Ресурс ssd, что это такое

Обновлено: 21.11.2024

Еще пару лет назад многих ИТ-администраторов и менеджеров беспокоил риск потери ценных данных из-за внезапного сбоя. Вот почему производителям потребовалось много времени, чтобы убедить общественность в безопасности использования твердотельных накопителей, даже при работе с конфиденциальными данными.

Твердотельный накопитель на основе флэш-памяти NAND — это совершенно другой носитель данных, чем традиционный жесткий диск, который сохраняет свои данные на магнитной пластине. Он состоит из электронного контроллера и нескольких микросхем памяти. Гибридный диск, также называемый SSHD, состоит из обеих технологий хранения: обычного магнитного жесткого диска и микросхем хранения.

Каковы преимущества твердотельных накопителей?

Основное преимущество электронных чипов для хранения данных заключается в том, что они намного быстрее, чем жесткие диски со шпинделем внутри. Это связано с тем, что обычный жесткий диск состоит из множества механических частей и вращающихся дисков. Кроме того, изменение положения головки чтения/записи занимает гораздо больше времени, чем просто передача данных через электронные интерфейсы. Кроме того, твердотельные накопители имеют очень короткое время доступа, что делает их идеальными для использования в средах, где необходим доступ и передача данных в реальном времени.

Каковы недостатки твердотельных накопителей?

Недостаток твердотельных накопителей с чипами на основе флэш-памяти NAND заключается в том, что по умолчанию они имеют ограниченный срок службы. В то время как обычные жесткие диски теоретически могут служить вечно (на самом деле максимум около 10 лет), срок службы твердотельных накопителей имеет встроенное «время смерти». Проще говоря: электрический эффект приводит к тому, что данные могут быть записаны в ячейку хранения внутри чипов только примерно от 3000 до 100000 раз за время их жизни. После этого ячейки «забывают» новые данные. Из-за этого факта, а также для предотвращения использования одних ячеек постоянно, а других нет, производители используют алгоритмы выравнивания износа для равномерного распределения данных контроллером по всем ячейкам. Как и в случае с жесткими дисками, пользователь может проверить текущее состояние твердотельного накопителя с помощью функции S.M.A.R.T. инструмент анализа, показывающий оставшийся срок службы твердотельного накопителя.

Оценка количества записанных терабайт (TBW)

Обычно производители указывают количество записанных терабайтов (TBW), особенно когда речь идет о корпоративных твердотельных накопителях, но также и о потребительских версиях. Из-за того, что при использовании Wear-Leveling данные будут распределены равномерно по всем ячейкам, эта цифра должна показывать, сколько данных может быть действительно записано во все ячейки внутри чипов хранения и за весь срок службы.< /p>

Типичный показатель TBW для твердотельного накопителя емкостью 250 ГБ составляет от 60 до 150 терабайт при записи. Это означает: чтобы преодолеть гарантированный TBW, равный 70, пользователю придется записывать 190(!) ГБ ежедневно в течение одного года (другими словами, каждый день заполнять две трети SSD новыми данными). В потребительской среде это маловероятно.

Пример Samsung

Samsung заявляет, что их Samsung SSD 850 PRO SATA емкостью 128 ГБ, 256 ГБ, 512 ГБ или 1 ТБ «создан для обработки 150 терабайт записи (TBW), что соответствует 40 ГБ ежедневного чтения/записи. нагрузки в течение десяти лет». Samsung даже обещает, что продукт «выдерживает запись до 600 терабайт (TBW)». Обычный офисный пользователь записывает примерно от 10 до 35 ГБ в обычный день. Даже если поднять этот объем до 40 ГБ, это означает, что они могли писать (и только писать) более чем почти 5 лет, пока не достигнут предела в 70 TBW.

Срок службы SSD даже больше обещанного

По последним оценкам, возраст твердотельных накопителей ограничен 10 летами, хотя средний срок службы твердотельных накопителей короче. В рамках совместного исследования Google и Университета Торонто твердотельные накопители тестировались в течение нескольких лет. Было обнаружено, что возраст SSD был основным фактором, определяющим, когда SSD перестал работать. Исследование также показало, что твердотельные накопители заменяются примерно на 25 % реже, чем жесткие диски.

Помните: в случае потери данных с твердотельных накопителей лучше всего обратиться к профессиональному поставщику услуг по восстановлению данных. Когда дело доходит до физической неисправности, у пользователя нет возможности восстановить или спасти свои данные самостоятельно. Кроме того, когда контроллер или микросхема памяти неисправны, попытка восстановить данные с помощью специализированного программного инструмента для восстановления данных еще более опасна. Это может привести к безвозвратной потере данных без возможности их восстановления.

Если они продлятся так долго, в чем опасность?

Несмотря на то, что средний срок службы твердотельного накопителя больше, чем первоначально предполагалось, использование этого носителя данных по-прежнему представляет серьезную угрозу: восстановление данных с неисправных твердотельных накопителей по-прежнему является более сложной задачей для поставщиков услуг по восстановлению данных, чем с жестких дисков, поскольку доступ к устройству часто затруднен. .Когда микросхема контроллера SSD сломана, доступ к устройству и микросхемам хранения невозможен. Решение этой проблемы заключается в попытке найти исправную микросхему контроллера, идентичную неисправной, удалить и заменить ее на идентичную для получения доступа. То, что звучит довольно просто, на самом деле является сложной задачей. Это относится и к попыткам доступа к данным из неисправных микросхем памяти. Во многих случаях специалисты по восстановлению данных, такие как специалисты Ontrack, могут сбросить данные. За последние несколько лет Ontrack разработала множество специальных инструментов и процессов для решения этих проблем и успешно восстановила потерянные данные.

Чтобы поговорить с представителем службы восстановления данных, позвоните нам или отправьте запрос:

Записано в терабайтах, или TBW, – это общий объем данных в терабайтах, которые твердотельный накопитель (SSD) может записать за время своего существования.

Твердотельные накопители (SSD) уже давно широко используются на территориях, связанных с компьютерами. Тем не менее, срок службы SSD и общий объем данных SSD, которые можно записать, по-прежнему являются важной темой для обсуждения. Записано в терабайтах, или TBW, – это общий объем данных в терабайтах, которые SSD может записать за время своего существования.

Формула TBW выглядит следующим образом:

Например, твердотельный накопитель MLC емкостью 128 ГБ, у которого NAND имеет 3000 циклов P/E, должен обеспечивать 128 ГБ*3000, что теоретически равно 384 ТБ данных. Однако NAND состоит из страниц, минимальной единицы для программы, и блоков (состоящих из сотен страниц), минимальной единицы для стирания.

Когда хост записывает файлы на SSD, общее количество байтов, записанных в NAND, обычно отличается от данных, отправленных с хоста. Это связано с тем, что размер каждого файла отличается от страницы NAND, выравнивания данных и начала каждой страницы, а также алгоритмов контроллера SSD, таких как сжатие данных, которое включает в себя WAF, обычно не равно 1. Например, если система хочет записать 512-байтовый файл на SSD, NAND необходимо записать минимальный размер, размер страницы, например 8 кбайт, и это делает WAF=8K/512=16. Если WAF слишком большой, то TBW будет очень маленьким. Однако у каждого хоста и пользователя ПК может быть разная частота и привычки пользователей, поэтому комбинации размеров входных данных сильно различаются.

Поэтому компания JEDEC установила стандарт JESD219 в качестве рабочей нагрузки SSD Endurance Workloads для рабочей нагрузки SSD. Он включает клиентские и корпоративные рабочие нагрузки для различных пользовательских сценариев.

Рабочая нагрузка предприятия содержит много мелких файлов по сравнению с рабочей нагрузкой клиента, что делает WAF предприятия намного выше.

Например, WAF для рабочей нагрузки клиента для большинства твердотельных накопителей составляет от 2 до 4, а для предприятия — около 10.

Для встроенных приложений, если рабочая нагрузка конечного пользователя отличается от этих стандартов, в качестве услуги может быть предоставлен индивидуальный расчет TBW.

Срок службы твердотельного накопителя – это показатель полезного жизненного цикла твердотельного накопителя. Срок службы твердотельного накопителя зависит от количества циклов записи/стирания, которое блок флэш-памяти может разумно выдержать, прежде чем возникнут серьезные ошибки или произойдет полный отказ.

Поскольку большинство твердотельных накопителей состоят из флэш-памяти NAND, расчеты зависят от среднего количества циклов записи NAND. Рассматривая флэш-память, мы обсудим, как проводить эти измерения и как продлить срок службы твердотельных накопителей.

Если вы ищете лучшие твердотельные накопители, посмотрите наш список лучших и самых быстрых твердотельных накопителей.

Ожидаемый срок службы SSD

По всему рынку твердотельных накопителей поставщики твердотельных накопителей оценивают надежность дисков по трем факторам:

Возраст драйва

Общее количество терабайт, записанных за время (TBW)

Количество записей на Диск в день (DWPD)

Из трех только возраст диска является точным измерением. Поставщики и пользователи могут рассчитать TBW и DWPD, но некоторые цифры являются приблизительными.

Однако некоторые тесты из реальной жизни позволяют нам сделать разумные выводы.В 2016 году Google и Университет Торонто сообщили о результатах совместного четырехлетнего исследования, в ходе которого отслеживалась надежность твердотельных и жестких дисков в центрах обработки данных Google, интенсивно использующих данные.

Исследование показало, что возраст твердотельных накопителей был основным фактором отказов накопителей. Они также сообщили, что Google заменял SSD-накопители примерно на четверть реже, чем HDD. Однако твердотельные накопители сообщили о большем количестве ошибок, чем жесткие диски, с большим количеством плохих блоков и неисправимых ошибок.

Измерение долговечности SSD/флэш-памяти

Твердотельные накопители с флэш-памятью NAND имеют ограниченное количество циклов записи, прежде чем ячейка выйдет из строя, что выражается в рейтинге износостойкости. Причина физическая: каждый раз, когда накопитель записывает/стирает, оксидный слой ячейки флэш-памяти разрушается. Тип ячейки влияет на количество циклов записи до отказа. Обратите внимание, что при сравнении SLC, MLC и TLC вы увидите ключевые различия:

SLC: одноуровневая флэш-память NAND поддерживает от 50 000 до 100 000 циклов записи.

MLC: Флэш-память многоуровневой ячейки с 2-битными данными (MLC) обычно занимает до 3000 циклов записи. eMLC (корпоративный MLC) выдерживает до 10 000 циклов записи, а для 3D NAND может достигать 35 000 циклов.

TLC: флэш-память NAND с трехуровневыми ячейками (3 разряда) имеет низкое значение — 300–1000 циклов записи, а с 3D NAND может достигать 1500–3000 циклов записи.

Когда вы думаете о циклах записи, также помните об усилении записи. Записи — это не просто одиночные записи на пользовательском или прикладном уровнях. Это многократная запись для избыточности и устойчивости к сбоям, когда контроллер копирует данные для обеспечения избыточности. Дополнительные источники усиления записи включают дедупликацию, запись файловой системы, структуры метаданных и журналов, а также сборку мусора.

Выносливость и долговечность SSD: TBW и DWPD

Записано терабайт (TBW)

TBW показывает, сколько совокупных операций записи накопитель может выполнить за весь срок службы. Например, если диск рассчитан на 300 ТБВт, это количество операций записи, которое может выполнить диск, прежде чем потребуется его замена.

Давайте посмотрим на линейку Samsung 850 Pro, созданную с использованием 3D V-NAND. Емкость включает 128 ГБ, 256 ГБ, 512 ГБ; и 1, 2 и 4 ТБ. Samsung рассчитывает TBW по емкости диска. Он предлагает 10-летнюю гарантию, если количество операций записи меньше максимального TBW.

256 ГБ: 150 ТБВт

512 ГБ и 1 ТБ: 300 ТБВт

2 ТБ: 450 ТБВт

4 ТБ: 600 ТБВт

Количество записей на диск в день (DWPD)

DWPD измеряет, сколько раз пользователь может перезаписывать весь твердотельный накопитель каждый день в течение гарантийного срока службы. Например, если DWPD равен 1 на SSD-накопителе емкостью 200 ГБ, а гарантийный срок составляет пять лет, то пользователи могут перезаписывать все 200 ГБ ежедневно в течение 5 лет, прежде чем ожидать сбоя. Пользователи также могут рассчитать TBW исходя из этого числа: при 200 ГБ в день в течение 365 дней в году в течение 5 лет TBW составляет 365.

Если его DWPD равен 2 на диске емкостью 200 ГБ с 5-летней гарантией, удвойте число, и вы получите 730 ТБ совокупного объема операций записи за 5 лет.

Выполнение расчета

По приведенной ниже формуле рассчитывается срок службы твердотельного накопителя. Уравнение: циклы записи x емкость, коэффициент SSD x данные, записываемые в год. Например, мы измерим Samsung 850 PRO, твердотельный накопитель TLC емкостью 1 ТБ.

Циклы записи = 3000

Емкость = 1 ТБ (1000 ГБ)

Коэффициент SSD: реальный объем данных к фактически записанным данным = оценка 5. Объем данных, записываемых на диск в год = оценка 1500–2000 ГБ.

Используя эти числа, ваше уравнение будет следующим: 3000 (циклы записи) x 1000 (емкость ГБ) / 5 (коэффициент SSD) x 1750 (ГБ записи на диск в год) = 342 года.

Никто не говорит, что твердотельные накопители будут безошибочны в течение 342 лет или что эта технология больше не будет существовать. Но мы можем быть достаточно уверены, что при этих цифрах его оксидный слой прослужит так долго.

Среднее время наработки на отказ (MTBF)

MTBF, или среднее время наработки на отказ, является популярным показателем для жестких дисков, но не столь значимым для жестких дисков. Даже с жесткими дисками среднее время безотказной работы не является точным измерением. Это статистические оценки, основанные на небольших размерах выборки. А поскольку ни один поставщик не хочет ждать пять лет непрерывного тестирования, прежде чем получить результаты, результаты экстраполируются за небольшой период.

Это приводит к тому, что среднее время безотказной работы на потребительских жестких дисках составляет полмиллиона часов между сбоями, что составляет около 57 лет. Корпоративные диски с более высокими объемами операций чтения и записи будут иметь меньшее время безотказной работы, но по-прежнему измеряются многими тысячами часов.

Для твердотельных накопителей измерение еще менее значимо, поскольку в них отсутствуют движущиеся части, которые вызывают механические поломки и жесткие диски. Надежность SSD с использованием MTBF примерно соответствует 2,5 миллионам часов MTBF для SSD. Это может быть интересной информацией, но она менее полезна, чем расчеты TBW и DWPD.

Техническое обслуживание SSD

Твердотельные накопители имеют длительный срок службы, но, как показало исследование Google, на них может быть больше ошибок, чем на жестких дисках, за более короткий период времени. Новые технологии не только увеличивают срок службы накопителей, но и повышают их надежность.

Выравнивание износа равномерно распределяет записи по всем блокам SSD, поэтому они изнашиваются равномерно. Технологии выравнивания износа могут быть динамическими или статическими. Динамическое выравнивание износа отображает адреса логических блоков (LBA) из операционной системы во флэш-память. Он отслеживает, какой блок был стерт/записан последним, и записывает в другой блок. Статическое выравнивание износа также сопоставляет LBA с физическими блоками, но чередует неизмененные блоки для замены записанных блоков. Это также называется глобальным выравниванием износа.

Программное обеспечение ECC (код исправления ошибок) исправляет случайные ошибки в битах, которые довольно часто встречаются во флэш-памяти NAND, и помогает исправить ошибки в битах из-за износа. Исправляя оба типа ошибок, ECC продлевает срок службы блока.

Управление плохими блоками включает в себя методы Skip Block и Reserve Block, которые идентифицируют плохие блоки и предписывают контроллеру либо пропустить плохой блок и перейти к следующему хорошему, либо заменить плохой блок зарезервированным хорошим блоком.< /li>

Команды TRIM не являются инструментами проверки ошибок, но повышают производительность за счет немедленного стирания удаленных страниц или блоков. Без TRIM контроллер SSD фактически не стирает удаленные данные, пока не будет готов записать новые данные в то же место. Поскольку TRIM стирается при удалении, производительность записи повышается.

Как проверить работоспособность SSD

Существует несколько предложений, которые помогут вам следить за состоянием ваших твердотельных накопителей. Лучше всего использовать решения, предназначенные для твердотельных накопителей, так как диагностика жестких дисков и решения могут повредить ваш диск. Тесты проверки работоспособности SSD включают S.M.A.R.T. и инструменты Samsung SSD, такие как Samsung Magician Software, но на рынке их много.

Информация о SSD от поставщиков

Пользователи не вправе самостоятельно проводить сложные измерения срока службы твердотельных накопителей вручную. Поставщики рассчитают для вас срок службы твердотельных накопителей, и в Интернете доступно множество калькуляторов, если вы хотите перепроверить. И обязательно продлите срок службы своих SSD-накопителей, сочетая измерения с выравниванием износа, ECC и управлением неисправными блоками.

Посмотрите наш список твердотельных накопителей для различных рабочих нагрузок: лучшие и самые быстрые твердотельные накопители

Твердотельный накопитель (SSD) — неотъемлемый атрибут любого современного компьютера. Такие накопители в несколько раз быстрее HDD, но имеют ряд недостатков. Одним из очевидных недостатков SSD является малый ресурс работы по сравнению с HDD. Чем современнее ваш SSD, тем больше его ресурс работы.

Часто пользователи SSD даже не задумываются о том, что их накопитель находится в зоне риска и может выйти из строя из-за длительной и активной эксплуатации. При этом любой пользователь имеет возможность подсчитать примерный срок службы своего SSD и понять, как скоро выйдет из строя накопитель, установленный в его компьютере. В этой статье мы рассмотрим, как узнать, как долго способен работать ваш SSD.

В чем разница между разными SSD: технические данные

Сегодня на рынке можно найти сотни SSD-накопителей, и некоторые из них значительно отличаются по цене от других. На первый взгляд они отличаются друг от друга только объемом памяти, но на деле это не так. Накопители разных производителей и серий могут отличаться по цене от других SSD с аналогичным объемом памяти из-за своих параметров.

В настоящее время в твердотельных накопителях используется 2 типа флэш-памяти: NOR и NAND. Память NAND, в свою очередь, делится на 3D NAND и 3D V-NAND. Флэш-память NAND также можно разделить на SLC, MLC и TLC (в зависимости от используемых микросхем памяти).

Сейчас практически все SSD-накопители используют тип памяти NAND, поскольку он дешевле и быстрее, чем NOR. Представленные накопители имеют тип памяти NAND и отличаются только чипами. Практически весь рынок занимают твердотельные накопители с микросхемами памяти MLC или TLC.

Вы должны знать, что флэш-память NAND на SSD работает медленнее на чипе TLC, чем на чипе MLC. При этом самой быстрой является технология SLC, но из-за высокой стоимости она в настоящее время не распространена для массового сегмента твердотельных накопителей.

Одним из важных параметров всех твердотельных накопителей является общий объем данных, которые можно записать на диск. Он обозначается аббревиатурой TBW (Total Bytes Written). Чем больше объем хранилища, тем больше будет значение TBW. С точки зрения пользователя это значение является одним из самых важных, если мы говорим о SSD.Зная значение TBW, вы сможете понять, как долго способен работать ваш SSD.

Важное примечание: Если SSD используется в качестве системного диска и на него регулярно не устанавливаются новые программы и не ведется запись файлов, его лимит TBW будет снижаться медленнее, чем в ситуации, когда SSD служит основным хранилищем информации. .

Как узнать, как долго может работать ваш SSD

Как уже было сказано выше, параметр TBW указывает, какой объем информации может быть записан на SSD до того, как он выйдет из строя. Соответственно, зная этот показатель и зная, сколько информации уже записано на накопитель за время его работы, можно примерно предположить, как долго ваш SSD будет работать без сбоев, пока вероятность его выхода из строя не возрастет.

Чтобы узнать значение TBW твердотельного накопителя, необходимо ознакомиться с его технической информацией. Информацию о TBW можно указать:

На коробке SSD или в информационных буклетах, прикрепленных к нему;
На сайте производителя SSD, в разделе о конкретной модели SSD;
На сайтах тех магазинов, где продается данная модель SSD. Обратите внимание, что к такой информации следует относиться критически и лучше сверяться с несколькими источниками;
На сайтах с обзорами моделей SSD. Рецензенты часто предоставляют информацию о заявленном TBW как часть результатов испытаний.

Важное примечание: Если вы не смогли найти информацию о TBW конкретной модели SSD на сайте производителя, лучше купить другой диск, выбрав из тех, у которых указаны его данные.

Узнав параметр TBW, заявленный производителем SSD, вы сможете сравнить его с объемом данных, которые уже были записаны на этот накопитель. Вы можете увидеть объем данных, записанных на сборщик данных через различные приложения. Например, для этой цели подходит CrystalDiskInfo.

Загрузите бесплатно приложение CrystalDiskInfo из Интернета и установите его на компьютер с SSD, который необходимо проанализировать. Далее запускаем приложение и вверху переключаемся на диск, который нужно проанализировать.

Просмотрите информацию, указанную в столбце «Всего операций записи хоста» для диска. Информация отображается в гигабайтах. Если навести на него курсор мыши, во всплывающем окне отобразится информация в терабайтах.

Таким образом, зная заявленный производителем ресурс TBW и количество уже записанной информации, можно примерно понять, сколько еще ваш SSD проработает без проблем.

Читайте также: