Преимущества SSD перед HDD

Как работает SDD

Почему стоит перейти с HDD на SSD, в чем преимущества последнего? Жесткие диски достаточно надежны, стоят недорого, появляются новые модели с высокими характеристиками, подходят для любой ОС. Основной недостаток обычных дисков — скорость чтения и записи. Компьютерные комплектующие не развиваются поодиночке — появляются новые платы памяти, усовершенствованное охлаждение, процессоры. В итоге максимально возможная скорость работы HDD стала в разы меньше возможной для процессора.

Как работает NAND и откуда берутся задержки записи и чтения

SSD работают быстрее HDD, потому что в них нет движущихся и вращающихся частей. Данные сохраняются в пуле энергонезависимой флэш-памяти NAND.

Самая маленькая часть флэш-памяти SSD — ячейка. Они собираются в страницы, страницы в блоки, а блоки – в сетку. В каждой ячейке хранится электрон с положительным (0) или отрицательным (1) значением. Чем больше битов (электронов) в одной ячейке, тем медленнее будет скорость записи и чтения. В зависимости от количества битов, NAND память делится на:

• QLC (16 бит);
• TLC (8 бит);
• MLC (4 бита);
• SLC (1 бит, значения только 0 или 1).

Производители нашли решение проблемы задержки записи и чтения при сохранении тенденции к уменьшению физического размера накопителя и увеличению объема хранимых данных — вместо того, чтобы добавлять количество бит в ячейки, наращивают количество слоев памяти SSD.

Контроллер

Почему количество бит в одной ячейке так важно? Чем больше значение, тем сложнее контроллеру SSD определить, заряжена ли ячейка.

Что делает контроллер SSD:

• управляет процессами чтения и записи;
• резервирует ячейки;
• исправляет ошибки ЕСС;
• следит за равномерным износом.

Контроллер помогает обмениваться данными с шиной (например, PCI E или SATA).

Основные производители:

• Samsung;
• Phison;
• Toshiba;
• Realtek;
• Silicon Motion;
• JMicron;
• SandForce;
• Marvell.

Как подключить SSD

Твердотельные накопители можно подключать через разные разъемы:

• SATA;
• PCIe;
• M.2;
• U.2;
• mSATA;
• SATA Express.

Помимо этого, существуют SSD, которые уже припаяны к плате. Разные типы разъемов помогают модернизировать старые компьютеры без замены большого количества железа. Если пользователь хочет оставить HDD в качестве хранилища данных и добавить SSD для ускорения загрузки ПК — следует выбрать твердотельный накопитель с разъемом SATA.

Поддержка в ОС

С SSD связано много мифов. Один из них — твердотельные накопители для ОС хуже, чем HDD. Действительно, запись и стирание данных на SSD реализованы блочным методом — по 4 Кб для записи, по 512 Кб для стирания. То есть чтобы изменить небольшое количество информации, нужно вначале полностью стереть все данные из блока, а потом записать уже обновленные. Раньше считалось, что это замедляет работу операционных систем.

Windows

ОС Windows помечают информацию как удаленную, но не удаляют данные физически. Как следствие, цикл перезаписи становится бесконечным. Чтобы это не привело к задержкам в загрузке и работе системы, производители добавили в интерфейс ATA команду TRIM, которая распознает помеченные Windows данные и удаляет их физически.

TRIM есть во всех ОС Windows старше версии 7. Для младших версий понадобятся дополнительные драйвера. Стоит отметить, что использование Windows XP и младше нецелесообразно — не только из-за того, что SSD с ними будет работать медленнее. Многие программы давно перестали выпускать обновления для XP.

Linux

Если работать с Linux 2.6.33 и старше, никаких проблем с использованием SSD не возникнет. Подобные Linux ОС редко стоят на домашних компьютерах, а те, кто используют эту систему для работы, чаще всего пользуются последними обновленными версиями.

Mac OS

Старые и современные SSD отлично работают с техникой Apple. Для старых моделей Apple есть специальные адаптеры, новые производят уже с SSD внутри. Mac OS не требует специальной настройки для использования накопителя, можно работать на любой ОС:

• Catalina;
• Mojave;
• Yosemite;
• Mavericks;
• Lion.

Преимущества перед HDD

Основные преимущества SSD будут заметны всем пользователям.

Скорость

Компьютер с SSD работает в 10 раз быстрее, чем с HDD.

Надежность

Энергонезависимая память RAM обеспечит эффективность работы с многопотоковыми задачами (BigData, базы данных, потоковое видео), есть внутреннее резервное копирование; встроенный аккумулятор обеспечит корректную запись и сохранение данных даже если основной источник питания будет отключен.

Кэширование

SSD-диски «запоминают» программы и файлы, с которыми работает пользователь — из кэша они открываются быстрее.

Физическая надежность

Твердотельные накопители не теряют скорость работы при минусовых температурах, в них нет металлических частей, которые могут сломаться. Еще одно преимущество: SSD греются меньше, чем HDD.

Для каких целей лучше выбрать SSD?

SSD можно использовать для любых целей:

• домашние ПК: можно скачивать сериал в HD и играть в Diablo на максимальных настройках — система не будет «тормозить»;
• офисные компьютеры: можно работать в 1С, обрабатывать пакеты данных, скачивать большое видео с конференции — и все это одновременно;
• BigData, Machine Learning, AI: SSD справляются со всеми задачами в современной обработке больших данных;
• облачные технологии: большинство конфигураций виртуальных машин основаны на SSD-дисках.

Недостатки SSD-накопителей

Основные недостатки SSD — срок службы и цена. Первый недостаток скорее формальный, чем значимый.

Срок службы

На твердотельный SSD-накопитель можно записать ограниченное количество данных. Ячейки со временем «изнашиваются» и выходят из строя. Как быстро это произойдет? Считается, что бюджетные накопители перестанут работать через 5 лет. На практике же многие ПК с SSD уже работают дольше.

Цена

SSD дороже HDD. В первые годы появления накопителей эта разница была ощутима, сейчас уже нет, если речь идет о популярных моделях для работы и домашнего использования. На Яндекс.Маркете разница в цене составляет в среднем 2-3 тысячи рублей.

Будущее SSD

Уже сейчас существует тенденция внедрения SSD не только в компьютеры, но и в другие устройства, в которых нужны накопители. Например, PS5 после установки таких дисков показал существенное ускорение загрузки для игр с высокими системными требованиями.

Производители накопителей постоянно совершенствуют архитектуру SSD, стремясь свести к минимуму задержки записи и чтения, устранить сложности для разных типов ОС. Практически все поставщики облачных технологий перешли на твердотельные накопители, так что если вы используете облако для работы или храните в нем семейные фотографии, вы используете SSD.