Сравнение скорости hdd и ssd m2
Данный материал я решил написать с целью поделиться личным опытом сравнения скорости работы новомодного SSD NVMe с более привычным SSD-накопителем, подключаемым по кабелю SATA. В тесте принял участие недорогой накопитель WD Blue SN500 NVMe объёмом 250 ГБ.
Данный материал я решил написать с целью поделиться личным опытом сравнения скорости работы новомодного SSD NVMe с более привычным SSD-накопителем, подключаемым по кабелю SATA. Задумка возникла несколько спонтанно, когда один мой знакомый собирал новый ПК и для ускорения работы системы и загрузки некоторых игр нами был приобретен твердотельный накопитель WD Blue SN500 NVMe 250 GB, цена которого на данный момент весьма демократична и составляет около 3600-4000 рублей за версию объёмом 250 ГБ. Есть и вариант на 500 ГБ, стоить он будет уже в районе 6000 рублей. До этого в качестве системного диска на предыдущей конфигурации уже использовался традиционный SSD Patriot 2.5” SATA III 6Gbps на 480 ГБ, его решили оставить под установку остальных игр, где скорость загрузки не так критична.
реклама
Сразу оговорюсь, что данная статья не претендует называться полноценным обзором, так как до этого у меня не было опыта тестирования SSD типа NVMe, в отличие от обычных SSD и делалось всё в порядке импровизации.
Вновь собранная система выглядела следующим образом: материнская плата Gigabyte B360M D2V, процессор Intel Core i5-9400F 2,9 ГГц, две планки DDR4 PC-21300 2666MHz по 8 ГБ каждая, модель Patriot PSD48G266681 - итого суммарно 16 ГБ в двухканальном режиме. WD Blue SN500 NVMe 250 GB был установлен как положено - в слот M.2 на материнской плате, без использования сомнительных адаптеров с AliExpress. Собрав новые компоненты в старом корпусе, мы установили Windows 10 и приступили к тестам производительности наших накопителей, скачав для этих целей программу Crystal Disk Mark версии 5.5.0. О объективности результатов, полученных в той или иной тестовой утилите, можно спорить долго и безрезультатно, но я тут придерживаюсь простого принципа: раз утилита популярная, то это дает возможность сопоставить результаты, полученные в ней одним и другим девайсом, выраженные во вполне конкретных цифрах и сравнить их между собой.
Первым делом был запущен прогон на запись файла объемом 50 МБ, для большей объективности было выбрано пятикратное повторение цикла записи и чтения. Результат на скриншоте ниже. Максимальные показатели по чтению и записи составили 1746 МБ/с и 1277 МБ/с соответственно.
реклама
Далее повторили то же самое, но с файлом размером 100 МБ. Само по себе это не имело особого практического интереса, так как столь малые файлы сами по себе пишутся и читаются достаточно быстро. Было интересно то, насколько изменятся результаты теста в данном случае. На этот раз максимальные показатели составили 1733 МБ/с на чтение и 1300 МБ/с на запись. То есть, в целом мы получили тот же результат, что и в предыдущем тесте, с учетом небольшой статистической погрешности.
Далее увеличили размер файла до 500 МБ – результат вы видите на скриншоте ниже, можно сказать, что он не изменился: 1745 МБ/с и 1299 МБ/с соответственно. Стоит отметить только то, что параметр последовательной записи снизился со значений, близких к 1300 МБ/с до 600 МБ/с. То есть, более чем в два раза. По своему большому опыту теста различных флешек, жестких дисков и SSD могу сказать, что нередко результаты сильно отличаются в зависимости от размера тестового файла, типа накопителя, используемых электронных компонентов (чипов памяти и контроллеров), файловых систем. Тут же небольшими изменениями полученных результатов в зависимости от размера файла можно пренебречь, так как в реальных условиях на скорость работы будет значительно сильнее влиять интенсивность использования диска различными процессами, степень фрагментированности данных на нём и ещё куча разных, порой не очевидных факторов, включая перегрев электронных компонентов в силу недостаточного охлаждения и т.д.
реклама
Смело выдвинув гипотезу о том, что, в данном случае, объём файла не сильно влияет на скорость работы накопителя, мы, не мелочась, решили пойти из одной крайности в другую, а именно - посмотреть, насколько быстро наш NVMe справится с записью и чтением файла максимально возможного объёма в 32 ГБ. Также прогнав тест пять раз, что заняло прилично времени. Результат остался примерно тем же по всем параметрам: максимальные 1750 МБ/с и 1300 МБ/с на чтение и запись, последовательная запись – в районе 760 МБ/с, что лучше, чем результат, полученный на примере 500-мегабайтного файла, но хуже, чем в тестах с записью совсем небольших файлов.
Будем считать, что на этом мы с нашим WD Blue SN500 NVMe 250 GB разобрались, а теперь займемся классическим SSD от Patriot с интерфейсом SATA. Был выбран тестовый файл оптимального объема 1 ГБ, так как опыт показывает, что классические SSD обычно работают с файлами от 1 ГБ и далее на примерно одинаковых скоростях. Результаты пятикратного теста представлены на скриншоте внизу. Полученный максимум – 524 на чтение и 514 на запись, что в 2,5-3 раза меньше, чем тот результат, которого удалось достичь на SSD типа NVMe. Остальные параметры, где уже борьба идет в условиях, приближенных к неидеально-реальным, также в большей или меньшей степени показали проигрышный результат для SSD с SATA-интерфейсом. На этом наша программа тестов двух SSD подошла к концу.
реклама
Любая статья подобного плана предполагает в конце выводы из всего написанного. В данном случае, выводы будут такими: мы смогли по достоинству оценить, насколько SSD NVMe быстрее, чем «обычный» SSD, при том, что наиболее бюджетные модели весьма доступны по цене (учитывая то, что это продукция весьма известного бренда WD) и их можно приобрести в дополнение к уже имеющемуся SSD, а объёма даже самой недорогой модели хватит для установки операционной системы и пары-тройки наиболее «тяжелых» игр.
Из недостатков можно назвать относительно небольшой объём таких накопителей, точнее даже то, что он у них будет меньше, чем у SSD с интерфейсом SATA за ту же цену (к примеру, представленный выше SSD от Patriot стоит столько же при объёме в 480 ГБ), а также то, что установка данных накопителей возможна не на все материнские платы, а только те, у которых есть разъем M.2. Либо через сторонние переходники с AliExpress: имеются варианты с подключением как к SATA, так и к PCIe, но стабильность и скорость работы в таком случае остаются под большим вопросом.
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.
Выбираем оптимальный накопитель для игр, что взять лучше: недорогой жёсткий диск, обычный SSD или продвинутый M.2?
Быстрые твердотельные накопители шагают по миру семимильными шагами. Всё больше обычных пользователей при покупке нового компьютера делает выбор в пользу скоростного M.2 NVME. Владельцы систем на базе устаревшего SATA вынуждены довольствоваться гораздо меньшими скоростями. Есть также и те, кто до сих пор игры хранит на обычных жёстких дисках. Ясно, что выбор каждого из типов накопителей оправдан его ценой и потребностями того или иного геймера.
реклама
Кто-то готов тратиться, другие – искоса посматривают на M.2. Сегодня мы дадим пищу для размышлений всем, кто имеет своё мнение на тему выбора оптимального накопителя для игр. Как обычно, отстаивать позицию можно и нужно в комментариях. Мы же, со своей стороны, только предоставляем вам возможность изучить тестирование, проведённое ребятами с Ютуб-канала Benchmark, которые всегда делают исключительно качественные и достоверные материалы. В качестве рабочей системы использовалась следующая сборка: Core i9-9900K, RTX 2070 Super, 32 Гб ОЗУ 3600 МГц. Давайте взглянем на таблицу ниже.
Игра, запуск локации в сек.
NVMe Samsung 970 EVO M.2 1 Тб
SATA Samsung 860 EVO SSD 1 ТБ
HDD WD Blue 1 Тб 7200
Star Wars Jedi: Fallen Order
Microsoft Flight Simulator
Assassin's Creed Odyssey
Как видите, сказки о том, что быстрый M.2 NVME не даёт игровому компьютеру никакого профита, оказались ложными. Прирост скорости запуска локаций есть. Он не такой огромный, как нам бы хотелось, но отрицать его влияния в некоторых играх нельзя. Ясно, что брать сверхдорогой накопитель, пытаясь сэкономить несколько секунд, глупо. Это скорее задел на будущее, которое для многих уже наступило. В конце концов многие игры перегружены локациями, бесшовными подгрузками мира и многим, что позволит раскрыть возможности M.2 NVME на полную.
Обычный SATA до сих пор живее всех живых. Для экономного геймера он окажется незаменимым помощником. Локации будут грузиться быстрее, сами игры начнут устанавливаться не полтора часа, а 20 минут. Одним словом: преимуществ масса. Что до старых добрых жёстких дисков, то их время безвозвратно ушло. Они ещё могут вам послужить в качестве хранилища фотографий, но покупать их сегодня с расчётом на будущее, глупо.
В этой статье мы выясним как и в какой степени SSD влияет на работу в реальных условиях использования.
Если вы давно хотели увидеть реальную производительность SSD в сравнении с привычными HDD, или же, если вы задумывались перенести систему на SSD, но не знали стоит ли это того, эта статья для вас!
Смысла тестировать диск в идеальных условиях мало, т.к. в жизни такого не бывает, поэтому я намерено рассматриваю тесты на примерах из реальной жизни, когда диск заполнен тысячами файлов, играми, файлами кэша браузеров и программ обработки видео и тд.
В общем, запасайтесь попкорном, садитесь поудобнее, и давайте уже перейдем к делу.
2,5-дюймовые SATA SSD — самое популярное решение
2,5-дюймовый носитель в настоящее время является наиболее популярным и универсальным решением. А все потому, что их можно устанавливать как в настольные компьютеры, так и в большинство ноутбуков (исключение составляют самые тонкие модели, в которых отсек для 2,5-дюймового диска отсутствует). В ноутбуках мы обычно имеем только одно место для такого диска, но в настольных компьютерах вы можете смонтировать несколько или даже дюжину или около того. В ПК для установки SSD-накопителя вам потребуется два кабеля SATA: питание и сигнальный.
Сами твердотельные накопители используют интерфейс SATA с максимальной скоростью передачи данных 6 Гбит/с, поэтому от них не следует ожидать высокой производительности. Дело в том, что даже лучшие модели SATA SSD обеспечивают последовательную передачу 500–560 МБ/с, а число случайных операций достигает 90–100 000 IOPS. Но на этом этапе я хочу вас успокоить. Так как такие параметры примерно в 10-100 раз лучше, чем у традиционных HDD-накопителей, и их достаточно для повседневных задач, таких как работа в Интернете, просмотр фильмов, воспроизведение или любительское редактирование видео.
Отдельная категория — 2,5-дюймовые модели с интерфейсом SATA Express или U.2 PCI-Express, которые предлагают лучшую производительность. Однако эти стандарты в основном используются для серверов и стоят больших денег, поэтому подобные модели SSD вас вряд ли заинтересуют.
Тесты | синтетические (потенциальные скорости работы диска)
- HDD медленее в 94 раза (0.68 МБ/с против 63.6 МБ/с), по сравнению с SSD
- HDD медленее в 53 раза (0.36 МБ/с против 19 МБ/с), по сравнению с SSD
- HDD медленее в 178 раз (0.78 МБ/с против 139 МБ/с), по сравнению с SSD
- HDD медленее в 86 раз (0.64 МБ/с против 55 МБ/с), по сравнению с SSD
Почему нас интересует, в основном, результат работы диска с мелкими блоками данных?
Дело в том, что открываете ли вы браузер, или же, импортируете проект, состоящий из сотен файлов, в программу, вроде Unreal Engine, не важно, что вы делаете, во всех подобных случаях, компьютер обрабатывает огромное количество мелких блоков данных (преимущественно считывает, поэтому скорость чтения обычно важнее, чем скорость записи)
Секвенциальная скорость («Seq Q32T1» и «Seq» на скриншоте выше) важна при записи / чтении файлов больших размеров (МБ или ГБ), что происходит реже, и не влияет на отзывчивость системы, в такой же степени, как работа с тысячами мелких блоков.
2. SAS SSD (Serial Attached SCSI)
По сравнению с корпоративными твердотельными накопителями SATA SSD, SAS-накопители предлагают значительные улучшения по части полосы пропускания и пропускной способности. При передаче данных SATA использует только полудуплекс и одновременно задействует только одну полосу. Но SAS – полнодуплексный. Это означает, что твердотельные накопители SAS имеют гораздо более высокую скорость передачи данных.
Кроме того, твердотельные накопители SAS III обеспечивают скорость передачи данных от 6 Гбит/с до 12 Гбит/с, что в два раза быстрее, чем SSD-накопители на базе SATA III (до 6 Гбит/с). А значит интерфейс SAS всегда в два раза быстрее, чем SATA, и в 4 раза быстрее, если учесть, что SAS двухпортовый и дуплексный. Если исходить из теории, пропускная способность SATA III при манипуляции блоками 4K равна 150 000 IOPS (операций в секунду). И это максимальная скорость в двух направлениях (чтение/запись). Потенциальная скорость для SAS 6Gb в этом случае будет 300 000 IOPS (полный дуплекс), а для SAS 12Gb – 600 000 IOPS (300 000 IOPS при чтении и 300 000 IOPS при одновременной записи).
По сравнению с SSD на основе SATA, твердотельные накопители на основе SAS обеспечивают лучшую общую сквозную целостность данных и обладают более гибко настраиваемой структурой отчетности. Наконец, если массив или сервер поддерживает интерфейс SAS, к нему можно подключить твердотельные накопители на базе SAS или SATA, и оба будут работать. Однако в массивы или сервера с объединительной платой SATA накопители SAS установить не получится: в этом случае будут работать только твердотельные SATA-решения.
Отметим, что раньше SATA использовался как недорогой интерфейс для жестких дисков потребительского уровня. В то время как SAS был разработан для улучшения инфраструктуры и возможностей управления дисками в серверных массивах. То есть у SAS изначально больше возможностей, чем у SATA. Например, он умеет работать с несколькими устройствами одновременно, в то время как SATA работает по принципу «устройство-хост» и никакой мультизадачности не подразумевает. SAS-накопители предлагают несколько уровней безопасности и шифрования данных, поддерживают восстановление ошибок и создание отчетов об ошибках. Безусловно, все эти опции предлагают и современные SATA- и NVMe-SSD на уровне контроллера, но разница в работе все-таки перевешивает.
SAS-, SATA-, NVMe SSD: в каких серверах и для каких целей использовать
Наше сопоставление накопителей SAS, SATA и NVMe полностью базируется на сценариях использования и на финансовых затратах для организации, а не просто сравнении скоростей передачи данных, скорости интерфейсов, времени доступа и т.п. Поэтому мы просто составили несколько советов, которые помогут определиться: для каких целей использовать то или иное хранилище.
| Время запуска приложений
SSD Время запуска приложений | Общее время: 1:44 — Быстрее на 274% (в 3.74 раза)
HDD Время запуска приложений | Общее время: 6:29
| Время выполнения задач в приложениях
SSD Выполнение задач в приложениях | Общее время: 2:29 — Быстрее на 175% (в 2.75 раза)
HDD Выполнение задач в приложениях | Общее время: 6:50
Так какой тип SSD мне все же выбрать?
Все зависит от ваших ожиданий, совместимости с конкретным оборудованием и, конечно, от доступного бюджета. Вот вам в помощь сравнительная таблица основных параметров всех трех видов SSD-накопителей.
до 5000 МБ/с (PCIe 4.0)
Совместим со старыми компьютерами / ноутбуками
Совместим с компактными компьютерами / ноутбуками
Никаких дополнительных кабелей
Совместим с компактными компьютерами / ноутбуками
Необходимо подключать кабелями
Требуется соответствующий разъем
Для лучших моделей требуется охлаждение
Цена выше, чем у моделей SATA
Если вы ищете самое дешевое решение, стоит выбрать 2,5-дюймовый диск SATA. Хотя такие модели не обеспечивают высочайшую производительность, их вполне достаточно для повседневного применения. 2,5-дюймовый носитель также наиболее уместен для обновления старых конфигураций на основе жестких дисков. Проекты M.2 SATA также дешевы, но обычно они работают только на небольших компьютерах и ноутбуках, где нет места для 2,5-дюймового накопителя.
Если у вас современный компьютер, вам следует подумать о выборе SSD типа M.2 PCIe. Такие SSD не намного дороже, чем модели с поддержкой SATA, но они предлагают гораздо лучшую производительность. Мы особенно рекомендуем этот тип носителей для профессионалов, которым требуется быстрый доступ к файлам. На данный момент модели, использующие интерфейс PCI-Express 3.0, кажутся наиболее экономически выгодным выбором, но модели с поддержкой PCI-Express 4.0 постепенно набирают популярность.
Однако не забудьте убедиться, что ваш компьютер или ноутбук совместим с SSD M.2, прежде чем покупать его. В любом случае, выбор только за вами, а наша задача — помочь вам в этом.
Почему же Apple компьютеры намного отзывчивее обычных ПК и «никогда» не тормозят?
В мире компьютеров сложилось мнение, что вся беда в операционной системе — Mac OSX на компьютерах Apple «оптимизирована», «никогда не тормозит», «нету синих экранов сбоя системы»
Может быть, это потому, что:
Компьютеры Apple (не считая самые дешевые комплектации): имеют все те же компоненты, кроме одного — диск m.2 SSD / проприетарные аналоги:
— Работающий на скорости (700 — 1100 МБ/с) через NVMe, имея возможность обрабатывать 65000 потоков ожидания, выполняющие по 65000 команд каждый
— Имеющий системы предотвращения потери данных, системы защиты от перегрева, способствующие предотвращению появления ошибок и зависаний при работе с несколькими ГБ данных состоящих в основном из мелких блоков, в многозадачном режиме
— и тд. и тп.
В то время как, опыт работы с Windows пк формировался при работе с компьютерами, имеющими:
— Обычный HDD 5400 rpm (шумящий и вибрирующий при работе, из-за наличия движущихся частей) имеющий возможность обрабатывать 1 поток ожидания, выполняющий 32 команды
— Работающий на скорости (60 — 110 МБ/с)
— Постоянно заставляя всех пользователей наблюдать состояние — «Не отвечает», наблюдать за издевательски медленной реакцией при работе в многозадачном режиме, не только с мелкими, но и с относительно крупным блоками данных.
Оставив все остальные компоненты компьютера на местах, поменяте диски местами, поставив 5400 rpm HDD на Apple, а m.2 SSD на Windows ПК, и окажется, что диск действительно самая важная (для быстродействия и отзывчивости) часть компьютера, т.к. обычный HDD диск очень медленнен, и заставляет ждать всю систему пока он закончит обрабатывать все очереди задач от программ и ОС, что сильно замедляется при работе в многозадачном режиме, имея, к тому же, приложения, делающие работу на заднем плане, которых может быть довольно много — от авто-обновления зависимостей проектов, до задач, поставленных на обработку самим пользователем.
Теперь, перейдем к тестам!
Итоги
Если принимать во внимание, что SATA-интерфейс пришел в промышленную сферу с потребительского рынка, накопители SAS применять предпочтительнее, а SATA SSD, как мы уже отметили выше, подойдут для менее серьезных задач, которые не предполагают серьезных затрат на развертывание корпоративной сети и высокую нагрузку. А когда NVMe-решения прочно придут на смену SAS и SATA, вытеснив их с рынка – у нас будет новый повод поговорить об этом. Делитесь в комментариях своими наблюдениями и рассказывайте, какие накопители выбираете для собственных нужд. А главное – почему?
Для получения дополнительной информации о продуктах Kingston Technology обращайтесь на официальный сайт компании.
SSD-накопители все больше набирают популярность среди обычных пользователей. Но какой именно тип твердотельного накопителя выбрать для апгрейда ПК или ноутбука? Чем отличается 2,5-дюймовый SATA SSD от M.2 SATA и M.2 SATA от M.2 NVMe? Об этом наша статья.
Твердотельные диски (SSD) предлагают потребителям лучшие эксплуатационные параметры, чем стандартные жесткие диски (HDD), поэтому все больше и больше людей предпочитают покупать их, особенно сейчас, когда их цены на комплектующие значительно снизились. Замена старого жеского диска на новый SSD — это, вероятно, самый эффективный способ ускорить старый ПК или ноутбук.
К тому же переход на SSD-накопитель напрямую повлияет на скорость загрузки самой операционной системы. Дело в том, что скорость передачи данных у твердотельных дисков на порядок выше, чем у HDD. Если хотите, чтобы ваш ноутбук или ПК загружался за считанные секунды, замените системный HDD на твердотельный накопитель.
Проблема может возникнуть при выборе конкретных типов и моделей комплектующих. На рынке существует несколько типов твердотельных накопителей, поэтому не все покупатели знают, какая модель лучше всего им подходит. Чтобы помочь менее опытным пользователям, я подготовил руководство, в котором описал наиболее важные различия между популярными типами носителей.
В чем проблема HDD дисков?
Проблема в том, что обычные HDD диски, которые мы до сих пор используем в компьютерах, не изменялись c 1990x wiki годов, когда впервые было решено ref делать HDD, работающие на 4300 rpm и 5400 rpm (оборотов в минуту)
Шел 2016 год — 20-25 лет спустя, мы, все еще, имеем те же самые 5400 rpm диски, работающие на скорости 60-90 МБ/с, но потребности пользователей уже давно изменились, теперь мы работаем с огромными проектами и большим количеством файлов в многозадачном режиме, требующие большой пропускной способности и отзывчивости диска, даже если, на заднем плане уже выполняют работу несколько других программ.
Начиная с 2001, некоторые производители начали выпускать диски пользовательского сегмента работающие на скорости 7200 оборотов в минуту, вместо 5400, но это ничего не изменило, прирост с 90 МБ/с до 120 МБ/с (33% — 5400-7200) по-прежнему не дает значимого эффекта.
SSD NVMe — диски для самых требовательных пользователей
Модели M.2 PCIe становятся все более популярными. Напомним, что раньше они использовали протокол AHCI, но теперь доминируют модели NVMe — отсюда и название M.2 NVMe. Такие твердотельные накопители скорее всего совместимы с большинством новых компьютеров и ноутбуков. Как и модели M.2 SATA, диски M.2 NVMe / PCIe монтируются непосредственно в разъем M.2 на материнской плате. То есть, для них тоже не требуются дополнительные кабели. Однако это должен быть разъем M-типа, который поддерживает интерфейс PCI-Express (их нельзя установить в разъем B для дисков SATA). Если у вас нет такого разъема на материнской плате компьютера, то не стоит отчаиваться. Вы можете использовать адаптер, подключаемый в разъем PCI-Express (некоторые диски поставляются с ним в комплекте).
Модели M.2 NVMe используют интерфейс PCI-Express и протокол NVM-Express, поэтому они обеспечивают гораздо лучшую производительность по сравнению с обычными носителями SATA. Лучшие модели стандарта PCIe 3.0 x4 обеспечивают скорость передачи до 3000-3500 МБ/с и количество случайных операций на уровне 400-500к IOPS. Модели, использующие интерфейс PCIe 4.0 x4, работают еще быстрее, так как их производительность достигает 5000 МБ/с и 700к IOPS соответственно. Однако необходимо использовать современный процессор и материнскую плату с поддержкой шины PCI-Express 4.0 — в настоящее время они предлагаются только для процессоров AMD Ryzen 3000 и Ryzen Threadripper 3000 с новейшими материнскими платами.
M.2 PCIe SSD теоретически должны заинтересовать самых требовательных пользователей, которым необходим очень быстрый доступ к файлам (например, при обработке видео 4K). В обычных приложениях мы не почувствуем преимущества перед моделями, использующими интерфейс SATA. SSD-накопители M.2 PCIe доступны по цене, аналогичной обычным дискам SATA, поэтому на практике их часто выбирают в качестве “резерва” или задела на будущее — даже для установки в компьютеры, которые запускают только базовые приложения.
Все-таки на данный момент M.2 PCIe больше покупают на перспективу, чем по реальной необходимости. А стоят такие накопители немного дороже своих собратьев с интерфейсом SATA. Так что стоит задуматься о целесообразность подобной покупки, если у вас ограничен бюджет.
1. SATA SSD (Serial ATA)
Многие представители отраслей корпоративного хранения данных полагают, что интерфейс SATA достиг предела производительности. Более того, в его дальнейшем развитии и улучшении уже давно не предвидится никаких разработок.
Что ж. с одной стороны производительность SATA SSD находится на стабильном уровне. Но в то же время она может быть узким местом для серверов, не позволяя процессору своевременно обрабатывать необходимые операции. Как итог: недостаточное использование вычислительных возможностей сервера повлияет на количество пользователей, которые могут обслуживаться одновременно, и вызовет лишь неудобства для последних.
В частности, команды ввода-вывода при развертывании твердотельных накопителей SATA на сервере должны проходить через программный стек, который не может полностью использовать производительность флеш-памяти, потому что набор команд изначально был разработан для недорогих жестких дисков низкого уровня. Из-за этого серверы с мощными многоядерными процессорами и большим количеством DRAM могут ждать завершения операций или транзакций, что не позволяет использовать весь потенциал вычислительных ресурсов на максимум.
Результаты
Судя по тестам и ощущениям, наш подопытный HyperX Fury SSD обошел HDD по всем параметрам в 100% случаев, решив головную боль, во всех сферах, требующих высокой отзывчивости системы, таких как, создание игр, обработки видео / аудио, симуляции частиц, постобработка, работа с сотнями ГБ данных или тысячами OpenEXR.
После перехода на SSD диск, больше не заметно никаких проблем с подвисаниями, касается ли это проблемы скорости обработки в AE, из-за того, что ваш sublime text загружает апдейты зависимостей, используя 100% диска в это время, или же, остановки работы из-за того, что у вас на заднем плане просчитывается BVH перед рендером в blender, или же, пока Maya, в течении нескольких часов, создает alembic файлы кэша, не давая зайти даже в интернет без зависания.
Не заметно больше и никаких ожиданий пока отвиснет Audacity, после уменьшения звуковой дорожки, каждые 2 минуты и никаких ожиданий пока прогрузятся все HDR или EXR в папке каждый раз по 1-3 минуты (!). Больше не приходится останавливать работу одного приложения, для того, чтобы ускорить отзывчивость других, т.к. оно загружало диск под 100%. Не приходится и ждать по несколько секунд после каждого действия в Unreal Engine, при любом аспекте работы, от импорта фалов, до применения и тестирования ассетов.
Не говоря уже о скорости перезагрузки системы после обновлений, которая происходит за секунды, вместо минут, и открытии приложений, что происходит теперь «относительно» мгновенно.
И тд и тп., если вы со всем этим сталкивались, вы меня хорошо понимаете и смысла продолжать писать разрешенные проблемы, не имеет, если же вы не понимаете о чем речь, скорее всего вам станет скучно читать еще пару сотен проблем, разрешенных с помощью SSD, в любом случае.
По личному опыту, я заметил, что пока работаешь на компьютере с HDD, не замечаешь на сколько не продуктивна и раздражительна работа из-за постоянных ожиданий, и статуса «не отвечает», особенно если ваша работа за компьютером не ограничивается лазанием по интернету.
Популярность твердотельных накопителей на основе флеш-памяти неуклонно растет, и они не ограничиваются потребительским уровнем. В частности, за последние годы компания Kingston вывела на рынок много SATA и NVMe SSD серверного класса (A2000, DC500 и т.д.) с длительными гарантийными сроками (до пяти лет).
Этот факт заставил нас задуматься: а нужны ли в нынешних серверах SAS-накопители? Почему производители накопителей все чаще выводят на рынок твердотельные решения корпоративного класса с поддержкой SATA и NVMe, которые даже позиционируются надежнее SAS-решений (если смотреть на сроки гарантии, например)? Не стал ли протокол SAS лишним?
Давайте сразу ответим на вопрос «почему же в последние пару-тройку лет производители начали выпускать корпоративные решения на базе SATA и NVMe, как горячие пирожки?». Нетрудно догадаться, что на рынок твердотельных накопителей влияют многие факторы, наиболее очевидным из которых является ежегодное снижение цен на флеш-память NAND, которая используется в картах памяти и твердотельных накопителях.
Снижение стоимости чипов флеш-памяти подтолкнуло производителей на разработку соответствующих решений для центров обработки данных и корпоративных сценариев использования. С другой стороны, более низкая стоимость клиентских твердотельных накопителей побуждает производителей оригинального оборудования (OEM) встраивать их в потребительские ПК и растущее число корпоративных устройств хранения данных.
В этой статье мы разберем все типы накопителей и постараемся разобраться для каких задач они подходят лучше всего: в каких сценариях можно отдать предпочтение SATA и NVMe-решениям, а в каких по-прежнему стоит полагаться на SAS. В конечном счете, чтобы правильно выбрать твердотельный накопитель для различных серверных нагрузок, ИТ-менеджеры должны знать плюсы и минусы всех интерфейсов SSD.
M.2 SATA SSD — альтернатива для компактного компьютера или ноутбука
Интересной альтернативой 2,5-дюймовым дискам SATA могут быть модели M.2 SATA. Такие SSD-накопители имеют гораздо меньшие размеры. Чаще всего мы имеем здесь дело с небольшой платой «M.2 2280» (размеры 22 x 80 мм), которая монтируется непосредственно в разъем M.2 на материнке. Преимущества этого решения очевидны, так как в нем отсутствуют запутанные провода. К сожалению есть один нюанс. Дело в том, что мы должны в этом случае принимать в расчет меньшее количество доступных слотов — обычно их один или два на материнке ПК или ноутбука.
Как выглядят M.2 SATA SSD с точки зрения производительности? Сюрприз! Такие диски по-прежнему используют интерфейс SATA 6 Гбит/с, поэтому их производительность близка к 2,5-дюймовым аналогам. Так, последовательные передачи достигают 500–560 МБ/с, а количество случайных операций доходит до 90 000–100 000 IOPS. Носители могут работать как на десктопах, так и на ноутбуках и полностью подходят для повседневного использования.
Носители M.2 SATA могут быть спасением для компактных компьютеров и ноутбуков, где нет места для 2,5-дюймового накопителя, но есть разъем M.2. Однако стоит помнить, что такие диски будут работать только в разъеме, который поддерживает интерфейсы SATA или PCI-Express с поддержкой SATA (они физически совместимы как с разъемами B, так и с разъемами M, но стоит перед покупкой накопителя проверить совместимость в инструкции к материнской плате или документации ноутбука).
До недавнего времени к покупке также были доступны твердотельные накопители для разъема mSATA, но они постепенно были вытеснены моделями M.2 SATA. Сейчас они встречаются уже очень редко.
| Обновление чистой Windows 7 на Windows 10
SSD Общее время: ~9 минут — Быстрее на 188% (в 2.9 раза)
HDD Общее время: ~26 минут
Первые 4 строки — процесс обновления Windows 10
Последняя строка — тест, чтобы убедиться в том, что процесс обновления закончен, и ПК готов к работе.
2. Если нужно минимизировать задержки доступа
В ситуациях, когда клиенту необходимо обеспечить максимальную скорость отклика для систем ввода/вывода данных – логичней использовать сервера с поддержкой NVMe SSD (латентность, по скромным меркам, снижается примерно в три раза). Такие накопители оптимально подходят для систем видеоаналитики, обучения нейросетей, высокочастотного трейдинга и распространения контента.
Необходимы они и VPS-провайдерам, которые разворачивают игровые площадки (в духе Steam и Epic Games Store) или игровые сервера под MMO-игры. А при условии, что стоимость U.2 NVMe-накопителей (таких как Kingston DC1000M) не сильно отличаются от ценников на SATA SSD – вопрос выбора особо и не стоит. Единственный минус – такие накопители не получится объединить в аппаратный RAID-массив. Если такая необходимость есть – переходим к третьему пункту.
1. Если нужно хранить много данных в общем доступе
В случае, когда основной задачей является общее хранение файлов на сервере – можно ограничиться SATA SSD, ведь SATA-интерфейс лучше всего работает при передаче данных на накопитель. RAID-массив в этом случае станет здравым вариантом для ускорения, при этом скорость интерфейса не будет выступать ограничением.
Рекомендация эта применима по большей части к малому бизнесу с небольшим штатом сотрудников, которые могут одновременно использовать серверное пространство. Для сервера, в котором установлено от двух до четырех накопителей использование SATA-решений также вполне приемлемо. А вот при использовании большого количества накопителей с перспективой расширения офисной экосистемы — логичнее полагаться на SAS.
SATA SSD, SAS SSD и NVMe SSD: в чем разница между накопителями и протоколами подключения?
SATA, SAS и NVMe – это три наиболее распространенных интерфейса. Первые два используют наборы команд ATA и SCSI соответственно. NVMe, по сравнению с ними, – это относительно новый набор команд, который работает по шине PCI-e.
Разница лишь в том, что если SATA и SAS SSD мешает ограничение по скорости, которое диктуют интерфейсы SATA III и SAS III, то NVMe-накопители не утыкаются в потолок своих «собратьев», предлагая более высокую производительность. А для грамотного применения накопителей NVMe в центрах обработки данных разработаны специальные стандарты передачи команд NVMe через RDMA (поверх InfiniBand или Ethernet — RoCE и iWARP) и Fibre Channel без трансляции в SCSI под названием NVMe over Fabrics.
По сути, на все эти интерфейсы возлагается одна и та же задача – передача данных и обеспечение взаимодействия серверов с контроллерами и накопителями. Но дьявол, как говорится, кроется в деталях. Так и в нашем случае – в основе каждого протокола лежат разные принципы работы, а на выходе получаются разные результаты в отношении скорости обработки данных, времени доступа к ним и т.п.
| Время запуска Windows 10
SSD Время запуска Windows и программ в трее: 0:16 | Общее время: 0:23 — Быстрее на 217% (в 3.17 раза)
HDD Время запуска Windows и программ в трее: 0:48 | Общее время: 1:13
PDF открывался сразу же после появления рабочего стола
Отсчет заканчивался после загрузки программ в трее и полного открытия PDF файла
3. NVMe SSD (Non-Volatile Memory Express)
NVMe намного быстрее, чем интерфейс SATA: за счет прямого подключения к шине PCI-e максимальная скорость передачи данных достигает 985 Мбайт/с на полосу, при этом накопители NVMe могут использовать четыре полосы PCI-e 3.0 и достигать скорости в 3940 Мбайт/с (3,9 Гбайт/с). Это отличный потенциал, если учитывать, что стоимость NVMe-решений практически сравнялась с SATA-устройствами.
Вкупе с NVMe-решениями клиент получает независимость от ограничений стеков SATA и SAS, предлагая новый набор команд, принцип обработки очередей и поддержку многопоточных нагрузок. Это как раз тот накопитель, который может задействовать процессорные ресурсы на полную мощность, если мы говорим о связке NVMe с мощными многоядерными процессорами.
К сожалению, серверный рынок медленно поддается изменениям, поэтому NVMe-решения в системах хранения и обработки данных встречаются реже, чем SAS- и SATA-решения. Это связано с тем, что работа с устройствами на базе новых стандартов требует изменений в подходах к масштабированию и обслуживанию. Например, клиентские устройства должны обладать поддержкой форм-фактора M.2 или U.2/U.3 (для этого в серверах могут использоваться гибридные объединительные панели U.2/SAS/SATA).
Однако стандартных софтверных средств бывает недостаточно, чтобы раскрыть потенциал NVMe в рамках сервера на полную. Сейчас эту проблему помогают решить трехрежимные аппаратные RAID-контроллеры Broadcom, которые позволяют обслуживать все накопители (NVMe/SAS/SATA) через SAS-стек микросхемы RoC (RAID on Chip). Но в этом случае контроллер выступает посредником между NVMe и процессором. А еще подобное подключение не позволяют использовать больше двух или четырех NVMe SSD. Связано это с тем, что контроллеры, обычно, поддерживают 8 линий PCI-e (реже 16).
Выходит, что с одной стороны гибридные платформы удобны своей универсальностью, а с другой стороны – будущее серверных систем заключается в полном переходе на U.2/U.3-накопители. Тогда мы и сможем воочию оценить максимальную производительность без вкрапления так называемых «посредников».
В чем проблема HDD дисков?
Проблема в том, что обычные HDD диски, которые мы до сих пор используем в компьютерах, не изменялись c 1990x wiki годов, когда впервые было решено ref делать HDD, работающие на 4300 rpm и 5400 rpm (оборотов в минуту)
Шел 2016 год — 20-25 лет спустя, мы, все еще, имеем те же самые 5400 rpm диски, работающие на скорости 60-90 МБ/с, но потребности пользователей уже давно изменились, теперь мы работаем с огромными проектами и большим количеством файлов в многозадачном режиме, требующие большой пропускной способности и отзывчивости диска, даже если, на заднем плане уже выполняют работу несколько других программ.
Начиная с 2001, некоторые производители начали выпускать диски пользовательского сегмента работающие на скорости 7200 оборотов в минуту, вместо 5400, но это ничего не изменило, прирост с 90 МБ/с до 120 МБ/с (33% — 5400-7200) по-прежнему не дает значимого эффекта.
3. Если нужны минимальные задержки и аппаратный RAID
В случае с твердотельными SAS-накопителями мы получим быстрое чтение и быструю запись данных непрерывно. К тому же SAS работает со множеством устройств, как с единой сетью, позволяя объединить их в аппаратный RAID. Альтернативы в этом плане у них попросту нет.
Да, и в целом SAS — более быстрая технология, чем SATA, поскольку передает данные из хранилища так же быстро, как и в хранилище. Серверы и рабочие станции в значительной степени зависят от передачи данных, поэтому в серверах, подразумевающих сильную нагрузку, лучше иметь оборудование, которое может отправлять и получать информацию в быстром темпе.
Тестовая конфигурация | Тесты реальных условий использования
Все результаты тестов получены на ноутбуке, имеющем данные компоненты:
OS: Windows 10
CPU: i7 3610qm
RAM: 12 ГБ
Подопытные:
HDD: Toshiba MQ01ABF050 | 465 ГБ (SATA)
SSD: Kingston HyperX Fury | 120 ГБ (SATA)
Читайте также: