Что надежнее ssd или hdd
Обновлено: 03.07.2024
В чем разница между твердотельными и жесткими дисками? Твердотельные накопители и жесткие диски похожи по своим физическим характеристикам, но они очень по-разному хранят данные. У каждого типа дисков есть свои преимущества и недостатки, и решение о том, какой тип подходит именно вам, зависит от того, как вы используете свой компьютер. В нашем руководстве по сравнению жестких дисков и твердотельных накопителей показано, как работает каждый тип накопителя и что это значит для вас.
Что такое жесткий диск?
Технология жестких дисков хорошо известна и хорошо протестирована. Жесткие диски существуют уже более 50 лет, их емкость постоянно увеличивается, а физический размер уменьшается. Жесткие диски используют вращающиеся диски или пластины для чтения и записи данных.
Как работают жесткие диски (HDD)
Жесткие диски состоят из одной или нескольких магниточувствительных пластин, исполнительного рычага с головкой чтения/записи для каждой пластины и двигателя, который вращает пластины и перемещает рычаги. Также имеется контроллер ввода-вывода и микропрограмма, которая сообщает аппаратному обеспечению, что делать, и взаимодействует с остальной частью системы.
Каждая пластина организована в виде концентрических кругов, называемых дорожками. Дорожки разделены на логические единицы, называемые секторами. Каждый номер дорожки и сектора дает уникальный адрес, который можно использовать для организации и поиска данных. Данные записываются в ближайшую доступную область. Существует алгоритм, который обрабатывает данные до их записи, что позволяет микропрограмме обнаруживать и исправлять ошибки.
Опорные диски вращаются с заданной скоростью (от 4200 до 7200 об/мин для потребительских компьютеров). Эти скорости коррелируют со скоростью чтения/записи. Чем выше предварительно установленная скорость, тем быстрее жесткий диск сможет считывать и записывать данные.
Чтение и письмо
Каждый раз, когда вы запрашиваете у компьютера получение или обновление данных, контроллер ввода-вывода сообщает манипулятору, где находятся эти данные, а головка чтения/записи собирает данные, считывая наличие или отсутствие заряда в каждом из них. адрес. Если запрос был на обновление данных, головка чтения/записи меняет заряд на затронутой дорожке и секторе.
Время, необходимое для вращения диска и поиска правильной дорожки и сектора исполнительным рычагом, называется задержкой.
Недостатки
Недостаток жестких дисков связан с тем, что для чтения и записи данных используются механические части, поскольку физический поиск и извлечение данных занимает больше времени, чем электронный поиск и извлечение данных. Механические части могут пропустить или даже выйти из строя, если с ними грубо обращаться или их уронят. Это проблема для ноутбуков, но не для настольных компьютеров. Кроме того, жесткие диски тяжелее и потребляют больше энергии, чем аналогичные твердотельные накопители.
Преимущества жесткого диска
Преимущество жестких дисков заключается в том, что они представляют собой проверенную технологию и часто дешевле, чем твердотельные накопители при том же объеме хранилища. В настоящее время также доступны жесткие диски с большим объемом памяти, чем твердотельные накопители.
Что такое SSD?
Твердотельные накопители используют флэш-память для обеспечения превосходной производительности и долговечности. Поскольку внутри вашего жесткого диска есть множество мелких движущихся частей — магнитные головки, шпиндели и вращающиеся пластины — все может пойти не так, и вы можете потерять важные данные. Без движущихся частей твердотельные накопители более долговечны, меньше нагреваются и потребляют меньше энергии.
Как работают твердотельные накопители (SDD)
Твердотельные накопители можно рассматривать как большие USB-накопители. они используют одну и ту же базовую технологию. NAND, технология твердотельных накопителей, представляет собой тип флэш-памяти. На самом низком уровне транзисторы с плавающим затвором записывают заряд (или отсутствие заряда) для хранения данных. Ворота организованы в виде сетки, которая далее организована в блок. Размер блока может быть разным, но каждая строка, образующая сетку, называется страницей.
Контроллер SSD выполняет несколько функций, в том числе отслеживает, где находятся данные.
Чтение и письмо
Обновление данных для твердотельных накопителей является более сложным. Все данные в блоке должны обновляться при обновлении любой его части. Данные из старого блока копируются в другой блок, блок стирается, а данные перезаписываются с изменениями в новый блок.
Каждый раз, когда вы запрашиваете у компьютера получение или обновление данных, контроллер SSD просматривает адрес запрошенных данных и считывает статус заряда.
Когда диск простаивает, выполняется процесс, называемый сборкой мусора, который гарантирует, что информация в старом блоке стерта и что блок свободен для повторной записи.
Существует еще один процесс, называемый TRIM, который информирует SSD о том, что он может пропустить перезапись определенных данных при стирании блоков. Поскольку любой блок можно перезаписать ограниченное число раз, это важный процесс, предотвращающий преждевременный износ накопителя.
Для дальнейшего предотвращения износа диска существует алгоритм, который гарантирует, что каждый блок на диске получает одинаковое количество процессов чтения/записи. Этот процесс называется выравниванием износа и происходит автоматически во время работы привода.
Поскольку процесс чтения/записи требует перемещения данных, твердотельные накопители обычно имеют избыточное пространство для хранения; всегда есть определенный объем диска, который не сообщается операционной системе и недоступен пользователю. Это позволяет накопителю перемещать и удалять элементы, не затрагивая общую емкость хранилища.
Недостатки
Твердотельные накопители — это более новая технология, поэтому они дороже жестких дисков. Хотя они наверстывают упущенное, найти твердотельные накопители большой емкости может быть сложнее. Жесткие диски могут быть в 2,5 раза больше.
Преимущества SSD
Почему стоит выбрать твердотельный накопитель? Твердотельные накопители обеспечивают более быструю загрузку игр, приложений и фильмов. Благодаря технологии, которую они используют, твердотельные накопители легче и лучше противостоят движениям и падениям. Кроме того, твердотельные накопители потребляют меньше энергии, что позволяет компьютерам меньше нагреваться.
Одним из самых больших преимуществ твердотельных накопителей является то, насколько они быстрее жестких дисков. Например, Crucial P5 — наш самый быстрый твердотельный накопитель NVMe, обеспечивающий впечатляющую скорость чтения/записи до 3400/3000 МБ/с. Даже портативные SSD работают быстрее, чем HDD. Благодаря скорости чтения до 1050 МБ/с 1 и емкости до 2 ТБ X8 работает до 100 раз быстрее, чем USB-накопители 2 , и до 7,5 раз быстрее, чем традиционные жесткие диски 2 .
Является ли SSD жестким диском?
Проще говоря, SSD — это не то же самое, что жесткий диск. В жестких дисках используются магниточувствительные пластины, которые перемещаются с помощью двигателя, а в твердотельных накопителях используется флэш-память без каких-либо движущихся частей, что означает, что они быстрее.
Твердотельные накопители (SSD) все больше и больше становятся частью среды хранения данных. И хотя наша серия SSD 101 охватывает такие темы, как модернизация, устранение неполадок и утилизация ваших твердотельных накопителей, мы хотели бы проверить одно из наиболее популярных заявлений сторонников твердотельных накопителей: твердотельные накопители выходят из строя намного реже, чем наш старый друг, жесткий диск. (жесткий диск). Это утверждение обычно приписывается тому, что твердотельные накопители не имеют движущихся частей, и подтверждается декларациями поставщиков и неясными расчетами среднего времени наработки на отказ (MTBF). Все это хорошо для маркетинговых целей SSD, но для сравнения частоты отказов мы предпочитаем метод Drive Stats: прямое сравнение. Приступим.
Как выглядит отказ накопителя для твердотельных и жестких дисков?
В наших ежеквартальных отчетах "Статистика диска" мы определяем сбой жесткого диска как реактивный, то есть диск больше не работает, или как упреждающий, то есть мы считаем, что отказ диска неизбежен. Для жестких дисков большая часть данных, которые мы используем для определения упреждающего сбоя, поступает из статистики SMART, которую мы отслеживаем и которая сообщается с диска.
SMART, или S.M.A.R.T., означает технологию самоконтроля, анализа и отчетности и представляет собой систему мониторинга, встроенную в жесткие диски и твердотельные накопители. Основная функция SMART состоит в том, чтобы сообщать о различных индикаторах, связанных с надежностью диска, с целью прогнозирования сбоев диска. Backblaze ежедневно записывает атрибуты SMART для каждого диска с данными и загрузочного диска.
Как и в случае с жесткими дисками, мы также записываем и отслеживаем статистику SMART для твердотельных накопителей. Различные модели твердотельных накопителей сообщают разные статистические данные SMART с некоторым совпадением. На сегодняшний день мы записываем 31 атрибут статистики SMART, связанный с твердотельными накопителями. 25 перечислены ниже.
Для оставшихся шести (16, 17, 168, 170, 218 и 245) мы не можем найти их определения. Пожалуйста, напишите в комментариях, если вы можете пролить свет на отсутствующие атрибуты.
При всем при этом мы только начинаем использовать SMART-статистику для упреждающего выявления сбоев SSD. Многие из приведенных атрибутов зависят от модели диска или поставщика. Кроме того, как вы увидите, количество сбоев SSD ограничено. Это ограничивает количество данных, которые мы имеем для исследований. По мере того, как мы добавляем и отслеживаем все больше твердотельных накопителей в нашей ферме, мы намерены разработать правила для упреждающих отказов твердотельных накопителей. Между тем, все SSD, которые вышли из строя на сегодняшний день, являются реактивными сбоями, то есть: они просто перестали работать.
Сравнение яблок с яблоками
В центрах обработки данных Backblaze мы используем как твердотельные, так и жесткие диски в качестве загрузочных дисков на наших серверах хранения. В нашем случае описание этих дисков как загрузочных является неправильным, поскольку загрузочные диски также используются для хранения файлов журналов для доступа к системе, диагностики и многого другого. Другими словами, эти загрузочные диски регулярно читают, записывают и удаляют файлы в дополнение к своей названной функции загрузки сервера при запуске.
В наших первых серверах хранения мы использовали жесткие диски в качестве загрузочных, поскольку они были недорогими и подходили для этой цели.Так продолжалось до середины 2018 года, когда мы смогли купить твердотельные накопители емкостью 200 ГБ примерно за 50 долларов США, что было нашей максимальной ценой на загрузочные диски для каждого сервера хранения. Это был эксперимент, но все получилось настолько хорошо, что с середины 2018 года мы перешли на использование только SSD в новых серверах хранения и заменили вышедшие из строя загрузочные HDD на SSD.
У нас есть две группы дисков, SSD и HDD, которые выполняют одни и те же функции, имеют одинаковую рабочую нагрузку и работают в одной и той же среде с течением времени. Поэтому, естественно, мы решили сравнить частоту отказов загрузочных дисков SSD и HDD. Ниже приведены показатели отказов в течение всего срока службы для каждой когорты по состоянию на второй квартал 2021 года.
< /p>
Твердотельные накопители побеждают… Подождите, не так быстро!
Все кончено, твердотельные накопители побеждают. Пришло время превратить ваши жесткие диски в подставки для книг и дверных упоров и купить твердотельные накопители. Тем не менее, прежде чем вы начнете играть в домино со своими жесткими дисками, необходимо учесть несколько вещей, которые выходят за рамки номинальной стоимости, указанной в таблице выше: средний возраст и количество дней вождения.
- Средний возраст твердотельных накопителей – 14,2 месяца, а средний возраст жестких дисков – 52,4 месяца.
- Самым старым дискам SSD около 33 месяцев, а самым молодым жестким дискам — 27 месяцев.
Как правило, графики среднего возраста твердотельных и жестких дисков не слишком сильно совпадают. Жесткие диски в среднем более чем на три года старше, чем твердотельные накопители. Это помещает каждую когорту в очень разные моменты их жизненного цикла. Если вы согласны с тем, что с возрастом диски выходят из строя чаще, вы можете немного отложить вечеринку по уничтожению жестких дисков.
Кстати, через пару недель мы опубликуем сообщение о том, насколько частота отказов дисков соответствует кривой ванны; СПОЙЛЕР: старые диски часто выходят из строя.
Другим фактором, который мы указали, были дни работы, количество дней, в течение которых все диски в каждой когорте работали без сбоев. Большая разница в количестве дней в пути приводит к большой разнице в доверительных интервалах двух когорт, поскольку количество наблюдений (т. е. дней в пути) значительно различается.
Чтобы сделать сравнение более точным, мы можем попытаться учесть в нашем анализе средний возраст и количество дней вождения. Для этого мы можем перенести когорту жестких дисков в прошлое в наших записях, чтобы увидеть, где средний возраст и количество дней вождения схожи со средним возрастом и количеством дней вождения, аналогичными для SDD из второго квартала 2021 года. Это позволило бы нам одновременно сравнивать каждую когорту в их жизненные циклы.
Поворачивая время вспять для жестких дисков, мы обнаруживаем, что, используя данные жестких дисков за четвертый квартал 2016 года, мы смогли создать следующее сравнение.
< /p>
Неожиданно оказалось, что разница в годовой частоте отказов (AFR) между твердотельными и жесткими дисками не так велика. Фактически, каждый тип диска находится в пределах окна доверительного интервала другого 95%. Это окно довольно широкое (плюс-минус 0,5%) из-за относительно небольшого количества дней вождения.
Где это нас оставляет? У нас есть некоторые доказательства того, что когда оба типа дисков молодые (в данном случае в среднем 14 месяцев), твердотельные накопители выходят из строя реже, но ненамного. Но вы не покупаете диск на 14 месяцев, вы хотите, чтобы он служил годами. Что мы знаем об этом?
Частота отказов с течением времени
У нас есть данные по загрузочным HDD-накопителям за 2013 год и по SSD-накопителям за 2018 год. На приведенной ниже диаграмме показан показатель AFR за весь срок службы для каждого типа накопителей до второго квартала 2021 года.
< /p>
Как видно из графика, начиная с 2018 года частота отказов загрузочных жестких дисков увеличилась. Это продолжалось в 2019 и 2020 годах, прежде чем выровнялось в 2021 году (пока). Чтобы констатировать очевидное, с возрастом парка загрузочных жестких дисков увеличивалась и частота отказов.
Особый интерес представляет сходство двух кривых в первых четырех точках данных. Для когорты жестких дисков пятый год (2018 г.) стал началом ускорения частоты отказов. Та же участь ждет и наши твердотельные накопители по мере их старения? Хотя мы можем ожидать некоторого увеличения AFR по мере старения твердотельных накопителей, будет ли оно таким же значительным, как линейка жестких дисков?
Время принятия решения: SSD или HDD
Что нам остается делать при выборе между покупкой твердотельного накопителя или жесткого диска? Учитывая то, что мы знаем на сегодняшний день, использование частоты отказов в качестве фактора при принятии решения сомнительно. После того, как мы контролировали возраст и количество дней работы с дисками, два типа дисков были похожи, и разница, безусловно, была недостаточной сама по себе, чтобы оправдать дополнительные затраты на покупку твердотельного накопителя по сравнению с жестким диском. На этом этапе вам лучше принять решение, основываясь на других факторах: стоимости, требуемой скорости, электроэнергии, требованиях к форм-фактору и т. д.
В течение следующих нескольких лет, когда мы получим более полное представление о частоте отказов твердотельных накопителей, мы сможем решить, следует ли добавлять AFR в контрольный список руководства по выбору твердотельных накопителей и жестких дисков. А пока мы с нетерпением ждем продолжения обсуждения.
Об Энди Кляйне
Энди Кляйн — главный пропагандист облачных хранилищ в Backblaze. Он имеет более чем 25-летний опыт работы в области маркетинга технологий, и за это время он поделился своим опытом в области облачных хранилищ и компьютерной безопасности на мероприятиях, симпозиумах и панелях в RSA, SNIA SDC, MIT, Федеральной торговой комиссии и сотнях других. В настоящее время он пишет и разглагольствует о статистике дисков, модулях хранения, облачном хранилище и многом другом.
Backblaze сравнивает частоту отказов твердотельных и жестких дисков в облачной среде резервного копирования.
Загружается аудиоплеер…
Согласно общепринятому мнению, твердотельные накопители по своей природе менее подвержены сбоям, чем механические жесткие диски, поскольку в них отсутствуют движущиеся части. Но, как оказалось, наличие вращающихся пластин, приводных рычагов и двигателя, которые есть во всех жестких дисках, может не быть большим недостатком с точки зрения надежности, говорится в новом отчете Backblaze.
Backblaze — это облачное хранилище и служба резервного копирования на основе подписки, которая работает уже более десяти лет. Таким образом, он имеет уникальную возможность предлагать реальные данные о частоте отказов дисков и часто делает свою статистику по отказам дисков общедоступной.
Компания использовала исключительно жесткие диски до середины 2018 года, после чего начала использовать твердотельные накопители в качестве загрузочных дисков на пробной основе. Эксперимент прошел успешно, поэтому в итоге в качестве загрузочных дисков в новых хранилищах, а также при замене отказавших жестких дисков использовались только твердотельные накопители.
"В нашем случае описание этих дисков как загрузочных является неправильным, поскольку загрузочные диски также используются для хранения файлов журналов для доступа к системе, диагностики и т. д. Другими словами, эти загрузочные диски регулярно читают, записывают и удаление файлов в дополнение к их названной функции загрузки сервера при запуске», — объясняет Backblaze.
Это позволило компании Backblaze сравнить частоту отказов 1666 твердотельных накопителей и 1607 жестких дисков, и исходные данные говорят в пользу последнего: с момента развертывания высокоскоростного носителя произошло только 17 отказов твердотельных накопителей по сравнению с 619 отказами жестких дисков.
На первый взгляд может показаться, что твердотельные накопители намного надежнее жестких дисков. Тем не менее, Backblaze отмечает, что средний возраст твердотельных накопителей составляет всего 14,2 месяца, а самый старый из них используется уже 33 месяца. При этом средний возраст жестких дисков составляет 52,4 месяца, а самому младшему – 27 месяцев.
"Чтобы обеспечить более точное сравнение, мы можем попытаться контролировать средний возраст и дни вождения в нашем анализе. Для этого мы можем вернуть когорту жестких дисков во времени в наших записях, чтобы увидеть, где средний возраст и дни работы с накопителями аналогичны показателям твердотельных накопителей из второго квартала 2021 года", – говорит Бэкблэйз.
Вот как это выглядит при контроле возраста диска:
Большинство отказов жестких дисков произошло после длительного периода времени. Если повернуть время вспять и посмотреть на сбои дисков примерно через 14 месяцев, твердотельные накопители по-прежнему выходят из строя реже, но ненамного: их годовая частота отказов составляет 1,05 % по сравнению с 1,38 % для жестких дисков.
"Что это оставляет нам при выборе между покупкой твердотельного накопителя или жесткого диска? Учитывая то, что мы знаем на сегодняшний день, использование частоты отказов в качестве фактора при принятии решения сомнительно", – говорит Backblaze. "После того, как мы контролировали возраст и количество дней использования накопителей, два типа накопителей были похожи, и разница, безусловно, была недостаточной сама по себе, чтобы оправдать дополнительные затраты на покупку твердотельного накопителя по сравнению с жестким диском".
Это не означает, что вам следует вернуться к использованию жестких дисков. Backblaze выделяет несколько других решающих факторов, таких как скорость, электроэнергия и требования к форм-фактору (или предпочтения).
Также стоит отметить, что объем данных ограничен. Несмотря на то, что частота отказов на ранних этапах не слишком благоприятна для твердотельных накопителей по сравнению с жесткими дисками, вполне возможно, что со временем твердотельные накопители окажутся более надежными. Время покажет. Кроме того, не все диски одинаковы. Хотя это все еще интересно, данные слишком узкие.
Тем не менее, ни один из сбоев SSD не был связан с продолжительностью записи или статистикой мониторинга SMART. Backblaze говорит, что только в начале использует статистику SMART для упреждающего отказа SSD, что означает, что он выдергивает SSD, если считает, что сбой неизбежен. Все это были реактивные сбои, когда диски просто переставали работать.
Пол играет в компьютерные игры и ковыряется в компьютерном оборудовании со времен Commodore 64. У него нет татуировок, но он думает, что было бы здорово сделать татуировку с надписью LOAD"*",8,1.В свободное время он ездит на мотоциклах и борется с аллигаторами (верно только одно).
Что вам не нравится в твердотельных накопителях (SSD)? Они быстрее, чем обычные жесткие диски (HDD), более компактны, не имеют движущихся частей, невосприимчивы к магнитным полям и могут выдерживать больше ударов и вибраций, чем обычные диски с магнитными дисками. И они становятся доступными с большей и большей емкостью, а их стоимость снижается.
Если вы обновили старый компьютер с помощью твердотельного накопителя, вы, несомненно, сразу же увидели преимущества. Ваш компьютер загружался быстрее, ваши приложения загружались быстрее, и даже когда у вас заканчивалась память, а приложения и данные приходилось выгружать на диск, казалось, что все стало намного быстрее.
Теперь мы видим твердотельные накопители с емкостью, которая раньше была зарезервирована для жестких дисков, и по ценам, которые больше не вызывают слез. Твердотельные накопители на 500 ГБ теперь доступны по цене (менее 100 долларов), а диски на 1 ТБ — по разумной цене (от 100 до 150 долларов). Даже твердотельные накопители емкостью 2 ТБ попадают в бюджетный диапазон для сборки хорошей производительной настольной системы (от 300 до 400 долларов США).
Мы несколько раз писали в этом блоге о твердотельных накопителях и рассматривали лучшие варианты использования твердотельных накопителей по сравнению с жесткими дисками. Мы также писали о будущем твердотельных накопителей, о том, как мы их используем в наших центрах обработки данных и планируем ли мы использовать их в будущем.
В этом посте мы рассмотрим вопрос надежности SSD. При всех их достоинствах, можно ли доверять твердотельным накопителям ваши данные, и будут ли они служить так же долго или дольше, чем если бы вместо этого вы использовали жесткий диск? Возможно, вы читали, что твердотельные накопители ограничены конечным числом операций чтения и записи, после чего они выходят из строя. О чем это?
Основной вопрос: выходят ли из строя SSD-накопители? Конечно, они есть, как и все приводы в конечном итоге. Важные вопросы, которые нам действительно нужно задать: 1) они выходят из строя быстрее, чем жесткие диски, и 2) как долго мы можем разумно ожидать, что они прослужат?
Резервное копирование — это здорово
Конечно, как компания, занимающаяся хранением и резервным копированием данных, вы знаете, что мы собираемся сказать сразу. Мы всегда рекомендуем, независимо от того, какой носитель вы используете, у вас всегда должна быть резервная копия ваших данных. Даже если диск надежный и в хорошем состоянии, он не принесет вам никакой пользы, если ваш компьютер будет украден, уничтожен наводнением или потерян в результате пожара или другого стихийного бедствия. Возможно, вы слышали, что повреждение водой является наиболее распространенной компьютерной аварией, и лишь немногие компьютерные компоненты могут выдержать полное замачивание, особенно при включенном питании.
Факторы надежности SSD, которые следует учитывать
Как правило, твердотельные накопители более долговечны, чем жесткие диски, в экстремальных и суровых условиях, поскольку в них нет движущихся частей, таких как рычаги привода. Твердотельные накопители могут выдерживать случайные падения и другие удары, вибрацию, экстремальные температуры и магнитные поля лучше, чем жесткие диски. Добавьте к этому их небольшой размер и низкое энергопотребление, и вы поймете, почему они идеально подходят для ноутбуков и мобильных приложений.
Давайте рассмотрим основы. Почти все типы современных твердотельных накопителей используют флэш-память NAND. NAND — это не аббревиатура, как многие компьютерные термины. Вместо этого это имя происходит от его логического вентиля под названием «НЕ И». (Для любопытных, элемент И-НЕ — это логический элемент, который выдает ложный результат только в том случае, если все его входы истинны. Цифровые системы, использующие логические схемы, используют возможность ряда элементов И-НЕ выражать любую логическую функцию.)
Термин, следующий за NAND, flash, относится к энергонезависимой твердотельной памяти, которая сохраняет данные даже при отключении источника питания. Хранилище NAND имеет определенные свойства, которые влияют на то, как долго оно прослужит. Когда данные записываются в ячейку NAND (также известная как программирование), данные должны быть стерты, прежде чем новые данные можно будет записать в ту же ячейку. NAND программируется и стирается путем подачи напряжения для отправки электронов через изолятор. Расположение этих электронов (и их количество) определяет, когда ток будет течь между источником и приемником (называемый порогом напряжения), определяя данные, хранящиеся в этой ячейке (единицы и нули). При записи и стирании NAND посылает электроны через изолятор и обратно, и изолятор начинает изнашиваться — точное количество этих циклов в каждой отдельной ячейке зависит от конструкции NAND.В конце концов, изолятор изнашивается до такой степени, что ему может быть трудно удерживать электроны в их правильном (запрограммированном) месте, что еще больше затрудняет определение того, находятся ли электроны там, где они должны быть, или они мигрировали сами по себе.
Это означает, что ячейки флэш-памяти можно запрограммировать и стереть только ограниченное количество раз. Это измеряется в циклах P/E, что означает запрограммировано и удалено.
Циклы P/E являются важным показателем надежности SSD, но есть и другие факторы, которые важно учитывать. Это циклы P/E, TBW (записано в терабайтах) и MTBF (среднее время наработки на отказ).
Производитель твердотельных накопителей предоставит эти спецификации для своих продуктов, и они помогут вам понять, как долго может работать ваш накопитель и подходит ли конкретный накопитель для вашего приложения.
Циклы P/E. Цикл программного стирания твердотельного накопителя представляет собой последовательность событий, в ходе которых данные записываются в ячейку твердотельной флэш-памяти NAND, затем стираются и перезаписываются. Сколько циклов P/E может выдержать SSD, зависит от используемой технологии и составляет от 500 до 100 000 циклов P/E.
TBW. Записано в терабайтах — это общий объем данных, которые можно записать на твердотельный накопитель до того, как он выйдет из строя. Например, вот гарантии TBW для популярного твердотельного накопителя Samsung 860 EVO: 150 TBW для модели емкостью 250 ГБ, 300 TBW для модели емкостью 500 ГБ, 600 TBW для модели емкостью 1 ТБ, 1200 TBW для модели емкостью 2 ТБ и 2400 TBW для модели емкостью 4 ТБ. . Примечание. Гарантия на эти модели составляет 5 лет или TBW, в зависимости от того, что наступит раньше.
MTBF. MTBF (среднее время наработки на отказ) — это показатель надежности аппаратного продукта или компонента в течение ожидаемого срока службы. Для большинства компонентов показатель обычно составляет тысячи или даже десятки тысяч часов наработки на отказ. Например, у жесткого диска среднее время наработки на отказ может составлять 300 000 часов, а у твердотельного накопителя — 1,5 миллиона часов.
Это не означает, что ваш твердотельный накопитель прослужит столько часов, это означает, что при наличии образца этой модели твердотельного накопителя ошибки будут возникать с определенной частотой. Среднее время наработки на отказ в 1,2 млн часов означает, что если диск используется в среднем по 8 часов в день, то в выборке из 1 000 твердотельных накопителей ожидается один сбой каждые 150 дней или примерно два раза в год.
Типы твердотельных накопителей
Существует несколько различных типов твердотельных накопителей, и технология развивается быстрыми темпами. Как правило, твердотельные накопители основаны на четырех различных технологиях ячеек NAND:
- SLC (одноуровневая ячейка) — один бит на ячейку
Когда хранится один бит (SLC), нет необходимости внимательно следить за расположением электронов, поэтому миграция нескольких электронов не представляет большой проблемы. Поскольку сохраняется только 1 или 0, необходимо только точно определить, есть напряжение или нет.
- MLC (многоуровневая ячейка) — два бита на ячейку
MLC хранит два бита на ячейку, поэтому требуется большая точность (определение порога напряжения более сложно). Необходимо различать 00, 01, 10 или 11. Мигрирующие электроны оказывают большее влияние, поэтому изолятор не изнашивается так сильно, как с SLC.
- TLC (трехуровневая ячейка) — три бита на ячейку
Эта тенденция продолжается с TLC, где хранятся три бита: 001, 010, 100, … 110 и 111. Мигрирующие электроны оказывают большее влияние, чем в MLC, что еще больше снижает допустимый износ изолятора.
- QLC (Quad Level Cell) — четыре бита на ячейку
QLC хранит четыре бита (16 возможных комбинаций 1 и 0). В случае QLC наибольшее влияние оказывают мигрирующие электроны. Допустимый износ изолятора дополнительно снижается.
QLC хорошо подходит для рабочих нагрузок, ориентированных на чтение, поскольку при чтении данных ячейки NAND изнашиваются незначительно, а при записи данных (программирование и стирание) изнашиваются больше. При записи и перезаписи большого количества данных изолятор изнашивается быстрее. Если ячейка NAND может выдержать такой износ, она хорошо подходит для смешанного доступа для чтения/записи. Чем менее износостойкие ячейки NAND, тем лучше они подходят для рабочих нагрузок и приложений, ориентированных на чтение.
Каждая последующая технология для NAND позволяет хранить дополнительный бит. Чем меньше битов на ячейку NAND, тем быстрее, надежнее и энергоэффективнее технология, а также тем дороже. SLC SSD технически является самым надежным SSD, поскольку он может выдерживать больше операций записи, а QLC — наименее надежным. Если вы выбираете твердотельный накопитель для приложения, в котором он будет больше записываться, чем читаться, то выбор технологии ячеек NAND может стать важным фактором в вашем решении. Если ваше приложение предназначено для общего использования на компьютере, оно, скорее всего, будет иметь для вас меньшее значение.
Как факторы надежности влияют на ваш выбор SSD
Насколько важны для вас эти факторы, зависит от того, как используется SSD.Правильный вопрос — как диск будет работать в вашем приложении. Существуют разные критерии производительности и надежности в зависимости от того, будет ли твердотельный накопитель использоваться в домашнем настольном компьютере, в центре обработки данных или в исследовательском аппарате на Марсе.
Производители иногда указывают тип рабочей нагрузки приложений, для которой предназначен твердотельный накопитель, например интенсивное чтение, интенсивное чтение или смешанное использование. Некоторые поставщики позволяют заказчику выбрать оптимальный уровень выносливости и емкости для конкретного SSD. Например, корпоративный пользователь с базой данных с большим количеством транзакций может выбрать большее количество операций записи на диск за счет емкости. Или пользователь, работающий с базой данных, которая редко выполняет запись, может выбрать меньшее число операций записи на диск и большую емкость.
Признаки неисправности SSD
Твердотельные накопители рано или поздно выходят из строя, но обычно заранее предупреждают, когда это произойдет. Вы, вероятно, слышали ужасный щелкающий звук, который исходит от умирающего жесткого диска. В твердотельном накопителе нет движущихся частей, поэтому мы не получим звукового предупреждения о том, что твердотельный накопитель вот-вот выйдет из строя. Вам следует обратить внимание на ряд признаков того, что срок службы вашего твердотельного накопителя подходит к концу, и принять меры, заменив этот диск на новый.
1) Ошибки, связанные с поврежденными блоками
Подобно сбойным секторам на жестких дисках, на твердотельных накопителях существуют сбойные блоки. Как правило, это сценарий, когда компьютер пытается прочитать или сохранить файл, но это занимает необычно много времени и заканчивается сбоем, поэтому система в конце концов сдается с сообщением об ошибке.
2) Файлы не могут быть прочитаны или записаны
Существует два способа, которыми плохой блок может повлиять на ваши файлы: 1) система обнаруживает плохой блок во время записи данных на диск и, таким образом, отказывается записывать данные, и 2) система обнаруживает плохой блок после данные были записаны, и поэтому он отказывается читать эти данные.
3) Файловая система нуждается в ремонте
Появление сообщения об ошибке на экране может произойти просто потому, что компьютер не был должным образом выключен, но это также может быть признаком того, что на твердотельном накопителе появляются поврежденные блоки или другие проблемы.4) Сбой во время загрузки
Сбой во время загрузки компьютера является признаком того, что с вашим диском может возникнуть проблема. Вы должны убедиться, что у вас есть текущая резервная копия всех ваших данных, прежде чем ситуация ухудшится и диск полностью выйдет из строя.5) Диск становится доступным только для чтения
Ваш диск может отказаться записывать данные на диск и может только читать данные. К счастью, вы все еще можете получить данные с диска.Итак, насколько надежен SSD?
Вернемся к двум вопросам, которые мы задали выше.
Вопрос 1. SSD-накопители выходят из строя быстрее, чем жесткие диски?
Ответ. Это зависит от технологии дисков и их использования. Жесткие диски лучше подходят для одних приложений, а твердотельные накопители — для других. Ожидается, что твердотельные накопители прослужат так же или дольше, чем жесткие диски, в большинстве общих приложений.
Вопрос 2. Как долго мы можем разумно ожидать, что SSD прослужит?
Ответ. В идеале твердотельный накопитель должен служить столько, сколько ожидает его производитель (например, пять лет), при условии, что использование накопителя не является чрезмерным для используемой технологии (например, использование QLC в приложении с большое количество записей). Ознакомьтесь с рекомендациями производителя, чтобы убедиться, что то, как вы используете SSD, соответствует его оптимальному использованию.
Твердотельные накопители — это другая порода животных, чем жесткие диски, и у них есть свои сильные и слабые стороны по сравнению с другими носителями информации. Хорошая новость заключается в том, что их сильные стороны — скорость, долговечность, размер, энергопотребление и т. д. — подкреплены достаточно хорошей общей надежностью.
Пользователи твердотельных накопителей с гораздо большей вероятностью заменят свой накопитель, потому что они готовы перейти на более новую технологию, более емкий или более быстрый диск, чем необходимость замены диска из-за короткого срока службы. При нормальном использовании мы можем ожидать, что SSD прослужит несколько лет. Если вы заменяете свой компьютер каждые три года, как это делает большинство пользователей, вам, вероятно, не нужно беспокоиться о том, прослужит ли ваш SSD столько же, сколько ваш компьютер. Важно то, будет ли твердотельный накопитель достаточно надежным, чтобы вы не потеряли свои данные в течение всего срока его службы.
Как мы видели выше, если вы обращаете внимание на свою систему, вы получите достаточное предупреждение о надвигающемся сбое диска, и вы сможете заменить диск до того, как данные станут недоступны для чтения.
Полезно понимать, как различные технологии SSD влияют на их надежность, и стоит ли тратить дополнительные деньги на SLC вместо MLC или QLC. Однако, если только вы не используете SSD в специализированном приложении с большим количеством операций записи, чем чтения, как мы описали выше, простого выбора SSD хорошего качества от известного производителя должно быть достаточно, чтобы вы были уверены, что ваш SSD прослужит долго. .
Внимательно следите за любыми признаками сбоя или поврежденных секторов и, конечно же, убедитесь, что у вас есть надежный план резервного копирования, независимо от того, какой тип диска вы используете.
Возможно, вам будет интересна другая статья из серии SSD 101, SSD 101: как обновить компьютер с помощью SSD.
![Жесткие диски]()
< бр />
Если вам нужна еще одна причина, чтобы приобрести один из лучших твердотельных накопителей, а не любой жесткий диск, вот она. Blackblaze, компания, занимающаяся онлайн-хранилищем резервных копий, опубликовала исследование, показывающее, что твердотельные накопители имеют гораздо более низкую частоту отказов, чем традиционные жесткие диски. (жесткие диски). Эти данные были взяты с серверов тысяч серверов центров обработки данных Blackblaze за последние несколько лет.
Blackblaze годами анализирует надежность своих жестких дисков и имеет подробные графики, показывающие, какие жесткие диски WDC, Toshiba, Seagate и HGST являются наиболее надежными, а какие более подвержены сбоям. Но Blackblaze впервые начала анализировать и твердотельные накопители.
Имейте в виду, что средний возраст твердотельных накопителей, которые использует Backblaze, составляет всего 12,7 месяца, в то время как средний возраст ее жестких дисков в 4 раза больше, то есть 49,6 месяца, если быть точным. Кроме того, Blackblaze использует твердотельные накопители только в качестве загрузочных дисков на своих серверах, поэтому эти твердотельные накопители также могут иметь меньшую рабочую нагрузку по сравнению с реальными жесткими дисками, которые постоянно используются для резервного копирования клиентских данных.
Подсчет годовой частоты отказов дисков Blackblaze; доля отказов всех жестких дисков компании составила 10,56 %, в то время как доля отказов всех твердотельных накопителей составила всего 0,58 %.
Отличная надежность твердотельных накопителей становится еще более очевидной на графике срока службы, где доля отказов твердотельных накопителей составляет всего 0,65 %. Частота отказов жестких дисков была ниже (6,04 %), но все же не близко к твердотельным накопителям.
Для сравнения моделей жестких дисков компания Blackblaze предоставила нам таблицу всех моделей жестких дисков, активно используемых в ее серверах. Они варьируются от дисков HGST до дисков Seagate, Toshiba и пары дисков WDC.
Наиболее примечательными являются накопители Toshiba, Seagate и WDC емкостью 16 ТБ, для которых до сих пор не зафиксировано ни одного убытка. Некоторые модели HGST емкостью 12 ТБ и 4 ТБ также демонстрируют крайне низкие потери — в среднем всего 0,33 %.
Между тем, некоторые из наименее надежных дисков произведены только компанией Seagate, некоторые модели емкостью 10 ТБ, 12 ТБ, 14 ТБ и 4 ТБ имеют рекордные показатели отказов, значительно превышающие 1%, а модели емкостью 10 и 14 ТБ оказались еще хуже с более чем 2 % отказов.
Для получения дополнительной информации об аналитике жестких дисков Blackblaze ознакомьтесь с последним отчетом компании.
После того, как я переделал свои основные установки на все M2, я ни за что не вернусь к механическим HD.
Я бы купил новый механический жесткий диск только в том случае, если бы мне понадобился объем хранилища более 4 ТБ.
какой идиот просчитывал эту статью? «Учитывая ежегодную частоту отказов дисков Blackblazes, все жесткие диски компании имеют чистую частоту отказов 10,56%»
Ммм, 172 тыс. дисков и общее количество отказов 348 дисков — это даже не доли процента. Вы не суммируете все средние проценты отказов дисков, вы берете общее количество дисков и делите их на общее количество отказавших дисков. как показано внизу, 0,85 %, а не 10 + %, черт возьми.Пришлось посмеяться над цитатой. Это очень типично для неправильно понятой инженерной математики. Но номер в статье правильный. Хитрость заключается в том, что «годовая интенсивность отказов» и как вы ее рассчитываете. В статистике надежности это называется показателем FIT.
Набор дисков в исследовании составляет 172 тыс. единиц, но совокупность **возраст** намного старше 12 месяцев. Средний возраст жестких дисков в исследовании составляет 49,63 месяца, а средний возраст твердотельных накопителей — всего 12,7 месяцев. Они рассчитывают скорость FIT (сбои во времени). Используя их числа, я рассчитал FIT немного больше, чем они. С помощью показателя FIT вы также можете приблизительно оценить MTBF (среднее время наработки на отказ).
Еще одно замечание: посвятив большую часть своей карьеры работе с надежностью, я всегда нахожу интересным, что мы упускаем всю картину из-за «предвзятости исследования». В этом случае конструкция и режимы отказа не проверяются на наличие каких-либо других возможных различий, которые также влияют на числа. Если бы большинство этих SSD были на самом деле SSD типа SATA и SAS, у них также была приятная особенность: они полностью закрыты, поэтому пользователь не прикасается к печатной плате.
Другими словами, риск повреждения электростатическим разрядом (статический разряд) намного ниже.
Из-за устаревшей конструкции жестких дисков и отсутствия интереса отрасли к устранению режимов отказа из-за упаковки почти все вращающиеся жесткие диски имеют открытую плату управления. Так что пользователь/установщик может нечаянно коснуться его. Повреждения, вызванные электростатическим разрядом, ОЧЕНЬ широко распространены в электронной промышленности и считаются самым частым видом одиночного отказа, кроме ошибки пользователя.
Если они проанализируют данные, в которые заключены твердотельные накопители SATA/SAS по сравнению с открытыми типами PCB M.2, они могут увидеть кое-что очень интересное. Готов поспорить, что у твердотельных накопителей M.2 более высокая годовая частота отказов, чем у твердотельных накопителей с интерфейсом SATA.
Пришлось посмеяться над цитатой.Это очень типично для неправильно понятой инженерной математики. Но номер в статье правильный. Хитрость заключается в том, что «годовая интенсивность отказов» и как вы ее рассчитываете. В статистике надежности это называется FIT rate.
Вы правы, но статью написал все-таки идиот. Компания называется Backblaze, но в статье они каждый раз называются Blackblaze, включая их изображение.
В статье поднимается хороший вопрос. Сколько из этих SSD используются в основном в качестве загрузочных дисков? Если это так, как указано в статье, SSD должен быть более надежным. Было бы лучше сравнить SSD и HDD при одинаковых рабочих нагрузках, чтобы получить более точную картину.
В статье поднимается хороший вопрос. Сколько из этих SSD используются в основном в качестве загрузочных дисков? Если это так, как указано в статье, SSD должен быть более надежным. Было бы лучше сравнить SSD и HDD при одинаковых рабочих нагрузках, чтобы получить более точную картину.
Моя текущая установка состоит из флэш-памяти и никогда не увидит стандартный жесткий диск. Только NAS в моей сети использует жесткие диски, оптимизированные для NAS.
Моя текущая установка состоит из флэш-памяти и никогда не увидит стандартный жесткий диск. Только NAS в моей сети использует жесткие диски, оптимизированные для NAS.
Я могу согласиться с тем фактом, что твердотельные накопители более надежны, чем жесткие диски. По крайней мере, исходя из моего опыта работы с аппаратным обеспечением за 2 десятилетия, переход на твердотельные накопители, вероятно, лучшее, что произошло с ПК. Мало того, что он делает все быстро и быстро, я также не сталкиваюсь с такими проблемами с жесткими дисками, как сбойные сектора, необходимость дефрагментации и отказы дисков за последнее десятилетие с тех пор, как у меня появился первый твердотельный накопитель Intel X25 G2, который Уэй до сих пор жив и здоров, несмотря на то, что ему около 10 лет. Жесткий диск в прошлом мог прослужить долго, т.е. у меня есть диски, которые прослужили более десяти лет, но нынешние довольно дрянные, особенно в случае, если вы покупаете дешевые. Таким образом, гонка за сокращением расходов ускорила упадок жестких дисков.
Покрытие ваших жестких дисков вечным черным пламенем приведет к тому, что частота отказов составит 10,56% :pЧитайте также:
< бр />