Надежность ssd результаты ресурсных испытаний
Несколько месяцев назад мы начали масштабный проект по массовому тестированию твердотельных накопителей, доступных в российской рознице. К настоящему моменту в 12 статьях протестировано 50 моделей SSD. Самое время попытаться объединить и систематизировать полученные данные.
Надёжность SSD и HDD в первый год работы
Самым известным источником данных по надёжности накопителей в практическом использовании остаётся статистика хостера Backblaze, которая периодически обновляется. У них тысячи серверов и девять лет статистики по разным моделям HDD и SSD (в последние годы загрузочные диски серверов перевели на SSD).
В сентябре 2021 года Backblaze впервые сравнила SSD и HDD по надёжности, получилось любопытно.
В целом оказалось, что в начале работы (в среднем до 14 месяцев в данном случае) SSD выходят из строя немножко реже, чем HDD.
Годовая частота сбоев (AFR)
Количество дисков | Средний возраст (месяцев) | Дней работы | Всего сбоев | AFR | |
---|---|---|---|---|---|
SSD | 1666 | 14,2 | 591 501 | 17 | 1,05% |
HDD | 1607 | 52,4 | 3 523 610 | 619 | 6,41% |
Что будет дальше — непонятно. На интервале в несколько лет достоверная статистика пока не собрана. Вполне возможно, что там преимущество SSD будет не таким очевидным, как раз из-за ограниченного ресурса на количество циклов перезаписи.
MTBF – среднее время между отказами
Степень надежности SSD и HDD определяется значением MTBF (среднее время между отказами). Это одно из наиболее сложных и менее очевидных измерений надежности. Важно, чтобы вы понимали MTBF и частоту отказов твердотельных накопителей, прежде чем делать какие-либо покупки.
Возьмём Intel SSD 335 Series (240 ГБ, 2,5 дюйма SATA 6 Гбит/с, 20 нм, MLC) и SAMSUNG 830 Series 2,5 256 ГБ SATA III MLC. Intel SSD имеет спецификацию MTBF 1,2 миллиона часов, в то время как Samsung SSD имеет MTBF – 1,5 миллиона часов, но это не значит, что диск Samsung гарантированно проработает больше часов – MTBF не работает таким образом.
MTBF, как определено в Википедии: «. средняя продолжительность работы устройства между отказами, то есть показывает, какая наработка в среднем приходится на один отказ»
Как видите, MTBF относится к частоте отказов диска в течение ожидаемого срока его службы. Это не означает, что время работы MTBF в 1,2 миллиона часов будет длиться 1,2 миллиона часов, а время работы MTBF в 1,5 миллиона часов будет длиться 1,5 миллиона часов (это, кстати, от 136 до 171 года).
В случае Intel 335, MTBF 1,2 миллиона часов означает, что, если диск используется в среднем по 8 часов в день, можно ожидать, что размер выборки из 1000 SSD будет иметь один сбой на каждые 150 дней, или два раза в день на год.
Математика MTBF
1000 SSD * 8 часов в день = 8000 накопленных часов в день
8000 совокупных часов в день * 150 дней = 1,2 миллиона совокупных часов до того, как произойдёт сбой.
Ожидается, что Samsung 830 будет иметь один сбой каждые 187,5 дней. Однако, не все накопители протестированы по одинаковым стандартам.
Для дисков HDD в качестве единицы ошибок используют AFR или годовую частоту отказов. Среднее значение AFR жестких дисков находится в диапазоне от .55% до .90%. Однако это число вводит в заблуждение, поскольку производители жестких дисков не обязательно указывают, когда у диска произойдёт сбой. Это может быть что-угодно – от перегрева до случайных падений или даже стихийных бедствий. Когда дело доходит до неисправных дисководов, т.е. только тех, которые вышли из строя во время обычной работы, показатели варьируются от 0,5% до 13,5%.
Так что же для меня означает SSD MTBF?
К сожалению, трудно определить частоту отказов SSD по брендам; в большинстве случаев у нас просто есть TBW. Когда дело доходит до покупки, большинство потребителей должно найти приемлемым любой MTBF более 1 миллиона часов.
Обычно это означает около 3 сбоев в год на 1000 дисков, которые используются 8 часов в день. Другими словами, у вас будет 0,3% вероятности сбоя операции записи в рамках гарантии на накопитель, если вы используете SSD в течение 8 часов в день.
Другими словами, если мы посмотрим на надежность SSD в сравнении с надежностью HDD, частота отказов твердотельных накопителей – не будет слишком отличаться от таковой для HDD.
Надежность и понимание срока службы SSD
«Отказывают ли SSD диски?», конечно, да, как и любые другие диски. Скорее, мы должны спросить: «Как быстро диски SSD выходят из строя?» И ответ на этот вопрос немного сложнее.
Более того, SSD более надежны, когда речь идёт о жестких условиях работы, потому что они не имеют каких-либо движущихся частей. Таким образом, твердотельные накопители могут лучше выдерживать случайные падения и экстремальные температуры, чем традиционные HDD.
Но это не значит, что все SSD одинаковы. К счастью, есть несколько измерений, которые обычно используются для определения надежности SSD. Их часто можно увидеть в описании SSD.
Мы уже много говорили о циклах P/E, но есть ещё 4 характеристики (не волнуйтесь, они не слишком сложны):
- TBW – количество записанных терабайт
- GB/day – рекомендуемый объем записи в день
- DWPD – сколько раз можно перезаписать диск за день
- MTBF – среднее время между отказами
Стоит также отметить, что когда они указаны на упаковке, они используются в качестве гарантии. Они обычно выше, чем вы реально будете использовать, но также часто ниже, чем то, что вам реально даст SSD.
Думайте об этом как об автомобильно шине, она гарантированно не взорвется при езде по автостраде в течение 5 лет или 50000 км, но есть большая вероятность, что она прослужит гораздо дольше.
TBW – это просто указание количество терабайт, которое вы можете записать за время существования SSD. Во многих случаях TBW, на самом деле, довольно большое число, к которому вы никогда не приблизитесь; скорее диск пострадает от старости.
2.5” SSD
2,5-дюймовые твердотельные накопители являются самыми популярными и самыми доступными. Внешне он напоминает традиционный 3,5-дюймовый жесткий диск – но меньше. Они легкие, поскольку не имеет движущихся частей внутри, и для передачи данных и питания потребуется разъем SATA.
Они также используют последовательную запись и чтение, скорость которых может варьироваться от 325 МБ/с до 600 МБ/с, соответственно. Это может показаться слабым результатом по сравнению с PCIe SSD, приведенными ниже, но этого более чем достаточно, чтобы дать пользователю быстрый опыт.
Гигабайт в день
Название говорит само за себя. Это показатель того, сколько гигабайт в день рекомендовано сохранять / перезаписывать. Поскольку большинство твердотельных накопителей построено на идее, что вы будете использовать несколько гигабайт в день, если ваш компьютер не является рабочей станцией – с вашим диском всё будет в порядке.
Это также довольно просто, хотя название несколько вводит в заблуждение. Можно подумать, что это мера того, сколько раз вы можете записывать данные в день, но, на самом деле, это сколько раз вы можете перезаписывать весь SSD в день.
Объясним эту характеристику на примере Samsung SSD 850 Pro SATA с 10-летней гарантией емкостью 128 ГБ, 256 ГБ, 512 ГБ и до 1 ТБ. Он предназначен для обработки 150 терабайт. Но, по словам Samsung, эти твердотельные накопители могут выдерживать до 600 ТБ.
Теперь, если провести несложные расчеты со сроком службы этого твердотельного накопителя, этот диск может считывать и записывать по 40 ГБ данных в день. Сравнивая это с реальной ситуацией, в которой обычный офисный пользователь записывает от 10 до 35 ГБ в день, срок гарантии истечет к тому времени, как вы достигнете предела в 150 ТБ.
Что в итоге
Вообще, в последние годы после освоения NVME и PCIe 4.0 рынок потребительских SSD немножко застыл на месте. Бенчмарки топовых моделей вроде 980Pro и SN850 не слишком отличаются от моделей двух-трёхлетней давности. Максимальный объём массовых SSD упёрся в 2–4 ТБ и дальше особо не растёт. Причин много, в том числе дефицит микросхем.
Если нет особого прогресса по техническим характеристикам, то на первый план выходит надёжность как ключевой фактор. И вот здесь прогресс виден. Некоторые SSD уже обогнали отдельные HDD по заявленной надёжности (объём записи 1200–2500 ТБ на 5 лет). Хотя до рекодсменов типа WD Ultrastar DC SN840 им ещё далеко. Там вообще 35 040 ТБ на 5 лет.
Интересно, что «закон Мура» в широком смысле (то есть возрастание некоего технического параметра в геометрической прогрессии) оживает и затихает в разных местах. В конце 20 века он был явно виден у CPU, потом начался бурный прогресс HDD (2000-е), потом SSD (2010-е), а сейчас заметен в области аккумуляторов. Создаётся впечатление, что интенсивное развитие начинается в разных отраслях по очереди, после чего затихает. Но иногда случается неожиданный технологический прорыв, как было с ядром Zen от AMD — и закон Мура снова просыпается… И так продолжается снова и снова: научно-технический прогресс не остановить.
Мы изучим готовое решение с хорошим быстрым M.2 NVMe SSD внутри, которое характеризуется стабильной скоростью передачи данных и кэшированием с использованием большого буфера.
Героем обзора стал современный накопитель M.2 с интерфейсом PCI-e x4 Gen3, основанный на восьмиканальном контроллере, который еще недавно был флагманским.
Вслед за обзором бюджетной модели мы изучим средний класс накопителей MSI в сегменте PCIe Gen4x4 M.2 2280.
Новинка MSI – типичный представитель недорогих накопителей на контроллере Phison PS5013-E13 класса PCIe Gen3x4 M.2 2280.
Накопитель Kingston NV1 станет правильным выбором для тех, кто хочет полностью избавиться от HDD и перейти на SSD, и тех, кто планирует апгрейдить ПК или ноутбук.
Новинка Patriot Viper оснащена контроллером Innogrit, предлагает два радиатора в комплекте и по характеристикам вплотную приближается к лидерам рынка.
Линейка TUF Gaming Alliance компании ASUS расширяется и недавно пополнилась первыми накопителями бренда T-Force.
Мы изучим SSD Patriot Memory, который поддерживает высокоскоростной интерфейс PCIe 4.0. Интерфейс таких моделей можно обозначать 4x4 (подобно тому, как обозначаются внедорожные автомобили), что в данном случае расшифровывается как передача данных по 4-м линиям в интерфейсе PCIe Gen 4. Новый интерфейс поддерживается пока что только небольшим числом устройств… Насколько же хорош накопитель в деле?
Героем обзора стал твердотельный накопитель Kingston. Конечно, интерфейс NVMe PCIe более перспективен, чем добрый старый SATA, но коль есть потребность в накопителях SATA, то и они тоже выпускаются! Таков закон рынка, ничего не поделаешь. И, разумеется, очень интересно посмотреть, что еще можно «выжать» на сегодня из интерфейса SATA? Благо к нам на тестирование попал один из самых интересных SSD.
К нам на тест попала модель Plextor емкостью 1 Тбайт. Это большой объем, и с учетом взаимосвязи емкости и производительности SSD мы вправе ожидать от такого твердотельного накопителя высоких показателей. В серию накопителей Plextor M9PGN Plus входят три версии с объемом от 256 Гбайт до 1 Тбайт, которые позиционируются как геймерские. Да и заявленные характеристики не оставляют в этом сомнений.
Компания Patriot известна производством геймерской памяти и различных аксессуаров для игроков, но помимо прочего она выпускает продукцию и «для гражданских». Сегодня у нас в гостях образец как раз такой продукции для «обычных» пользователей. В серию Patriot P300 входят четыре версии с емкостью от 128 ГБ до 1 ТБ, причем в случае США есть еще накопитель с емкостью 2 ТБ… Для каких целей подойдет SSD объемом 256 ГБ?
У нас в гостях очередной SSD бренда Viper (Viper Gaming). На этот раз он предлагает накопитель, предназначенный для любителей моддинга. Их число растет, поскольку это позволяет творчески подойти к сборке системного блока и превратить его из невзрачного «ящика» в произведение искусства. В серию Viper VPR100 RGB входят четыре устройства (от 256 Гбайт до 2 Тбайт). К нам на тестирование попал младший.
У нас в гостях твердотельный накопитель бренда T-Force, принадлежащего тайваньской компании Team Group. В новую серию T-Force Cardea II входят три устройства PCIe NVMe, позиционируемые для настольных компьютеров игрового класса, с емкостью 256, 512 и 1024 ГБ. К нам на тестирование попал самый «средний» из этих трех братьев – накопитель объемом 512 Гбайт. На что он способен? Заслуживает ли внимания?
Серия IronWolf пришла и в твердотельные накопители (SSD). Конечно, накопители SSD значительно скромнее по объему, чем HDD (цена!), но прогресс не остановить. Накопители серии Seagate IronWolf 110 SSD производитель позиционирует, как предназначенные для сетевых хранилищ (NAS). Особенность такого применения SSD – возможность одновременного выполнения разными пользователями разнотипных операций. Кроме того, повышаются требования к температурному режиму и некоторым другим параметрам. Но и о тестировании этого SSD как «обычного» накопителя тоже не забудем.
У нас в гостях SSD бренда Viper. Он основан компанией Patriot Memory LLC, широко известной производством оперативной памяти; но она выпускает и множество других компонентов и аксессуаров для геймеров. Теперь же эта компания замахнулась и на твердотельные накопители флагманского класса. В серию геймерских накопителей Viper VPN100 входят четыре накопителя с емкостью от 256 ГБ до 2 ТБ. К нам на тестирование попал самый «младший» накопитель.
В конце прошлого года свет увидела новая серия потребительских накопителей SSD Intel 660p с интерфейсом PCIe NVMe. В нашу тестовую лабораторию пришли сразу два накопителя этой серии – на 512 ГБ и на 1024 ГБ. Чем сможет в этой серии Intel порадовать массового потребителя, и сможет ли порадовать его вообще?
Семейство Plextor M9Pe богато не только на объемы, но и на физическое исполнение (HHHL-адаптер и два варианта M.2). Производитель не разделяет их по потребительским характеристикам, используя одно и то же сочетание Marvell 88SS1093 и 64-слойной TLC 3D V-NAND. Но наличие или отсутствие теплоотвода и габариты радиатора могут привести к «заточкам» на уровне прошивки и обеспечить различное поведение…
Твердотельные накопители или SSD работают быстрее, чем обычные вращающиеся механические жесткие диски – HDD. Но насколько они надежны, когда дело доходит до долгосрочного использования? Какую нагрузку можно дать SSD и сколько лет он прослужит?
Если вы собираетесь использовать SSD, есть несколько полезных метрик, которые помогают измерить надежность SSD, о которых стоит знать, например, циклы P/E, TBW (записанные терабайты) и MTBF (среднее время между сбоями).
Оценка своего DWPD
Для предварительной оценки нагрузки на SSD в продакшне на основе рекомендаций производителей можно составить такую небольшую шпаргалку с указанием типичных вариантов использования:
Сценарий использования | Описание | Примерный DWPD |
Загрузочный диск | Загрузка сервера. Нечастые обновления. Логи и постоянные файлы хранятся на другом накопителе. | 0,1 ~ 1,0 |
Раздача контента | Фронтенд CDN. Кэш для самых популярных медиафайлов | 0,5 ~ 2,0 |
Видеонаблюдение | Запись трансляции с нескольких камер 24/7, периодическая перезапись содержимого диска. | кратно Nкамер |
Виртуализация и контейнеры | Хранилище Tier-0 для контейнеров и VM в гиперконвергентной системе. Всё локальное хранилище в кластере работает на SSD. | 1,0 ~ 3,0 |
Транзакционная система (OLTP) | Нагрузки с интенсивным использованием данных. Частое обновление журналов БД и файлов, до тысячи операций в секунду. | от 3,0 |
Высокопроизводительное кэширование | Кэш для локальных HDD. Максимальные нагрузки. | от 3,0 и гораздо выше |
Таким образом, из реального DWPD и P/E для своего SSD можно примерно оценить приблизительный срок его жизни: общий и сколько осталось.
Оставшийся срок можно ориентировочно спрогнозировать, если вычесть реальный срок эксплуатации из общего срока жизни SSD.
Или другой вариант — посчитать максимальный TBW для своего SSD исходя из его технических характеристик, а потом отслеживать реальный TBW в процессе эксплуатации.
PCI-E SSD
Твердотельные накопители PCI-E обеспечивают лучшую производительность, но при этом являются самыми дорогими. Они используют слоты PCI-E в качестве интерфейса. Несмотря на то, что линии PCI-E быстрые, твердотельные накопители будут ограничены выбранной полосой, поэтому попробуйте использовать самый быстрый из доступных слотов, по крайней мере, слот x8. Обратитесь к руководству по вашей материнской плате, чтобы выяснить скорость каждого из ваших слотов PCI-E.
В любом случае, твердотельные накопители PCI-E и твердотельные накопители m.2 позволяют работать в 4 раза быстрее, чем обычные твердотельные накопители. Для этих твердотельных накопителей последовательное чтение и запись может варьироваться от 2500 МБ/с (чтение) и до 1300 МБ/с (запись), соответственно. Кроме того, эти устройства также могут иметь более 500 МБ высокоскоростного кэша DDR3.
Как продлить срок жизни SSD
Логика подсказывает: если ресурс SSD ограничен количеством циклов перезаписи, то для увеличения срока жизни нужно уменьшить объём записи .
Разумеется, при этом мы не хотим жертвовать производительностью или чем-то другим.
Что можно сделать?
- поставить больше RAM, чтобы уменьшить использование файла подкачки во время работы операционной системы (некоторые рекомендуют вовсе отключить файл подкачки, но это, по сути, плохой совет, хотя его логика понятна);
- отключить неиспользуемые функции ОС (см. статью о том, что нужно отключить в Windows 11, по мнению бывшего разработчика Microsoft) и лишние элементы автозагрузки (см. «Ускорение загрузки Windows for fun and profit» на Хабре);
- отключить ненужную дефрагментацию SSD;
- использовать утилиты вроде PowerToys для оптимизации ОС;
- под Linux можно перейти на более продвинутую файловую систему: например, ZFS со встроенным сжатием, которое снижает количество операций записи, при этом увеличивая скорость, вместительность и срок жизни накопителя (см. «Основы ZFS: система хранения и производительность»), или Btrfs, во многом не уступающую ZFS по функциям.
SSD+HDD
Один из известных лайфхаков — связка SSD+HDD. Условно говоря, вместо одного большого SSD можно купить NVMe маленького размера, только для операционной системы, рабочих приложений и избранных игр, а все остальные файлы, дистрибутивы и резервные копии хранить на дешёвом медленном SATA HDD. По цене получится примерно одинаковая сумма, а места больше на несколько терабайт.
Хотя так делают скорее для экономии и увеличения объёма хранилища, но у лайфхака есть и дополнительный бонус — некоторое снижение нагрузки на SSD. То есть увеличение его срока жизни.
Кроме того, в более свободных SSD больше размер кэша и выше производительность, чем в заполненных.
Изменение размера кэша SLC в зависимости от объёма свободного места в Intel SSD 665p, источник
Да и игры всё растут. Дистрибутивы по 200 ГБ уже почти норма… Так что полностью переходить на модель «один большой SSD» немного опасно, места может не хватить для всего. С другой стороны, всё больше игр рекомендуют SSD для установки. Тут особо не забалуешь, потому что при использовании HDD страдает производительность.
Сбор статистики с конкретного SSD
Для просмотра показателей SMART существует ряд специализированных утилит. В частности, под Linux это консольные утилиты smartctl, smartd и др. (см. статью про мониторинг SSD под Linux).
Для разных атрибутов SMART утилиты показывают статус типа OLD_AGE, PRE-FAIL или FAILING_NOW. Это значит, что некий атрибут соответствует количеству аномальных ситуаций, и для этих аномалий установлено граничное значение (threshold). Если значение приближается к граничному, это означает PRE-FAIL, а если превышает его — FAILING_NOW. Но это лишь косвенные параметры, которые напрямую не говорят о физическом повреждении ячеек памяти. Некоторые специалисты предпочитают игнорировать показатели типа Wear_Leveling_Count . Один из разработчиков сделал форк стандартной утилиты мониторинга etbe-mon, которая умеет отслеживать данные SMART и подавлять бесполезные уведомления типа FAILING_NOW от Wear_Leveling_Count .
Самый важный их показатель — объективная нагрузка на диск и количество записанной информации, то есть реальные DWPD и TBW, вот их желательно учитывать в первую очередь.
Под Windows есть несколько хороших инструментов для сбора статистики. Например, программа Hard Disk Sentinel отслеживает объём информации, записанной на каждый накопитель за всё время эксплуатации, и рассчитывает прогноз оставшегося срока жизни.
Hard Disk Sentinel
Есть ещё программа CrystalDiskInfo и др.
CrystalDiskInfo
Многие производители предлагают собственные инструменты для обслуживания своих SSD-накопителей. Например, для накопителей Kingston есть Kingston SSD Manager, для накопителей Samsung — Samsung Magician и так далее.
Эти программы не только собирают статистику с накопителя, но и оповещают о выходе новых прошивок. Производители рекомендуют держать SSD в актуальном состоянии и обновлять прошивку.
CrystalDiskMark (64bit) 3.0.1
Это уже более синтетический бенчмарк. Он полезен тем, что позволяет проводить тестирование в двух режимах: хорошо поддающимся компрессии потоку однотипных данных, либо рандомным набором, практически не поддающемуся сжатию. Полученный итоговый результат в обоих случаях будет очень близок к максимально возможным показателям тестируемого носителя.
В режиме случайных данных:
Последовательное чтение, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Чтение блоками по 512 Кбайт, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Чтение блоками по 4 Кбайт, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Чтение блоками по 4 Кбайт, глубина очереди запросов – 32, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Последовательная запись, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Запись блоками по 512 Кбайт, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Запись блоками по 4 Кбайт, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Запись блоками по 4 Кбайт, глубина очереди запросов – 32, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
реклама
Легко сжимаемые данные:
Последовательное чтение, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Чтение блоками по 512 Кбайт, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Чтение блоками по 4 Кбайт, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Чтение блоками по 4 Кбайт, глубина очереди запросов – 32, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Последовательная запись, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Запись блоками по 512 Кбайт, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Запись блоками по 4 Кбайт, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Запись блоками по 4 Кбайт, глубина очереди запросов – 32, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news - это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Современные SSD-накопители достаточно надежные, а с учетом того, что цена за 1 ГБ (в долларах) постепенно падает, то использовать SSD во многих случаях даже более рационально, чем работа с HDD. Но какой SSD выбрать?
Полтора года назад журналист Tech Report решил провести эксперимент по выявлению наиболее надежных SSD. Он взял шесть моделей накопителей: Corsair Neutron GTX, Intel 335 Series, Kingston HyperX 3K, Samsung 840, Samsung 840 Pro, и поставил все шесть на цикличный процесс чтения/записи. Объем памяти каждого накопителя составлял 240-256 ГБ, в зависимости от модели.
Сразу стоит сказать, что все шесть моделей успешно выдержали заявленную производителем нагрузку. Более того, большинство моделей выдержало больше циклов чтения-записи, чем это заявлено разработчиками.
Тем не менее, 4 из 6 моделей сдались перед достижением объема в 1 ПБ «прокачанной» через диск информации. Зато 2 модели из тех, что участвовали в этом аттракционе «железной смерти» (Kingston и Samsung 840 Pro) выдержали даже 2 ПБ, и только потом отказали. Конечно, выборка из 6 SSD не может служить показателем работы для всех SSD без исключения, но определенная репрезентативность у этой выборки все же есть. Процедура цикличного чтения-записи тоже не идеальный показатель, ведь накопители могут выходить из строя по самым разным причинам. Но результаты теста очень интересны.
Один из выводов: производители достаточно деликатно подходят к вопросу выбора лимита работы своих накопителей — как уже говорилось выше, все SSD выдержали положенный лимит объема записанной информации.
Что касается самих моделей, то первым вышел из строя Intel 335 Series. У SSD этой модели есть одна особенность — они прекращают работу, как только появляются сбойные сектора. Сразу после этого накопитель входит в режим чтения, а затем и вовсе превращается в «кирпич». Если бы не инструкция «остановись при сбое», возможно, SSD проработал бы и дольше. Проблемы начались с диском уже после прохождения отметки в 700 ТБ. Информация на диске оставалась читаемой до момента перезагрузки, после чего диск превратился в кусок железа.
Samsung 840 Series успешно дошел до отметки в 800 ТБ, но начал показывать большое количество ошибок, начиная с 900 ТБ, и отказал без всяких предупреждений, не дойдя до петабайта.
Следующим отказал Kingston HyperX 3K — у модели тоже есть инструкция прекращать работу при появлении ряда сбойных секторов. К концу работы устройство начало выдавать уведомления о проблемах, позволяя понять, что конец близко. После отметки в 728 ТБ накопитель перешел в режим чтения, и после перезагрузки перестал отвечать.
Corsair Neutron GTX стал следующей жертвой, пройдя отметку в 1.1 ПБ. Но у накопителя уже насчитывались тысячи сбойных секторов, устройство начало выдавать большое количество предупреждений о проблемах. Даже спустя ещее 100 ТБ диск позволят записывать данные. Но после очередного ребута устройство перестало даже определяться системой.
Осталось всего две модели Kingston и Samsung 840 Pro, которые героически продолжали работать, достигнув отметки даже в 2 ПБ.
Kingston Hyper X использует сжатие данных по возможности, но тестировщик стал записывать несжимаемые данные для чистоты теста. Для этого использовалась программа Anvil's Storage Utilities, служащая для выполнения тестов по чтению-записи данных.
Диск показал хорошие результаты, хотя на промежутке между 900 ТБ и 1 ПБ уже возникли неисправимые ошибки, плюс поврежденные сектора. Ошибок было всего две, но это все равно проблема. После того, как диск отказал на 2.1 ПБ, он перестал определяться системой после ребута.
Последним павшим железным солдатом в этой битве стал Samsung 840 Pro
Накопитель прошел отметку в 2,1 ПБ и отказал.
Что же, хеппи-энда нет, все умерли, к сожалению. Но иного и быть не могло — в том и смысл теста, дождаться отказа всех участвовавших в нем моделей SSD.
Есть ли способ проверить срок службы SSD
Если у вас уже есть SSD или вы планируете его приобрести, важно помнить о сроке службы вашего SSD. Всё, что вам нужно сделать, это посчитать, сколько. я шучу. К счастью, есть несколько различных программных решений, которые помогают с этим:
Каждая из этих программ имеет свой собственный способ проверки срока службы SSD, но они просты и практически одинаковы. Следует также отметить, что программное обеспечение работает независимо от того, какую марку SSD вы используете. Так что если у вас есть твердотельный накопитель Intel, вы можете использовать Samsung Magician без каких-либо забот.
CrystalDiskMark (64bit) 3.0.1
Это уже более синтетический бенчмарк. Он полезен тем, что позволяет проводить тестирование в двух режимах: хорошо поддающимся компрессии потоку однотипных данных, либо рандомным набором, практически не поддающемуся сжатию. Полученный итоговый результат в обоих случаях будет очень близок к максимально возможным показателям тестируемого носителя.
В режиме случайных данных:
Последовательное чтение, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Чтение блоками по 512 Кбайт, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Чтение блоками по 4 Кбайт, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Чтение блоками по 4 Кбайт, глубина очереди запросов – 32, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Последовательная запись, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Запись блоками по 512 Кбайт, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Запись блоками по 4 Кбайт, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Запись блоками по 4 Кбайт, глубина очереди запросов – 32, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
реклама
Легко сжимаемые данные:
Последовательное чтение, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Чтение блоками по 512 Кбайт, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Чтение блоками по 4 Кбайт, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Чтение блоками по 4 Кбайт, глубина очереди запросов – 32, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Последовательная запись, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Запись блоками по 512 Кбайт, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Запись блоками по 4 Кбайт, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Запись блоками по 4 Кбайт, глубина очереди запросов – 32, Мбайт/сек
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news - это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Современные SSD-накопители достаточно надежные, а с учетом того, что цена за 1 ГБ (в долларах) постепенно падает, то использовать SSD во многих случаях даже более рационально, чем работа с HDD. Но какой SSD выбрать?
Полтора года назад журналист Tech Report решил провести эксперимент по выявлению наиболее надежных SSD. Он взял шесть моделей накопителей: Corsair Neutron GTX, Intel 335 Series, Kingston HyperX 3K, Samsung 840, Samsung 840 Pro, и поставил все шесть на цикличный процесс чтения/записи. Объем памяти каждого накопителя составлял 240-256 ГБ, в зависимости от модели.
Сразу стоит сказать, что все шесть моделей успешно выдержали заявленную производителем нагрузку. Более того, большинство моделей выдержало больше циклов чтения-записи, чем это заявлено разработчиками.
Тем не менее, 4 из 6 моделей сдались перед достижением объема в 1 ПБ «прокачанной» через диск информации. Зато 2 модели из тех, что участвовали в этом аттракционе «железной смерти» (Kingston и Samsung 840 Pro) выдержали даже 2 ПБ, и только потом отказали. Конечно, выборка из 6 SSD не может служить показателем работы для всех SSD без исключения, но определенная репрезентативность у этой выборки все же есть. Процедура цикличного чтения-записи тоже не идеальный показатель, ведь накопители могут выходить из строя по самым разным причинам. Но результаты теста очень интересны.
Один из выводов: производители достаточно деликатно подходят к вопросу выбора лимита работы своих накопителей — как уже говорилось выше, все SSD выдержали положенный лимит объема записанной информации.
Что касается самих моделей, то первым вышел из строя Intel 335 Series. У SSD этой модели есть одна особенность — они прекращают работу, как только появляются сбойные сектора. Сразу после этого накопитель входит в режим чтения, а затем и вовсе превращается в «кирпич». Если бы не инструкция «остановись при сбое», возможно, SSD проработал бы и дольше. Проблемы начались с диском уже после прохождения отметки в 700 ТБ. Информация на диске оставалась читаемой до момента перезагрузки, после чего диск превратился в кусок железа.
Samsung 840 Series успешно дошел до отметки в 800 ТБ, но начал показывать большое количество ошибок, начиная с 900 ТБ, и отказал без всяких предупреждений, не дойдя до петабайта.
Следующим отказал Kingston HyperX 3K — у модели тоже есть инструкция прекращать работу при появлении ряда сбойных секторов. К концу работы устройство начало выдавать уведомления о проблемах, позволяя понять, что конец близко. После отметки в 728 ТБ накопитель перешел в режим чтения, и после перезагрузки перестал отвечать.
Corsair Neutron GTX стал следующей жертвой, пройдя отметку в 1.1 ПБ. Но у накопителя уже насчитывались тысячи сбойных секторов, устройство начало выдавать большое количество предупреждений о проблемах. Даже спустя ещее 100 ТБ диск позволят записывать данные. Но после очередного ребута устройство перестало даже определяться системой.
Осталось всего две модели Kingston и Samsung 840 Pro, которые героически продолжали работать, достигнув отметки даже в 2 ПБ.
Kingston Hyper X использует сжатие данных по возможности, но тестировщик стал записывать несжимаемые данные для чистоты теста. Для этого использовалась программа Anvil's Storage Utilities, служащая для выполнения тестов по чтению-записи данных.
Диск показал хорошие результаты, хотя на промежутке между 900 ТБ и 1 ПБ уже возникли неисправимые ошибки, плюс поврежденные сектора. Ошибок было всего две, но это все равно проблема. После того, как диск отказал на 2.1 ПБ, он перестал определяться системой после ребута.
Последним павшим железным солдатом в этой битве стал Samsung 840 Pro
Накопитель прошел отметку в 2,1 ПБ и отказал.
Что же, хеппи-энда нет, все умерли, к сожалению. Но иного и быть не могло — в том и смысл теста, дождаться отказа всех участвовавших в нем моделей SSD.
Производительность
Тестировщик провел ряд тестов по определению производительности моделей, участвовавших в тесте. Вот результаты:
Как видим, проведена огромная работа, которая позволяет судить о надежности и стабильности работы современных накопителей. Стоит повторить, что ни выборка, ни проведенный тест не являются максимально репрезентативными, но определенные выводы сделать можно.
У каждого SSD есть ресурс на количество циклов перезаписи, то есть объём записанной информации в течение всей жизни. Физика и механика SSD очень сложные, но долговечность накопителя в итоге сводится к простому правилу — чем больше на него пишешь, тем меньше он проживёт.
У одних SSD критический сбой происходит через несколько месяцев, другие работают годами. Это зависит от качества комплектующих, условий эксплуатации и везения. В общем, как у людей.
Срок жизни SSD ограничен, потому что ячейки флеш-памяти NAND выдерживают ограниченное количество циклов перезаписи (циклы P/E, "program / erase"). По мере перехода производителей флеш-памяти с технологии Multi Level Cell (MLC/DLC, 2 бита на ячейку) на Triple Level Cell (TLC, 3 бита), Quad-level cell (QLC, 4 бита) и Penta-level cell (PLC, 5 бит, пока находится в разработке) ресурс P/E уменьшается из-за увеличения сложности производства. Причём уменьшается кратно.
Например, древняя однобитная SLC на этапе анонса технологии NAND выдерживала 100 тысяч циклов перезаписи, двухбитная MLC/DLC — уже 10 тысяч. С увеличением плотности записи и ёмкости накопителей снижается цена гигабайта, но увеличивается сложность и уменьшается ресурс ячеек памяти.
Уменьшение ресурса P/E с увеличением технологической сложности производства флеш-памяти, источник
Производители пытаются увеличить срок жизни SSD разными способами: интеллектуальное распределение нагрузки (прошивка SSD, контроллер), отслеживание и коррекция ошибок, резервный кэш накопителя.
Показатели DWPD и TBW
Обычно производитель указывает два параметра, которые позволяют рассчитать срок эксплуатации накопителя: DWPD и TBW. Например, для NVMe SSD 980 PRO заявлен гарантийный показатель 150 TBW для накопителя на 250 ГБ и 600 TBW для модели 1 ТБ.
- Terabytes Written (TBW) = количество терабайт, которые можно записать на SSD в течение срока эксплуатации.
- Drive Writes Per Day (DWPD или DW/D) = расчётная нагрузка на SSD (в день) во время срока эксплуатации, который составляет три-пять лет.
Если в технических характеристиках 4-терабайтного SSD указано «пять лет, 1 DWPD», то накопитель рассчитан на 4 терабайта записи в день в течение 365*5 = 1825 дней, то есть:
Такой объём записи должен выдержать накопитель в течение гарантийного срока.
Для разных накопителей количество TBW кратно отличается при одинаковом DWPD. То есть 1 DWPD для 15-терабайтного диска означает в 15 раз больший объём записи, чем 1 DWPD для терабайтного.
То еcть даже изначально при покупке SSD можно рассчитать, сколько лет отработает SSD с конкретным DWPD, если вы заранее знаете объём записи на диск в своей системе.
Соответственно, в случае интенсивной нагрузки 24/7 типа майнинга Chia можно выбрать более дорогую модель с более высоким показателем DWPD — и всё равно она долго не проживёт. А для нормальной работы нет смысла переплачивать, если расчёт по формуле покажет вам срок эксплуатации более 100 лет. Тут явно накопитель выйдет из строя раньше и по другим причинам.
3D NAND против V-NAND
3D NAND изначально разрабатывался Intel и Micron. Этот тип NAND суммирует 32 слоя ячеек памяти, в то время как V-NAND или вертикальный NAND укладывает 48 слоев ячеек памяти.
Эти новые технологические достижения позволили увеличить емкость накопителей, не изменяя при этом производственных издержек, одновременно, сократив энергопотребление вдвое и увеличив долговечность плоских NAND.
SSD-диски mSATA
SSD-диски mSATA (Mini-SATA) имеют небольшой размер, отсюда и название «Mini» SATA SSD. Он меньше 2,5-дюймовых накопителей и, в основном, используется для небольших компьютеров, таких как нетбуки, ноутбуки, небольшие ПК. Они такие же быстрые, как и 2,5-дюймовые SSD, отличаются только по размеру.
SSD, идеально подходящий для вас
Бесспорно, замена HDD на SSD стоит того. Твердотельный диск позволит вашему компьютеру загружаться быстрее и сделает программы более отзывчивыми. Если вам действительно нужно это повышение скорости для повышения производительности или ускорения загрузки игр, тогда SSD определенно будет того стоить.
SSD компактны, они потребляют меньше энергии и занимают меньше места, что делает их идеальными для ноутбуков.
Примечание. Стоит отметить, что вам потребуется SSD с большей емкостью, чем ваш HDD, если вы хотите перенести или клонировать файлы с жесткого диска на SSD. В таком случае вы, вероятно, заплатите крупную сумму, поскольку твердотельные накопители дороже.
Установка SSD положительно повлияет на реакцию вашей системы и скорость загрузки. Вероятно, вам потребуется от 30 секунд до минуты, прежде чем система загрузится с жесткого диска, и до 8 секунд или меньше при использовании SSD.
Вы также заметите, что файлы загружаются намного быстрее, а шум… вообще отсутствует.
Когда дело доходит до надежности SSD, это зависит от того, как часто вы используете SSD и сколько циклов P/E он может выдержать. Но, лично я бы сказал, что приобретение SSD всегда будет стоить ваших инвестиций. В конце концов, время – это деньги.
Типы NAND Flash
Помимо различных форм и размеров, твердотельные накопители также основаны на 4 различных технологиях ячеек NAND:
Среди этих технологий есть общая тенденция. Каждая последующая технология означает, что каждая ячейка NAND может хранить дополнительный бит. Чем меньше бит на ячейку NAND, тем быстрее, надежнее и энергоэффективнее технология, но это также означает, что она дороже. Таким образом, SLC SSD технически будет самой надежной, в то время как QLC наименее надежен (по крайней мере, если предположить, что тенденции сохранятся, как они есть; QLC всё ещё относительно «нов»).
Различные форм-факторы SSD
В настоящее время существует 4 форм-фактора SSD:
Диски M.2 SSD
SSD-накопители M.2, как и mSATA-диски, представляют собой чистые печатные платы, но они имеют различные комбинации ширины и длины. Это делает его более гибким, чем mSATA, и идеально подходящими для ультрабуков и планшетов.
Они также поддерживают NVMe, интерфейс хост-контроллера и протокол хранения, который повышает скорость передачи данных между системой и твердотельным накопителем.
Что такое SSD
Если посмотреть на SSD изнутри, вы увидите, что он ничем не отличается от флэш-накопителя. Он имеет несколько микросхем памяти на плате и порт ввода/вывода, который обычно имеет форму PCIe или SATA, и отвечает за подачу питания и передачу данных.
В отличие от традиционного жесткого диска (HDD), он не имеет рычага привода для чтения и записи данных. Поскольку вы не зависите от скорости движения физического элемента, твердотельные накопители могут читать и записывать данные намного быстрее. Трудно указать точную разницу, поскольку существуют различные типы форм-факторов SSD и типы ячеек NAND (об этом ниже), но SSD работают в несколько раз быстрее. Отсутствие головки чтения-записи также означает, что SSD не создают шума, в отличие от HDD.
Мы не будем слишком глубоко вдаваться в различия между жесткими дисками и твердотельными накопителями, но последний важный фактор, который должен учитывать почти каждый, когда приобретает твердотельный накопитель, заключается в том, что он намного дороже за ГБ емкости хранилища.
Почти все типы твердотельных накопителей сегодня хранятся данные в ячейках флэш-памяти NAND. В отличие от большинства названий компьютерных частей, NAND – это не аббревиатура, а название, которое происходит от логических элементов, называемых «NOT AND».
Другое название флэш-памяти NAND – энергонезависимая твердотельная память, которая сохраняет данные даже при удалении источника питания. Однако, ячейки флэш-памяти можно перерограммировать только определенное количество раз, что измеряется в циклах P/E (записи и удаление).
Количество циклов P/E, которые может перенести SSD, зависит от используемой технологии и варьируется от 500 до 100000 циклов P/E.
Читайте также: