Устройство Samsung 860Evo. Установлен на компьютере, который работает уже 1,5 года. Windows 7. Емкость записи 2,3 ТБ за 1,5 года работы операционной системы. Нажмите на изображение для увеличения.
О долговечности SSD на простом примере. Мифы против реальности
Твердотельные накопители (SSD) становятся все более популярными, но многие люди до сих пор связывают их с некоторыми мифами и предрассудками. На заре развития рынка компьютерного оборудования твердотельные накопители оказались дорогими, но недолговечными устройствами хранения данных. При среднем использовании первые модели умирали после одного-двух лет эксплуатации, что было бесполезно, учитывая их стоимость. С тех пор прошло время, и технологии значительно развились, сделав твердотельные накопители более надежными, долговечными и даже более быстрыми. Стоимость одного гигабайта с каждым днем становится все более привлекательной.
- без механических компонентов и без шума от них.
- По этой же причине они обладают высокой устойчивостью к механическим ударам и перегрузкам. Это не относится к жестким дискам, которые часто выходят из строя даже после незначительных ударов или падений.
- Высокая читаемость и стабильность скорости передачи данных, независимо от расположения или фрагментации файлов
- на порядок более высокий показатель случайных операций ввода-вывода в секунду, что наиболее важно для производительности операционной системы и приложений; и
- Низкое среднее энергопотребление, поскольку энергия не расходуется на вращение фюзеляжа или перемещение головок, когда они не используются, как в случае с жесткими дисками.
- Небольшой вес и габариты.
Основным недостатком твердотельных накопителей является их ограниченный срок службы. Это может добавить небольшое количество золы в «соты». Это ограничение связано с ограниченным количеством циклов перезаписи ячеек, используемых во флеш-памяти SSD. В современных носителях это число варьируется в зависимости от типа используемой памяти, составляя в среднем 3 000 циклов для ячеек MLC и 1 000 циклов для ячеек TLC. Немного слишком много или слишком мало, чтобы понять это чуть позже, но сейчас несколько слов о типах клеток и о том, что лучше выбрать при покупке.
Два типа клеток, которые я только что упомянул, являются наиболее распространенными на сегодняшний день: многоуровневые клетки (MLC) и трехуровневые клетки (TLC). TLC — это новый тип памяти, и на самом деле его можно назвать многоуровневой ячейкой, или MLC, но название TLC используется потому, что MLC изначально использовалось для обозначения трехуровневых ячеек, так как функциональность очень разная. До сих пор существуют SLC (single-level cells, одноуровневые ячейки памяти) с ресурсом 100 000 циклов и более, но из-за сложной структуры, высокой стоимости в чистом виде они редко применяются в основном в промышленных приложениях. Некоторые производители используют небольшие объемы SLC-памяти в качестве кэша наряду с основной TLC-памятью, чтобы продлить срок службы последней.
Почему более новый тип памяти TLC имеет меньший ресурс и как это коррелируется с “мифом о долговечности”?
Для ответа на этот вопрос есть два важных экономических и технических аспекта. И то, и другое взаимосвязано. Стремление производителей создать большую емкость при меньших затратах снижает прочность ячеек флэш-памяти. Открыв сайт SSD, легко увидеть, что самые дешевые устройства содержат этот тип памяти.
Мы знаем, что раньше твердотельные накопители были более дорогими и долговечными, так почему же они прослужили не так долго? Но дело не только в типе используемой памяти. Используемый контроллер и встроенная микропрограмма играют важную роль. Действительно, запись данных во флэш-память имеет свои особенности и нюансы. Само по себе количество циклов перерегистрации ячеек не гарантирует надежность и долговечность твердотельного накопителя. Существует понятие рекордного множителя. В среднем этот показатель составляет от 2 до 3, но он весьма непредсказуем и зависит от типа, размера и частоты записи данных. Вспомогательные функции контроллера блока предназначены для поддержания постоянной производительности и равномерного износа элементов блока.
Что такое SSD Endurance (TBW)?
Спецификации данных для современных твердотельных накопителей часто включают информацию о количестве информации, которую можно физически записать на диск. Эта информация часто выражается в количестве терабайт (ТБ) данных, которые можно записать на диск, или в количестве ежедневных записей в день на диске в течение определенного периода времени (обычно гарантируется производителем диска). Например, для современного диска Transcend 256GMTS800 производитель заявляет 280 TBW. Это означает, что диск может быть полностью перезаписан примерно 1000-1100 раз. Где здесь 3000 циклов ячеек памяти? Именно поэтому он составляет 1000, а не 3000, так как производитель учитывает в своих расчетах некий предполагаемый прирост регистрации, равный примерно 2,75.
На самом деле, значение, указанное производителем, является лишь теоретической гарантией того, что устройство прослужит в течение всего срока гарантии производителя. Большинство производителей устанавливают гарантированную стоимость (TDW), связанную с их гарантией, и превышение этой стоимости приведет к аннулированию гарантии, даже если гарантийный срок еще не истек. Это заставляет ожидать, что фактический объем данных может увеличиться. Это неоднократно подтверждалось реальными тестами и отчетами, доступными на просторах интернета. Однако, в конечном счете, это во многом зависит от обстоятельств и типа записываемых данных.
Тем не менее, даже если вы начнете с рекомендованного производителем значения TDW, оцените время, которое потребуется на диск. Возвращаясь к диску, используйте утилиту SSD Scope и данные SMART с устройства, чтобы оценить объем данных, записываемых на диск в настоящее время.
Выделенный индикатор показывает объем записанных данных, кратный 32 МБ. Это означает, что значение 70052 необходимо умножить на 32 МБ, чтобы получить фактический объем данных, записанных на диске. В итоге получается 2241664MB = 2241b6GB = 2,24TB. Срок службы составляет около 3 месяцев. Это означает примерно 700 ГБ в месяц или 23 ГБ в день. Я не проводил никаких специальных оптимизаций SSD, которые можно было бы считать вредными, и не отключал файлы подкачки и гибернации. Кроме того, я выключаю ноутбук только в спящем режиме, поэтому последний используется постоянно. Единственное, я выбрал размер файла гибернации не менее 40% оперативной памяти. Это 12 ГБ, поэтому файл гибернации занимает более 5 ГБ. В своей работе я использую традиционный офисный пакет и редактор графики и видео, который не создает мелких временных файлов на системном диске, а второй HDD используется для хранения медиафайлов.
В главном окне программы выберите Samsung 850 Evo250GBSSD. В разделе «Общее количество записей хоста» вы увидите, что объем данных, хранящихся на диске, составляет 41,088 ТБ. Сравнивая этот процент с заявленной на официальном сайте емкостью записи в 75 ТБ, можно сделать вывод, что на SSD можно записать 33 ТБ данных.
Вступление
Твердотельные накопители отличаются от HDD (механических, магнитных дисков). Количество циклов записи ячеек флэш-памяти, составляющих твердотельный накопитель, ограничено. Наиболее распространенной флэш-памятью, доступной сегодня, является TLC (3-битные ячейки), которая обеспечивает примерно 1000 циклов записи.
Поэтому срок службы твердотельного накопителя зависит от объема данных, записываемых на него. Чем больше данных записывается на диск, тем быстрее диск «останавливается».
Время работы SSD диска
Продолжительность работы твердотельного накопителя зависит в первую очередь от типа флэш-памяти. А именно, тип используемых ячеек и производственный процесс, используемый для создания памяти. Наибольшее время жизни имеют клетки типа SLC, затем MLC и, наконец, TLC.
Что означает предел выносливости на практике? И как я могу оценить продолжительность жизни конкретной записи?
Давайте рассмотрим вымышленный накопитель, в котором используется флэш-память MLC, изготовленная с использованием 19-нанометрового процессора. Предположим, производитель устанавливает ограничение на запись в память в 3000 циклов записи. Такова стоимость хорошей флэш-памяти MLC с технологией 19 или 20 нанометров.
Эта память является основой для накопителя емкостью 120 ГБ. Ограничение в 3 000 циклов означает, что весь диск может быть записан 3 000 раз.
Однако на практике весь диск может быть записан только в два раза меньше, т.е. 1 500 циклов. Это происходит потому, что перед созданием новой записи предыдущее содержимое ячеек памяти должно быть очищено. И это цикл регистрации. Это означает, что на каждый цикл ввода данных приходится цикл удаления ячеек.
Если все должно быть заполнено каждый день, то оно полностью стирается и пополняется на следующий день. Теоретически, память длится 1500 дней. Это более четырех лет. Если записывать только 60 гигабайт в день и стирать диск только раз в два дня, срок службы составит более восьми лет.
Конечно, это просто. Однако очевидно, что срок службы флэш-памяти значительно больше.
Поэтому все эти жалобы на постоянное снижение регистрационных лимитов не имеют сегодня серьезных оснований. Только десять лет назад твердотельные накопители вышли на массовый рынок, но при этом возникла проблема «короткого срока службы». Однако наука и техника не стоят на месте. Сегодня даже самые дешевые твердотельные накопители поставляются с трехлетней гарантией. Производители первого уровня, Samsung и Intel, предлагают пятилетнюю гарантию даже на модели эконом-класса, а другие, например, профессиональные модели, предлагают больше.
Ресурс SSD диска в TBW
Однако именно при условии, что в течение этого периода емкость твердотельного накопителя не будет превышена, производители предлагают гарантию на три или пять лет (или более). В то же время все обычные производители указывают такую прочность записи в технических характеристиках своих моделей дисков.
Сила записи указывается в терабайтах. Например, для твердотельных накопителей емкостью 120-128 ГБ обычно требуется емкость для записи около 70 терабайт. Диски емкостью 240-256 ГБ обычно имеют емкость записи около 150 терабайт. Прочность записи также увеличивается с ростом емкости диска. Чем выше емкость, тем выше прочность записи.
В спецификациях моделей SSD этот показатель обычно сокращенно обозначается как TBW (Total Bytes Written).
70 ТБ — это слишком много или слишком мало? Если каждый день на диск записывается 120 терабайт, то 70 терабайт потребуется почти на два года.
На самом деле, такие объемы записи встречаются настолько редко, что 70 терабайт диска вполне достаточно для среднего домашнего или офисного компьютера. На самом деле, объем записи домашнего или настольного компьютера составляет гораздо меньше 10 терабайт в год. Гораздо меньше.
Время от времени возникает возможность проверить количество записей на твердотельных накопителях Компьютеры, поступающие на ремонт или обслуживание.
Хорошо. Большинство компьютеров (как домашних, так и офисных) потребляют менее 2 терабайт или чуть более 2 терабайт дискового пространства в год. в течение всего года. Максимальный показатель, который я видел, — более 12 терабайт за 33 года. Другими словами, менее 5 терабайт в год.
Конечно, есть особые случаи, когда количество регистраций в год превышает 2 терабайта. И, возможно, даже больше. Когда твердотельные накопители используются для хранения больших файлов. И эти файлы постоянно добавляются и удаляются. Например, для редактирования фотографий и видео. Если вы выбираете твердотельный накопитель для выполнения этой или подобных задач, то, конечно же, необходимо учитывать прочность записи.
Однако те, кто покупает твердотельные накопители для такой работы, обычно приобретают диски емкостью не менее 240-256 ГБ или 480-512 ГБ. Эти диски также имеют более высокую емкость записи.
Каждый твердотельный накопитель обычно вмещает один метр объема хранимых данных. Этот счетчик хранится в атрибуте SMART под номером 241 (F1) и называется общей записью LBA. Таким образом, эта информация может быть отображена в любом программном обеспечении, которое отображает SMART-функции диска. Однако здесь есть тонкие различия. Проблема в том, что это свойство записывает не байты, а блочные байты (блоки LBA). Размер этих блоков варьируется от производителя к производителю. Например, размер блока в Samsung составляет 512 байт. Однако размер блока у Transcend составляет 32 МБ.
Поэтому в чистом виде число функций 241 имеет смысл только в том случае, если известен размер блока для данной модели диска. Однако большинство производителей имеют специальные утилиты для своих дисков, и такие программы позволяют увидеть объем записанных данных в терабайтах.
