Технология SSD стала мейнстримом, что кажется очень неожиданным шагом. Эти быстрые твердотельные накопители часто встречаются даже на компьютерах среднего класса. Даже следующее поколение PlayStation будет иметь наличие SSD вместо более традиционного жесткого диска.
В целом это хорошо. SSD-накопители представляют собой значительный скачок в производительности по сравнению с традиционными жесткими дисками. Тем не менее, они также требуют некоторых особых требований к использованию и обслуживанию. Большинство пользователей, читающих это, вероятно, уже имеют SSD в своей системе или почти наверняка получат его в своей следующей системе.
Итак, настало время раскрыть одну из самых важных, но непонятых проблем, уникальных для технологии твердотельных накопителей. Мы говорим об износе SSD. Мифический убийца приводов, который не давал спать по ночам многим ранним пользователям этой технологии.
Прежде чем мы приступим к рассмотрению того, что на самом деле представляет собой износ твердотельных накопителей, нам нужно кратко поговорить о том, чем твердотельные накопители отличаются от жестких дисков, которые мы все знаем и любим.
Чем отличаются твердотельные накопители и традиционные жесткие диски
Традиционный механический жесткий диск состоит из пластин, покрытых специальным магнитным материалом. Диск вращается со скоростью тысячи оборотов в минуту, а головки чтения/записи скользят по его поверхности в воздушном кармане тоньше человеческого волоса.
Первые жесткие диски были настолько большими, что нужен самолет для доставки — и вмещали всего несколько мегабайт данных. Сегодня портативный жесткий диск емкостью 4 ТБ легко помещается в вашем кармане. Эти накопители дешевы, емки и довольно надежны по сравнению с тем, как все было вначале.
Тем не менее, технология механических жестких дисков не имеет никакой надежды идти в ногу с развитием твердотельных компьютерных компонентов, таких как процессоры, ОЗУ и флэш-память. Пластины могут вращаться только с такой скоростью, а головки чтения/записи могут двигаться только так, как законы физики позволяют это делать объектам с такой большой массой.
Твердотельные накопители не имеют движущихся частей. Это все полупроводниковые схемы. Электроны могут перемещаться через кремниевые чипы намного, намногобыстрее, чем любые механические компоненты. Вот почему даже самый дешевый SSD полностью уничтожит по производительности механический привод.
Поскольку у них нет механических частей, они гораздо менее физически хрупкие и гораздо менее подвержены поломкам. С другой стороны, простое использование твердотельного накопителя сократит срок его службы, и если вы используете его неправильно, это сокращение может быть весьма значительным. Так что происходит?.
Почему SSD-накопители изнашиваются?
Во-первых, чтение данных с SSD не оказывает заметного влияния на срок его службы. Вместо этого сам процесс записи в ячейку флэш-памяти ухудшает ее качество. Каждая ячейка памяти SSD имеет оксидный компонент. Два слоя того или иного химического вещества, смешанного с кислородом. Электроны задерживаются между этими оксидными слоями.
Состояние конкретной ячейки зависит от уровня заряда. Другими словами, сколько электронов захвачено между слоями оксида. Каждый раз, когда это состояние изменяется, оксидные слои изнашиваются, в конечном итоге теряя способность удерживать электроны. Это может сделать невозможным правильное чтение состояния. Пишите в ячейку слишком много раз, и в конечном итоге она выйдет из строя.
Типы SSD-технологий и надежность
Хотя все твердотельные накопители страдают от износа при записи, не все они одинаково устойчивы к этому. Существуют различные конструкции ячеек памяти, которые меняют объем информации, который может храниться в одной ячейке.
Самая надежная конструкция известна как SLC или одноуровневая ячейка. При этом в ячейке хранится только один бит данных, что делает ее двоичной. Поэтому довольно легко отличить уровень заряда, который представляет то или иное состояние, даже после значительного износа.
Конструкции MLC и TLC, многоуровневые и трехуровневые, хранят два и три бита на ячейку соответственно. Их ячейки имеют несколько уровней и, следовательно, множество различных состояний, которые необходимо прочитать. Поскольку границы между различными состояниями ячейки уже, даже небольшой износ может вызвать проблемы с электронной емкостью, из-за которых невозможно будет вспомнить правильное состояние.
Значит, нам следует использовать только SLC, верно? Проблема в том, что SLC невероятно дорог в пересчете на гигабайт. Он быстрый и надежный, но не очень плотный. В наши дни большинство SSD-накопителей премиум-класса в компьютерах используют MLC, а TLC становится все более популярным благодаря большей емкости по хорошей цене.
Так стоит ли вам на практике беспокоиться о недостаточной долговечности этих более дешевых продуктов?
Надежность SSD на практике
Ответ на этот вопрос сегодня: «совсем не очень». На заре компьютерных твердотельных накопителей вы могли уничтожить один из них всего за несколько часов, забив его запросами на запись. Сегодня можно ожидать, что многоуровневые накопители будут иметь гораздо большую стойкость к записи, чем когда-либо понадобится обычному пользователю..
Этому есть несколько причин, но все сводится к тому, что сами накопители намного умнее, а современные операционные системы умеют правильно использовать твердотельные накопители.
Например, в твердотельных накопителях теперь используется технология, известная как выравнивание износа. Это прозрачно распределяет записи ячеек по всему диску, поэтому износ происходит равномерно. В противном случае некоторые клетки погибнут гораздо быстрее, чем другие.
Итак, на какую выносливость при записи можно рассчитывать? Диски последнего поколения, такие как Диск Samsung 950 Pro 512 ГБ., имеют емкость записи 400 ТБ. Однако многие люди по-прежнему используют популярные старые накопители, такие как 850 ЭВО. Этот диск рассчитан «всего» на 150 ТБ.
Испытания на пытки показывают, что этот рейтинг очень консервативен. В реальной жизни эта модель накопителя потребовала колоссальных 9100 ТБ операций записи, прежде чем сдалась. Таким образом, цифра в 150 ТБ — это как раз тот момент, когда производитель перестает соблюдать гарантию.
Тем не менее, накопители потребительского класса не следует использовать для задач, в которых постоянно происходит большая запись на диск. Они бесполезны для использования на сервере или в качестве жестких носителей. Однако при повседневном повседневном использовании вам никогда не придется думать о долговечности записи.
Купите диск хорошей марки. и в любом случае регулярно делайте резервные копии критически важных данных.
.