Какие бывают SSD и как узнать сколько они проработают
Сейчас, при покупке нового компьютера или при желании ускорить старый ПК, многие все чаще задумываются об установке SSD накопителя вместо классического жесткого диска. Если еще недавно SSD был непозволительно дорог для приобретения и устанавливался только в топовое железо — в мощные рабочие станции или игровые системы, то сейчас его стоимость снизилась в разы и SSD все больше пользуется популярностью. Но каков ресурс этих накопителей?
Начнем с терминологии. Многие ошибочно называют SSD накопители SSD дисками, по аналогии с жесткими дисками. Жесткие диски на самом деле внутри себя имеют один или несколько магнитных дисков, на которые и записывается информация. В SSD таких дисков нет, а вся информация хранится в чипах памяти. Чипы памяти SSD делятся на три типа: SLC, MLC и TLC.
Типы SSD накопителей
- Память SLC (Single-Level Cell) — самый первый тип SSD накопителей, уже не выпускается и не продается. Является самым надежным, самым быстрым и самым дорогим типом памяти. Имеет самый большой ресурс циклов перезаписи, примерно 10 тыс. циклов на одну ячейку и минимальное энергопотребление.
- Память MLC (Multi-Level Cell) — можно считать вторым поколением чипов SSD. Примерно в 3 раза дешевле, чем SLC. Все еще выпускается и продается, но его доля постоянно снижается и вскоре будет полностью вытеснен с рынка типом памяти TLC. Производители чипов смогли снизить стоимость путем увеличения плотности записи — битность каждой ячейки памяти выросла до 2 бит. Но выиграв в цене, потеряли в долговечности. Ресурс циклов перезаписи уменьшился до 3 тыс. раз.
- Память TLC (Triple-Level Cell, он же 3-bit MLC) — плотность увеличили до 3 бит на ячейку. Сейчас является самым распространенным и недорогим типом памяти. Приблизительно на треть дешевле, чем MLC и по прогнозам, к 2020 году практически полностью вытеснит MLC. За счет более высокой плотности компоновки позволяет создавать действительно емкие накопители. Имеет самую низкую скорость чтения и записи, а ресурс циклов перезаписи снизился еще больше, до 1 000 раз на одну ячейку.
Можно предположить, что из-за уменьшения ресурса циклов перезаписи информации с каждым новым типом памяти SSD, должен уменьшиться и общий ресурс и время жизни SSD накопителей. Это на самом деле было бы так, если бы производители SSD не стали применять новые вспомогательные технологии, призванные увеличить срок службы SSD.
Указанные выше данные по ресурсу циклов перезаписи для разных типов памяти SSD являются больше теоретическими, так как на практике очень многое зависит от техпроцесса производства, качества пластин для кристаллов памяти и способов оптимизации алгоритмов работы контроллеров твердотельных накопителей.
Например, в MLC и TLC типах SSD используется алгоритм, который заботится о более равномерном износе ячеек памяти при операциях перезаписи информации. Такой алгоритм не допускает ситуаций, когда какие-то ячейки задействуются достаточно редко, а другим наоборот чаще выпадает работа и они испытывают повышенную нагрузку.
Также в целях снижения общего количества циклов перезаписи в SSD все чаще используется дополнительная быстрая кеш-память, которая не имеет таких ограничений по ресурсу и берет на себя основную нагрузку, когда идет интенсивная перезапись одних и тех же блоков памяти на протяжении короткого времени. Такие технологии способны многократно увеличивать срок службы SSD накопителей.
Как работает SSD
Разберем в чем отличие алгоритмов записи данных у SSD накопителей от HDD. Как и жесткие диски, SSD накопители пишут информацию только порциями — блоками. Т.е. если поменялся хотя бы один бит информации в блоке, то записать придется целиком весь блок. И с этим у HDD проблем нет. А вот у SSD с этим все гораздо сложней.
Дело в том, что из-за особенностей принципов работы флеш-памяти, новую информацию в блоке нельзя записать поверх старой. Сначала старую нужно обнулить, т.е. стереть. При этом и стереть можно только весь блок целиком. И только после этого можно записывать новую информацию.
Поэтому сначала приходится измененные данные копировать из страниц старого блока в соседний новый, и уже только потом стирать старый блок целиком с оставшимися ненужными данными, освобождая его в последующем для новой записи.
Когда на SSD накопителе еще хватает свободного пространства, то таких блоков, как (Y) с не полностью занятыми страницами, постепенно становится все больше. И несмотря на то, что скорость работы самого контроллера является постоянной, производительность самого накопителя может постепенно ухудшаться. Так как чем меньше остается полностью свободных блоков, тем больше операций контроллеру придется выполнять, прежде чем данные могут быть записаны. Например, при достижении занятости информацией SSD более чем на 90%, полностью свободных блоков остается крайне мало, и контроллеру приходиться постоянно заниматься сбором мусора и перераспределением занятых страниц в блоке.
Что произойдет, когда в ситуации практически полностью занятого накопителя, потребуется записать почти весь оставшийся свободный объем SSD? Например, на SSD осталось 8 Гб свободного места, а на него нужно записать еще 6 Гб. Понятно, что из-за постоянных операций сборки мусора, скорость записи оставшегося объема существенно упадет. Чтобы такого не происходило и скорость записи не зависела от свободного объема накопителя, производители используют резервную область SSD.
Вы наверное замечали, что в продаже бывают SSD накопители на 60 и 64 Гб, на 120 и 128 Гб, на 240 и 256 Гб? Почему же одни чуть меньше других? Все просто. В тех, что примерно на 7% меньше по объему, этот объем отведен под резервную область SSD и не доступен для использования пользователем.
И в случае нехватки свободных блоков, при интенсивных операциях, дабы не снижать скорость записи, контроллер может частично или полностью пользоваться свободными блоками из резервной области. Также, если однажды один из блоков выходит из строя, контроллер SSD помечает его бракованным и берет запасной из резервной области.
Что такое TRIM
Чтобы увеличить скорость записи данных и обеспечить более равномерный износ блоков памяти, была придумана технология TRIM. TRIM — это возможность операционной системы помечать ненужные страницы в блоке под удаление. Когда все страницы в блоке оказываются помеченными на удаление, контроллер стирает такой блок целиком и он становится полностью свободным. В результате, не полностью занятые блоки не приходится лишний раз перемещать, записывая в свободные и таким образом уменьшается общее количество циклов перезаписи.
Начиная с Windows 7 эта технология поддерживается операционной системой из коробки и включена по умолчанию. Чтобы проверить, что в вашей системе TRIM включен и используется, в Windows 7 нажмите на клавиатуре кнопку Win, в открывшемся окне наберите команду "cmd". В Windows 8 и более поздних, нажмите кнопку Win, в правом верхнем углу нажмите "Поиск", наберите команду "cmd". Затем на найденном cmd.exe правой кнопкой мыши выберите "Запуск от имени администратора". Запустится окно с командной строкой, в которой наберите команду: "fsutil behavior query disabledeletenotify" и нажмите кнопку ввода. Если результат окажется равен нулю, значит TRIM включен и используется, если равен единице, значит выключен.
Если TRIM не включен, включить его можно в том же окне командой "fsutil behavior query|set DisableDeleteNotify = 0". И затем снова проверить предыдущей командой, что он включился. Если это не помогает, убедитесь, что в БИОС компьютера у SSD накопителя включен режим работы AHCI, а не IDE.
Как узнать сколько проработает SSD
Существует множество программ, которые способны быстро оценить состояние SSD накопителя, показать статистику его работы и примерно рассчитать срок его службы.
CrystalDiskInfo
Проверить, включен ли TRIM в системе, можно через бесплатную программу CrystalDiskInfo. Единственно, будет бесполезно пытаться включить TRIM, если ваш старый SSD не поддерживает его. Посмотреть, поддерживает ли SSD эту технологию, можно в поле "Возможности" или в поле "Supported Features" в англ. версии.
Программа проанализирует данные SSD и поставит оценку его технического состояния.
SSD Life
Быстро оценить оставшийся срок службы SSD накопителя можно через программу SSD Life. Она так же сможет показать, поддерживается и включен ли TRIM.
Имейте ввиду, что срок службы программа сможет рассчитать, только если контроллер SSD передает статистику количества прочитанной и записанной информации накопителем. К примеру, в правой части скриншота, запечатлен момент, когда информацию прочитать не удалось.
Как рассчитать срок службы SSD накопителя
Существует формула расчета примерного срока службы SSD накопителя. Берется количество циклов перезаписи, которое выдерживает SSD, умножается на объем накопителя и делится на объем записываемой информации в сутки.
Например, возьмем количество циклов перезаписи, которые выдержит ваш SSD, за усредненные 3 тыс. раз. Допустим, объем SSD будет равен 120 Гб (самый ходовой объем). При обычной офисной работе, в течении дня будет перезаписываться примерно 20 Гб данных.
Итого: (3 тыс. циклов * 120 Гб) / 20 Гб = 18000 дней, т.е. 49 лет.
Даже если объем перезаписываемых данных в день возрастет в 10 раз, мы все равно получим срок службы около 5 лет.
Получается, что срок службы SSD накопителя полностью зависит от того, с какой интенсивностью он будет эксплуатироваться. Для обычного пользователя срок службы такого SSD почти не будет отличаться от срока службы обычного HDD диска.
Правда, если ваша рабочая деятельность плотно связана с постоянной перезаписью информации на SSD, допустим более 80 Гб в день, разница в сроке службы SSD по сравнению с HDD будет заметна. Поэтому не стоит использовать SSD для таких операций, как запись видео для системы видеонаблюдения или качать на него информацию с торрентов.
Ресурс современных накопителей SSD, логика и алгоритмы работы контроллеров памяти позволяют на самом деле выдержать огромные объемы перезаписываемой информации. Соблюдайте правильный температурный режим, не допускайте скачков и отключений питания и SSD прослужит вам долго.
