Когда появились ссд диски. Твердотельный накопитель. На чем же остановить свой выбор

15.06.2019

Привет друзья! Как говорили на Руси: "Всякий купец свой товар хвалит" и сколько бы Вы не читали различных статей про твердотельные накопители SSD, одинакового мнения вряд ли встретите. Кто-то чего-то начитался и решил купить твердотельный накопитель Samsung, кто Toshiba, а другие решили во что бы то ни стало приобрести SSD OCZ Vertex или Kingston .

Около полутора года назад мы с друзьями твёрдо решили купить по твердотельному накопителю SSD, у всех же они есть, а у нас нет. Товарищи попросили меня произвести тесты различных SSD и выбрать самый хороший.

Твердотельные накопители покупают не особо хорошо, поэтому продавцы компьютерных товаров много их не возят, дабы не лежали мёртвым грузом на складе. Вот и мы тоже поступаем также, поэтому в моём распоряжении оказались лидеры продаж SSD на тот момент. Самый недорогой из всей компании оказался SSD Silicon Power V70, тест которого я оставил на потом.

В своих тестах я особо не изощрялся, установил на каждый SSD операционную систему, затем сравнил SSD и обычный HDD в тестовых программах CrystalDiskMark и AS SSD Benchmark. Особо доказывать, что SSD лучше обычного HDD мне никому не пришлось. Винда установленная на твердотельный накопитель SSD грузилась за 4 секунды, тестовые программы CrystalDiskMark и AS SSD Benchmark показывали полное превосходство SSD над обычным HDD в 3-4 и даже 5 раз.

Все тесты я производил в торговом зале и информация была доступна покупателям, короче все тестовые SSD разобрали, к тому же тот день был хорошим для продаж и даже на витрине не осталось ни одного SSD, ну думаю, остался я без твердотельного накопителя! И тут я вспомнил про SSD Silicon Power – V70. В принципе, я знал этого неплохого производителя из Тайваня, но всё же хотелось чего-то другого, например Crucial или Plextor!

Решил я его тоже протестировать под конец рабочего дня и после тестов немного удивился, V70 оказался знатным твердотельным накопителем ничем не уступающим другим SSD протестированным и проданным мною днём. А программа SiSoftware Sandra вообще присудила ему первое место.

В течении года, где он у меня только не работал: и на ноутбуке и на разных стационарных системных блоках и вместо флешки я его таскал в кармане и на пол ронял, но ничего, до сих пор работает нормально.

Ну да ладно, хватит болтовни, перехожу к самому основному в статье, ответам на Ваши вопросы по твердотельному накопителю и в конце статьи приведу некоторые тесты доказывающие - SSD для установки операционной системы это то, что доктор прописал.

ВСЕ ваши вопросы касающиеся твердотельных накопителей SSD.

1. Каково внутреннее устройство SSD? На основе какой флэш-памяти NAND: SLC, MLC или TLC покупать SSD?

2. Какого производителя SSD предпочесть?

3. На самом ли деле срок службы твердотельного накопителя SSD сильно ограничен? Через сколько лет использования мой SSD выйдет из строя?

4. Грозит ли пользователю потеря всех записанных данных в случае превышения ресурса микросхем памяти?

5. Стоит ли, для продления жизни SSD, отключать гибернацию, файл подкачки, восстановление, службу индексирования диска, дефрагментацию диска, технологию Prefetch, переносить кэш браузера и каталог временных файлов на другой жёсткий диск и так далее ?

6. Насколько быстрее SSD обычного жёсткого диска?

Сравниваем разные SSD по производительности

Важно знать не только среднюю скорость последовательного чтения и записи на SSD, но и замалчиваемую всеми производителями SSD - скорость случайной записи блоками по 512 кб и 4 кб! Дисковая активность у большинства пользователей происходит в основном в таких областях!

При сравнении SSD различных производителей в программе AS SSD Benchmark мы можем увидеть такой результат, например:

Мой SSD Silicon Power V70 показал:

Скорость последовательного чтения и записи 431 МБ/с (чтение), 124 МБ/с (запись)

Скорость в чтении и записи блоками 4 Кб , получилась 16 МБ/с (чтение), 61 МБ/с (запись)

SSD другого производителя . Как видим, высокая (выше чем у моего SSD) скорость последовательного чтения и записи 484 МБ/с (чтение), 299 МБ/с (запись), но есть проседание в чтении/записи блоками 4 Кб , а именно 17 МБ/с (чтение), 53 МБ/с (запись) .Это значит, данный SSD не быстрее моего , хотя на коробке этого SSD могут красоваться цифры 500 МБ/с.

Тест SSD в программе SiSoftware Sandra

Мой твердотельный накопитель занял первое место среди похожих моделей

Аббревиатуру HDD - hard-disk drive - многие уже запомнили и понимают, что это жёсткий диск. Но что такое SSD - новая аббревиатура, которая в последние годы применяется ещё чаще, чем HDD? Читайте об этом в нашей статье.

SSD: расшифровка

SSD расшифровывается как solid-state drive и переводится на русский язык как «твердотельный накопитель» или, что менее точно, «твердотельный диск». За этой аббревиатурой скрывается новая технология хранения данных, более прогрессивная по сравнению с традиционными жесткими дисками.

SSD-накопитель: что это такое?

Итак, что же это - SSD-диск? Главная особенность такого накопителя - отсутствие подвижных деталей. В обычных жёстких дисках данные хранятся на вращающихся пластинах, и это вращение становится причиной целого ряда недостатков: во-первых, оно замедляет чтение данных, во-вторых, ускоряет износ накопителя и делает его более уязвимым к ударам, а в-третьих, генерирует шум при работе.

В SSD ничего не вращается - данные здесь хранятся во флеш-памяти, а записываются и стираются при помощи электрических зарядов. Благодаря этому твердотельные накопители работают очень быстро, не производят никаких звуков, легче переносят удары и падения.

Правда, есть у этой технологии и минусы. SSD стоят значительно дороже жёстких дисков сравнимой ёмкости. Кроме того, специфика флеш-технологии накладывает ограничение на количество циклов перезаписи, поэтому теоретически SSD могут выходить из строя раньше, чем жёсткие диски, хотя практически современные твердотельные накопители вполне в состоянии успешно выдержать средний срок службы обычного пользовательского компьютера.

Для чего нужен SSD

Поскольку твердотельный накопитель, как уже упоминалось выше, - не самое дешёвое удовольствие, бездумно покупать его на смену обычному жёсткому диску не стоит. Для хранения больших массивов данных, не требующих высокой скорости чтения, SSD всё-таки не лучший выбор. Не стоит использовать его и для тех файлов, которые многократно перезаписываются в течение дня, иначе срок службы накопителя быстро подойдёт к концу.

Лучше всего установить на SSD операционную систему - тогда она станет работать значительно быстрее. Выиграют от этого и приложения, и игры, для которых важна высокая скорость чтения данных с накопителя. О том, как установить твердотельный диск, читайте в нашей статье . А для хранения файлов стоит снабдить свой компьютер вторым диском - традиционным HDD.

Некоторые известные производители переключились на выпуск твердотельных накопителей уже полностью, например Samsung продал бизнес по производству жёстких дисков компании Seagate .

Существуют и так называемые гибридные жесткие диски , появившиеся, в том числе, из-за текущей, пропорционально более высокой стоимости твердотельных накопителей. Такие устройства сочетают в одном устройстве накопитель на жёстких магнитных дисках (HDD) и твердотельный накопитель относительно небольшого объёма, в качестве кэша (для увеличения производительности и срока службы устройства, снижения энергопотребления).

Пока такие накопители используются, в основном, в переносных устройствах (ноутбуках, сотовых телефонах, планшетах и т. п.).

История развития

В настоящее время наиболее заметными компаниями, которые интенсивно развивают SSD-направление в своей деятельности, можно назвать Intel , Kingston , Samsung Electronics , SanDisk , Corsair, Renice, OCZ Technology , Crucial и ADATA. Кроме того, свой интерес к этому рынку демонстрирует Toshiba .

Архитектура и функционирование

NAND SSD

Накопители, построенные на использовании энергонезависимой памяти (NAND SSD), появились относительно недавно, но в связи с гораздо более низкой стоимостью (от 1 доллара США за гигабайт) начали уверенное завоевание рынка. До недавнего времени существенно уступали традиционным накопителям - жестким дискам - в скорости записи, но компенсировали это высокой скоростью поиска информации (начального позиционирования). Сейчас уже выпускаются твердотельные накопители со скоростью чтения и записи, в разы превосходящие возможности жестких дисков . Характеризуются относительно небольшими размерами и низким энергопотреблением.

RAM SSD

Эти накопители, построенные на использовании энергозависимой памяти (такой же, какая используется в ОЗУ персонального компьютера) характеризуются сверхбыстрыми чтением, записью и поиском информации. Основным их недостатком является чрезвычайно высокая стоимость. Используются, в основном, для ускорения работы крупных систем управления базами данных и мощных графических станций. Такие накопители, как правило, оснащены аккумуляторами для сохранения данных при потере питания, а более дорогие модели - системами резервного и/или оперативного копирования. Примером таких накопителей является I-RAM . Пользователи, обладающие достаточным объёмом оперативной памяти, могут организовать виртуальную машину и расположить её жёсткий диск в ОЗУ и оценить производительность.

Недостатки и преимущества

Недостатки

Преимущества

Отсутствие движущихся частей, отсюда:

Полное отсутствие шума;
Высокая механическая стойкость;
Стабильность времени считывания файлов вне зависимости от их расположения или фрагментации;

Высокая скорость чтения/записи, нередко превосходящая пропускную способность интерфейса жесткого диска (SAS/SATA II 3 Gb/s, SAS/SATA III 6 Gb/s, SCSI, Fibre Channel и т. д.);
Низкое энергопотребление;
Широкий диапазон рабочих температур;
Большой модернизационный потенциал как у самих накопителей так и у технологий их производства.
Отсутствие магнитных дисков, отсюда:

Намного меньшая чувствительность к внешним электромагнитным полям;
Малые габариты и вес; (нет необходимости делать увесистый корпус для экранирования)

Microsoft Windows и компьютеры данной платформы с твердотельными накопителями

В ОС Windows 7 введена специальная оптимизация для работы с твердотельными накопителями. При наличии SSD-накопителей эта операционная система работает с ними иначе, чем с обычными HDD-дисками. Например, Windows 7 не применяет к SSD-накопителю дефрагментацию, технологии Superfetch и ReadyBoost и другие техники упреждающего чтения, ускоряющие загрузку приложений с обычных HDD-дисков.

На SSD-накопителе работают планшеты компании Acer - модели Iconia Tab W500 и W501, Fujitsu Stylistic Q550 под управлением Windows 7.

Mac OS X и компьютеры Макинтош с твердотельными накопителями

11 июня 2012 года на основе флеш-памяти был представлен новый MacBook Retina 15 дюймов, в котором опционально можно установить 768 Гб флеш-памяти.

Перспективы развития

Главный недостаток SSD накопителей - ограниченное число циклов перезаписи - при развитии технологий изготовления энергонезависимой памяти будет устранён путём изготовления по другим физическим принципам и из других материалов, например, FeRam . К 2013 году компания планирует запустить в розничную продажу накопители, построенные по технологии ReRAM (resistive random-access memory).

См. также

Гибридный жесткий диск

Примечания

Ссылки

HDD умер, да здравствует SSD? Критический обзор из журнала Mobi, 15.08.2007
Диски SSD на основе NAND-памяти: технологии, принцип работы, разновидности, 28.06.2010
Тест четырех SSD компании Team от TestLabs.kz

Твердотельные накопители (SSD)
Ключевая терминология	Шифрование · ECC · Flash file system · Флеш-память - SLC/MLC · Flash memory controller · Garbage collection · IOPS · MB/s · Over-provisioning · Secure erase · Команда TRIM · Wear leveling · Write amplification
Производители флеш-накопителей	Hynix · Intel · Micron · Samsung · Toshiba · Kingston
Контроллеры
Производители SSD	Список производителей твердотельных накопителей
Интерфейсы	SATA · SAS · · USB · PCIe · NVM Express
Связанные организации	INCITS · JEDEC/JC-64.8 · NVMHCI · SATA-IO · SFF Committee · SNIA · SSSI · T10/SCSI · T11/FC · T13/ATA

Компоненты персонального компьютера

ВСЕ ваши вопросы касающиеся твердотельных накопителей SSD.

1. Каково внутреннее устройство SSD? На основе какой флэш-памяти NAND: SLC, MLC или TLC покупать SSD?

2. Какого производителя SSD предпочесть?

4. Грозит ли пользователю потеря всех записанных данных в случае превышения ресурса микросхем памяти?

6. Насколько быстрее SSD обычного жёсткого диска?

Сравниваем разные SSD по производительности

При сравнении SSD различных производителей в программе AS SSD Benchmark мы можем увидеть такой результат, например:

Мой SSD Silicon Power V70 показал:

Скорость последовательного чтения и записи 431 МБ/с (чтение), 124 МБ/с (запись)

Скорость в чтении и записи блоками 4 Кб , получилась 16 МБ/с (чтение), 61 МБ/с (запись)

Тест SSD в программе SiSoftware Sandra

Мой твердотельный накопитель занял первое место среди похожих моделей

Сегодня мы с Вами разберем основные моменты и принципы функционирования технологии твердотельных SSD дисков. Как Вы помните, в мы проводили сравнительное тестирование одного SSD и двух HDD дисков. Рассматривали, как он выглядит изнутри и из каких основных блоков состоит.

Также - перечислили основные достоинства данной технологии, а сейчас рассмотрим недостатки, которые присущи ей на данный момент. Представим основные из них в виде списка:

Высокая (относительно HDD дисков) стоимость хранения данных, т.е. - меньшую емкость диска мы получаем за большие деньги
Большая уязвимость (относительно устройств с магнитным принципом записи) к электрическим помехам и проблемам энергоснабжения (внезапное отключение энергии, магнитные поля, статическое электричество)
Нельзя полностью заполнять диск (15-20% пространства должно быть свободным)
Срок службы носителя ограничен определенным количеством циклов записи его ячеек

Но давайте - по порядку! Начнем с того, что такое SSD диск и каков принцип его работы?

Это - твердотельный накопитель, в котором вместо традиционных пластин , покрытых ферромагнитным слоем, используются чипы NAND флеш памяти.

NAND память это - эволюция флеш-памяти, чипы которой имели намного меньшее быстродействие, долговечность и конструктивно выглядели более массивными.

Возможно Вам будет интересно, что флеш-память были разработана в одном из подразделений компании «Toshiba» в 1984-ом году. Первый же коммерческий чип на основе данной разработки в 1988-ом году выпустила «Intel». А уже через год (в 1989-ом) та же «Toshiba» представила новый тип флеш-памяти - NAND.

На данный момент есть три основных варианта (модификации) NAND памяти:

SLC (одноуровневая - Single Level Cell)
MLC (двухуровневая - Multi Level Cell)
TLC (трехуровневая - Three Level Cell)

Самыми дорогими и надежными решениями являются устройства на SLC чипах. Почему? Они позволяют в каждой ячейке памяти хранить только один бит информации. В отличие он них, MLC и TLC чипы могут хранить два и три бита соответственно. Это стало возможным за счет использования разных уровней электрического заряда на затворах ячеек памяти.

Схематично это можно изобразить вот так:

Подобная многоуровневая структура позволяет резко увеличить емкость чипов при том же их физическом объеме (в итоге каждый гигабайт получается дешевле). НО! Ничего бесплатно не дается! Поэтому у MLC и TLC чипов резко сокращается срок их "жизни", который напрямую связан с количеством циклов перезаписи их ячеек.

Для SLC это - 100 000 циклов стирания/записи, для MLC - 10 000, а для TLC - всего 5 000. Такое снижение надежности связано с постепенным разрушением диэлектрического слоя плавающего затвора ячейки из за малого резерва изменения его состояния под действием электрического тока. Плюс в силу того, что с каждым новым уровнем усложняется задача безошибочного распознавания уровня электрического сигнала, а значит - увеличивается общее время поиска нужной ячейки с данными, повышается вероятность возникновения ошибок чтения.

Для борьбы с описанными выше явлениями, производителям приходится разрабатывать специализированные высокоинтеллектуальные микроконтроллеры управления для SSD дисков, которые, кроме процедур ввода-вывода, должны записывать информацию на носитель так, чтобы микросхемы его флеш-памяти изнашивались равномерно и контролировать этот износ, балансируя нагрузку, также - проводить коррекцию ошибок и т.д.

Именно контроллер является слабым местом , так как он более чувствителен к проблемам с питанием и повреждение микропрограммы (прошивки), находящейся в нем, может привести к полной потере всех данных пользователя. А их корректное восстановление - еще более трудозатратная операция, чем в случае с HDD дисками. В силу того, что данные разбросаны по разным чипам памяти и необходимо корректно восстановить первоначальную их структуру, а это бывает не просто.

Поэтому производители SSD накопителей регулярно обновляют прошивки своих дисков и выкладывают их для свободного скачивания, дорабатывая и улучшая алгоритмы работы устройства и предупреждая потерю данных в случае аварийной ситуации.

С износом MLC ячеек памяти производители борются еще и методом, хорошо зарекомендовавшим себя в дисках с магнитным принципом записи: резервируя часть их объема (10-20%) для динамической замены изношенных ячеек. В случае HDD эта область служит для замены .

Но и мы, как пользователи, можем помочь нашему SSD накопителю в холостую не растрачивать свой ограниченный ресурс "жизни" и настроить операционную систему таким образом, чтобы минимизировать ненужные обращения к диску.

Я покажу общие принципы того, что нужно делать и чего стараться избегать, а Вы уже сами настроите свою систему на оптимальную работу с твердотельным диском.

Например: мы знаем, что операционная система «Windows» во время своей работы активно использует файл подкачки (скрытый системный файл «pagefile.sys»). Что это значит, применительно к износу ячеек SSD накопителя и всему тому, о чем мы говорили выше? А то, что отдельная область системного флеш-диска интенсивно используется (часто перезаписывается какими-то служебными и не нужными нам данными и, по факту, - активно изнашивается)!

Что можно сделать? Правильно! Перенести файл подкачки на другой (не SSD диск), как сделал я, или же, при большом объеме оперативной памяти, вовсе от него отказаться (выставить в «0»)?

Идем дальше: процедура дефрагментации не только не нужна данному типу устройств (скорость доступа у них одинакова для любой ячейки не зависимо от того, где находится конечный файл), но и попросту вредна. По той же причине, что описана выше. Лишние (холостые) обращения к диску только дополнительно снижают его ограниченный ресурс. Значит - выключаем соответствующую службу дефрагментации. Также не лишним будет отключить индексирование файлов, которое нужно для более быстрого поиска, но так ли часто мы им пользуемся?

Принцип, я думаю, Вы уловили. А сейчас я бы хотел показать Вам небольшую программу «SSD Mini Tweaker» (твикер - оптимизатор), которая подобным образом оптимизирует работу SSD накопителя. В ней достаточно проставить нужные нам галочки напротив соответствующих пунктов и нажать кнопку "Применить изменения".

Компьютер перезагрузится и изменения вступят в силу. Программа замечательна тем, что имеет русский интерфейс и подробную справку на русском же. Так что, в любой момент Вы можете подробно ознакомиться с той функцией, которую собираетесь отключить или оставить задействованной.

Загрузить утилиту можно . В архиве - версии для 32-х и 64-х разрядных систем и файл справки на русском.

Коль скоро мы так много времени уделили вопросу оптимального использования диска и износу ячеек его памяти, то не могу не представить Вам еще одну интересную разработку. Программа «SSD Life Pro», основная задача которой - вести учет времени работы диска и сообщать приблизительную дату выхода его из строя.

Что мы тут видим? Запись «FW: 1.00» это - версия прошивки (firmware) диска, ниже показано занятое и свободное место на нем, общее время работы с первого включения и количество пусков. Также обратите внимание на строку TRIM (должен быть активным), это говорит о том, что производительность SSD диска будет оптимальной.

Ниже представлен скриншот работы той же программы, но взятый с сайта ее разработчика. На нем видно, что диск от компании «Intel» корректно передал утилите свои SMART параметры и на основе них утилита отобразила расширенный прогноз его состояния.

Как видите, выход накопителя из строя "назначен" на седьмое ноября 2020-го года:)

Если мы нажмем в верхней части окна программы на ссылку «Как вы это считаете?», то перейдем на сайт разработчика и сможем ознакомиться (на русском), каким именно образом производится подобный расчет?

Программу можете . Если она точно покажет время "жизни" Вашего диска - отпишитесь, думаю, всем читателям будет интересно!

В завершении этой темы, прислушаемся к рекомендации всеми уважаемой фирмы «Intel», которая говорит, что идеальными условиями работы SSD твердотельного диска является его заполненность данными меньше чем на 75% с соотношением статической (редко изменяемой) и динамической (изменяемой часто) информации - 3 к 1 . Не следует использовать последние 10-20% пространства диска, так как они нужны для корректной работы команды «TRIM». Для работы ей нужно свободное пространство для перегруппировки данных (так же, как для функции дефрагментации). Общее правило такое - чем больше свободного места - тем быстрее работает устройство.

На данный момент SSD диск идеально подходит в роли системного раздела, на котором установлена операционная система и программы и - все. Данные и вся работа над ними должна (по возможности) проходить на втором (HDD) диске. Также твердотельные диски могут эффективно использоваться на серверах для кеширования статичных данных.

А сейчас, давайте кратко рассмотрим, почему более дорогие модели SSD твердотельных дисков имеют такие превосходные скоростные качества и чем еще отличаются от своих "младших" собратьев?

Во первых: это - тот же интеллектуальный чип контроллера накопителя, который может быть сконструирован, как многоканальный т.е. - может записывать данные одновременно в каждый чип флеш-памяти диска. В итоге - общая производительность устройства будет равна скорости одной микросхемы памяти, умноженной на количество каналов контроллера. Ну, это если немного упростить ситуацию:)

Также в более дорогих моделях используются дополнительные элементы, напаиваемые на плату. Это может быть, к примеру, ряд конденсаторов, расположенных возле чипа оперативной памяти диска, которые обеспечивают гарантированное сохранение данных из кеш-памяти при сбое в электропитании.

При достижении критической массы сбойных ячеек накопителя, качественно выполненная прошивка чипа может полностью заблокировать SSD диск для функций записи и перевести его в режим "только чтение", что гарантирует сохранность данных пользователя (возможность ) до полного выхода устройства из строя.

И в завершении нашей статьи давайте коснемся еще одной интересной разновидности твердотельный дисков. Это - «RAM SSD» накопители. Что же это такое?

Подобные гибридные устройства используют для хранения информации энергозависимые чипы, полностью идентичные тем, что используются в модулях . Они обладают сверхбыстрой скоростью доступа к данным, скоростью чтения и записи и могут с успехом применяться для ускорения работы больших баз данных и там, где нужно пиковое быстродействие.

Подобные системы оснащаются аккумуляторами для поддержания функционирования при отсутствии электроэнергии, а более дорогие модели - системами резервного копирования, когда данные копируются на HDD носитель.

Вот как может выглядеть подобное устройство, которое определяется операционной системой, как жесткий диск.

А вот - более простой вариант, выполненный в виде платы PCI Express X1

Как видите, принцип работы здесь - тот же самый, но функцию чипов флеш-памяти или "блинов" HDD здесь выполняют обычные модули RAM.

Теперь, как и обещал, пару слов хочу сказать о субъективных ощущениях после использования твердотельного накопителя. Операционная система (Windows 7) загружается и выключается ощутимо быстрее. Это же можно сказать и об установке и запуске программ. Некоторые приложения просто удивляют: «Microsoft Word 2003» "выстреливает" меньше, чем за секунду! Не успеваешь мысленно подготовиться к работе с ним:) Да, быстро, но не ожидайте чего-то феноменального, все таки это не "революция", а - "эволюция" :)

На этом у меня на сегодня - все. До встречи в следующих статьях!

И в самом конце - как выглядит производство чипов NAND памяти: