Сколько можно записать на ssd накопитель
Обновлено: 06.07.2024
В сети ходит огромное количество мифов и слухов относительно надежности и сроков службы SSD дисков. Верить им или нет, действительно ли твердотельные накопители придется менять через 1–3 года, а то и быстрее? Разбираемся вместе.
Устройство NAND-памяти и почему она деградирует
В HDD используются магнитные диски — полностью энергонезависимая память. Проще говоря, единички и нолики хранятся как магнитные заряды на особом слое пластины. Сам по себе процесс размагничивания достаточно медленный, а повредить структуру зарядов можно только путем мощного магнитного воздействия.
Что самое главное, количество циклов изменения намагниченного заряда фактически не ограничено. Да, сектора со временем «летят», а движущиеся детали выходят из строя, но бояться каких-либо ограничений на перезапись пользователям не стоит.
Flash-память в свою очередь использует полупроводниковые элементы. Накопитель представляет собой обычную схему без движущихся элементов. Это дает массу преимуществ, но также вносит такой параметр, как ресурс памяти. В современных SSD применяется NAND-память: 2D или 3D. По сути, это набор ячеек, организованных в определенную структуру. Подробнее узнать про NAND-память вы можете из нашего материала.
Одна из главных характеристик NAND-памяти — гарантированное количество циклов перезаписи. После преодоления этого числа ячейки могут искажать информацию или просто отказывать. Причиной этому является сама структура полупроводникового элемента.
Заряд («1» или «0») хранится в плавающем затворе. Изменение выполняется путем приложения на затвор заданного напряжения, после чего электроны через слой диэлектрика проходят в одну или другую сторону.
Проблема заключается в том, что слои диэлектрика постепенно и неизбежно изнашиваются. Как итог — вся полупроводниковая структура нарушается, и ячейка теряет способность хранить биты информации. Параллельно появляется эффект туннелирования, когда электроны просто застревают в диэлектрике и мешают правильному распознаванию хранящегося заряда.
Однако ресурс каждого конкретного SSD диска во многом зависит не от самой флеш-памяти. Ключевыми являются алгоритмы, которые использует контроллер в процессах записи-перезаписи. Ячейки памяти объединяются в страницы, а те в свою очередь формируют блоки. Записать данные можно только в чистую страницу, а если их не хватает, то приходится переписывать блок.
Перед записью алгоритм должен подготовить место, удалить при необходимости старые страницы и только потом записать в чистый блок всю реорганизованную структуру. В итоге реальный объем работы с ячейками флеш-памяти превышает объем операций, которые инициализирует сам пользователь. Иногда даже добавление пары байт приведет к очистке и последующей записи всего блока.
Ориентир первый: циклы перезаписи
Для каждого типа флеш-памяти имеется ограничение циклов перезаписи. Это число определяет, сколько конкретно раз можно изменить значения ячейки флеш-памяти, прежде чем ее износ будет представлять опасность для данных. Показатель варьируется в зависимости от типа памяти: SLC, MLC или TLC.
Много это или мало? Давайте проведем самый приблизительный расчет — возьмем SSD объемом 120 ГБ MLC типа с ограничением на 5 000 циклов записи. Предположим, ежедневно вы перезаписываете около 20 Гб данных. Коэффициент перезаписи возьмем равным 6. Он необходим, чтобы получить приближенный к реальному объем операций для флеш-ячеек.
Тогда высчитаем суточный цикл перезаписи: 20*6/120 = 1. Далее с учетом общего количества циклов определим срок службы: 5000/1/365 дней = 13,7 лет.
Естественно, это очень приблизительный просчет. Во-первых, ежедневный объем информации, с которым вы работаете, всегда разный. Во-вторых, коэффициент усиления может сильно варьироваться в зависимости от конкретных алгоритмов и действий.
Ориентир второй: параметр TBW
Total Bytes Written — этот параметр показывает, какой объем информации может быть гарантированно перезаписан без ошибок. Как правило, производители указывают его в основных характеристиках SSD-накопителя.
TBW может варьироваться от десятков терабайт до десятков петабайт (напомним, 1 Пб = 1024 Тб). Расчет в этом случае достаточно простой — делим TBW на объем ежедневно перезаписываемых данных.
Например, TBW диска заявлен 150 Тб, а ежедневно вы записываете по 40 Гб данных. Тогда 153600/40 = 3840 дней или 10,5 лет. Опять же, сколько перезаписывается в день — параметр динамический и не всегда известный.
Проще всего воспользоваться специализированными программами, которые сделают все необходимые расчеты за вас. Например, SSD Life подсчитывает объем перезаписанных данных и вычисляет оставшийся ресурс автоматически.
Помните, TBW описывает гарантированный объем перезаписи, но на практике ресурс некоторых SSD может оказаться куда больше.
Как продлевается ресурс SSD
Не стоит забывать про работу контроллера, который самыми разнообразными способами стремится минимизировать количество перезаписей ячеек. Один из алгоритмов — выравнивание износа (Wear Leveling). Контроллер ведет учет количества циклов для каждой конкретной ячейки. Это позволяет при записи перераспределять информацию так, чтобы износ каждой из ячеек накапливался равномерно.
Например, файлы ОС обычно хранятся практически без изменений, из-за чего флеш-память в определенной области практически не стареет, в то время как в других областях наоборот постоянно используется. Wear Leveling при очистке определенных блоков переносит такие системные файлы в другую область и обеспечивает равномерное расходование ресурса.
Несмотря на общую концепцию каждый производитель SSD имеет свои фирменные алгоритмы, которые могут отличаться объемами переносимых данных и способами объединения информации в блоки. Чем эффективнее Wear Leveling, тем дольше прослужит SSD.
Другая технология увеличения ресурса — резервная область (Spare Area). Вы наверняка замечали, что продаются диски на 120 и 128 Гб, 240 и 256 Гб и так далее. Куда же деваются гигабайты в «урезанных» моделях? Это и есть та самая резервная область, с которой могут работать контроллеры.
Во-первых, контроллер получает дополнительные свободные блоки для своих нужд, недоступные для ОС. Это пространство применяется в работе вышеописанного алгоритма выравнивания, уменьшая количество лишних операций перезаписи. Естественно, это положительно сказывается на ресурсе.
Во-вторых, ячейки из резерва используются для замены вышедших из строя блоков. Этот резерв составляет 7 % от всего объема и 28 % для моделей, ориентированных на корпоративный сектор. Такой запас также позволяет увеличить срок службы и повысить безопасность данных.
На некоторых дисках пользователи могут самостоятельно увеличить объем резервной области через специальный софт.
Что говорят реальные тесты
Теоретические расчеты дают только приблизительное представление о сроке службы твердотельного накопителя, поэтому лучший способ выбрать SSD — найти реальные тесты его эксплуатации. Прочитать про один из самых крупных экспериментов продолжительностью в несколько лет вы можете на этом сайте.
Исходя из результатов, реальный показатель ресурса перезаписи большинства бюджетных моделей превышает 500 Тб. Даже если в сутки ваш диск будет писать по 100 Гб данных, его ресурса хватит на 14 лет.
Способность SSD перенести запись более 2 Пб информации означает, что вы сможете записывать 1 Тб данных ежедневно в течение 5 лет.
У топовых SSD от Intel, Kingston и Samsung реальный TBW перешел границу в 3 Пб, а этого хватит на 7–10 лет даже в тех случаях, если вы активно работаете с фото- и видеоконтентом, а также являетесь заядлым геймером.
Чего стоит опасаться
Если и есть у SSD ощутимый недостаток — так это время хранения информации без питания. В случае HDD беспокоиться практически не приходится — они могут пролежать годами без каких-либо потерь данных. Твердотельные накопители крайне придирчивы к температуре хранения и работы. Например, если ваш SSD работал в основном при 40 градусах Цельсия, а после вы оставили его на хранение при 30 градусах, то информация сохранится на протяжении 52 недель (около 1 года).
Казалось бы, не так критично, но стоит температуре вырасти на 5 градусов, как срок уменьшается вдвое! В худших из сценариев информация будет потеряна уже через 1-2 месяца. Это следует учитывать, если вы собираетесь в долгую поездку и оставляете на SSD важную информацию.
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.
Многие знают, что SSD накопители могут значительно ускорить работоспособность любого компьютера, а также положительно повлиять на отдельно взятые процессы. В данной публикации я расскажу, какие бывают SSD накопители, чем они отличаются, и на какие характеристики стоит обратить внимание при выборе SSD для вашего компьютера.
Содержание
Какие бывают форм-факторы SSD
На данный момент существует три форм-фактора SSD накопителей, также стоит упомянуть, что бывают внешние SSD, которые подключаются по средствам USB к компьютеру, но в рамках этой публикации мы о них говорить не будем. Впрочем, что касается нижеупомянутых характеристик, то они также применимы и к внешним SSD накопителям.
Формат 2,5
Это один из самых распространенных форматоров (2,5 это размер, указанный в дюймах). Изначально такой формат использовался в жестких дисках, которыми комплектовались ноутбуки. Затем, в таком же формате начали выпускать твердотельные SSD, таким образом, старые ноутбуки можно легко модернизировать, а производителям не пришлось разрабатывать что-то принципиально новое. Вследствие этого у жестких дисков и твердотельных SSD одинаковые разъемы питания и разъем подключения к материнской плате SATA. Также здесь стоит отметить, что преимущественно все SSD накопители формата 2,5 имеют алюминиевый корпус, который хорошо справляется с отводом тепла. На мой взгляд, интерфейс SATA уже устарел и не позволяет реализовать скоростные возможности SSD технологий. Также в таких больших габаритах современные накопители абсолютно не нуждаются.
Формат mSATA
По своей сути формат mSATA – это реализация формата 2,5, только без большого типового корпуса. Этот тип SSD накопителей изготовлен на небольшой плате, однако интерфейс передачи данных остался стандарта SATA.
Формат M.2
M.2 это уже современный формат накопителей, он имеет вид небольшой платы с чипами, которая напрямую подключается к материнской плате. Изначально эти накопители устанавливали только в ноутбуки, однако сейчас они широко применяются во всех компьютерах. Преимуществом такого решения является отсутствие различных проводов, а также нет необходимости заключать SSD накопитель в какой-либо специальный корпус. А вот к минусам такого формата можно отнести отсутствие радиатора охлаждения. Однако, при желании или необходимости радиатор всегда можно приобрести отдельно. На сегодняшний день выбор SSD накопителя формата M.2, на мой взгляд, является самым оптимальным решением. При покупке учтите, что эти накопители имеют разную маркировку, к примеру, 2280, 2260, 2230. По сути, это обозначение размеров накопителя, первые два числа никогда не меняются и обозначают ширину накопителя в миллиметрах, а вторые два отображают его длину.
Формат PCI Express
Накопители такого формата подключаются напрямую к материнской плате в слот PCI Express. Однозначным плюсом такого решения является наиболее высокая скорость передачи данных, благодаря использованию интерфейса PCIe x8. Такое решение достаточно дорогое и часто используется в серверных компьютерах, а также стоит учесть, что такого рода накопитель занимает много места в ПК и один слот PCI Express.
Что такое NVMe и в чем разница от SATA
В накопителях с форматом 2,5 и mSATA используется исключительно интерфейс SATA, также в накопителях PCI Express соответственно тоже используется только один интерфейс PCI Express. А вот в накопителях формата M.2 могут использоваться оба вышеупомянутых варианта, и здесь при выборе стоит отдавать предпочтение более быстрому PCIe.
SATA — это уже относительно старый интерфейс, который ограничен скоростью передачи данных до 600 Мбайт/сек. Для обычных жестких дисков такой скорости вполне хватает, а вот для современных чипов памяти это уже серьезное ограничение. Поэтому обратите внимание, что даже накопитель формата M.2, который использует для передачи данных интерфейс SATA, является не самым быстрым вариантом.
NVMe – это уже более современный протокол, который физически используется с разъемом M.2, но по факту для передачи данных использует шину PCIe, что позволяет значительно расширить скоростные характеристики накопителя.
Версии PCIe
Стоит выделить две версии PCIe 3.0 и PCIe 4.0 они в первую очередь отличаются скоростью передачи данных. Версия 4.0 превышает скорость передачи данных в два раза по сравнению с версией PCIe 3.0. И здесь вырисовывается следующая картина: как я и говорил выше, максимально возможная скорость для SATA III составляет всего 600 Мбайт/сек. При этом, один канал PCIe x1 обеспечивает скорость до 1,969 Гбайт/с. Таким образом, SSD накопитель формата M.2 использующий для передачи данных интерфейс PCIe x4 обеспечивает скорость почти 8 Гбайт/с, что более чем в тринадцать раз больше SATA III. А это уже действительно существенная разница.
Параметр IOPS
IOPS крайне важный параметр, который влияет на скорость. Здесь стоит отметить, что мы уже разобрались как интерфейсы влияют на скорость передачи данных. Однако, параметр IOPS отвечает за задержку, которая образуется при попадании и извлечении данных с накопителя. Если вспомнить, как работают HHD накопители, то станет более очевидно, откуда возникает задержка IOPS. В HDD устройствах, для того чтобы записать или прочитать данные, накопитель должен прокрутить диск на определенное место, что занимает промежуток времени. Чем выше этот параметр, тем лучше. К примеру, у HDD накопителей этот параметр измеряется в десятках и в сотнях, в SSD устройствах IOPS измеряется десятками, а в некоторых случаях сотнями тысяч.
Что такое SLC, MLC, TLC, QLC
Разница заключается в том, насколько плотно упаковывается информация в одну ячейку памяти. Таким образом, чем плотнее упаковывается информация, тем больше объем накопителя при относительно одинаковой конечной стоимости. Однако плотность упаковки данных может влиять на скорость накопителя в целом.
SLC – это достаточно дорогой тип памяти, и один из самых быстрых, в памяти этого типа один бит данных размещается на одной отдельно взятой ячейке памяти. Также стоит выделить высокую энергоэффективность данного типа памяти.
MLC – в памяти этого типа в одной ячейке можно разместить уже два бита данных, таким образом, увеличивается плотность упаковки данных и снижается условная стоимость 1 гигабайта памяти. Принято считать, что память этого типа уступает по скоростным характеристикам и ресурсу памяти типу SLC.
TLC – это своего рода ответвление от типов памяти MLC, за исключением того, что в память типа TLC можно упаковать до 3 бит данных в одну ячейку памяти. Современные технологические решения пытаются минимизировать недостатки такого типа памяти и обеспечить более высокую скорость. Плюсом такого решения, очевидно, является цена.
QLC – как уже, наверное, стало понятно, следующий тип памяти. Он позволяет разместить в одной ячейке уже 4 бита данных. Эта самый бюджетный вариант и, следовательно, имеет самые низкие скоростные характеристики.
Также иногда может применяться приставка 3D к таким типам памяти как TLC и QLC. Это связано с технологией производства чипов. Эта технология подразумевает размещение памяти слоями один на другой на одной плате.
Параметр TBW
Думаю, вы знаете, что количество раз записи информации на одну и ту же ячейку, ограничено. Таким образом, чем выше параметр TBW, тем больше информации можно записать на накопитель, а следовательно он дольше прослужит. Этот параметр крайне важен, особенно на серверных компьютерах, где информация очень часто перезаписывается. Производители обычно указывают параметр TBW в терабайтах. Как по мне, для домашнего использования хватит значения примерно 100 терабайт.
Функция S.M.A.R.T.
Это очень полезная функция, которая изначально разрабатывалась для HDD накопителей, но встречается и на SSD моделях. По сути – это программное обеспечение, которое предназначено для анализа состояния чипов памяти и оповещении в случае возникновения ошибок или возможного скорого выхода накопителя из строя. Таким образом, вы можете заранее отреагировать на возможную поломку.
Ниже оставлю несколько ссылок на неплохие варианты накопителей по одному на каждый формат.
Однако, если вам позволяет кошелек, можете обратить внимание и на более дорогие модели.
Вывод
Реалии 2020 года таковы, что многим пользователям стало не хватать объема SSD, купленного несколько лет назад. Игры "распухли" до чудовищных объемов в 100 Гб и многих старых моделей SSD объемом в 120-250 Гб сейчас хватает только на ОС Windows и пару игр.
реклама
Это заставляет многих пользователей покупать дополнительный SSD, ведь к комфорту, который он дает, привыкаешь быстро, и в 2020 году на жесткий диск не хочется ставить даже самые простые игры. Хорошо, что в 2020 году цены на SSD понемногу снижаются или хотя бы не растут, даже с учетом скачка курса валют.
Но совсем немного пользователей следят за новинками технологий SSD и смотрят их обзоры, ведь покупая хорошую модель, мы ставим ее в ПК и забываем про нее на два-три года, пока ее объема не перестает хватать. В этом блоге я расскажу вам о важных факторах, которые вы должны знать при выборе SSD в 2020 году, которое помогут вам сэкономить деньги и купить оптимальную модель.
Первое - не стоит брать SSD впритык по объему
реклама
var firedYa28 = false; window.addEventListener('load', () => < if(navigator.userAgent.indexOf("Chrome-Lighthouse") < window.yaContextCb.push(()=>< Ya.Context.AdvManager.render(< renderTo: 'yandex_rtb_R-A-630193-28', blockId: 'R-A-630193-28' >) >) >, 3000); > > >);
Коробку и SSD надо брать с запасом
Ситуация только усугубляется резко выросшим объемом игр, но некоторые игроки покупают SSD именно такого объема, которого им не хватает прямо сейчас. Но вы должны понимать, что и следующие новинки AAA-игр будут весить столько же и больше, чем уже существующие, и, чтобы иметь возможность с комфортом играть хотя бы в 5 таких игр, нужно, как минимум, 500 Гб пространства на SSD.
реклама
Final Fantasy XV весит 148 Гб!
А если завтра выйдет новый хит объемом 200 Гб? Это сразу сделает SSD на 500 Гб маленьким для вас. Поэтому стоит брать SSD с большим запасом пространства, это избавит вас от его апгрейда надолго, а в вашем ПК не будет висеть "гроздь" SSD небольшого объема.
Самый оптимальный вариант под игры сейчас - качественный SSD на 1 ТБ. Например - WD Blue WDS100T2B0A.
реклама
Или SAMSUNG 860 EVO MZ-76E1T0BW. Эти модели имеют гарантию в пять лет, хорошие скоростные характеристики и большое время наработки на отказ.
Второе - стоит тщательнее подходить к выбору NVMe SSD
Скорость у такой модели будет на уровне обычной, формфактора 2.5", а драгоценный слот M.2 на материнской плате будет занят. Поэтому старайтесь ставить в M.2 слот NVMe накопители, которые развивают гораздо большую скорость. Например - WD Blue SN550 WDS100T2B0C. И заранее планируйте размещение SSD, например, в M.2 слот - быстрый накопитель под систему, а под игры - емкую 2.5" модель.
Третье - не забывайте о нагреве M.2 накопителей
M.2 NVMe SSD греются заметно сильнее моделей SATA III, ведь скорость их работы заметно выше и контроллеру приходится обрабатывать в разы больше данных. В результате возможен нагрев до 90-100 градусов под длительными нагрузками. Ситуация с охлаждением усугубляется в случае, если видеокарта греет SSD, находящийся рядом. Или даже полностью закрывает его.
Поэтому стоит озаботиться покупкой радиатора на M.2 NVMe SSD, или выбрать модель с предустановленным радиатором, например - A-DATA S11 Pro AGAMMIXS11P-1TT-C.
Четвертое - для игр разница между SATA III и NVMe SSD почти незаметна
Если вы поглядите на YouTube сравнения скорости загрузки игр на SATA III и NVMe SSD, то увидите, что разница всего лишь в двух-трех секундах на 30-40 секунд загрузки. То есть, увидеть разницу в скорости на глаз будет почти невозможно.
Конечно, при тяжелой работе с мелкими файлами разница уже будет чувствительной, но большинство из нас покупают SSD для игр. Поэтому лучше отдайте предпочтение большему сроку гарантии, чем скорости.
Дополнительный плюс 2.5" SATA III моделей - их универсальность. Вы можете поставить их куда угодно - в старый ноутбук, ПК или карман для USB HDD.
Пятое - учитывайте действительно важные параметры SSD, а не только маркетинговые
Я уже писал, что некоторые пользователи гонятся именно за NVMe SSD, впечатляясь заявленной скоростью и покупая недорогие модели. Однако гораздо важнее характеристики, которые не так понятны массовому пользователю. Например - произвольное чтение и запись в IOPS (количество операций ввода/вывода – от англ. Input/Output Operations Per Second). Эта скорость - именно та, ради которой мы и берем SSD, и именно она ускоряет работу системы и загрузки игр.
Не менее важный параметр, который не указывают в характеристиках SSD - стабильность скоростных характеристик. Что толку от высокой скорости, если она падает после записи нескольких гигабайт?
Как видите, даже в конце 2020 года выбор SSD - дело непростое. Главное - не торопиться и обязательно почитать обзоры и отзывы пользователей на интересующую модель.
Читайте также: