Компьютеры и Интернет
Твердотельный накопитель (SSD) – это запоминающее устройство, которое сконструировано без использования движущихся механических частей. Твердотельный накопитель хранит данные в электронном виде, используя флэш-память. Их архитектура представляет собой радикальный отход от традиционных устройств хранения данных, которые использовались ранее.
SSD-накопители популярны в качестве основного хранилища в высококлассных ноутбуках по целому ряду причин. Мы собираемся взглянуть на то, что отличает SSD-накопители от традиционных жестких дисков, а затем сосредоточиться на том, как выравнивание износа используется для продления их полезного срока службы.
SSD против HDD
Твердотельные накопители начали набирать популярность в конце 2000-х гг. когда они были впервые представлены, они были значительно дороже механических жестких дисков и все еще стоили больше, чем жесткий диск (HDD). Вы заплатите больше за твердотельный накопитель аналогичного размера по сравнению с жестким диском, но цены на твердотельные накопители падают, закрывая ценовой разрыв.
Существует множество различных способов сравнения твердотельных и механических жестких дисков. Давайте посмотрим, как эти две очень разные технологии складываются друг против друга.
– технология хранения
Жесткие диски магнитно хранят данные на вращающемся блюде. Они используют физическую головку чтения / записи, которая плавает над тарелкой, чтобы обеспечить доступ к данным. Твердотельные накопители обычно используют флэш-память на основе NAND для обеспечения хранения данных. Данные хранятся в энергонезависимых чипах памяти и доступны через контроллер, который выполняет логические функции, связанные с чтением, записью и поддержанием информации на твердотельном накопителе.
– емкость
Емкость хранилища-это одна из немногих областей, где жесткие диски имеют преимущество перед твердотельными накопителями. Большинство твердотельных накопителей находятся в диапазоне от одного до четырех терабайт, и вы можете получить жесткие диски, которые будут хранить много терабайт данных. Если ваша главная забота-обеспечить максимальный объем дискового пространства при наименьших затратах, то жесткий диск-это, вероятно, правильный путь. Это может изменяться по мере дальнейшего развития твердотельных накопителей. Samsung недавно объявила о разработке 30-ТБ SSD-устройства, которое может бросить вызов емкости конкурентов HDD.
– Скорость
Жесткие диски требуют времени запуска, чтобы вращаться, прежде чем они смогут работать должным образом. Твердотельные накопители не имеют этих временных ограничений и практически мгновенно включаются по требованию пользователя. Им также не нужно перемещать какие-либо механические части для поиска данных, что ускоряет доступ к информации на диске. Твердотельные накопители определенно быстрее жестких дисков, о чем можно судить по тому, как быстро загружается Apple MacBook с твердотельным накопителем по сравнению с ноутбуками, использующими жесткий диск в качестве загрузочного диска.
– фрагментация диска
Фрагментация связана со скоростью в том, что фрагментированный файл займет больше времени для полного доступа, чем тот, который хранится смежно на соседних блоках дисковой пластины жесткого диска. Жесткие диски склонны к фрагментации файлов, поскольку они заполняются частями больших файлов, хранящихся в различных местах на диске. Это замедляет производительность диска при вызове для извлечения фрагментированного файла.
Твердотельные накопители не подвержены фрагментации. Как только они не используют физическую считывающую головку, данные, хранящиеся в любом месте устройства, могут быть доступны за тот же промежуток времени. Этот фактор способствует увеличению скорости работы твердотельного накопителя и устраняет необходимость в домашнем хозяйстве дефрагментации, которая необходима для поддержания производительности жесткого диска.
– Упругость
Поскольку твердотельный накопитель не содержит движущихся частей, он может выдерживать удары и толчки, которые могут возникнуть при использовании в ноутбуке. Жесткий диск гораздо чаще испытывает проблемы в физически сложных условиях, что делает твердотельные накопители предпочтительным решением в портативных машинах.
– Размер, шум и мощность
Эти три аспекта твердотельных и жестких дисков можно сгруппировать вместе, поскольку во всех случаях твердотельный накопитель использует или производит меньше, чем жесткий диск. Размер функционирующих вращающихся магнитных дисков является ограничивающим фактором для жестких дисков, которого нет в твердотельных накопителях, то есть они могут быть меньше. Твердотельные накопители также потребляют меньше энергии и бесшумны по сравнению со своими шумообразующими и энергозатратными аналогами.
– Долговечность
Как жесткие, так и твердотельные диски со временем изнашиваются. Механические части жесткого диска изнашиваются и ухудшают или запрещают производительность. В твердотельном накопителе флэш-память также будет изнашиваться и деградировать в соответствии с основными принципами физики. Давайте немного углубимся в то, как изнашиваются твердотельные накопители, чтобы выяснить, что означает термин “выравнивание износа” и как он влияет и может быть измерен на ваших устройствах хранения данных.
Что такое выравнивание износа SSD?
Чтобы понять выравнивание износа, мы должны сначала посмотреть на то, как устройство хранения данных SSD деградирует при многократном использовании. Банки флэш-памяти состоят из отдельных ячеек, которые используются для фактического хранения данных. Чтение из ячейки не способствует ее деградации, но стирание и запись делают это.
Одноуровневая ячейка флэш-памяти NAND рассчитана на количество циклов программирования и стирания от 50 000 до 100 000. Процесс выравнивания износа пытается равномерно распределить циклы записи и стирания по ячейкам в попытке продлить срок службы твердотельного накопителя. Большинство, если не все современные твердотельные накопители включают в себя некоторую степень выравнивания износа, чтобы продлить их долговечность.
Выравнивание износа осуществляется микроконтроллером или микропрограммой твердотельного накопителя. Процесс выравнивания износа осуществляется по алгоритмам, из которых выделяют две основные разновидности.
- Динамическое выравнивание износа – При использовании динамического выравнивания износа блоки, подвергающиеся перезаписи, перемещаются на новые блоки. Алгоритм выбирает пустой блок, на который записываются данные. Количество записей в каждый блок отслеживается контроллером. Недостатком динамического выравнивания является то, что блоки данных, которые не часто обновляются, не перемещаются, что может привести к неравномерному износу блоков.
- Статическое выравнивание износа-те же методы используются при статическом выравнивании износа с одним важным отличием. Блоки статических данных перемещаются, когда их количество стираний блоков падает ниже определенного порога. Это приводит к более эффективному выравниванию, что приводит к несколько более медленной производительности записи в противовес увеличению долговечности устройства.
Поддержка команды TRIM, которая связана с инструктированием флэш-устройств, когда блок памяти может быть стерт, и сборкой мусора-это два альтернативных метода продления срока службы SSD.
Измерение износа твердотельного накопителя
Существует несколько способов, которыми вы можете опросить свой SSD, чтобы определить его текущий уровень износа. Дисковые инструменты Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology (S. M. A. R. T.) могут предоставить огромное количество информации, охватывающей ваш SSD, включая его количество выравнивания износа. Эта статистика основана на индикаторах S. M. A. R. T. 173 и 177, которые можно отслеживать с помощью различных дисковых инструментов.
Вы можете получить другие инструменты отчетности дисков и мониторы работоспособности, которые помогут вам отслеживать уровень износа вашего твердотельного накопителя. Имейте в виду, что не все SSD-накопители поддерживаются и могут успешно взаимодействовать с мониторингом S. M. A. R. T., поэтому результаты могут быть ненадежными. Вы можете проверить способность диска вашего Mac использовать преимущества мониторинга S. M. A. R. T., используя информацию, доступную в Disk Utility.
Wear_leveling_count предназначен для указания оставшегося срока службы SSD-устройства. Он выражается в процентах, показывающих ожидаемый оставшийся срок службы вашего накопителя. Это число начинается со 100 и непрерывно уменьшается. Отслеживание изменений, происходящих с этим числом с течением времени, может дать вам хорошее представление о том, как быстро вы используете SSD-накопитель, и предупреждает Вас о том, когда может наступить время его замены.
Выполните следующие действия, чтобы отобразить уровень износа с помощью дискового сверла .
В разделе “Настройки” выберите пункт “Мониторинг жесткого диска”.
Оставьте поле “Скрыть значок строки меню” незамеченным, чтобы отобразить значок мониторинга.
Нажмите на значок строки меню, чтобы отобразить следующую информацию:
Этот дисплей показывает, что ваш диск вообще не изношен.
Хотя нет жесткого и быстрого правила относительно того, когда пришло время заменить ваш SSD, устройства, которые находятся под 50%, должны контролироваться, чтобы избежать катастрофических сбоев. Не забывайте регулярно выполнять запланированное резервное копирование, чтобы сохранить ваши данные в безопасности в случае возникновения непредвиденной проблемы с диском.
