Сколько циклов перезаписи у ssd
Читайте исследования авторитетных источников о сроке службы SSD дисков . Действительно ли их ресурс так краток и какие факторы на него влияют. Когда впервые произошло крупномасштабное наступление твердотельных флэш-накопителей (SSD дисков) в качестве альтернативы обычным жестким дискам, наибольшей проблемой (помимо цены) был вопрос с долговечностью данных устройств. У большинства пользователей присутствовало довольно хорошее представление об общей надежности жестких дисков , но «SSD-диски» все еще были в диковинку.
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.
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.
Исследование «Google» и Университета Торонто
Совместное исследование компании «Google» с Университетом Торонто, которое обработало данные о сбоях на серверах компании за четыре года. В исследовании сделан вывод о том, что именно физический возраст «SSD-диска» , а не количество или частота записанных данных, является основным определяющим фактором вероятности ошибок хранения данных на нём. Также было установлено, что «SSD-накопители» подлежали замене в центрах обработки данных Google гораздо реже, чем обычные жесткие диски, примерно в соотношении 1 к 4. Но не все результаты были в пользу «SSD-устройств» : в течение четырехлетнего периода тестирования, в их работе наблюдались серьёзные сбои, критические ошибки и нечитаемые блоки памяти появлялись с гораздо более высокой скоростью, чем на обычных жестких дисках. Из этого следует вывод: в среде с высокой нагрузкой и множеством обращений на чтение\запись данных, твердотельные накопители прослужат дольше, чем обычные жесткие диски, но будут более восприимчивы к критическим ошибкам и сбоям, и, как следствие, связанными с ними потерями данных. Старые «SSD-диски» более подвержены сбоям в работе, независимо от разновидности используемой памяти.
Исследование Tech Report
Исследование «Tech Report» о долговечности «SSD-накопителей» ёмкостью 250 ГБ, которое проводилось между основными мировыми производителями и брэндами. Среди шести протестированных моделей твердотельных накопителей, выдержали испытание только три: «Kingston» , «Samsung» и «Corsair» , после того как на них записали более 1000 терабайт данных (один петабайт). Другие диски отказались работать с 700 до 900 TBW (терабайт данных). Два «SSD-диска» , от компаний «Samsung» и «Intel» , использовали более дешевую технологию MLC, в то же время, твердотельный диск от компании «Kingston» , который использует ту же технологию, оказался в числе удачно прошедших испытание, при том что тестирование они проходили одинаковое. Вывод: можно ожидать, что «SSD-накопитель» , размером 250 ГБ, «умрет» до того, как вы запишите один петабайт данных, хотя две модели превысили эту отметку. Все равно будет разумно сохранять резервные копии важных данных, чтобы избежать непредвиденных ситуаций, даже если ваш диск использует память, созданную по технологии SLC.
«SSD-диски» большей ёмкости, из-за наличия просто большего количества ячеек памяти, должны работать дольше, приблизительно тем же предсказуемым образом. Например, если диск на 250GB «умер» при 900 TBW, то соответственно будет разумно предположить, что накопитель в 1TB прослужит в 4-х раза дольше, до полной записи в 3,6 петабайта.
Делаем расчеты срока службы
В качестве примера возьмем 3 SSD на 240-256Гб. 2 из которых Вы можете купить прямо сейчас в магазине и один мой собственный
1. Kingston SA400S37/240G - средняя цена 2200Р
2. Samsung MZ-76P256BW - средняя цена 6400Р
3. Transcend TS256GSSD370S - был куплен в апреле 2016 года по цене 6400Р
Как посчитать?
1. Надо узнать тип флеш-памяти. Самая дешевая TLC имеет порядка 1000 циклов перезаписи, MLC - 3000. Но бывают и разновидности, например, MLC 3D, которые ещё увеличивают количество циклов
2. Посчитать сколько в среднем в день записывается на устройство информации. Для нетребовательного пользователя - 20 ГБ в день, для активного пользователя или игромана - 100 ГБ, для монтажера видео, дизайнера, программиста - может доходить до 300Гб
Давайте посмотрим на расчеты:
1. Мы взяли самый дешевый SSD, которым пользуется нетребовательный человек. Коэффициент увеличения объема был выбран специально завышенный, равный 6 (такой вряд ли будет достижим)
Если в день пишется 20Гб с коэффициентом 6, то цикл перезаписи в день равен 0,5 (20*6/240)
Тогда его хватит почти на 5,5 лет непрерывной работы. (1000/0,5/365 дней)
Важно отметить, что именно непрерывной , по факту ваш компьютер не работает 24/7 и тогда этого жесткого диска хватит лет на 7-8
2. Берем самого дорогого представителя SSD на 256Гб. Циклов перезаписи здесь уже 3000, а коэффициент был взят в 4. В день осуществляется запись 100Гб
Этого диска тоже хватит на 5 лет непрерывной работы. Отмечу, что на него гарантия 5 лет, так, если он и выйдет из строя раньше, то его бесплатно заменят на новый
3. Подсчет моего текущего SSD. Который был куплен больше 3,5 лет назад
Опытным путем я подсчитал, что в день я записывал порядка 285Гб, а коэффициент увеличения объема был в районе 2 (как посчитать самостоятельно, читайте далее).
В итоге выходит 3,5 года непрерывной работы.
За 3,5 года пользования набрался всего 331 день непрерывной работы
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.
Онлайн конвертер
Формулы
Научимся перегонять показатели надёжности SSD из одного формата в другой. При переводе объёмов нужно учесть, что во вселенной производителей SSD есть свои метрики:
- 1 PB = 1000 TB
- 1 TB = 1000 GB
- 1 год = 365 дней
Нам понадобятся дополнительные данные:
- S — ёмкость диска в гигабайтах
- T — гарантия в годах
DWPD = (TBW (TB) × 1000) ÷ (S × T × 365)
GB/day = (TBW (TB) × 1000) ÷ (T × 365)
TBW (TB) = (DWPD × S × T × 365) ÷ 1000
TBW (TB) = (GB/day × T × 365) ÷ 1000
PBW = TBW (PB) = TBW (TB) ÷ 1000
Технология SSD
Но спустя годы рынок твердотельных накопителей вырос в разы, и у нас теперь есть особое представление по этому поводу. Хорошей новостью является то, что «SSD-диски» более надежны, чем вы думаете, и так же хороши, как и жесткие диски с точки зрения сохранения данных и возникновения ошибок. Плохая новость состоит в том, что твердотельные накопители имеют тенденцию ухудшать свою работоспособность просто с увеличением возраста, а не с ограниченными циклами чтения\записи данных, как было предсказано ранее.
Это означает, что вы, скорее всего, не потеряете данных больше, используя «SSD-диск» , чем пользуясь стандартным жестким диском … но все же, очень важно сохранить «backup-копии» всех важных файлов.
Прежде чем мы перейдем к тестированию, важно упомянуть некоторые технические термины, связанные с технологией «SSD» :
MLC, SLC и TLC: В современных «SSD-накопителях» наиболее часто применяются три типа чипов памяти «NAND»
SLC – «Single Level Cell» – одноуровневая ячейка памяти. Имеет самую высокую скорость и производительность, самое низкое потребление электроэнергии, наивысшую скорость записи данных и максимальное количество циклов «Program/Erase» . Память такого уровня обычно используют для работы разного рода серверных систем, просто потому, что стоимость «SSD-дисков» на основе этой технологии очень велика.
MLC – «Multi Level Cell» – многоуровневая ячейка памяти. Стоит гораpдо меньше нежели SLC, но при этом она менее выносливая и также уступает SLC по количеству циклов «Program/Erase» . Применяется повсеместно, начиная от коммерческих, рабочих машин и заканчивая домашними ПК. Если блок «бэдовый» , то он недоступен для операций чтения\записи на вашем ПК. Это в свою очередь приводит к снижению количества доступного пространства на диске и, возникновению ошибок чтения\записи.
eMLC – «Enterprise Multi Level Cell» – ячейка, созданная на базе MLC, но её ресурс цикла «Program/Erase» значительно увеличен. Надежность eMLC на уровне SLC, а цена чуть больше чем у MLC. Также применяют на разного рода рабочих станциях и серверах средней руки.
TLC – «Three Level Cell» – трех уровневая ячейка памяти. Как плюс – имеет большую плотность записи, но, как минус – обладает гораздо меньшей выносливостью, заметно медленной скоростью чтения и записи данных. Имеет меньшее циклов «Program/Erase» , относительно SLC и MLC. В большинстве своём эта память использовалась во «flash-дисках» (картах памяти и флешках), но теперь также используется и для производства обычных «SSD-накопителей» .
TBW (записанные Терабайты): Общий объем данных, которые были записаны и перезаписаны на диск за все время его существования, выражается в терабайтах.
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.
Пример
S — ёмкость 960 Гб. T — гарантия 5 лет. PBW = 1.86. Нужно вычислить TBW , DWPD и GB/day .
TBW = TBW (TB) = PBW × 1000 = 1.86 × 1000 = 1860
DWPD = (TBW (TB) × 1000) ÷ (S × T × 365) = 1860 × 1000) ÷ (960 × 5 × 365) = 1.062
GB/day = (TBW (TB) × 1000) ÷ (T × 365) = 1860 × 1000 ÷ (5 × 365) = 1019.178
Если вам понравилась статья, то ставьте 👍🏻 каналу.
Пишите комментарии, задавайте вопросы, подписывайтесь.
Как посчитать самостоятельно
Если у вас уже есть SSD диск, то можно самостоятельно посчитать, сколько ему предстоит работать
Воспользуйтесь бесплатным приложением CrystalDiskInfo и посмотрите на 3 показателя: "всего хост-записей", "всего NAND-записей", "общее время работы"
SSD диски вытесняют обычные HDD диски. SSD более производительные, лёгкие, тихие, энергоэффективные, меньше в размерах. Несмотря на все преимущества SSD диски обладают рядом недостатков. Во-первых, они дороже, но цена неуклонно снижается. Во-вторых, имеют небольшой объём, и снова объём диска растёт. В третьих, сама технология SSD подразумевает ограниченное количество циклов перезаписи ячеек памяти, а вот это уже существенно.
Есть несколько показателей надёжности SSD дисков, косвенно или напрямую связанных с количеством перезаписи данных.
Назначение SSD
Есть два варианта назначения SSD дисков:
- Для домашнего использования или персональных ПК
- Для серверов и корпоративного использования
Так себе показатель. Корпоративное использование подразумевает работу 24x7, поэтому эти диски выдерживают большее количество циклов перезаписи. И стоят больше.
Гарантия на диски может быть 1 год, 3 года, 5 лет. Возможны другие варианты. Чем дольше проработает SSD диск, тем больше произойдёт циклов перезаписи. Соответственно, чем больше гарантия, тем больше может перезаписывать данные диск.
А теперь более точные показатели надёжности SSD:
- DWPD (Disk Write per Day). Количество перезаписей всего объёма накопителя в день за определенный период времени (3 года или 5 лет, в зависимости от срока гарантии).
- TBW (Total Bytes Written) или TBW (TB). Суммарный объем данных, который гарантированно можно записать на накопитель. Указывается в терабайтах.
- PBW (Petabytes Written) или TBW (PB). Суммарный объем данных, который гарантированно можно записать на накопитель. Указывается в петабайтах.
- GB/day (Gigabytes written per day). Сколько гигабайт в день может записывать SSD.
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.
Так на сколько долго SSD-диски способны работать?
Поставщики «SSD-накопителей» оценивают надежность таких дисков по трем факторам: срок гарантии (время, выделенное производителем на гарантийное обслуживание), суммарные TWB, которые вообще возможно записать в течении гарантийного срока, и количество данных, записанных на диск за определенный промежуток времени. Очевидно, что результаты замеров и подсчётов по этим трём параметрам будут абсолютно различными для разных «SSD-дисков» . Но в тоже время, все три параметра остаются довольно усреднёнными и не могут полностью показать потребителю какой именно ресурс у того или иного накопителя. Точное предсказание того, сколько времени проработает конкретный «SSD-диск» , сделать просто невозможно. Поэтому мы постараемся назвать, довольно туманную, точку максимально возможного записи данных на устройство. Пройдя эту точку – дальнейшее использование этого диска считаем нецелесообразным, и это может подвергнуть вас опасности немедленной потери всех данных, хранящихся там.
Недавно были проведены несколько исследований, направленных на определение более точного срока службы твердотельных накопителей.
Приведу несколько результатов:
Исследование Facebook
Компания «Facebook» опубликовала внутреннее исследование продолжительности жизни твердотельных накопителей, используемых в корпоративных центрах обработки данных. Выводы были сфокусированы на условиях окружающей среды самих центров. То есть, они пришли к довольно очевидному выводу о том, что продолжительная близость устройства к высокой температуре сокращает срок его службы.
Но оно также показало, что если «SSD-диск» не «умер» после обнаружения первых основных ошибок на нем, то он, скорее всего, и дальше продолжит работать. Также в исследовании компании «Facebook» обнаружилось, что более высокие скорости записи и чтения данных могут существенно повлиять на продолжительность жизни диска , хотя неясно, контролировали ли они физический возраст самого накопителя. Вывод: за исключением случаев раннего полного отказа, SSD-диск, вероятнее всего, прослужит дольше, чем указано в отчетах ПО для тестирования таких дисков.
Компьютерное издание The Tech Report в августе прошлого года начало тестирование SSD-накопителей. Цель — проверить, сколько циклов перезаписи выдержит каждый из шести экземпляров. Эксперимент продолжается до сих пор: после записи 1 петабайта в живых остались три накопителя.
Для тестирования выбрали программу Storage Utilities от Anvil
Производительность выживших накопителей сильно не снизилась. В общем, эти модели не так интересны, как патогенез скончавшихся «пациентов». Все они незадолго до кончины начали работать чуть медленнее, но сломались по разным причинам.
Накопители Intel 335 Series 240GB и Kingston HyperX 3K 240GB выдали многочисленные предупреждения о неминуемом выходе из строя, хотя в самом конце полностью перестали реагировать на внешние раздражители.
А вот Samsung 840 240GB, в котором используется более хрупкая флеш-память TLC NAND, погиб без предупреждения, если не считать сбоев. Он в течение срока эксплуатации страдал из-за отказов отдельных ячеек памяти и многочисленных неисправимых ошибок. На него удалось записать 900 ТБ, при этом 119 из 295 неисправимых ошибок пришлось на период между 800 и 900 ТБ, а почти все остальные — в районе 300 ТБ, то есть после проведения теста на сохранение данных без питания в течение нескольких дней.
Все три погибших SSD завершили работу в состоянии, когда с них невозможно было восстановить данные. В частности, накопитель Intel перешёл в режим read-only, а после выключения и включения питания активировал что-то вроде процедуры самоуничтожения и полностью вышел из строя (возможно, это было связано с попыткой записи на диск, находящийся в режиме read-only). Он всё ещё определялся драйвером, но только как 0GB SATA device.
Хотя шесть экземпляров — явно недостаточная статистическая выборка, но все они на сотни терабайт превысили заявленный в характеристикам срок эксплуатации. В частности, на каждый удалось записать более 700 ТБ. Это доказывает очень высокую надёжность современных SSD потребительского сегмента. Тем более восхищают показатели накопителей, которые продолжают работать и после петабайта: это Corsair Neutron GTX 240GB, Samsung 840 Pro 256GB и второй экземпляр Kingston HyperX 3K 240GB (со сжатием данных).
Из-за встроенной компрессии данных Kingston HyperX 3K зарегистрировал всего 716 ТБ записанных данных, хотя на него отправили петабайт. Сбоев пока нет: только два перемещённых сектора.
Corsair Neutron GTX, если верить встроенной утилите Toolbox и показателю «SSD life left», вообще чувствует себя как новенький.
Издание The Tech Report обещает довести до смерти оставшиеся три накопителя и рассказать, как они умерли.
Кстати, компания Google несколько лет назад публиковала статистику по выходу из строя HDD в своих дата-центрах. Из неё следует, что возникновение сбоев не связано с количеством записанной на диск информации, зато положительно коррелирует с количеством запусков-остановок диска и негативно коррелирует с температурой: чем холоднее, тем чаще происходят сбои.
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.
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.
Флеш-память SSD построена из блоков, которые в свою очередь состоят из страниц. Данные записываются в отдельные страницы блоков, при этом невозможно обновить данные, просто перезаписав старые. Более того, стереть можно только блок целиком
Поэтому сначала нужные данные перемещаются из страниц одного блока в другой, и только затем стирается весь блок с оставшимися ненужными данными, тем самым освобождаясь для новой записи. Этот процесс называется сбором мусора
Увеличение объема записи (Write Amplification Factor)
Из-за особенностей работы NAND памяти количество действительно записываемой информации больше, чем количество логической информации, которую хочет записать пользователь.
Это происходит из-за того, что информация в памяти должна быть стерта перед повторной записью – во время выполнения этого цикла данные (как пользователя, так и служебные) перемещаются с места на место более одного раза. Это увеличение количества записываемой информации «забивает» канал и уменьшает показатель случайного чтения.
WAF равен отношению объема записей на флеш-память к объему записей на хост-устройстве. Например, если для записи 10Гб с хост-устройства на NAND записано 20Гб, то коэффициент равен WAF будет равен 2
Чем эффективнее реализован алгоритм WAF, тем меньше он перемещает данные, расходует ресурс ячеек памяти и, в конечном счете, снижает цену SSD.
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.
Читайте также: