二次メモ！ При покупке SSD я советую вам внимательнее отнестись к этому параметру. Чем больше циклов перезаписи, тем дороже будет стоить диск.
Ресурс SSD диска в TBW и по времени
Если вы нашли эту статью полезной или просто понравилась, то не стесняйтесь поддержать автора. Это легко сделать, пожертвовав деньги на Яндекс-кошелек № 410011416229354. Или по телефону +7 918-16-26-331 .
Даже небольшая сумма может помочь в написании новых статей :).
Или поделитесь ссылкой на эту статью со своими друзьями.
Опубликовано: 12.07.2020 Последнее обновление этой статьи: 17.06.2021
В этой статье описаны различные аспекты срока службы твердотельных накопителей. А также советы по продлению срока службы SSD-накопителей.
Вступление
Твердотельные накопители отличаются от HDD (механических, магнитных дисков). Ячейки флэш-памяти, из которых изготавливаются твердотельные накопители, имеют ограниченное количество циклов записи. Наиболее распространенной флэш-памятью сегодня является TLC (3-битная ячейка), которая обеспечивает около 1000 циклов записи.
Следовательно, срок службы твердотельного накопителя зависит от того, сколько данных на него записывается. Чем больше данных вы записываете на диск, тем быстрее он «умирает».
Время работы SSD диска
Срок службы твердотельного накопителя во многом определяется типом флэш-памяти. То есть, тип используемой ячейки и производственный процесс, используемый для создания памяти. Наибольший срок службы имеют ячейки типа SLC, затем MLC и, наконец, TLC.
Что практически означает предел выносливости? И как я могу приблизительно оценить продолжительность жизни конкретного диска?
Рассмотрим гипотетический диск с использованием флэш-памяти MLC, изготовленный на 19-нанометровом процессоре. Предположим, что производитель устанавливает ограничение на запись в память в 3000 циклов. Такова стоимость хорошей флэш-памяти MLC с 19- или 20-нанометровым технологическим процессом.
Эта память является основой для накопителя емкостью 120 ГБ. Ограничение в 3 000 циклов означает, что вы можете записать весь диск 3 000 раз.
Однако в реальности, если вы запишете весь диск, вы сможете записать его только 1 500 раз, то есть половину этого числа. Это происходит потому, что перед новой записью ячейки памяти должны быть очищены от предыдущего содержимого. И это только один цикл записи. Это означает, что на каждый цикл записи данных приходится один цикл стирания ячейки.
Если заполнять ее каждый день, полностью стирать и снова заполнять на следующий день — теоретически памяти хватит на 1500 дней. Это больше, чем 4 года. Если записывать только 60 гигабайт в день и стирать диск только раз в два дня, срок службы увеличивается до более чем 8 лет.
Конечно, это упрощение. Но очевидно, что флэш-память имеет довольно долгий срок службы.
Поэтому все эти жалобы на постоянно снижающиеся лимиты на запись не имеют сегодня серьезных оснований. Хотя 10 лет назад, когда твердотельные накопители только выходили на массовый рынок, проблема «короткого срока службы» существовала. Но наука и техника не стоят на месте. Сегодня даже на самые дешевые SSD-накопители предоставляется 3-летняя гарантия. Кроме того, производители первого эшелона, Samsung, Intel, даже на недорогие модели дают 5-летнюю гарантию, а на профессиональные модели еще дольше.
Есть те, кто хочет использовать клиентские (потребительские) твердотельные накопители на серверах, поскольку они считают, что если производительность SSD высока, то они будут работать на сервере так же хорошо, как и на обычном клиентском компьютере. Вначале да, но это ненадолго.
Типы клеток.
Всем известно, что твердотельные накопители основаны на технологии флэш-памяти и что самой маленькой физической единицей является ячейка. Ячейка хранит определенное количество заряда на определенном уровне, соответствующем определенному двоичному значению. В простейшем случае это логические нули (без заряда) и разумные нули (с зарядом).
Эти ячейки, называемые одноуровневыми или SLC (single-level cells), имеют отличные скоростные характеристики, высокую надежность и помехоустойчивость, но у них есть один существенный недостаток. В этом заключается их высокая стоимость. Это связано с тем, что стоимость чипа напрямую зависит от отпечатка на нем. Это ограничивает количество физических элементов, которые могут быть размещены на чипе в ходе текущего производственного процесса.
Поэтому существует порог стоимости, который может быть превышен только путем увеличения объема информации, которая может храниться в одной ячейке, и это достигается путем использования нескольких уровней зарядки. Четыре уровня заряда позволяют хранить два бита информации в одной ячейке, известной как многоуровневая ячейка (MLC). Он превосходит SLC по скорости и надежности, при этом снижая конечную стоимость. Продвигайте продукт и его на массовый рынок.
Дальнейший технологический прогресс привел к созданию трехуровневых (TLC) и четырехуровневых (QLC) ячеек. Количество необходимых уровней заряда увеличивается с ростом числа пар: восемь уровней для TLC и 16 уровней для QLC. Сегодня разработаны пятиуровневые (PLC) элементы, требующие 32 уровня заряда.
К чему приведет этот рост? Прежде всего, это снижает скорость и надежность доступа. Чем выше уровень заряда, тем меньше разница между ними и, следовательно, ниже помехоустойчивость. Помехоустойчивость также снижается в два раза, поскольку даже малейший уровень помех может изменить состояние ячейки. Это требует дополнительных исправлений ошибок, таких как ECC, что негативно сказывается на скорости доступа.
Кроме того, чем больше информации хранится в клетке, тем чаще она нуждается в замене. Кроме того, поскольку в технологии флэш-памяти может быть очищена только одна ячейка, цена одной операции записи выше. Хуже того, из-за особенностей конструкции памяти NAND твердотельные накопители не могут очистить одну ячейку, но могут минимизировать количество ячеек (блоков).
Разумеется, при каждом входе в клетку происходит воздействие электронов на диэлектрический слой, вызывающее необратимые изменения в его структуре. Это процесс, известный как деградация, в результате которого элемент больше не может поддерживать постоянный уровень заряда. Кроме того, чем больше уровней нагрузки, тем более важным становится требование к их стабильности. Поэтому элементы с максимальным уровнем заряда, составляющим всего 10% от максимального, не будут работать в QLC и будут успешно работать в MLC, не говоря уже о SLC, в ограниченной степени в TLC.
Данные о надежности: TBW и DWPD
Поскольку надежность твердотельного накопителя напрямую связана с циклом P/E, разумно оценивать устройство по этому показателю, но на практике очень трудно соотнести это значение с реальными природными характеристиками, такими как объем. данных, которые могут быть зарегистрированы на устройстве. Это было сделано благодаря тому, что производитель применил технику баланса грузов для продления срока службы устройства и, следовательно, TBW (total bytes written), общего объема данных, которые можно доверить устройству.. Основная единица оценки надежности.
Это легко понимаемая метрика, которая адекватно показывает, насколько надежен диск в конкретном случае. Еще одной отличительной особенностью является показатель DWPD (Disk Writes Per Day). Это количество раз, которое диск может быть перерегистрирован в течение дня. В то время как TBW обычно относится к документам, DWPD несложно рассчитать, но для этого используются только следующие типы
Проще говоря, TWB следует разделить на емкость диска и TB, умноженную на три года (пять лет), в зависимости от гарантийного срока диска.
Это число более удобно, так как оно не зависит от емкости диска. Например, один SSD емкостью 120/240/480 ГБ может иметь TBW 40/80/160 ТБ, но у всех одинаковый DWPD 0,3. Это разумно, поскольку объем памяти остается прежним, различается только емкость памяти.
Ниже в таблице мы подняли цены на популярные устройства емкостью 240-250 ГБ, так как не все модели имеют пятилетний гарантийный срок. Мы рассчитали DWPD для обоих периодов. Если в графе «5 лет» стоит прочерк, это означает, что на устройство не предоставляется 5-летняя гарантия.
| Модели твердотельных накопителей | ТВБ, ТБ | Емкость, ГБ | DWPD | Мужчина. | Цена, руб | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 3 года | 5 лет | |||||
| SmartBuy Ignition Plus | 262 | 240 | 1 | -MLC | MLC | 4350 |
| a-data su900 | 200 | 256 | 0.71 | 0.43 | MLC | 3600 |
| Samsung PM883 | 341 | 240 | 1.3 | -MLC | TLC | 6400 |
| Samsung 860 EVO | 150 | 250 | 0.55 | 0.33 | TLC | 3500 |
| Kingston UV500 | 100 | 240 | 0.38 | 0.23 | TLC | 2900 |
| SmartBuy Revival 3 | 180 | 240 | 0.68 | -MLC | TLC | 2200 |
| Значительный BX500 | 80 | 240 | 0.3 | -MLC | TLC | 2100 |
| a-data su630 | 50 | 240 | 0.19 | -MLC | QLC | 2100 |
Начните с записей MLC. Сегодня их все труднее найти на рынке. Значительно более дорогая модель SmartBuy Ignition Plus имеет один 3-летний DWPD. Это очень хорошая цена. Самый бюджетный A-Data SU900 показывает 0,71 на три года и 0,43 на пять лет. Это сравнимо с Samsung 860 EVO, самой популярной и самой эффективной моделью TLC с показателями 0,55 и 0,33 соответственно.
Если вам нужна большая надежность, TLC также может предложить вам ее, Samsung PM883 имеет DWPD 1.3 на три года. Это даже лучше, чем диски MLC на рынке, но все зависит от цены, поскольку это самый дорогой диск в нашей подборке. Это вполне объяснимо, поскольку для обеспечения этого TWB требуется больше микросхем TLC, что позволяет предложить самую высокую цену.
Память 3D-Nand, V-nand и т.д.
Как говорилось выше, стоимость чипа напрямую связана с его размером, который устанавливает ограничение на количество ячеек, которые могут быть в нем размещены. Одним из выходов из этой ситуации является снижение технологических норм, но здесь действуют другие законы физики, возникают проблемы с потоком нагрузки между ячейками, а их решение так или иначе увеличивает стоимость блока хранения данных.
Здесь можно провести параллели с жилищным строительством. Из-за ограниченной площади земли физически невозможно разместить больше определенного количества стандартных квартир, хотя строительство может быть оптимизировано настолько, насколько это необходимо. Строители давно нашли решение — строить многоэтажное жилье. Производители памяти идут по тому же пути, но не стоит полагать, что многослойная NAND — это просто укладка обычных пластин.
Для трехмерной памяти были разработаны специальные вертикальные структуры для наиболее эффективного использования кристаллических областей. Эта тема выходит далеко за рамки данной статьи и не будет здесь рассматриваться, но следует отметить, что сегодня практически невозможно купить диски на основе плоской (одномерной) памяти. Наиболее распространены 64-слойные структуры, и производители заняты освоением производства 120- и 128-слойных запоминающих устройств.
Поэтому все заявления об использовании 3D-памяти и различные красивые аббревиатуры, связанные с ней, следует рассматривать исключительно в маркетинговых целях, внимательно относясь при выборе диска к другим очень важным параметрам.
Так что вот оно. На большинстве компьютеров (как домашних, так и офисных) в течение года объем записи на диск составляет менее или чуть более 2 терабайт. В течение всего года. Максимальное значение, которое я видел, составляет более 12 терабайт за 33 года и менее 5 терабайт в год.
Измерение производительности
ВАЖНО: Первой причиной, по которой архитекторы рассматривают твердотельные накопители, часто является стремление к повышению производительности. Однако оценить фактическую эффективность не так-то просто. Требуемые показатели производительности должны быть получены при заранее определенных, репрезентативных рабочих нагрузках. Это необходимый шаг для понимания производительности SSD в конкретном приложении.
Измерение эффективности часто является «черной магией». Не существует универсального подхода к определению истинной производительности приложения без реального запуска приложения с использованием твердотельных накопителей. Однако даже если приложение можно протестировать с помощью конкретного твердотельного накопителя, должен существовать способ тестирования всех возможных рабочих нагрузок (например, пиковых нагрузок в веб-магазине в «черную пятницу» или в День холостяка, или выверки бухгалтерской базы данных в конце года). В противном случае результаты могут быть не совсем надежными.
Показатели производительности твердотельных накопителей
Из-за сложности тестирования на реальных рабочих нагрузках большинство твердотельных накопителей измеряются с помощью синтетических тестов в определенных условиях. Общие показатели производительности SSD включают операции ввода-вывода в секунду (IOPS), пропускную способность, задержку, качество обслуживания (QoS) и отклонения задержки от среднего значения («скачки»).
IOPS — это количество операций ввода-вывода, которые твердотельный накопитель выполняет в секунду. Эти операции обычно выполняются в блоках одинакового размера (4 КБ и 128 КБ — стандартные размеры, но размер должен быть указан в спецификации диска). Также следует указать долю операций чтения и записи, поскольку очень немногие реальные рабочие нагрузки представляют собой задачи только чтения или только записи, а смешанные рабочие нагрузки часто оказываются более сложными для твердотельных накопителей.
Производительность — это количество данных, которое может быть отправлено на один твердотельный накопитель в час. Производительность обычно измеряется в мегабайтах в секунду (MBP или MB/s) или гигабайтах на гигабайт (GBP или GB/s). Здесь же следует определить направление передачи данных — чистая регистрация, чистое считывание или смешанная запись и считывание и т.д.
Задержка — это время, необходимое для обращения в ССД, то есть время между моментом обращения и подтверждением регистрации или возвратом данных читателя. По сути, это время, необходимое для перемещения данных через твердотельный накопитель в обоих направлениях. Задержка обычно измеряется в миллисекундах или микросекундах, хотя в будущем постоянная память может сократить это время до наносекунд. При определении времени задержки важно определить количество выходов/выходов в хвосте. ‘Задержка без нагрузки’ — это задержка в режиме ввода/вывода, когда в системе не создаются другие приложения. ‘Delayed tail depth’, с другой стороны, — это задержка ввода-вывода, когда твердотельные накопители должны обрабатываться параллельно X число I/I/. O. Как правило, задержка увеличивается по мере увеличения количества функций вывода/вывода (глубина хвоста). Поэтому важно измерять задержку на глубине хвоста.
Качество обслуживания (QOS) измеряет постоянство производительности в течение определенного периода времени с постоянным уровнем уверенности. Существует значительная волатильность этого типа ссылок, но обычно «макро QO» сообщает о постоянстве среднего IOP во времени, в то время как «микро QO» указывает на задержку отдельных функций ввода/вывода и на то, превышают ли они стандартные цены.
Энергопотребление и резервная область
Почему это важно: SSD-диски часто могут быть настроены для оптимизации энергопотребления и производительности. При разумном использовании эти варианты могут обеспечить значительную экономию энергии для центров обработки данных и производительности.
Все компании-производители SSD имеют ограничения по мощности, обычно в пределах требований интерфейса (до 25 Вт для SSD NVME, примерно 10-14 Вт для SAS и 5-10 Вт для SATA). Для специальных ограничений по мощности некоторые твердотельные накопители корпоративного класса можно настроить на использование более низких пределов мощности для таких рабочих нагрузок, как приложения в огромных стойках с ограничениями по питанию и охлаждению. В этом случае твердотельные накопители регулируют свою мощность для снижения максимального энергопотребления, часто в ущерб эффективности. Если в рабочих нагрузках используются настройки ограничения энергопотребления, фактическое влияние на производительность следует проверить путем тестирования твердотельных накопителей с активацией энергопотребления.
Еще одна возможность настройки, которую предлагают некоторые твердотельные накопители для бизнес-центров, — это возможность выделения объема для резервных областей («over-provisioning»). Твердотельные накопители для бизнеса обычно имеют на 1-20% меньше доступного пользователю пространства, чем общий объем флэш-памяти в устройстве, и это дополнительное пространство используется для повышения производительности и продления срока службы устройства. В некоторых твердотельных накопителях этот процент может быть изменен пользователем. В целом, увеличение размера резервной области (и уменьшение доступного пространства) улучшит производительность записи (но не чтения). Это изменение области резервного копирования влияет на эффективный размер и должно быть сделано до повреждения данных и использования файловой системы или приложения. Если вы используете этот вариант конфигурации, обязательно повторно запустите процедуру предварительного тестирования и снова проведите полный набор тестов производительности, чтобы увидеть фактическое влияние на производительность.
Мониторинг и управление
ВАЖНО: Установка твердотельных накопителей относительно проста. Однако если вы разрабатываете большое количество твердотельных накопителей, использование инструментов, позволяющих контролировать нормальность, производительность и целостность твердотельных накопителей с центральной консоли платформы, может сэкономить время и избежать стрессовых ситуаций.
Различные интерфейсы SSD поддерживают разные технологии мониторинга. Базовая технология мониторинга, доступная для интерфейсов SATA, SAS и NVMe, называется SMART (Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology). Он предоставляет инструмент мониторинга для контроля базового состояния и производительности диска. Используя эту технологию, интерфейс SAS добавляет десятки дополнительных страниц отладки, которые дают более подробное представление о состоянии диска. Сегодня поставщики разрабатывают аналогичные инфраструктуры детального мониторинга и записи для NVMe-дисков. Ведущие поставщики твердотельных накопителей могут предоставить средства мониторинга, способные интегрировать и управлять всем парком твердотельных накопителей. Они также могут обеспечить интеграцию с Active Directory / LDAP, автоматические оповещения по электронной почте и отчеты за весь срок службы, а также функции, специфичные для конкретного устройства и/или корпоративного уровня, такие как форматирование, очистка, изменение размера и обновление прошивки.
Чип 3D XPoint объемом 16 Гб обеспечивает плотность памяти 0,62 Гбит/мм2. Для сравнения, чипы 3DNANDTLC обеспечивают плотность памяти 2,5 Гбит/мм2. Такая плотность памяти не может сравниться по емкости с SSD 3DNAND.
Память класса хранения SCM (Storage Class Memory)
В компьютерной терминологии термин «память» относится к основной памяти, которая взаимодействует с процессором компьютера на высокой скорости и хранит данные только при наличии энергии. При выключении компьютера данные в оперативной памяти удаляются.
В отличие от этого, термин «хранилище» или система хранения данных относится к устройству длительного хранения данных, в котором информация сохраняется при отключении питания. К этой категории устройств относятся как жесткие диски, так и твердотельные накопители.
SCM (Storage Class Memory) — это комбинация памяти и накопителя. Это тип твердотельных накопителей, изготовленных по технологии NVMe (Non-Volatile Memory Express). Серверы могут рассматривать эту память как функциональную динамическую память (DRAM). Доступ к данным в памяти SCM намного быстрее, чем на жестких дисках, не говоря уже об обычных SSD.
Обычные архитектуры процессоров, памяти и накопителей и архитектуры памяти класса хранения (SCM)
Существуют различные технологии СКМ, как с определенными требованиями к мощности, так и без них. Некоторые типы SCM приближаются к скорости доступа к данным DRAM.
Сравнение задержек чтения в различных типах памяти и накопителей в расчете на единицу емкости.
Параметры TBW и DWPD
Это важные параметры, которые отражают надежность и срок службы твердотельных накопителей.
- TBW (Total Bytes Written): допустимое количество терабайт, которое может быть записано на диск путем удаления и перезаписи информации. Чем выше TBW, тем более прочным является SSD и тем дольше он прослужит без сбоев.
- DWPD (запись на диск в день): количество полных передач, которые может выполнить твердотельный накопитель в день. Чем выше значение, тем выше толерантность к ошибкам SSD. Чем больше дисковых накопителей требуется для работы сервера, тем выше количество твердотельных накопителей в день. DWPD можно рассчитать следующим образом.
DWPD = TBW / STW * 365 * 5, где.
- STW — объем хранилища в терабайтах, где
- 365 — количество дней в году, и
- 5 = количество лет гарантии.
DWPD является более объективным, так как учитывает гарантийный срок. Для памяти SCM (NVMe SSD) количество циклов перезаписи гораздо выше, чем для традиционных SATASSD.
Клиентские и серверные SSD
Для серверных приложений проводится различие между клиентами (потребителями) SSD и серверами. В целом, клиенты SSD — это просто переносные диски, вставляемые в компьютер. Трудно найти пользователей, озабоченных количеством циклов записи, которые может выдержать твердотельный накопитель на компьютере. Нет недостатка в циклах перерегистрации, которым может подвергнуться типичный потребительский твердотельный накопитель не только в течение срока службы компьютера, но и в течение оставшегося срока службы.
В отличие от этого, для SSD-серверов в центрах обработки данных, особенно при использовании SSD в физических серверах, на которых размещаются виртуальные серверы, полные циклы записи SSD могут достигать предела DWPD. Это может привести к преждевременному выходу из строя SSD.
Именно поэтому клиентские твердотельные накопители не рекомендуется использовать в серверах, особенно в центрах обработки данных. Серверные SSD, предназначенные для центров обработки данных, можно использовать и в качестве клиентских SSD, но с финансовой точки зрения это нецелесообразно.
Есть те, кто хочет использовать клиентские (потребительские) твердотельные накопители на серверах, поскольку они считают, что если производительность SSD высока, то они будут работать на сервере так же хорошо, как и на обычном клиентском компьютере. Вначале да, но это ненадолго.
Клиенты и серверы — это не одно и то же.
SSD-клиенты предназначены для обслуживания одного пользователя, даже если одновременно запущено несколько приложений. Нагрузка на клиентский твердотельный накопитель периодическая, и в большинстве случаев диск простаивает. Если существует небольшая задержка в ответе твердотельного накопителя на запрос пользователя, она либо не распознается, либо незначительна.
Серверы и хранилища предназначены для обслуживания нескольких пользователей одновременно, поэтому даже небольшая задержка в ответе на запрос с SSD-сервера может затруднить работу сервера с сотнями пользователей, даже если это недопустимо. Именно поэтому серверные твердотельные накопители имеют размеры, позволяющие обслуживать большое количество пользователей одновременно.
Не вдаваясь в технические подробности, серверные твердотельные накопители могут обращаться к ячейкам памяти по 8-16 каналам. Каждый канал имеет от 16 до 64 подканалов. Клиентские SSD имеют только 2-4 канала с 4-8 подканалами.
Небольшое количество каналов и подканалов в SSD-клиенте в некоторой степени компенсируется временным хранением. Однако, когда небольшой кэш заполняется, производительность клиентского SSD снижается, что определяется количеством каналов. Количество каналов обусловлено небольшим количеством каналов на диске клиента.
Именно поэтому производительность SSD-клиентов в многопользовательских средах значительно снижается. Кроме того, цена SSD-серверов намного выше, чем цена SSD-клиентов.
Например, потребительский диск MicronM500DC800GB имеет TBW2500TB. Это означает, что такой диск может быть перезаписан примерно 3000 раз на протяжении всего объема в 800 ГБ. Это совершенно нормально для потребительских дисков. Редко кто из пользователей решает повторно регистрироваться такое количество раз в течение срока службы компьютера. Однако на корпоративном CRM-сервере, к которому обращаются многие пользователи, замена 2500 ТБ может занять несколько дней, а в некоторых случаях и часов.
Что будет дальше? Затем потребительские SSD с такой большой нагрузкой переводятся в режим «только чтение». Это означает, что запись информации на него становится невозможной.
Чтобы получить предварительную оценку того, какую нагрузку может выдержать SSD в производственной среде, можно создать простую шпаргалку со стандартными схемами использования, основанными на рекомендациях производителя.
Почему так сложно узнать срок службы SSD?
Твердотельные накопители служат дольше жестких дисков — верите ли вы в это? Это настолько распространенное представление, что никто не поверит в него по-другому.
Продавцы неохотно сообщают подробности, поскольку стандарты в этой области еще не установлены. Это означает, что если кто-либо будет идентифицировать себя как «вне закона», конкуренция приведет к совершенно необоснованной гонке вооружений.
Брайан говорит: «Большинство людей согласны с тем, что SSD достаточно надежны для массового использования, но я периодически читаю сообщения в блогах о том, что современные SSD гораздо более долговечны, чем лучшие жесткие диски».
Различные классы агрегатов имеют разные характеристики и надежность. Например, SLC-диски обычно гораздо более долговечны, чем QLC-диски. Характеристики также играют важную роль в определении долговечности. Приложения с большим объемом записи разрушают SSD гораздо быстрее, чем приложения, работающие только на запись, такие как резервное копирование.
Все это практически невозможно предсказать производителям. Однако, зная свои цели и привычки, вы можете самостоятельно оценить перспективы перехода на SSD. Помните об этом.
Как определить, сколько живет SSD?
Узнайте, как долго SSD-накопители прослужат в вашей существующей системе, или как долго вы можете ждать, пока выбранная вами модель прослужит как можно дольше. Брайан объясняет, что вам нужны только три части точной информации.
- Циклы программирования/удаления — Количество рабочих циклов
- TBW — Сколько терабайт данных можно записать?
- DWPD — количество замен диска в течение дня
I. Показатели, специфичные для конкретного производителя
Количество циклов программирования/удаления, которым подвергается устройство, — это число, которое производители пытаются указать в качестве общего ориентира для срока службы SSD. Однако только на основе этих данных невозможно дистанционно предсказать, когда диск выйдет из строя, как уже говорилось ранее. Однако без них невозможно провести честную оценку.
II. количество гарантированных транзакций
Еще два важных фактора, которые необходимо учитывать, — это общее количество записанных терабайт (TBW) и количество операций записи на диск в день (DWPD). Производитель диска сообщит вам общее количество терабайт, которое, по его расчетам, диск запишет за гарантированный срок службы.
‘Например, ваш текущий компьютер имеет диск объемом 1 ТБ. По данным производителя, емкость диска составляет 500 терабайт (TBW). Это означает, что вы можете рассчитывать на запись на диск около 500 терабайт данных. своей жизни», — объясняет Брайан.
На практике они не гарантируют 500 циклов записи/удаления на ячейку, как мы сначала думали. Большинство производителей устанавливают в свои накопители дополнительные ячейки NAND. Эти дополнительные «ячейки данных» могут использоваться для замены изношенных ячеек (своего рода запас прочности для продления срока службы SSD).
‘Другими словами, это своего рода оценка того, как будет использоваться диск. Например, если диск емкостью 1 ТБ записывает 2 ТБ в день, то в день выполняется примерно две операции записи. Если диск поддерживает 500 TBW и выполняет 2 записи в день (DWPD) при емкости 1 TB (эквивалентно примерно 2 TB / день), вам потребуется около 8 месяцев использования (500 TBW / 2 TB / день = 250 дней)», — объясняет Брайан на простом примере. Оцените срок службы твердотельного накопителя.
Обратите внимание, что это приближение. Определенные диапазоны ожидаемого срока службы ячеек NAND. Например, «ожидается, что диски 3D NAND TLC будут поддерживать 1500-3000 циклов записи».
Расчетные значения продолжительности работы SSD являются приблизительными. Это связано с тем, что файловое хранилище редко используется в линейных и даже Даже если износ сбалансирован (например, с помощью специального программного обеспечения для SSD), некоторые области диска могут становиться доступными для записи чаще, чем другие.
Показатель среднего времени наработки на отказ у SSD
При определении надежности устройства не игнорируйте характеристики MTBF при расчете и определении MTBF по результатам испытаний на выносливость.
‘Например, номинальный срок службы Western Digital WDS100T2BOA составляет 1,75 млн. часов. Это не означает, что средний срок службы диска составляет 200 лет (1,75 млн. часов) MTBF определяется как общее количество часов обслуживания для всех дисков. деленное на количество дисков», — говорят эксперты.
Никто точно не знает, каковы были детали теста WesternDigital в данном случае. Однако есть предположение, откуда взялась цена 1,75 млн. часов MTBF.
MTBFSSD учитывает следующее.
- Количество протестированных устройств, количество
- количество часов тестирования, и
- количество отказавших устройств.
Предположим, компания Western Digital решила протестировать 17 500 твердотельных накопителей, тест длится 5 000 часов (около семи месяцев), и, например, 50 накопителей выходят из строя во время теста. Вот математика:.
17 500 дисков * 5 000 тестовых часов каждый / 50 отказов = 1 750 000
Этот расчет дает среднее время между отказами 1 750 000 часов. Это значение не может даже представить, сколько лет прослужит твердотельный накопитель. Однако диск с высоким значением MTBF будет более надежным, чем диск с низким значением.
В конечном счете, не существует универсальной формулы для точного определения срока службы твердотельного накопителя. Однако его можно определить по показателю TBW диска и среднему времени наработки на отказ.
Услуги ZEL.
Конечно, эксплуатация компьютеров для офисных, серверных или коммерческих целей представляет значительный риск для бизнес-бюджета. Передайте свои проблемы с ИТ-оборудованием компании ИТ-аутсорсинга, которая может предоставить экспертную поддержку и консультации по техническим вопросам и задачам.
Продавцы неохотно сообщают подробности, поскольку стандарты в этой области еще не установлены. Это означает, что если кто-либо будет идентифицировать себя как «вне закона», конкуренция приведет к совершенно необоснованной гонке вооружений.
Надёжность SSD и HDD в первый год работы
Самым известным источником данных о надежности реально используемых дисков является регулярно обновляемая статистика Backblaze. Имеется девятилетняя статистика по тысячам серверов и ряду моделей HDD и SSD (в последние годы загрузочные диски серверов были переведены на SSD).
В сентябре 2021 года компания Backblaze впервые сравнила надежность SSD и HDD, что было интересно.
В целом, SSD-накопители выходят из строя несколько реже, чем ранние HDD (в среднем до 14 месяцев в данном случае).
Годовая частота отказов (AFR)
| Количество дисков | Средний возраст (месяцы) | Количество дней использования | Общее количество отказов | AFR | |
|---|---|---|---|---|---|
| SSD | 1666 | 14.2 | 591 501 | 17 | 1,05 процента |
| Жесткие диски | 1607 | 52.4 | 3 523 610 | 619 | 6.41%. |
Неясно, что будет дальше. За прошедшие годы достоверная статистика так и не была собрана. Преимущества твердотельных накопителей, скорее всего, будут менее очевидны из-за ограниченности ресурсов по количеству циклов перезаписи.
Что в итоге
В целом, рынок потребительских SSD в последние годы несколько стагнировал после внедрения NVME и PCIe 4.0. Бенчмарки для топовых моделей, таких как 980Pro и SN850, не сильно отличаются от тех, что были два-три года назад. Максимальная емкость твердотельных накопителей на массовом рынке ограничена 2-4 ТБ и в дальнейшем не будет увеличиваться. Этому есть много причин, включая нехватку микросхем.
Там, где не было большого прогресса в технических характеристиках, надежность является ключевым фактором. И здесь наблюдается прогресс. Некоторые твердотельные накопители уже превзошли простые жесткие диски по надежности (емкость записи 1200-2500 ТБ за пять лет). Но им еще далеко до рекордов, таких как WD UltrastarDCSN840. 35 040 ТБ в течение пяти лет.
Интересно, что в самом широком смысле закон Мура (т.е. геометрическая эволюция технологических параметров) пришел и ушел во многих местах. В конце 20-го века это было хорошо заметно в процессорах, затем HDD (2000-е годы), SSD (2010-е годы) начали свой стремительный прогресс и сейчас ощущается в области батарей. Интенсивный рост, похоже, начинается поочередно на разных ветвях, а затем ослабевает. Однако могут появиться и неожиданные инновации, как, например, ядра Zen от AMD. Закон Мура снова просыпается … И это повторяется снова и снова. Научно-технический прогресс неостановим.
Кроме того, при покупке дисков PCIe всегда учитывайте версию протокола, так как две полосы PCIe 2.0 обеспечивают 1 ГБ/с, а две полосы PCIe 3.0 — 1,97 ГБ/с. Если ваша система не поддерживает PCIe 3.0, нет смысла покупать диск со скоростью доступа более 1000 МБ/с.
Время жизни SSD-диска
В прошлом году я приобрел накопитель Kingston Hyper-X FURI 120GBSSD. Я хотел бы рассмотреть это на примере. Обратите внимание, что я не рекламирую устройство и не беру плату за покупку.
Я прочитала много отзывов, когда покупала его (думаю, все так делают), и выбрала его. Поэтому при выборе диска я в первую очередь обратил внимание на скорость чтения и записи (500 МБ/сек/500 МБ /сек). Самым важным параметром для меня было количество циклов записи. Общее количество байтов (TBW) выбранного мной диска составило TBW = 354 ТБ, а количество записей в день (DWPD) — 2,75. Наработка на отказ 1 миллион часов и 3-летняя гарантия. Давайте проведем несколько расчетов. Если я где-то ошибаюсь, пожалуйста, поправьте меня в комментариях. Предположим, что 354 ТБ дается в течение трех лет. Таким образом, в вашем распоряжении 118 000 Гб (354 000/3) в год, 9833 Гб (118 000/12) в месяц и 327 Гб (9833/30) в день. Вы можете представить, чтобы«убить». Чтобы использовать SSD в течение трех лет, мне нужно было записывать 327 Гб каждый день. Честно говоря, для меня это нереально. Существуют также твердотельные накопители с гораздо большим объемом TBW. Мне было интересно, буду ли я писать по 10 ГБ каждый день. Что я получу: 354 000/10 = 35 400 (!) День. А в годах: 35.400 / 365 = 97. Таким образом, если я буду записывать 10 ГБ ежедневно, SSD прослужит 97 лет. Я не могу в это поверить, потому что наши теоретические расчеты верны. На самом деле, есть и другие тонкие нюансы.
Жертвы стереотипов
Когда твердотельные накопители только появились, их срок службы был относительно коротким. С тех пор сложился стереотип, что твердотельные накопители недолговечны. Однако, как мы знаем, время прошло, а прогресс не остановился. Мы убеждены, что многие пользователи вывели из строя свои SSD, и не только из-за недостатка циклов перезаписи. Скачки напряжения, сбои в прошивке и многие другие факторы могут повлиять на срок службы твердотельного накопителя.
Поэтому твердотельные накопители явно не подходят для создания терабайтных торрентов. Однако для операционных систем, личных файлов и игр требуются твердотельные накопители.
Поможем друг другу
И еще один практический момент. Друзья! Если вы прочитали статью и используете SSD, помогите друг другу.
Пожалуйста, укажите в комментариях тип используемого/использованного вами твердотельного накопителя (фирма, модель, год выпуска). Пожалуйста, расскажите о своих впечатлениях от использования и оцените его плюсы и минусы. И я надеюсь на это. разрушить старые стереотипы о недолговечности твердотельных накопителей. Заранее спасибо!
