них.
2,5″ (два с половиной дюйма) — это типичный размер ноутбучного жесткого диска. Простой и понятный, поэтому в таком же корпусе стали выпускать и твердотельные накопители, чтобы проще было модернизировать старые устройства, да и для новых особо ничего не выдумывать. Разъем и кабель SATA, питание тоже как у жесткого диска. Большой алюминиевый корпус для хорошего теплоотвода. Это преимущества 2,5-дюймового формата SSD. Недостатки растут из них же: SATA — медленный интерфейс. Он не дает раскрыться технологии SSD, да и в таких габаритах нет потребности, современные твердотельные накопители могут занимать гораздо меньше места.
mSATA — формат накопителя, который проще всего описать как 2,5″ без корпуса. То есть, это небольшая плата с чипами памяти, имеющая разъемы передачи данных и питания по стандарту SATA. Компактнее предыдущего варианта, но с тем же медленным интерфейсом.
M.2 — современный компактный формат для большинства SSD. Это, по сути, плата с микросхемами, которая подключается напрямую к материнской плате. Без кабелей и громоздких корпусов. Изначально этот формат появился там, где теснее всего, то есть, в ноутбуках. Но со временем прижился и в настольных компьютерах. Минусом такого решения можно считать разве что недостаточный теплоотвод: некоторым моделям, работающим в режиме высоких нагрузок, нужны дополнительные радиаторы. В большинстве случаев при выборе SSD для домашнего игрового компьютера есть смысл выбирать именно формат M.2. Кстати, цифры 2280 в названии (ещё бывают варианты 2230, 2242, 2260) указывают всего лишь на размер платы в миллиметрах, где 22 — ширина (у всех одинаковая), а 80 — длина (влияет по сути только на место, занимаемое внутри системного блока).
PCI Express — тут главное не запутаться. Смотрите: этим термином называют как интерфейс передачи данных, так и физический разъем на материнской плате. Сейчас мы говорим как раз о разъёме, точнее, о форм-факторе карты расширения, устанавливаемой в слот PCI Express. Плюс такого варианта реализации SSD — в возможности использовать более быструю конфигурацию PCIe x8. Но такая карта расширения, крупная и занимающая неожиданный слот, больше подойдет для сервера, хотя можно поэкспериментировать и дома, если позволяет бюджет.
Что такое NVMe и в чем отличие от SATA?
Вот, это важный момент. С форм-факторами 2,5″ и mSATA все понятно, они работают по интерфейсу SATA. Накопители в формате карт для слота PCI Express работают по интерфейсу PCI Express. А вот стандарт M.2 заставляет нас все-таки поглубже разобраться в этих интерфейсах, потому что есть M.2-накопители, работающие как по более медленному протоколу SATA, так и по более быстрому PCIe.
SATA — это старый добрый интерфейс для подключения жестких дисков знакомыми красными проводами (олдфаги помнят еще более старый IDE с широкими серыми шлейфами, но эти технологии древности для SSD бесполезны). Максимальная пропускная способность SATA достигает 600 Мбайт/сек. Этого с головой хватало жестким дискам, но для быстрой флеш-памяти это явно узкое место. Поэтому накопитель формата М.2, работающий по интерфейсу SATA (его можно отличить по двум прорезям-ключам на разъеме с контактами) — не самое быстрое решение.
NVMe (Non-Volatile Memory Express) — более быстрый протокол работы накопителей. Физически он использует тот же разъем М.2, но передает данные по шине PCI Express. Которая, в свою очередь, имеет разные версии, дальше расскажем подробнее.
PCIe 4.0: в чем отличие от PCIe 3.0?
Скорость. Да, там в спецификации есть про повышенную надежность работы, но основное отличие именно в скорости. Пропускная способность четвертой версии интерфейса PCIe вдвое выше, чем у третьей. Максимальная скорость одного канала (PCIe x1) составляет почти два гигабайта в секунду (1,969 Гбайт/с). Для SSD-накопителей, работающих через разъём M.2 с интерфейсом PCIe x4 потолок составит, соответственно, 7,87 Гбайт/с. Как вы уже знаете, предел возможностей SATA III составляет всего 600 Мбайт/с, это примерно в 13 раз медленнее.
А что там с SSD для Apple?
У Apple, как всегда, все по-своему. Твердотельные накопители в макбуках и аймаках прошли общую для всех эволюцию интерфейсов, перейдя с SATA на PCIe. А вот разъемы на накопителях там свои, несовместимые с классическими M.2, хотя протокол передачи данных тот же. Так что если вы апгрейдите макбук, выбирайте накопитель, поддерживаемый макбуками, причем обратите внимание на особенности конкретно своей модели.
Что такое IOPS и на что влияет?
Айопс (расшифровывается как input/output operations per second) — это важный параметр скорости накопителя. Со скоростью передачи данных по разным интерфейсам мы уже разобрались, но есть еще один нюанс. Насколько велики задержки при попадании информации внутрь накопителя и при извлечении их оттуда? Вот на этот вопрос как раз и отвечает показатель IOPS. И у накопителей SSD он гораздо выше, чем у классических жестких дисков. Чисто механически: жесткому диску, для того, чтобы считать информацию с определенного участка пластины, нужно какое-то время, чтобы физически «поднести» магнитную головку к нужному месту. Твердотельные накопители лишены таких сложностей. Поэтому, если у HDD показатель IOPS измеряется сотнями, то у SSD — десятками и сотнями тысяч, причем у самых производительных вроде Samsung SSD 980 PRO этот параметр достигает миллиона.
SLC, MLC, TLC, QLC — в чем разница?
Разница в количестве бит информации, которое можно сохранить в одной ячейке памяти. Чем больше, тем плотнее упакована информация в накопителе и тем больше его ёмкость при аналогичной стоимости. Но скорость доступа при этом может быть ниже. Давайте по порядку.
SLC (Single-Level Cell) — тип флеш-памяти, где в одной ячейке хранится один бит информации. Такая память будет быстрой и энергоэффективной, но весьма дорогой.
MLC (Multi-Level Cell) — тут в одной ячейке можно хранить не один бит данных, а много. Целых два (потому что случаи с большим количеством бит впоследствии получили свои собственные названия, о них дальше). Соответственно, плотность данных выше, стоимость одного гигабайта ниже, но скорость и выносливость накопителя теоретически уступают SLC.
Впрочем, современные технологии позволяют эти нюансы понемногу компенсировать. Чтобы не сталкиваться с чисто физическими ограничениями при производстве чипов памяти, ячейки стали делать трехмерными, то есть, на одном слое микросхемы размещать сразу несколько ячеек, как бы «в высоту». Так появились приставки 3D у типов памяти TLC и QLC.
TLC (Triple-Level Cell) — три бита данных в ячейке. Такая память также может называться 3-bit MLC или MLC-3, потому что это фактически одна из разновидностей MLC. Современные технологии производства уже позволяют делать такие чипы весьма быстрыми .
QLC (Quad-Level Cell) — четыре бита данных в ячейке, то есть, 4-bit MLC. В данный момент такая память считается наиболее доступной, хотя и уступает по скоростным характеристикам другим описанным типам.
А что значит V-NAND?
Это один из типов упомянутой выше 3D флеш-памяти. Во-первых, следует знать, что вся флеш-память делится на два больших класса NAND и NOR. Они отличаются логикой организации доступа к данным, и для современных SSD используется только память типа NAND. А вот уточнение «V-NAND» говорит о том, что это память с вертикальным типом организации трехмерной структуры ячеек. Еще есть горизонтальный тип, но вникать в такие тонкости при выборе конкретного накопителя вам вряд ли понадобится.
Хорошо, а о чем говорит показатель TBW?
О том, сколько всего данных гарантированно можно записать на этот накопитель. Это один из показателей надежности накопителя. Как известно, SSD тоже подвержены износу, и одну ячейку нельзя перезаписывать бесконечное количество раз. Чем больше заявленный производителем параметр TBW (Total Bytes Written), тем больше данных может быть записано на диск в течение его жизненного цикла. TBW обычно измеряется в терабайтах. Для домашнего пользователя значения 100 может хватить на добрый десяток лет использования, а вот для сервера, который постоянно перезаписывает данные, этого может быть маловато.
Что такое S.M.A.R.T. и зачем нужна эта технология?
S.M.A.R.T. звучит похоже на smart, то есть, что-то умное. В случае с накопителями это self-monitoring, analysis and reporting technology, то есть, технология самоанализа состояния устройства. Жесткий диск или SSD, поддерживающий S.M.A.R.T., может своевременно предупредить о намечающихся проблемах в работе. Точнее не так, накопитель умеет только определять и хранить набор важных параметров, а вот сообщать о них пользователю технически будет уже операционная система или специальная программа. Технология S.M.A.R.T. изначально разрабатывалась именно для жестких дисков, поэтому в ней есть много параметров, связанных с его анатомией. Но с приходом SSD появились особенные параметры и для них (количество циклов записи, счетчики разнообразных ошибок, состояние пула резервных блоков). Для пользователя это важный сигнал: если S.M.A.R.T. говорит об износе накопителя, вы можете заранее позаботиться о покупке нового и резервном копировании данных. А не в панике и в последний момент, как обычно.
Ура! Теперь вы без труда расшифруете надпись вроде «M.2 2280 PCIe 4.0 x4 V-NAND TLC» (подсказка: это накопитель размером 22х80 миллиметров с разъемом М.2, который работает на быстрой шине PCI Express 4.0 в четыре потока и содержит чипы «трехмерной» флеш-памяти с возможностью хранения трех бит данных в каждой ячейке). Можно брать.
При поддержке Samsung SSD 980 PRO
В работе над этим редакционным материалом, созданным с учетом интересов читателей gg , участвовал рекламодатель — компания Samsung, заинтересованная в том, чтобы вы больше узнали о возможностях современных SSD-накопителей и после прочтения этого текста знали на что нужно обращать внимание при выборе такого хранилища данных для своего компьютера.
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.
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!
5 моментов, о которых нужно знать перед покупкой SSD
Жесткие диски по прежнему играют ключевую роль и являются одним из основных компонентов современных компьютеров. Считается нормальным, если вы будете покупать/заменять HDD через каждые несколько лет. Но мир домашних компьютеров уже движется в сторону твердотельных накопителей (SSD), и, возможно, на этот раз вы пойдете за покупкой SSD, вместо HDD. Нужен ли вам такой? Давайте попробуем выяснить это в данной статье.
Несколько лет назад большинство пользователей отказалось от SSD из-за их высокой цены, ограниченных возможностей хранения и потенциальных проблем с совместимостью. Большинство этих проблем в недавнее время были решены, так что ответ — Да, вам нужен такой накопитель. В этом вы убедитесь прочитав статью до конца.
Как говорится, есть несколько моментов, о которых нужно знать перед погружением в эту тему. Не делайте этого вслепую. Будьте информированными, чтобы принять лучшее решение при покупке SSD.
Цены на твердотельные накопители за последние несколько лет сильно упали. В 2010 году средняя цена на них колебалась около 3 долларов США за Гб памяти, в то время как в 2015 году вы можете найти SSD по 34 цента (20-30 руб.) за 1 Гб памяти, например, Crucial BX100 500 Гб стоит от 169 долларов (от 11 тыс. руб.).
Кстати говоря, SSD все равно дороже, чем традиционные жесткие диски, и эта разница в цене не является незначительной. К примеру, Western Digital Blue в 1 Тб можно купить за 3600 руб. Сравнивая с Samsung 850 EVO, цена WD Blue втрое ниже при том, что места на нем в два раза больше.
Так что в вопросах, касающихся экономии, HHD без лишних вопросов бьет SSD. Если ваш бюджет ограничен, остановитесь на HHD. Тем не менее, SSD никогда еще не были столь дешевы, как сейчас, и они в достаточной степени доступны, так что не бойтесь потратиться. Они того стоят.
Если вы решили, что вам нужен SSD, покупка накопителя большей емкости будет в 2 раза выгоднее. К примеру, Samsung 850 EVO 120 ГБ стоит около 5000 рублей (50 руб. за Гб). Заплатив на 2500 рублей больше, вы можете получить емкость до 250 Гб (30 руб. за Гб). Но выгоднее всего получается SSD с емкостью 500 ГБ за 12,5 т.р. с ценой в 25 рублей за 1 Гб памяти. Так что, покупая такой накопитель, вы платите полцены за 1Гб!
Физические характеристики
Когда бы вы ни покупали оборудование, вам всегда нужно выяснить вероятность возможной несовместимости. Лучший в мире SSD окажется совершенно бесполезным, если вы не сможете использовать его в свой системе, правильно? К счастью, SSD (большая часть) в значительной степени стандартизированы, так что все у вас будет в порядке, если вы изобразите хотя бы подобие внимания к этой детали.
Форм-фактор: большинство современных SSD идут в 2,5-дюймовом форм-факторе, что как раз совпадает со стандартным размером жесткого диска для ноутбуков. Такое устройство неудобно использовать для десктопов, которые требуют 3,5-дюймового форм-фактора, но вы можете исправить это, используя адаптер — такой, как, например, SABRENT 2.5″-3.5″ Mounting Kit за 7 долларов.
Следует отметить, что сейчас набирает популярность новый форм-фактор: стандарт М.2 (известный ранее под названием NGFF). Такие SSD, предназначенные для ультратонких ноутбуков и мини-ПК, очень тонкие и имеют крошечные размеры.
Толщина: то, что SSD имеет форм-фактор 2,5 дюйма, еще не значит, что он подойдет к вашему ноутбуку. Также вы должны убедиться, что его толщина достаточно мала для вашего ноутбука.
Обычно толщина SSD колеблется где-то между 7 и 9,5 мм, современные накопители чаще стремятся в меньшую сторону, к 7 мм. Сверьтесь с инструкцией к вашему ноутбуку, чтобы узнать, какая толщина вам подойдет.
Интерфейс: основная масса SSD потребительского класса имеют SATA-интерфейс, хотя получите ли вы 3 Гб/с или 6 Гб/с SATA, зависит от возможностей вашего компьютера. Сейчас в основном выпускаются устройства с 6 Гб/с, но если вам удастся найти 3 Гб/с, те, скорее всего, будут дешевле.
Шум: одно из преимуществ SSD перед HDD — то, что SSD работает тише ввиду отсутствия механических составляющих. Если вы хотите уйти от жужжания HHD из-за вращения диска и треска во время поиска файлов, тогда SSD вам как никак лучше подойдет.
Производительность
Главным преимуществом SSD перед HHD — а также причиной, по которой люди остаются с SSD перейдя на них с HHD — тот факт, что SSD работают быстрее. С SSD компьютер загружается за секунды, программы запускаются почти мгновенно, а файлы перемещаются до 10 раз быстрее.
Стоит отметить, что в вопросах производительности даже худшие из SSD все равно на голову впереди HHD. Если все, что вам нужно — это скорость, то вопросов нет — SSD создан специально для вас.
Как уже было сказано, не все SSD одинаковы. Достаточно посмотреть на следующие варианты:
- SanDisk Internal 120 Гб (52 доллара) имеет скорость последовательного считывания 520 Мб/с и скорость последовательной записи 180 Мб/с;
- Silicon Power Velox V70 120 Гб (140 долларов) имеет скорость последовательного считывания 557 Мб/с и скорость последовательной записи 507 Мб/с.
Может быть, разница в 37 Мб/с при считывании и 327 Мб/с при записи и не важна для вас, тогда вам просто можно выбрать боле дешевый вариант. Но если вам действительно важен каждый бит скорости, тогда вы должны представлять себе, сколько это будет вам стоить (дополнительных 88 долларов в примере выше).
Емкость накопителя
Существует важное различие в том, как работают HDD и SSD. В то время, как HDD часто приходится иметь дело с фрагментацией диска, у SSD есть своя причина для переживаний — сбор мусора.
Когда данные записываются на SSD, они записываются во фрагменты, называемые страницами. Группа страниц называется блоком. В любое заданное время страницы в блоке могут быть все заполнены, все пусты или частично заполнены.
Из-за того, что они так сконструированы, перезаписать существующие данные на SSD на получится (в отличие от HHD). Вместо этого, для того, чтобы записать новые данные в заполненный блок, весь блок должен быть затерт.
Более того, для предотвращения потери данных любая информация, присутствовавшая в блоке, должна быть сначала перенесена куда-нибудь еще перед тем, как стереть блок. Как только данные перемещены и блок освобожден, только тогда новые данные могут быть записаны в этот блок.
Этот процесс, называемый сбором мусора, требует свободного места для правильного функционирования. Если у вас недостаточно свободного места, то процесс сбора мусора теряет эффективность и замедляется. Это одна из причин, почему производительность SSD падает со временем: он чересчур загружен.
Для того, чтобы поддерживать сбор мусора на пике эффективности, традиционным советом будет поддержание 20-30 процентов дискового пространства пустыми. Для накопителя емкостью 250 Гб это будет значить, что вы можете использовать только 200 Гб максимум.
Долговечность
Последняя деталь, о которой нужно подумать, это то, как долго SSD будет вам служить. Только 74 % жестких дисков выживают после четвертого года жизни. Как по сравнению с такими результатами ведут себя SSD?
В отличие от HDD, SDD не имеют в своем составе движущихся частей — что очень хорошо для тихой работы, а также подразумевает, что нечему изнашиваться. Следовательно, механически повреждения не должны вас волновать.
Плохая новость, с другой стороны — это то, что SSD более подвержены поломкам из-за перепадов электричества. Потеря энергоснабжения во время работы устройства может обернуться повреждением данных или даже полномасштабной поломкой устройства.
К тому же, блоки памяти на SSD имеют ограниченное число возможных сессий записи. Если вы постоянно записываете данные на SSD (порядка 1 Гб в сутки), то, возможно, устройство потеряет возможность записывать данные (хотя чтение все еще будет возможным).
Ожидаемая продолжительность жизни твердого накопителя — 5-7 лет. С каждым годом после истечения данного срока вероятность поломки устройства возрастает.
Подходит ли вам SSD?
Если вы стеснены в средствах, вас не волнует скорость, либо вы прежде всего беспокоитесь за сохранность данных, то вам стоит остановиться на традиционном жестком диске. Для всех остальных как раз настало самое время перейти на SSD, если вы этого еще не сделали.
SSD диск — что это такое: новые горизонты хранения данных или очередной маркетинг
Аббревиатура SSD расшифровывается как Solid-State Drive. Что, собственно, так и переводится — твердотельный накопитель. Особенность его заключается в том, что он не содержит подвижных механических частей: внутри находятся лишь платы и микросхемы, с помощью которых и происходят запись, хранение и чтение информации. История SSD началась довольно давно.
Впервые какое-то подобие смогла реализовать StorageTek в 1985 году. Но в то время высокая стоимость и невысокая технологичность комплектующих не позволяли массово внедрять решения в массы, да и особо не было ответа, для чего нужен в компьютере быстрый SSD диск, если интерфейсы и периферия все равно работала медленно. Зато в начале 2010-х годов популярность SSD сильно возросла. Сейчас практически каждый новый ноутбук поставляется с SSD либо гибридной конфигурацией с жестким диском. Далее мы рассмотрим, что это такое — SSD в ноутбуке или стационарном компьютере.
Для чего нужен SSD-накопитель в компьютере
SSD по своему назначению ничем не отличается от HDD. Он призван выполнять ту же функцию — хранить данные, операционную систему, файлы подкачки и тому подобное. Естественно, что эта замена более дорогая, если переводить рассчитывать в отношении гигабайт/рубль. Более чем вероятно, что в недалеком будущем ситуация изменится.
Устройство жесткого диска SSD ноутбука и в компьютере
Никакой разницы между тем, что такое SSD в ноутбуке и стационарном компьютере по сути нет. Внешне устройство может представлять собой похожий на HDD корпус, или же быть выполнено в виде платы для установки в разъем типа М.2. Если разобрать SSD или посмотреть на плату, то она очень похожа конструкцией на обычную флешку. В целом, SSD и есть большая флешка, с тем же принципом работы. 
Так выглядит SSD без одежды Управляет всем устройством контроллер, который распределяет данные по ячейкам, следит за их состоянием, удалением и в целом выполняет все функции, аналогичные функциям процессора в компьютере. Сама память представляет собой флеш-память, такую же, как на флешках. В SSD используется тип NAND, который характеризует собой трехмерную компоновку проводников, где на пересечениях используется ряд ячеек. 
несколько одинаковых чипов на плате — NAND-память По методу записи данных в ячейку различают два вида реализации: SLC – Single-level Cell и MLC – Multi-level Cell. Как можно догадаться, в первом случае в одну ячейку пишется всего один бит, в втором — несколько. Сейчас из MLC вышел еще один тип, название которого устоялось в обиходе, хотя и входит в подмножество этого типа — TLC, Triple-level Cell.
Есть ряд преимуществ и недостатков у каждой реализации. MLC выходит дешевле в пересчете на соотношение объем/цена. Это делает жесткий диск SSD дешевле в конечном итоге, что сказывается и на выборе потребителей. Но структура записи в несколько слоев накладывает ограничения на количество циклов записи и производительность. Чем больше уровней вложения используется, тем сложнее становится алгоритм работы с ячейками и меньше ресурс. SLC пропорционально дороже, обладает большим ресурсом и производительностью. Схема различий между SLC и MLC, а также TLC Проблемы с ресурсом и надежностью памяти производители решают с помощью алгоритмов, позволяющих контролировать процесс использования ячеек: запись производится в те участки памяти, которые использовались реже всего. Используется и еще один подход — резервирование памяти. Практически каждый SSD оставляет «про запас» около 20% памяти, чтобы пополнять ее оттуда в случае утраты ячейки.
Принцип работы SSD-диска
Наверное, многие знают, как работает обычный жесткий диск — магнитная головка бегает от начала к краю вращающегося диска и читает с дорожек данные. Основная проблема магнитных дисков — слишком много времени уходит на позиционирование головки на участке с нужными данными. А если файл еще и разбит на несколько кусков по разным участкам, то время процесса чтения или записи и вовсе увеличивается в разы. Внутреннее убранство HDD и SSD Чтобы понять, что такое ССД диск, нужно знать принцип его действия. Для доступа к данным для чтения или ячейкам для записи системе нужно лишь знать адрес. Затем контроллер просто возвращает блоки данных. Время тратится лишь на поиск адреса и передачу данных — буквально миллисекунды.
Виды жестких твердотельных дисков
По видам SSD можно характеризовать по форм-фактору и типу интерфейса. Форм-факторов встречается три основных:
- 2,5”. Диск облачен в корпус размером 2,5 дюйма. Обеспечивает совместимость практически между всеми видами систем: ноутбуки, серверы, ПК.
Компактный формат 2,5” от Crucial
- Как отдельная плата для слота PCIe. Обеспечивает неплохую скорость и надежность, использует интерфейс PCI Express.
Отдельная плата SSD от Intel
- М.2. Относительно новый формат, представленный в основном в виде платы, которая устанавливается прямо на материнскую плату в разъем М.2, что весьма компактно. Такой SSD может встречаться в трех разных исполнениях в зависимости от длины: 2242, 2260, 2280. Последние две цифры означают длину в мм.
Сравнение размеров М.2 Существуют еще несколько форматов, которые встречаются редко и нужны для узкого спектра задач, например 1,8”, 3,5” или mSata. В интерфейсах разобраться сложнее. Здесь — каша в стандартах и спецификациях. Начнем с самого ходового — SATA. На сегодняшний день имеются три основных ревизии и две дополнительных. SATA — поддерживает до 1,5 Гбит/с. Сейчас встречается все реже и реже. SATA II — до 3 Гбит/с. SATA III — до 6 Гбит/с. Ревизия SATA 3.2 получила дополнительно приставку Express.
Обладает скоростью до 8 Гбит/с и обратно совместим с другими SATA, а также, что самое интересное, в основе имеет интерфейс PCI Express. Интерфейс может быть реализован как в форм-факторах 2,5 дюйма, так и в М.2. С PCI-E интерфейсом немного проще. Реализуется он в основном в М.2 у SSD. Стоит обратить внимание, что PCI может быть многоканальным. Чем больше каналов — тем быстрее скорость передачи данных.
Общие характеристики SSD (Solid State Disk)
Давайте рассмотрим базовые характеристики, по которым можно идентифицировать SSD, разберем, что это такое, и сравним с HDD.
Интерфейс и форм-фактор
Об этом мы уже немного рассказывали. Теперь рассмотрим это в контексте выбора и актуальности для разных систем. С интерфейсами все просто — наиболее производительным сейчас считается eSATA, который в спецификациях в некоторых магазинах и у производителей может быть обозначен как PCI-E. На сегодняшний день это наиболее быстрый интерфейс. Форм-фактор же нужно выбирать в зависимости от типа ПК — ноутбук или стационарный.
В стационарном для компактности можно использовать М.2, который займет немного места на плате и не требует дополнительного питания. Новые ноутбуки тоже поддерживают М.2. Для старых актуален форм-фактор 2,5 дюйма.
Емкость и скорость диска
Емкости SSD — довольно дорогие. Самый бюджетный вариант SSD на 32 Гб можно купить примерно за 1500 рублей, в то время как HDD за те же деньги уже будет иметь объем от 160 Гб. Что касается скорости, то тут все не так однозначно. Очень часто скорости чтения и записи данных в спецификациях к дискам сильно завышены. Причем не обязательно лишь у малоизвестных маленьких компаний, а даже и у именитых брендов. Поэтому ориентироваться приходится на обзоры и замеры авторитетных сервисов и тестеров.
Тип микросхем памяти
Интересно, что сейчас оба типа памяти — MLC и SLC — практически одинаковы и по производительности, и по ресурсу записи/перезаписи. Многое зависит от реализации конкретного производителя. Перед покупкой каждой конкретной модели мы бы рекомендовали посмотреть тесты и обзоры на эти гаджеты.
Ведущие производители SSD дисков для ПК
В топе находятся известные производители накопителей. Чем-то особенным их реализации не отличаются. Более того, контроллеры производства Samsung или Intel можно встретить не только в их собственных накопителях, но и в устройствах брендов-конкурентов. Основные имена в топе:
- Samsung. Производят SSD широкого спектра для самых разных задач;
- Western Digital. Один из старейших производителей носителей. Выпускает три разных линейки накопителей — Green, Blue и Black;
- Intel. Тут все понятно. Надежность и качество;
- Transcend. Известна в основном своими флешками. Теперь выпускаеи и полноценные SSD.
Какой SSD диск лучше купить
Если бюджет не ограничен, то никаких проблем нет. Если же каждый рубль на счету, то лучше подойти к вопросу основательно. Давайте рассмотрим пару моделей, на которые стоит обратить внимание. В категории до 5000 рублей можно посмотреть в сторону Samsung MZ-75E250BW. Samsung MZ-75E2 в формате 2,5“ Тип памяти в нем используется типа TLC. Заявленная скорость чтения/записи составляет 540/520 Мб/с. Общий объем накопителя равен 120 ГБ. Суммарно на диск можно записать 75 ТБ данных.
В среднем пользователи записывают на свой диск от 5 до 30 ГБ в сутки, что дает примерно 10 ТБ в год. Таким образом, ресурса этого SSD должно хватить примерно на 7,5 лет. Для подключения используется интерфейс SATA. Купить диск можно за 3600 рублей. А его форм-фактор 2,5 дюйма позволит использовать его и в «стационарнике», и в ноутбуке.
Если же на первом месте стоит компактность и экономия места, то можно рассмотреть SSD с М.2. В пределах 5000 рублей можно купить Intel SSDPEKKW128G8XT. Intel SSDPEKKW128G8XT с разъемом М.2 Это диск с разъемом М.2 и размером 2280. Надо учесть, что свободного места от разъема до ближайшего компонента должно быть больше 80 мм. Тип памяти — TLC. Общий размер диска — 120 Гб.
Этот диск интересен тем, что подключается с помощью интерфейса PCI-E с 4-мя каналами через разъем М.2. А это означает, что шина не ограничивает возможности SSD и в полной мере позволяет выдавать отличную скорость записи и чтения — которые, кстати, заявлены производителем в 650 МБ/с для записи и 1640 МБ/с для чтения. Общий ресурс составляет 72 ТБ данных. Стоит устройство 4290 рублей.
В целом, цены более 5000 рублей по своей сути не подразумевают больших скачков в плане производительности. Меняется лишь общий объем диска. Кстати, для SSD показатель объема влияет и на долговечность. Например, диск в 120 ГБ при ежедневной записи в 30 ГБ прослужит примерно 7,5 лет. При таком же ритме записи устройство с объемом в 500 ГБ должно прослужить в 4 раза дольше.
Общий совет по выбору можно дать такой: нужен диск только для системы и программ — можно выбрать поменьше, 60 или 120 ГБ, а на другом HDD хранить все данные, фильмы, картинки и прочее. Если планируется хранить все на одном SSD, лучше сразу выбрать его побольше. Интерфейсы PCI-E пока стоят дороже SATA, зато не ограничивают в скорости, поэтому, если позволяет бюджет, лучше выбрать интерфейс PCI-E.
Ответы на часто задаваемые вопросы о диске SSD
За время своего существования SSD успели обрасти мифами и легендами, а также постоянными вопросами. Несколько из них мы рассмотрим.
Особые правила эксплуатации
Многие уверены, что при правильном использовании диска можно увеличить его срок службы. Сюда входят различные оптимизации — отключение кэшей, индексирования, файла подкачки, выполнение дефрагментирования. На самом деле, в значительной степени эти действия на ресурс SSD не повлияют. Скорее, снижение общей производительности за счет отключения функционала будет менее оправдано, нежели увеличенный на пару десятков гигабайт общий ресурс.
Единственное, что можно посоветовать — делать бэкапы: сохранять свои важные данные на альтернативных носителях — облаке или другом диске. Хотя этот совет применим ко всем носителям в принципе.
Чем SSD отличается от HDD
Скорость чтения и записи, ударо- и вибростойкость, уровень шума, потребление энергии и вес. Это главные преимущества SSD перед HDD.
Что такое TRIM в SSD
TRIM – инструкция для интерфейсов ATA, которая позволяет операционной системе сообщать диску о том, какие блоки памяти можно не использовать и считать пустыми. Зачем она нужна SSD накопителям? Введена она была в связи со спецификой работы твердотельных дисков. При записи новых данных в ячейку, SSD не может просто взять и заменить старые данные на новые.
Ему приходится сначала считать данные в кэш, очищать ячейку, а затем уже записывать — при этом скорость доступа уменьшается в разы. TRIM решила эту проблему. Система и накопитель постоянно обмениваются информацией о том, какие ячейки больше не нужны, и по сигналу TRIM производит обнуление этих ячеек. При следующей записи SSD уже просто сразу спокойно пишет в нее данные.
Нужен ли SSD для игр
Тут тоже не все так просто. Во-первых, значимого прироста FPS в играх от использования SSD можно не ждать. Актуальным твердотельный накопитель будет при стартовых загрузках миров и уровней — локации будут грузиться быстрее. Есть вероятность, что ССД накопитель может помочь в случаях, когда производительность упирается в объем оперативной памяти, когда эти данные скидываются в файл подкачки. Но менять в такой ситуации HDD на SSD вместо наращивания «оперативки» — сомнительное удовольствие. Кстати, есть интересное видео тестирования популярных игр на разных дисках:
Если у вас есть опыт обращения с SSD, то вы можете поделиться им с другими пользователями в комментариях.