Насколько ssd быстрее hdd

Стоит ли переходить на SSD, на сколько быстрее он работает. Сравнение SSD и HDD

Доброго времени суток.

Наверное, нет такого пользователя, который не хотел бы сделать работу своего компьютера (или ноутбука) быстрее. И в этом плане все больше и больше пользователей начинают обращать внимание на SSD диски (твердотельные диски) — позволяющие ускорить практически любой компьютер (по крайней мере, так гласит любая реклама, связанная с этим типом дисков).

Довольно часто меня спрашивают о работе ПК с подобными дисками. В этой статье я хочу сделать небольшое сравнение SSD и HDD (жесткий диск) дисков, рассмотреть самые распространенные вопросы, подготовить небольшое резюме о том, стоит ли переходить на SSD и если стоит — то кому.

Самые распространенные вопросы (и советы) связанные с SSD

1. Хочу купить SSD диск. Какой диск выбрать: марку, объем, скорость и пр.?

По поводу объема. Самые ходовые диски на сегодняшний день — это 60 ГБ, 120 ГБ и 240 ГБ. Покупать диск меньшего объема практически нет смысла, а большего — он стоит значительно дороже. Прежде чем выбирать конкретный объем, рекомендую просто посмотреть: сколько занято место на вашем системном диске (на HDD). Например, если Windows со всеми вашими программами занимает на системном диске «C:» порядка 50 ГБ — то вам рекомендуется диск на 120 ГБ (не забывайте, что если диск будет загружен «под завязку» — то его скорость работы снизится).

По поводу марки: вообще «угадать» сложно (диск любой марки может проработать долго, а может через пару месяцев «потребовать» замены). Рекомендую выбрать что-нибудь из известных брендов: Kingston, Intel, Silicon Power, OSZ, A-DATA, Samsung.

2. Насколько быстрее станет работать мой компьютер?

Можно привести, конечно, различные цифры из различных программ для тестирования дисков, но лучше привести несколько цифр, которые знакомы каждому пользователю ПК.

Можете себе представить установку Windows за 5-6 минут? (а примерно столько она и занимает при установке на SSD). Для сравнения, установка Windows на HDD диск, в среднем, занимает 20-25 мин.

Так же для сравнения, загрузка Windows 7 (8) — примерно 8-14 сек. на SSD против 20-60 сек. на HDD (цифры усредненные, в большинстве случаев после установки SSD диска Windows начинает загружаться в 3-5 раз быстрее).

3. Правда ли, что SSD диск быстро приходит в негодность?

И да и нет. Дело в том, что количество циклов записи на SSD ограничено (например, 3000-5000 раз). Многие производители (чтобы пользователю было проще понять о чем речь) указывают количество записанных ТБ, после которых диск придет в негодность. Например, средняя цифра для диска в 120 ГБ равна 64 ТБ.

Далее можно скинуть 20-30% от этого числа на «несовершенность технологии» и получиться та цифра, которая и характеризует продолжительность жизни диска: т.е. можно оценить, сколько диск проработает в вашей системе.

Например: ((64 ТБ *1000* 0,8)/5)/365 = 28 лет (где «64*1000» — количество записанной информации, после которой придет в негодность диск, в ГБ; «0,8» — минус 20%; «5» — количество в ГБ, которое вы записываете в день на диск; «365» — дней в году).

Получается, что диск с такими параметрами, при такой загрузке — проработает около 25 лет! 99,9% пользователям хватит даже половины этого срока!

4. Как перенести все свои данные с HDD на SSD?

Ничего сложного в этом нет. Есть специальные программы для этого дела. В общем случае: сначала копируете информацию (можно сразу целый раздел) с HDD, затем устанавливаете SSD — и переносите информацию на него.

5. Можно ли подключить SSD диск, чтобы он работал совместно со «старым» HDD?

Можно. И можно даже на ноутбуках.

6. Стоит ли оптимизировать Windows для работы на SSD диске?

Здесь у разных пользователей — разные мнения. Лично я рекомендую произвести установку «чистой» Windows на SSD диск. При установки Windows автоматически будет сконфигурирована как того требует оборудование.

Что же касается переноса кэша браузеров, файла подкачки и пр. из этой серии — на мой взгляд, нет смысла! Пусть лучше диск работает на нас, чем мы на него.

Сравнение SSD и HDD (скорость работы в AS SSD Benchmark)

Обычно скорость работы диска тестируют в какой-нибудь спец. программе. Одна из самых знаменитых для работы с SSD дисками — это AS SSD Benchmark.

AS SSD Benchmark

Сайт разработчика: http://www.alex-is.de/

Позволяет легко и быстро протестировать любой SSD диск (да и HDD тоже). Бесплатная, не нуждается в установке, очень простая и быстрая. В общем, рекомендую для работы.

Обычно при тестирования больше всего внимания обращают на последовательную скорость записи/чтения (галочка напротив пункта Seq — рис. 1). Довольно «средний» по сегодняшним меркам SSD диск (даже ниже среднего*) — показывает хорошую скорость чтения — порядка 300 Мб/с.

Рис. 1. SSD (SPCC 120 GB) диск в ноутбуке

Для сравнения чуть ниже проведен тест HDD диска на этом же ноутбуке. Как можно заметить (по рис. 2) — его скорость чтения в 5 раз ниже, чем скорость чтения с SSD диска! Благодаря этому и достигается быстрая работа с диском: загрузка ОС за 8-10 сек., установка Windows за 5 мин., «моментальный» запуск приложений.

Рис. 3. HDD диск в ноутбуке (Western Digital 2.5 54000)

Небольшое резюме

Когда стоит покупать SSD диск

Если вы хотите ускорить свой компьютер или ноутбук — то установка SSD диска под системный диск — очень кстати. Так же будет полезен такой диск тем, кому надоел треск от жесткого диска (некоторые модели довольно шумные, особенно по ночам). SSD диск бесшумный, не греется (по крайней мере, я ни разу не видел, чтобы мой диск нагрелся более 35 гр. C), так же потребляет меньше энергии (очень актуально для ноутбуков, благодаря этому они могут проработать на 10-20% больше времени), и кроме этого, SSD более устойчив к сотрясениям (опять же актуально для ноутбуков — если случайно стукнете, то вероятность потери информации ниже, чем при использовании HDD диска).

Когда не стоит приобретать SSD диск

Если вы собираетесь использовать SSD диск под файловое хранилище — то от его применения нет смысла. Во-первых, стоимость такого диска весьма существенна, во-вторых, при постоянной записи большого объема информации диск быстро приходит в негодность.

Так же не рекомендовал бы его любителям игр. Дело в том, что многие из них полагают, что SSD диск сможет ускорить их любимую игрушку, которая тормозит. Да, он ее несколько ускорит (особенно, если игрушка часто подгружает данные с диска), но как правило, в играх все упирается в: видеокарту, процессор и оперативную память.

Роль SSD диска в играх и насколько он важен

Насколько важен SSD диск для игр, на что он влияет и в чем полезность данной технологии – именно об этом пойдет речь в нашей статье. Твердотельный накопитель в сравнении с обычным жестким диском имеет целый ряд значимых преимуществ. Одним из самых ценных среди них является способность мгновенно загружать записанные на него файлы. Это связано с тем, что устройство такого типа не имеет движущихся частей, благодаря чему не затрачивается время на перемещение головки диска.

Кроме этого ССД накопители обладают маленьким весом, крайне низким энергопотреблением, высокой скоростью записи, отсутствием шума и возможностью полноценно функционировать с самыми быстрыми интерфейсами. С их помощью любые файлы считываются значительно быстрее, чем на обычных HDD, при этом сама операционная система становится более оперативной.

Подробнее обо всем этом, а также про то, нужен ли SSD диск для игр и почему стоит его устанавливать, мы и поговорим дальше.

Операционная среда

Следует начать с того, что твердотельные накопители значительно ускоряют загрузку программ. Например, операционная система грузится всего до 13 секунд.

Если говорить об играх, которые имеют старую архитектуру, где ресурсы располагаются в качестве огромного количества небольших файлов, то обычный жесткий диск обрабатывает их невероятно медленно. В качестве примера можно взять всем известный World of Tanks. Даже на самых мощных ПК становится заметным значительное падение производительности при массовых перестрелках, в ротных боях и сражениях на глобальной карте.

Не удалось устранить проблему? Обратитесь за помощью к специалисту!

Используя же игровой SSD, вы сможете устранить имеющийся недостаток и поддерживать необходимую скорость игры. Что касается прироста кадров в секунду, то он совсем незначительный. Разработчики прекрасно понимают, что накопитель является самым слабым звеном компьютера, поэтому его нельзя чрезмерно нагружать. В основном на производительность в играх влияют процессор и видеокарта.

Быстрая загрузка уровней

Один из самых важных факторов, отличающий твердотельный накопитель от обычного устройства. Игры весят по 50 ГБ не просто так, и они постоянно используют необходимую информацию, забрасывая ее в оперативную память. В этом случае загрузка с SSD осуществляется значительно быстрее. Причем, чем хуже оптимизация приложения, тем более ощутима разница между накопителями. Поэтому задаваясь вопросом, можно ли устанавливать игры на SSD, знайте, что это необходимо делать для улучшения быстродействия.

Если посмотреть время загрузки на примере Battlefield 3, то можно увидеть, что ССД «Crucial MX 255 GB» значительно выигрывает (почти в 3 раза) обычный HDD «Seagate 3TB», не смотря на то, что они оба работают по более скоростному интерфейсу SATAIII.

В основном данная особенность проявляет себя в офлайн играх, хотя многие пользователи говорят, что загрузка с твердотельного винчестера в онлайн сражениях также осуществляется достаточно быстро и приходится постоянно ждать «медленных» игроков. В этом случае владельцы ПК с SSD могут заранее обсудить тактику, в то время как остальные все еще будут любоваться экраном загрузки и пить чай.

Также важно сказать о нескольких окнах одной игры (касается геймеров в MMORPG), что для HDD является пыткой, в то время как ССД легко переносит такие нагрузки. Не стоит забывать о модах, которые часто «прикручиваются» к движку с помощью сторонних скриптов и библиотек. То есть, загружаются в память нештатным путем. Обычные диски не любят деятельность такого рода, в то время как для SSD в играх вообще нет никакой разницы.

Не удалось устранить проблему? Обратитесь за помощью к специалисту!

Стабильный FPS

Твердотельный винчестер особенно полезен, когда пользователь играет в игры с обширным открытым миром. Каким объемом оперативной и видеопамяти в этом случае не обладал бы ПК, приложение постоянно грузит память новыми участками на карте и ее деталями, что сильно нагружает систему и просаживает FPS. В этом случае SSD значительно лучше выполняет свою работу, работая с минимальным количеством задержек, чем механический накопитель, считывающая головка которого должна переместиться к нужному участку и считать информацию.

Кроме того, если вы поставите SSD для игрового компьютера, то сможете компенсировать недостачу оперативки в тех случаях, когда игра оказывается чрезмерно прожорливой. Операционная система Windows любит использовать «по делу и без» файл подкачки, при этом большинство игр вообще не работают без активированного swap, который занимает гигабайты памяти винчестера для использования в качестве ОЗУ.

Устройства HDD значительно проигрывают твердотельным накопителям по скорости доступа к данным. Поэтому если с первым вас ждет «слайдшоу», то в случае с ССД ПК или ноутбук вытянет игру даже «через не могу».

Быстрая загрузка текстур

В основном в онлайн-играх текстуры и прочие объекты грузятся при приближении к ним персонажа, а не во время входа. Ввиду этого становится возможным значительное уменьшение быстродействия, если вы двигаетесь по местности со сложным оформлением и архитектурой.

Не удалось устранить проблему? Обратитесь за помощью к специалисту!

Стандартному диску будет не под силу в режиме реального времени загружать объемные текстуры и из-за этого он будет сильно тормозить, что непременно скажется на вашей эффективности и удовольствии от игры. Поэтому если вы решили купить SSD под игры, то это однозначно правильное решение.

Тишина и надёжность

Как мы уже говорили ранее, твердотельные устройства не имеют подвижных частей. Поэтому оснащенные ими компьютеры не шумят и не издают странных звуков даже при сильной нагрузке. Учитывая современные технологии, используемые при производстве компьютерных комплектующих, можно собрать абсолютно бесшумное устройство. Более того, отсутствие подвижных частей делает сам диск надежнее и минимизирует вероятность его поломки.

Также нужно сказать, SSD стоит покупать и устанавливать по той причине, что он обеспечит полную сохранность информации там, где обычный магнитный накопитель потеряет ее. В стандартных жестких дисках сектора памяти «умирают» без возможности восстановления, а в ССД информация просто переходит в режим чтения. То есть, сохраненный игровой процесс можно будет перенести на другой накопитель.

Развеиваем некоторые мифы

1. На ССД нельзя устанавливать ничего кроме системы и программ, иначе он быстро износится. Если брать во внимание накопители среднего ценового сегмента с наиболее популярным типом памяти MLC, то при записи на него до 20Гб информации в день, он проживет порядка 5 лет. На эту тему есть отдельный отчет. Поэтому я считаю этот миф в корне неверным. За это время обычный HDD может также легко выйти из строя.
2. ССД очень дорогие. Лет 5-10 назад, это было так, тогда они стояли порядка 400-500 долларов. На сегодняшний день, если взглянуть в каталог популярных магазинов, можно увидеть, что цена на них заметно опустилась (составляет от 80$ — 128ГБ) и сейчас купить надежный SSD и использовать его для игр может практически каждый.
3. Сильный прирост FPS (кадров в секунду) в играх. Как уже говорилось выше, покупкой одного лишь SSD нельзя добиться значительного прироста производительности, а то и практически нельзя, если говорить именно о FPS. Лучше немного сэкономить и установить вместо него более мощную видеокарту или процессор. А вскоре приобрести и ССД, который станет неким дополнительным элементом для более быстрой загрузки игры и текстур.

Подведение итогов

Учитывая вышеизложенную информацию, теперь мы можем ответить на вопрос, нужен ли ССД для игрового ПК. Для обычного пользователя он не станет чем-то революционным и будет выступать, скорее всего, в качестве приятного дополнения. Но вот если вы геймер, то при возможности данное устройство без сомнений нужно брать и устанавливать на компьютер. Особенно если вы любите требовательные игры с хорошей графикой.

Твердотельный винчестер сделает ваш ПК более продуктивным как в онлайн, так и в офлайн играх. Вы сможете без проблем играть в командные игры с большим количеством участников и обширными картами. Обладая SSD, вы не просто будете получать максимальный комфорт, но и получите превосходство перед другими игроками.

Нашел хорошую картинку, где показаны слабые и сильные стороны каждого устройства.

Говоря о том, SSD или HDD – что лучше для игр, достаточно лишь упомянуть тот факт, что наличие твердотельного диска – это обязательное требование для всех участников соревнований по киберспорту. Без этого комплектующего вы бы были просто не допущены к соревнованиям.

Однако если же у вас ограниченный бюджет и стоит выбор, купить ССД или доложить средств на мощный процессор или видеокарту, то в этом случае лучше прибегнуть ко второму варианту для максимального увеличения быстродействия.

Также при ограниченном количестве средств можно ограничиться обычным жестким диском в том случае, если у вас достаточно оперативной памяти.

Теперь вы знаете, можно ли ставить игры на SSD и в чем его основное превосходство перед обычными накопителями. Решение по выбору ССД диска остается исключительно за вами. Учитывайте свои финансовые возможности, а также особенности и преимущества современных винчестеров.

Сравнительное видео

Профессиональная помощь

Если не получилось самостоятельно устранить возникшие неполадки,
то скорее всего, проблема кроется на более техническом уровне.
Это может быть: поломка материнской платы, блока питания,
жесткого диска, видеокарты, оперативной памяти и т.д.

Важно вовремя диагностировать и устранить поломку,
чтобы предотвратить выход из строя других комплектующих.

Разница между SSD и HDD, что лучше и надежнее для вашего ПК

Ни для кого не секрет, что между SSD и HDD есть очевидная разница. Подробнее об SSD и том что он из себя представляет вы можете прочесть в нашей статье “Что такое SSD и как он работает”. В этой части мы обсудим основные различия двух существующих ныне видов дисков и 7 причин по которым вам будет выгодно перейти на SSD.

Содержание статьи:

Для начала давайте рассмотрим разницу между двумя типами хранилищ информации.

Преимущества SSD над HDD

Быстрая загрузка: твердотельные диски могут предложить очень высокую скорость обработки данных. В частности благодаря SSD, операционная система сможет запускаться с, как раньше казалось, невероятной молниеносной скоростью. Любой SSD-накопитель способен запустить вашу ОС в два раза быстрее аналогичного жесткого диска.

Быстрое чтение и запись: SSD способен обрабатывать около 500 мегабайт в секунду, если сравнивать средний твердотелый накопитель со 150 мегабайтами на жестком диске. SSD могут оказаться полезными для вас если вы, допустим, графический дизайнер, использующий программное обеспечение, требующее огромного количество ресурсов ПК, или же хардкорный игрок, которому требуется высокая производительность для игр.

Низкое энергопотребление: данные устройства хранения информации созданы таким образом, что они потребляют существенно меньшее количество энергии для своего функционирования, нежели возможные аналоги среди HDD. Таким образом батарея вашего ноутбука будет работать дольше и в долгосрочной перспективе вы сможете сэкономить крупную сумму при оплате счетов за электричество.

Низкий уровень шума: как известно, вращающиеся жесткие диски создают достаточно много шума, чтобы начать раздражать пользователя, если ему необходимо сосредоточиться на чем-то важном. SSD могут существенно облегчить жизнь, если вы хотите, чтобы устройство издавало как можно меньше шума во время работы.

Форма и размер: SSD, благодаря его компактным размерам, можно устанавливать как на место старого HDD, так и сделать его внешним диском.

Недостатки SSD перед HDD

Дороговизна: уже многие годы цены на SSD падают, однако их предшественники HDD остаются существенно большее дешевым и доступным вариантом. Одной из причин кусающихся цен может быть и то, что популярность первых в данный момент гораздо ниже, чем классических SSD. Возможно через несколько лет все изменится в пользу SSD.

Потеря данных из-за отключения питания: хоть SSD и являются более надежным хранилищем информации, внезапное отключение питания может сказаться на хранящихся данных. Если вдруг будет прервано питание, вы рискуете потерять все данные.

Ограниченный срок службы: самым серьезным недостатком SSD является то, что со временем он теряет свой потенциал к записи. Это связано с тем, что невозможно изменить количество бит на диске. Для того, чтобы это исправить необходимо удалить и переписать большой блок данных, поскольку когда в ячейке SSD происходит стирание информации, в ней сохраняется остаточный заряд. Этот заряд увеличивает сопротивление ячейки и в конце концов через нее может перестать проходить электрический ток и та становится бесполезной.

В предыдущей статье мы уже обсуждали метод создания условий для стабильного износа ресурсов диска, однако, как бы не хотелось, это приводит лишь к более медленной деградации SSD, но никак не к его “бессмертности”. Важно отметить то, что указанный негативный момент в работе диска никак не влияет на его способности к чтению информации, так как во время этого процесса не изменяется значение заряда.

К счастью, у производителей есть способы решения этих вопросов. В частности, — гибридный диск (SSHD), основанный на таком методе как SSD Cahing, который не стоит путать с кэш-памятью внутри SSD. При использовании данного метода, часто используемые данные и приложения копируются на SSD, действующий как кэш, а HDD выступает в роли основного устройства хранения информации. Таким образом, у вас есть молниеносный диск с важными и часто используемыми данными, и HDD для хранения музыки и фильмов, которые можно без последствий загружать и удалять.

Подводя итоги первой половины статьи, SSD имеют несравнимое преимущество над HDD в плане скорости записи информации, однако прошлое поколение дисков по-прежнему остаются финансово более выгодным вариантом. Рост популярности SSD еще не говорит о том, что HDD скоро покинет рынок. По сей день создаются новые технологии, такие как HAMR (Термоассистируемая магнитная запись), — разработки более совершенных жестких дисков, которые помогут им оставаться выгодным выбором в наши дни. Жесткие диски проделали невероятную работу и занимают важную ветвь в эволюции хранилищ информации. Учитывая темпы развития компьютерных технологий, есть вероятность что в скором времени грозный кандидат для HDD — SSD займет место своего предка. Не так давно компания Samsung запустила модуль “PM1633a 15TB SSD 15TB”, который можно счесть одним из первых шагов к светлому будущему твердотельных накопителей.

Мы обсудили разницу между двумя конкурирующими типами дисков, но все еще не коснулись важной темы — причин, по которым стоит приобрести SSD. Время не стоит на месте, все развивается и новые твердотельные накопители грозят в скором времени захватить рынок компьютерной техники в области хранения информации.

Давайте же перейдем непосредственно к причинам, по которым SSD выглядят гораздо выгоднее своих предшественников.

Причины по которым стоит открыть для себя SSD

Подводя итоги, можно смело заявить, что хоть SSD и не лишены своих недостатков, их преимущество неоспоримо. Вполне возможно, что в совсем скором будущем они станут новым стандартом хранения данных, а пока что самым оптимальным вариантом станет гибридный — при котором вы подключаете к ПК как SSD, так и HDD, которые великолепно дополняют друг друга.

Помощь

HDD и SSD-диски: сравнение дисковых систем и интерфейсов

Существует два типа дисков: жесткий диск HDD (hard disk drive) и твердотельный накопитель SSD (solid-state drive).

HDD-диски стоят в большинстве персональных компьютеров и ноутбуках. Внутри диска находятся несколько алюминиевых пластин. Операции чтения и записи происходят за счет вращения пластин и расположенной в нескольких нанометрах считывающей головки. Скорость пластин достигает 15 000 оборотов в минуту, отсюда и привычный шум, и высокая температура при работе дисков. Такие диски стали популярными за счет большого объема дискового пространства (до 4 ТБ на одном HDD-диске), высокой степени надежности, устойчивости к операциям чтения и записи.

Недостатки HDD-дисков относительно SSD-дисков:

• низкая скорость операций чтения/записи
• высокое энергопотребление
• высокий уровень шума

HDD-диски подходят для операций, в которых не требуется частое чтение и запись информации: организации хранилища данных, системы резервного копирования, почтового сервера, организации потокового видео, для организации сервера под виртуальные машины.

В SSD-дисках используются микросхемы памяти, а за счет отсутствия вращающихся элементов, такие диски полностью бесшумны, потребляют меньше электроэнергии и меньше HDD-дисков в размерах.

Операции чтения и записи в SSD-дисках проходят быстрее (файлы быстрее открываются, сохраняются и удаляются с диска).

Отношение скорости передачи данных к размеру передаваемого блока определяется показателем IOPS ( Input/Output Operations Per Second). IOPS показывает какое количество блоков успевает записаться/считаться за секунду. Для сравнения, в HDD-дисках этот показатель около 80-100 IOPS, а в SSD-дисках — больше 8000 IOPS.

Однако, каждый цикл перезаписи постепенно “сжигает” диск, что уменьшает срок его службы.
SSD-диски подходят для высоко-нагруженных проектов, которые чувствительны к скорости процессов записи и чтения. SSD-диски увеличивают скорость работы сайта, разработанного на любой современной CMS.

Для подключения дисков к серверу используют дисковый интерфейс .

Интерфейсы для подключения HDD-дисков

SATA (Serial Advanced Technology Attachment) — последовательный интерфейс подключения дисков. SATA-интерфейс работает с большими объемами данных на невысоких скоростях, благодаря этому фактору и низкой стоимости он получил широкое распространение среди ПК и серверного оборудования. Скорость работы SATA интерфейса до 600 Мбит./сек., при пропускной способности 6 Гбит/сек. HDD-диски с интерфейсом SATA подходят для:

• п отоковых операции, например, кодирования видео
• организации хранилища данных
• системы резервного копирования
• объемных, но не нагруженных файл-серверов

Подключить диски через интерфейс SATA можно на любом сервере Intel (Core i3/i5/i7, Intel Atom, Xeon E3/ Xeon E5, 2 x Xeon E5).

SAS (Serial Attached SCSI) — последовательный интерфейс подключения жестких дисков, который основывается на наборах команд SCSI . SAS-интерфейс работает на скорости до 1,2 Гбит/сек. с пропускной способностью до 12 Гбит/сек. HDD-диски подключенные через SAS-интерфейс подходят для операций с высокой скоростью и большим количеством циклов перезаписи, а также:

• системы управления базами данных (СУБД);
• WEB-серверы с высокой нагрузкой
• распределенные системы
• системы, обрабатывающие большое количество запросов — терминальные серверы, 1С серверы.

Недостаток SAS — высокая цена этого интерфейса.

SAS-интерфейс доступен у серверов линейки 2 x Xeon E5.

Интерфейс для подключения SSD-дисков

SSD-диски также подключают через SATA-интерфейс. SSD-диски подключенные через интерфейс SATA передают данные на скорости до 6 Гбит/сек.

Некоторые SSD-диски подключаются напрямую к PCIe-шине сервера, отсюда и название интерфейса для SSD-дисков — PCIe-SSD. Однако такие диски в несколько раз дороже, поэтому пока они не так популярны.

SSD-диски также подключаются на серверах Intel Xeon E3/ Xeon E5, 2 x Xeon E5.

Какой диск выбрать?

Выбор диска зависит от определенной задачи. Для того, чтобы быстро определить какой тип диска и дисковый интерфейс подходит для вашей задачи, мы составили небольшую таблицу соответствия

SSD против HDD в серверах

Жестким дискам HDD 10-15K rpm осталось недолго. Их механическая природа не оставляет им шансов противостоять возможностям SSD в корпоративных приложениях.

Твердотельные накопители SSD на флеш-памяти NAND оккупировали вершины пирамид хранения корпоративных данных и продолжают отвоевывать у HDD подступы к ним. Понятно, что скорой тотальной замены HDD на SSD не будет:

• многие сегменты хранения безразличны к основному козырю SSD – производительности, но чувствительны к объему/цене;
• у HDD 7200 rpm большая емкость и низкая удельная стоимость $/GB;
• серверный рынок консервативен.

Пока что место в корпоративном хранении есть для разных носителей, но «процесс пошел». На вершинах пирамид идет борьба за производительность – туда карабкаются NVMe SSD, приближаясь к DRAM по уровню задержек (см Прикладная термодинамика систем хранения данных и NVMe SSD. «Случайное» знакомство). Совсем скоро энергонезависимое (постоянное) хранение сблизится с хранением в оперативной памяти — как в технологии Intel/Micron 3D XPoint. Но эти продукты никак нельзя назвать тиражными.

SATA SSD – вот предмет общего интереса. Именно они массово заезжают в новостройки и планомерно отвоевывают жилплощадь у соседей снизу – SAS 10-15K rpm HDD. Оценим их позиции в «квартирном вопросе», в трехмерном пространстве параметров: “Производительность — Надежность – Цена“.

Тут только денежная шкала проста для понимания. При обсуждении производительности приходится учитывать целевые приложения, типы операций I/O, характер обращений к носителям, размер блока данных, особенности чтения/записи, итд. Да и сравнивать надо не носители, а программно-аппаратные реализации I/O. С надежностью хранения (доступностью данных) еще сложнее. Помимо учета формальных параметров (как MTBF и Endurance), важно, как в заданном физическом окружении обеспечивается непрерывность исполнения приложений, как реализованы процедуры восстановления данных, с минимальными риском их потери и уроном для общей производительности I/O. Целое дело.

Проектирование подсистем хранения данных – задача интересная, но штучная. Начнем с простого: лобового сравнения SATA SSD и SAS 10-15K rpm HDD, с анализом показателей, разбором технологий, существующих рисков и мнимых страхов.

Слабости HDD

Что и говорить, SSD быстрее. Задержки подвода головок чтения/записи к данным на вращающихся магнитных поверхностях HDD (seek / latency) непреодолимы. В приложениях с обращениями произвольного доступа головки бабочкой порхают над поверхностью, умножая ожидание отклика (и раздражение пользователей). Для достижения пристойной производительности работы с данными на HDD прибегают к распараллеливанию обращений в многодисковых группах, кэшируют запросы I/O средствами контроллеров и ОС — и все равно помогает слабо.

HDD хороши для записи больших файлов последовательными блоками. При минимуме перемещения головок между дорожками снижаются задержки обращения к данным. Но как только диск заполняется данными, большие файлы пишутся кусками — где есть свободные сектора. Как ни улучшай алгоритмы чтения/записи, фрагментированные данные остаются бичом HDD.

В SSD не имеет значения, в каких именно ячейках размещаются данные, для контроллера диска они все «рядом». Там нет физических дорожек и секторов, NAND — память прямого доступа. Есть задержки, связанные с особенностями перезаписи ячеек, но они несравнимо меньше, чем в HDD.

Надо сказать, виртуализация вычислительных ресурсов добавила остроты проблеме скоростного доступа к данным. Эффект I/O-блендера, или «рандомизация» нагрузки ввода-вывода – прямое следствие абстрагирования среды формирования запросов от носителей и передачи гипервизору обслуживания дисковых операций. С какими бы типами запросов не работали приложения в виртуальных машинах, очереди к физическим дискам заполнены крошевом из фрагментов данных, разбросанным по дискам.

Роли быстрых дисков и их сравнение

Где высоки требования к производительности, а объем данных относительно невелик, там SSD и вытесняют cкоростные SAS HDD: в серверах баз данных, под размещение файлов подкачки и размещение временных таблиц, в качестве кэш-пула многоуровневых систем хранения, управляемых хоть ОС, хоть RAID-контроллерами.

Такие задачи, как правило, не требуют больших объемов хранения – достаточно нескольких сотен GB. Сравним типичных представителей SAS 10-15K rpm HDD и SSD в диапазоне емкостей до 600GB.

За HDD ответит Seagate. Уже не выпускаются диски SAS 10-15K rpm в форм-факторе LFF (3.5”), но остались модели SFF (2.5”) SAS 10-15K rpm. Для 15К rpm максимальная емкость 600GB, выше уже не будет. На двигателях 10K rpm выпускаются диски до 1.8TB. Ограничимся дисками SAS HDD 300-600GB:

• SAS 10K rpm Seagate Savvio 10K,6 300GB и 600GB
• SAS 15K rpm Seagate Savvio 15K.3 300GB и 600GB .

За SSD постоит Intel – активный игрок на всех рынках, тем более на серверном.

• SATA SSD Intel DC S3510 series: 240GB и 480GB
• SATA SSD Intel DC S3610 series: 200GB и 400GB
• SATA SSD Intel DC S3710 series: 200GB и 400GB

Цены накопителей взяты из агрегатора предложений Hotline.ua, они отражают состояние рынка в сбытовой сети Seagate и Intel. Не секрет, что те же продукты используют производители серверов А-бренд – только продают их в разы дороже.
Для начала сведем все наши диски в координатной плоскости емкости/цены. В скобках указана цена $/GB.

HDD кажутся выгодным приобретением, пока мы пользуемся однобокой метрикой – удельной стоимостью хранения ($/GB). Продукты-заменители из разных товарных категорий так не сравнивают. Разберем противостояние SSD / SAS HDD по всем параметрам – подобно тому как это сделано в статье Debunking SSD Myths.

Производительность

Сравним показатели производительности SSD и SAS HDD, в IOPS и по скорости потоковых операций в MBps. Для полноты картины приведем данные и по PCIe NVMe SSD.

Разница в абсолютных показателях IOPS огромна.

В целевых приложениях SSD/SAS HDD наибольший интерес представляет способность накопителя быстро обслуживать обращения записи произвольного доступа. Пересчитаем, во что обходится обслуживание предельной нагрузки (цена, которую надо “заплатить” за каждый Write IOPS), силами SAS HDD и с помощью SSD.

Как только метрика сравнения меняется с “емкостной” на “скоростную”, SAS HDD безнадежно проигрывают SSD.

По задержкам доступа к данным (latency) жесткие диски и близко не приближаются к SSD – механику не обманешь.

Получается, все метрики, которые привязаны тем или иным образом к целевому назначению SSD / SAS HDD, показывают огромный отрыв SSD.

Надежность

В современных системах хранения данных риски потерь данных минимизированы, выход из строя отдельного диска, как правило, чреват только временной деградацией производительности при реконструкции массива после замены диска на новый. Тем не менее, с угрозами данным надо считаться.

Официальной статистики отказов HDD и SSD производители не публикуют. Как это обычно бывает с молодыми технологиями, хранение в памяти NAND окружено мифами и опасениями. Поводы для них создают, как правило, неосведомленность и нецелевое использование SSD.

HDD и SSD, имеющие разную природу записи, и сбоят по-разному. Отказы механики или электроники HDD редки, обычно к потере данных приводит эрозия магнитной поверхности. Это постепенный процесс, на который пользователь может своевременно реагировать. Диски массива HDD не уходят из жизни групповой смертью, только поодиночке. Для пользователей, привыкших к неспешности проявления ошибок HDD, отказы SSD кажутся фатальными, а практически синхронный износ ячеек дисков массива – прямой угрозой неотвратимой потери данных.

Особенности и риски SSD

Отсутствие механических частей, устойчивость к тряске и перегрузкам, куда более широкий рабочий диапазон температур, малое энергопотребление – все это повышает шансы выживания SSD в агрессивном окружении, в сравнении с HDD.

Но состоят они все равно из физических компонентов, в них есть статическая и динамическая память, транзисторы, конденсаторы, они управляются прошивками, и на них тоже влияют отказы питания. Основная проблема SSD – износ ячеек памяти NAND. Жизненный срок SSD отмеряется не временем, а количеством записей на диск. Процесс записи в ячейки состоит из нескольких действий: read-modify-erase-write. На пределы возможного влияет разрядность ячеек (SLC-MLC-TLC), размер служебной области (резерв ячеек), контроллер SSD с его алгоритмами усиления записи (количеством операций переноса данных между ячейками на одну команду записи ОС), токами записи, процедурами уборки мусора (прополкой неиспользуемых блоков данных для освобождения места под новые записи).

При выборе SSD под серверы с большой нагрузкой перезаписи и высокими требованиями к сохранности данных надо внимательно читать спецификации и анализировать паспортные показатели. Как минимум, обращать внимание на позиционирование продуктов самими производителями. Например, в массовые SSD не ставят конденсаторную защиту динамической памяти контроллера диска от обесточивания – прямой угрозы целостности данных. Не пишут в спецификациях размер служебной области — резервного запаса ячеек (overprovisioning) – хотя он впрямую влияет на скоростные показатели и срок жизни. Со временем производительность любых SSD деградирует – из-за износа ячеек контроллеру приходится проделывать все большую работу по освобождению места под запись. В массовых SSD резервный запас ячеек (overprovisioning) минимален, в серверных он может превышать 30%.

На прогноз продолжительности жизни SSD прямо указывает паспортный параметр Endurance – объем данных, которые SSD может гарантированно перезаписать на протяжении всего жизненного цикла (например, в петабайтах, PB) или количество допустимых перезаписей объема диска в течение суток (drive writes per day, DWPD). К примеру, если для диска емкостью 100GB заявлен Endurance 10DWPD, то на него можно записать 1TB данных, и так каждый день, в течении пяти лет. Такую нагрузку еще поискать надо. Подобные диски стоят в 2-3 раза дороже массовых SSD.

Все в руках пользователя

От впадания в крайности: покупки дисков-однодневок или дорогого страхового полиса за спокойствие, спасает здравая оценка нагрузок приложений. К примеру, для интеловских SSD семейств S3510 / S3610 / S3710 объем перезаписи не должен превышать 0.3 / 3 / 10 DWPD cоответственно. Диски различных семейств и вендоров отличаются, в первую очередь, производительностью, но, с позиций надежности, параметр Endurance – основной индикатор для застройщиков серверов.

Состояние SSD мониторится SMART-утилитами – как в примере.

Любому SSD можно продлить ресурс, если форматировать его не на полную емкость. «Ручной» overprovisioning играет ту же роль, что и «фабричный» от производителя – снижает урон от износа ячеек. Но лучше сразу ставить отвечающие приложениям SSD с гармоничным сочетанием параметров.

Побочные эффекты

SATA SSD потребляют меньшую мощность, чем SAS HDD: примерно 3-4 ватта против 7-8 ватт под нагрузкой и 0.6 ватта против 3-5 ватт на холостом ходу. Но дело в другом: для достижения равной с HDD производительности нужно намного меньшее количество SSD. Суммарная потребляемая мощность all-flash сервера намного ниже, чем у сервера, нашпигованного HDD. Сравним энергозатраты на достижение сопоставимой производительности в IOPS, с помощью SAS HDD и SATA SSD.

Чем меньше накопителей надо для достижения требуемой производительности – тем проще конструктив серверов. Нужно меньше каналов RAID-контроллеров и HBA-адаптеров, меньше места для размещения дисков, проще устройство дисковых корзин и систем охлаждения.

Для дата-центров, оперирующих сотнями HDD, замена большей части из них на десяток-другой SSD экономит место, радикально снижает капитальные затраты на оборудование и операционные расходы на питание/охлаждение. И даже на уровне проектирования одного сервера, более простой его крой оптимизирует расходы владельца по достижению поставленных целей. Когда цели следуют из запросов приложений, разговоры о «дороговизне» SSD теряют под собой почву.

© 1998—2020 «Компьютерное Обозрение».
Адрес редакции: 04080, Киев, ул. Алексея Терехина, 8.
Телефон: (044) 362-86-22.
E-mail: [email protected]
Десктопная версия