Что такое твердотельный накопитель (SSD) и нужен ли он?

Твердотельные накопители (SSD) — это быстрый аналог традиционных жёстких дисков с движущимися частями. Но подходят ли они вам? Читайте дальше, пока мы разрушаем мифы о SSD.

В последние несколько лет наблюдается заметный рост доступности твердотельных накопителей. Они также продемонстрировали резкое снижение цены, хотя по-прежнему стоят дороже, чем традиционные диски. Что такое SSD? Каким образом вы получаете наибольшую выгоду от доплаты за SSD? Что ещё нужно делать с SSD, нужно ли их обслуживать иначе жёсткие диски? Читайте дальше, пока мы рассекаем туман вокруг твердотельных накопителей.

Что такое твердотельный накопитель?

В это трудно поверить, но твердотельные накопители — это, на самом деле, довольно старая технология. Твердотельные накопители в различных формах существуют уже несколько десятилетий. Первые были основаны на оперативной памяти и были настолько дорогостоящими, что появлялись только в сверхвысоких и суперкомпьютерах. В 1990-х годах появились твердотельные накопители на основе флэш-памяти, но они все ещё были слишком дороги для потребительского рынка и почти не получили распространения за пределами специализированных компьютерных кругов. На протяжении 2000-х годов цена флэш-памяти продолжала падать, и к концу десятилетия потребительские твердотельные накопители начали проникать на рынок персональных компьютеров.

Так что же такое твердотельный накопитель? Сначала давайте рассмотрим, что такое традиционный жёсткий диск (HDD). Жёсткий диск — это, в простейшем случае, набор металлических пластин, покрытых ферромагнитным материалом. Эти пластины вращаются на шпинделе (так же, как вращается пластинка). Поверхность магнитных пластин пишется крошечной механической ручкой (рычаг диска) с очень тонким наконечником (головка). Данные сохраняются за счёт изменения полярности магнитных битов на поверхности пластин. Когда вы хотите записать или прочитать данные с магнитного жёсткого диска, пластины вращаются, головка ищет нужную пластину и нужное место на ней. То есть процесс чтения и записи на жёсткий диск это одновременно и цифровой процесс и механический — происходит вращение и взаимодействие механических деталей. Как можно догадаться, у любых механизмов скорость намного меньше, чем цифровые процессы.

Твердотельные накопители, напротив, не имеют движущихся частей. Хотя масштаб отличается, а размер хранилища значительно больше, SSD имеет гораздо больше общего с простым портативным флэш-накопителем, чем с механическим жёстким диском. Подавляющее большинство твердотельных накопителей на рынке относятся к типу энергонезависимой памяти NAND, которая не требует электричества для поддержания ёмкости хранения данных (в отличие от ОЗУ на вашем компьютере, которая теряет свои сохранённые данные, как только компьютер выключается). Память NAND также обеспечивает значительное увеличение скорости по сравнению с механическими жёсткими дисками, поскольку время, потраченное впустую на раскрутку пластины и поиск нужного места, исключено из уравнения.

Сравнение твердотельных накопителей с традиционными жёсткими дисками

Хорошо знать, как работают твердотельные накопители. Полезнее сравнивать их с традиционными жёсткими дисками, которые вы используете уже много лет. Давайте сравним посмотрим на несколько ключевых по определённым моментам.

Время раскрутки: твердотельные накопители не имеют времени раскрутки, поскольку у накопителя нет движущихся частей. У жёстких дисков разное время раскрутки — обычно несколько секунд — это когда вы слышите щелчок-жужжание на мгновение или два при загрузке компьютера или доступе к редко используемому диску.

Время доступа к данным и задержка: твердотельные накопители пишут быстро и обычно ищут в 80–100 раз быстрее, чем жёсткие диски. Пропуская процедуру механического вращения и поиска, твердотельные накопители получают доступ к данным практически мгновенно, где бы они ни находились на диске. Жёстким дискам мешает физическое движение якоря и вращение пластин.

Шум: твердотельные накопители тихие; отсутствие движущихся частей означает отсутствие шума. Жёсткие диски различаются по уровню звука от тихого до весьма громкого.

Надёжность: помимо отдельных производственных проблем (неисправные диски, проблемы с прошивкой и т. д.), SSD-накопители превосходят по физической надёжности. Подавляющее большинство отказов жёстких дисков является результатом механического отказа. В какой-то момент после десятков тысяч часов работы механический привод просто изнашивается. Однако с точки зрения срока службы чтения/записи жёсткие диски выигрывают (на магнитный диск нет ограничений на запись, вы можете менять полярность неограниченное количество раз).

И наоборот, SSD имеют конечное количество циклов записи. Об этой проблеме с ограниченным циклом записи часто говорят люди, осуждающие SSD, но реальность такова, что среднестатистическому пользователю компьютера будет трудно достичь потолка циклов чтения-записи на SSD. Современные твердотельные накопители, такие как Samsung EVO 850 (одна из наиболее популярных линеек твердотельных накопителей), например, могут обрабатывать сотни ТиБ данных, записанных за несколько десятилетий использования — больше, чем большинство людей найдёт для сохранения на диск.

Вдобавок у SSD-накопителей есть довольно интересная функция; когда секторы модулей NAND достигают конца своего цикла записи, они становятся доступными только для чтения. Затем диск считывает данные из неисправного сектора и перезаписывает их на новую часть диска. Обычно это даёт вам достаточно времени для резервного копирования данных и приобретения нового диска.

Энергопотребление: SSD-диски потребляют на 30-60% меньше энергии, чем традиционные жёсткие диски. Экономия 6 или 10 ватт здесь и там не кажется большой, но в течение года или двух на часто используемой машине накапливается приличная сумма.

Стоимость: SSD не так дешёвы, как HDD. Если вам нужно хранить гигантский объём данных, то это, пожалуй, оправдает выбор HDD. Но в подавляющем большинстве случаев следует выбирать SSD.

Следует отметить, что цена на твердотельные накопители имеет тенденцию к более значительному росту при увеличении ёмкости. То есть модели SSD дисков с самым большим объёмом памяти будут значительно дороже, чем HDD такого же размера. Компромиссный вариант (применяется на многих моделях ноутбуков, но подойдёт и для настольного компьютера): в качестве системного диска использовать SSD, а для хранения данных купить HDD.

Уход за твердотельными накопителями

Что касается работы вашей операционной системы, сохранения данных и взаимодействия с компьютером, единственные отличия, которые вы действительно заметите при работе с SSD-накопителем, - это увеличение скорости и уменьшение шума. Однако, когда дело доходит до ухода за вашим диском, есть несколько очень важных правил.

Не дефрагментируйте свой диск: Дефрагментация на SSD бесполезна и сокращает срок службы. Дефрагментация — это метод, который сближает части файлов и оптимизирует их размещение на пластинах жёстких дисков, чтобы уменьшить время поиска и износ диска. SSD-диски не имеют пластин и имеют практически мгновенное время поиска. Их дефрагментация сокращает ваши циклы записи. По умолчанию дефрагментация SSD в Windows отключена.

Отключите службы индексирования: если в вашей ОС есть какой-либо инструмент для дополнения поиска, такой как служба индексирования (Windows), выключите его. Время чтения на SSD настолько велико, что вам действительно не нужно создавать индекс файла, а фактический процесс индексации диска и записи индекса на SSD происходит медленно.

Связанная статья: Как проверить, включён ли TRIM для вашего SSD (и как включить TRIM)

Ваша ОС должна поддерживать TRIM: Команда TRIM позволяет вашей ОС взаимодействовать с вашим SSD-накопителем и сообщать ему, какие блоки больше не используются (и, следовательно, их можно очистить). Если команда TRIM не позаботится о работе вашего SSD, производительность быстро упадёт. Современные версии Windows (7 и выше), macOS (10.6.6 и выше) и большинство реализаций Linux (ядро Linux 2.6.33+) поддерживают команду TRIM. Хотя существуют хаки реестра и дополнительные программы для модификации более ранних версий ОС, таких как Windows XP, для частичной поддержки команды TRIM, в таких старых системах встроенной поддержки нет. Ваш SSD должен работать в паре с современной ОС для максимальной производительности.

Оставьте часть диска пустой: Подробности уточняйте в спецификациях вашего привода. Большинство производителей рекомендуют оставлять 10-20% накопителя пустым. Это пустое пространство используется для помощи алгоритмам выравнивания (они перераспределяют данные по модулям NAND, чтобы минимизировать общий износ диска и обеспечить долгий срок службы и оптимальную производительность диска). Если слишком мало места, то алгоритмы выравнивания будут работать дольше и больше изнашивать диск.

Храните медиафайлы на втором диске: пока большие твердотельные накопители не упадут в цене, нет смысла хранить большие мультимедийные файлы на дорогом SSD. Если вы храните несколько ТБ данных, то если это возможно в вашем случае, возьмите большой традиционный жёсткий диск, чтобы использовать его в качестве дополнительного.

Инвестируйте в оперативную память: по сравнению со стоимостью твердотельных накопителей оперативная память дешева. Чем больше у вас оперативной памяти, тем меньше операций записи на диск на вашем SSD. Вы продлите срок службы дорогостоящего твердотельного накопителя, убедившись, что в вашей системе установлено достаточно оперативной памяти.

Нужен ли мне твердотельный накопитель?

На этом этапе у вас есть урок истории, пошаговое сравнение и несколько советов по поддержанию вашего SSD в идеальном состоянии, но подходит ли вам SSD? Отметьте все, что подходит, и будьте готовы погасить свою кредитную карту:

• Вам нужна почти мгновенная загрузка: вы можете перейти от холодной загрузки к просмотру веб-страниц за считанные секунды с помощью SSD; такое же окно часто составляет минуты с традиционным жёстким диском.
• Вам нужен чрезвычайно быстрый доступ для общих приложений и игр: мы уже много раз говорили об этом, но твердотельные накопители стремительно растут. Вы увидите резкое увеличение скорости всего, что требует загрузки с диска. Это означает, что запуск приложений и игр, загрузка больших файлов и загрузка новых уровней в игре происходят намного быстрее.
• Вам нужен более тихий и менее расходующий энергию компьютер: как было сказано выше, твердотельные накопители работают бесшумно и потребляют значительно меньше энергии.
• Вы можете использовать два диска; один для вашей ОС и один для мультимедиа: если вы не храните всего несколько семейных фотографий и пару копий с компакт-диска, вам понадобится более доступный традиционный жёсткий диск для хранения больших файлов.
• Вы готовы доплатить за преимущества использования SSD: SSD дешевле, чем когда-либо, и никоим образом не выходят за рамки возможностей даже бюджетных систем. Но они по-прежнему стоят дороже, чем традиционные твердотельные накопители.

Если из этого списка вы выбрали больше пунктов, чем пропустили, и немного доплатить для вас не проблема, поздравляем — похоже, в вашем будущем есть SSD!

Хотите добавить свой собственный опыт работы с SSD, советы или рекомендации? Пишите их в комментариях.