Ssd диски гідності, недоліки і міфи

Кілька років тому сталася справжня революція в області зберігання даних - з'явилися перші масові накопичувачі, що використовують для зберігання інформації мікросхеми флеш-пам'яті. На жаль, так виходить, що вся ця революція пройшла повз абсолютної більшості користувачів. Тому загальні переваги і недоліки цих революційних накопичувачів і розглянемо в цій статті.

Спочатку вартість SSD дисків була захмарною, але до теперішнього часу вони стали вельми доступні широкому колу користувачів. Часто доводиться стикатися з нерозумінням, який саме внесок в швидкодію комп'ютера вносить жорсткий диск. Особливо засмучує те, що часто цим нерозумінням страждають і люди безпосередньо пов'язані з комп'ютерами за родом діяльності: системні адміністратори, продавці і відділи планування закупівель.

Перевагою SSD дисків є відсутність рухомих частин. По суті вони складаються з головного контролера і підключеним до нього мікросхем флеш-пам'яті. Якщо брати за еталон роботу зі звичайною USB флешкою, то можна згадати, що як правило швидкість читання завжди вище швидкості запису - це особливість флеш-пам'яті. При цьому одна окрема мікросхема пам'яті не має вражаючу швидкістю. Завдання контролера SSD диска якраз в тому, щоб записувати дані, що надходять паралельно на кілька мікросхем.

Прискорення в порівнянні з традиційними дисками відбувається за рахунок того, що великі файли Новомосковскются-пишуться паралельно на кілька мікросхем. Робота з великою кількістю маленьких файлів або блоків даних відбувається одночасно, тому що у накопичувача немає головок, які потрібно переміщати, а контролер може паралельно працювати з декількома мікросхемами пам'яті.

Звичайно, дивлячись на ціну і обсяг можна засумніватися чи дійсно це коштує своїх грошей. Часто перевагу порівнюють за часом завантаження операційної системи - це звичайно показник, але різниця за часом в цьому випадку буде залежати від безлічі факторів, та й виникає думка що і почекати можна, адже комп'ютер включається 1-2 рази на день. Основну свою міць твердотільний диск показує на завантаженні програм і паралельну роботу диска з кількома програмами. Знову хтось скаже, що це не мій випадок, але це насправді відбувається у всіх.

Розглянемо типову ситуацію. Ви завантажуєте комп'ютер, після появи робочого столу в правому нижньому кутку починають повільно з'являтися іконки ваших програм: антивірус, скайп, інші дрібніші. Іноді з'являється вікно чергової програми, в якому повільно промальовується його вміст ... тут вам вже хочеться запустити браузер і нічого не заважає зробити це. Тільки ось запуститься він через кілька секунд, а то і довше. У такій ситуації багато програм одночасно звертаються до диска і більшу частину часу він зайнятий переміщенням головок в пошуках чергового файлу. При цьому реальна швидкість роботи падає до непристойних значень - диск перевантажений, операційна система вимагає обробити набагато більше даних ніж диск може фізично, тому виникає довга черга завдань. У такі моменти комп'ютер майже не відповідає на дії користувача, а у деяких додатків може з'являтися повідомлення про те, що вони не відповідають, тобто «підвисали». Раніше завжди доводилося чекати ... але тепер є спосіб уникнути очікування.

При використанні SSD завантаження сучасних операційних систем (Windows 7/8) відбувається по-іншому. Абсолютно більша частина програм завантажиться, поки буде показуватися екран «вітання». Причому займе це в рази менше часу, тому що паралельна робота з високим навантаженням - це коник SSD. Потім з'явиться робочий стіл з уже завантаженими програмами, деякі ще можуть продовжувати завантажуватися, але якщо ви захочете запустити браузер, то він відкриється в гіршому випадку за пару секунд, як ніби комп'ютер нічим не зайнятий.

При практичній роботі затримки на дії користувача практично відсутні, в порівнянні зі звичайними HDD. Ресурсомісткі додатки завантажуються в рази швидше. В цілому прискорення комп'ютера виходить дуже відчутним, є в цьому і людський аспект - роздратування від процесу очікування росте набагато швидше, ніж час очікування. Справа ускладнюється і тим, що очікування в даному випадку не дає переключитися на іншу задачу. Наприклад, чекаючи транспорту або людини можна почекати 10 хвилин без проблем, 20 - вже нервуючи, а через півгодини вже і самі терплячі будуть в люті! При цьому час очікування збільшилася всього в 3 рази. Саме тому прискорення швидкості завантаження звичайних практичних завдань приблизно в 5-10 разів дає відчуття миттєвості. Там де раніше довелося б чекати 2-3 секунди, тепер не потрібно чекати зовсім. А періоди довгого очікування зменшуються в рази і не встигають викликати роздратування.

Так само до достоїнств потрібно віднести ударостійкість і широкий діапазон робочих температур. Саме ці два фактори зазвичай вбивають диски ноутбуків.

Отже, до переваг відноситься наступне:

- швидкість роботи, яка навіть теоретично недосяжна звичайними дисками

- стійкість до несприятливих зовнішніх факторів

- дуже низьке енергоспоживання

- загальна надійність через відсутність рухомих частин

Який би прекрасною не була технологія, завжди знайдуться і негативні сторони. У разі SSD першим фактором є ціна. За ту ж ціну в даний момент можна купити класичний накопичувач в 20 разів більшої місткості. Приховувати нічого - спокуса тут великий, тому що найімовірніше людина купує SSD вперше і не представляє наскільки змінюються відчуття від роботи на комп'ютері при його наявності. Є й інші причини, наприклад міфи про нібито ненадійність твердотільних дисків і що флеш-пам'ять швидко виходить з ладу під час запису, тому що має обмежений ресурс. Міфи ми обговоримо пізніше. А поки хочеться сказати, що абсолютна більшість користувачів SSD не шкодують про покупку, а навпаки ця покупка є найбільш значущим апгрейдом. Часом доходить до казусів, коли людина постійно користується комп'ютером з SSD, а потім через пару місяців сідає за посередній звичайний ноутбук і ... не розуміє що відбувається! Починає шукати причину такої повільної роботи, а її немає, просто все працює, як і повинно, а причина лише в тому, що до хорошого швидко звикаєш.

Другим недоліком є ​​відносно невеликий обсяг, в даний момент має сенс придбати диск розміром 128-256Гб. У більшості випадків цього цілком вистачає для розміщення операційної системи і програм потребують підвищеної швидкодії. Вибирати розмір краще з запасом. Для збереження високих швидкісних характеристик (особливо записи) необхідно щоб на диску в цілому було вільно близько 8 Гб. Тут можна звичайно обуритися, що місце дороге, але ж і для звичайних дисків існує рекомендація в 10% вільного місця для кожного розділу, інакше починається жахлива фрагментація файлів. А ось фрагментації файлів SSD накопичувачі не схильні до зовсім і процес дефрагментації для них не потрібен і можна сказати трохи шкідливий. Зазначений розмір необхідного вільного місця приблизно однаковий для будь-якої моделі і потрібен для диска в цілому, а не для кожного розділу.

Так само є недоліком і деякі технічні особливості. Почну з того, що для роботи SSD необхідно в Біосе комп'ютера виставити режим роботи SATA контролера в AHCI. На старих материнських платах за замовчуванням може стояти IDE. Для класичних дисків різниця майже непомітна, а ось для твердотільних це важливо.

AHCI режим дозволяє працювати диску в багатопотоковому режимі, а саме в цьому основна перевага SSD. Так само цей режим необхідний для роботи спеціальної команди TRIM, яку подає операційна система для очищення місця на диску.

На команді TRIM необхідно зупинитися докладніше. Справа в тому, що коли ви видаляєте файл з SSD, то місце, що звільнилося можна відразу використовувати для запису іншого файлу. Спочатку його необхідно очистити, грубо кажучи переписати його нулями. Процес очищення повільніший, ніж сама запис корисних даних. Щоб запис завжди була швидкою, операційна система повідомляє диску які блоки можна очистити, але для диска це не є наказом, а лише рекомендацією і він займається очищенням що називається «у вільний від роботи час». Якщо команда TRIM з якихось причин не спрацьовує, то це виллється в зменшення швидкості запису скажімо з 400 до 200 Мбайт / сек. Все одно швидко, але неприємно. На швидкість читання все це не впливає.

З вищесказаних особливостей можна зробити висновки:

- для швидкої роботи потрібен режим AHCI

- потрібна операційна система підтримує команду TRIM наприклад Windows 7/8.

Більш ранні ОС Windows (Vista, XP) не підтримують команду TRIM, але і тут є вихід. Найпростіший - купити SSD який самостійно вміє підтримувати швидкість запису на гідному рівні. Поки зі споживчих дисків це вміють робити тільки диски фірми Plextor і то з застереженнями. Вони очищають для швидкого запису не весь вільний обсяг як команда TRIM, а тільки 5-10Гб, благо при практичному застосуванні цього вистачає майже завжди.

Недоліком поки ще є і проблемність створення RAID масивів. Справа тут знову в команді TRIM і падінні швидкості запису без неї. Интеловские чіпсети тільки недавно стали підтримувати очищення дисків для RAID 0 (чергування). На жаль, для більш корисних на практиці конфігурацій рівнів RAID 1 або RAID 5 TRIM не підтримується, з відповідними наслідками. А адже саме ці рівні застосовуються в робочих станціях і невеликих серверах для надійності. Вихід із ситуації такий же як і зі старими операційними системами - поки тільки диски Plextor. Ще судячи з тестів самі відновлювати продуктивність вміють OCZ Vertex 150, але вони випускаються відносно недавно і про їх надійності поки нічого толком невідомо.

Як і серед звичайних дисків бувають відверто невдалі моделі пристроїв, які виходять з ладу в величезних кількостях. Таке часто було в перший рік-півтора масової появи SSD в продажу. Зараз ситуація стабілізувалася і вже можна говорити про те, що твердотільні диски в цілому помітно надійніше звичайних.

Якщо ж раптом трапилася біда, то при раптової поломки SSD відновити з нього дані дуже складне завдання, але можлива. А ось якщо ви помилково видаліть файл, то вже протягом декількох секунд-хвилин спрацює команда TRIM і дані у файлі обнуляться фізично і в цьому випадку інформацію відновити не вийде вже зовсім ніякими способами.

Недоліки та особливості треба знати і пам'ятати про них. Тим більше велика частина з них не критичні або прийнятні, а гідності перекривають недоліки.

Особливість міфів в тому, що вони дуже перебільшують справжній стан справ, але зате швидкість їх поширення воістину вражає. Людина може не знати нічого про SSD, крім зрозуміло міфів. Підемо за списком:

Цей міф з'явився за часів становлення ринку. В основному це заслуга компанії OCZ з лінійками дисків Vertex 2 і Agility, а так само ранніми моделями Vertex 3. Умирали вони просто пачками, але були відносно недорогі і на той час майже найпоширенішими. Тому при спільному погляді бачилася сумна картина загальної ненадійності. Просто це були диски з відвертими недоробками і судячи з усього остаточне тестування було покладено на плечі покупців. Пристрої же інших виробників в більшості своїй працюють і по сей день. Та й диски інших лінійок компанії OCZ були помічені в відвертому шлюбі.

- флеш-пам'ять має обмежений ресурс і швидко виходить з ладу

У цьому міфі винні і чутки, та й самі виробники. Спростовано цей міф на подив ентузіастами. а не самими виробниками. Ресурс дійсно обмежений. В сучасних дисках використовується флеш типу MLC (щільність 2 біта на клітинку) і в майбутньому широке поширення отримає TLC (3 біта на клітинку).

MLC має гарантований ресурс 3000 циклів перезапису. Тобто при обсязі накопичувача 128Гб ми отримуємо:

128Гб * 3000 = 384000Гб - теоретичну межу записи

Для експлуатації в розумний термін рівний 5 років отримуємо:

384000/5/365 = 210Гб / добу = 2.5Мбайт / сек - що записувати з такою швидкістю протягом 5 років цілодобово?

Необхідно відзначити, що в реальності на диск пишеться даних більше ніж є. Існує службова інформація і алгоритми вирівнювання зносу, які не дозволяють постійно перезаписувати одні і ті ж блоки пам'яті, а час від часу переносять лежать мертвим вантажем файли в більш використані області, а місце, що звільнилося починають використовувати для нових записів. І так по колу. На практиці в гіршому випадку на кожен гігабайт корисних даних в пам'ять записується максимум 1.5Гб.

Розрахунок вище, вівся для диска розміром 128Гб, а для 256 і 512 ресурс записи буде відповідно в 2 і 4 рази більше, за рахунок більшої кількості пам'яті.

У більшій частині виробників в умовах гарантії обумовлено, що гарантія 3 роки або 35Тб записаних даних (частіше незалежно від розміру диска), що становить приблизно 20Гб записи в день. Звичайно це перестраховка, а реальний ресурс приблизно відповідає теоретичним значенням і це доведено ентузіастами, які вивели з ладу не один десяток SSD постійної записом, щоб дізнатися справжній стан справ.

Для тих, хто боїться і думає що запис на його комп'ютері йде сотнями гігабайт в день, була створена програма SSDReady. вона вважає обсяг записаної на диск інформації. Але мушу попередити, що при підрахунку записи вона має похибку відсотків 10, а так само при оцінці часу життя диска користується офіційними значеннями ресурсу записи, який як говорилося раніше, зазвичай становить 35Тб. Але для загальної оцінки кількості записи ця утиліта підходить найкраще. Навіть гірші SSD на пам'яті типу TLC з кількістю циклів перезапису в 1000, на практиці забезпечують перезапис 100Тб інформації для моделі на 128Гб.

- Операційну систему потрібно налаштовувати для використання SSD: переносити (або відключати) файл підкачки, тимчасові папки програм, відключати режим гібернації і т.д.

Такі поради покликані економити ресурс записи, а його майже неможливо застосовувати на практиці, навіть сильно намагаючись. Крім того, такі поради можуть навіть серйозно знизити продуктивність і вплинути на стабільність роботи. Якщо на диск встановлюється Windows 7/8, то абсолютно нічого робити не потрібно (крім активації режиму AHCI в Біосе), операційна система сама зрозуміє що це SSD диск і зробить деякі оптимізації. Якщо ж операційна система копіюється зі звичайного диска на SSD, то тут дійсно варто скористатися деякими порадами і як мінімум перевірити чи включена команда TRIM і відключити планову дефрагментацію на цьому розділі, якщо вона включена.

На цьому основні міфи сподіваюся розвіяні.

У висновку скажу, що напевно я не зможу переконати всіх, але люди почали користуватися SSD дисками для операційної системи і програм, тепер лише в страшних снах бачать перехід назад до класичних жорстких дисків. А міфи про ненадійність і швидкому зносі розвіюються самі собою в перші місяці використання.