Как выбрать SSD диск в 2019 году

Самый простой способ ограничить возможности быстрого процессора и системы — использование медленных накопителей. Хотя процессор и способен обрабатывать миллиарды циклов в секунду, он часто тратит много времени на ожидание, пока накопитель загрузит данные. Жесткие диски особенно медлительные, потому что у них есть механические части, которые должны раскручиваться, и рычаг чтения/записи, который должен физически перемещаться по секторам, которые сейчас используются. Чтобы получить оптимальную производительность, рекомендуется обратить внимание на хороший твердотельный накопитель (SSD).

Читайте также: Накопители SAS и SSD. В чем разница?

Какой форм-фактор выбрать?

SSD накопители имеют три наиболее распространённых форм-фактора, плюс один менее популярный:

• 2,5-дюймовый Serial ATA (SATA). Наиболее распространенный тип твердотельных накопителей, внешне имеет ту же классическую форму жестких дисков 2,5"-дюйма и подключается через те же кабели SATA и интерфейс, с которым должен быть знаком любой опытный модернизатор среднего уровня. Если ваш сервер или настольный компьютер имеет 2,5-дюймовый отсек для жесткого диска и запасной разъем SATA, эти диски должны быть совместимы с подключением (хотя вам может понадобиться переходник при установке в систему которая имеет отсек с размером 3,5-дюйма).

• PCIe SSD накопитель: Эти накопители работают намного быстрее, чем другие типы накопителей, поскольку они работают по шине PCI Express, а не по SATA, который был разработан более десяти лет назад для работы с вращающимися жесткими дисками. Такие диски подключаются к разъемам на материнской плате, которые чаще используются для видеокарт или контроллеров RAID. Это, в свою очередь означает, что для их установки вам потребуется пустой слот PCIe x4 или x16. Если у вас компактная система, или у вас уже установлена видеокарта, вам может не повезти. Но если внутреннее пространство в вашем системе имеет свободный слот, эти накопители могут быть одними из самых быстрых, в значительной степени благодаря их дополнительной площади поверхности, что обеспечивает лучшее охлаждение. Передача данных на предельно высоких скоростях генерирует немало тепла

• M.2: по форме напоминающие модули памяти ОЗУ, но меньшего размера, накопители M.2 стали стандартом для тонких ноутбуков, но также их можно встретить на многих современных материнских платах. Некоторые платы даже имеют два или более слота M.2, поэтому вы можете запускать диски в RAID. В то время как большинство накопителей M.2 имеют ширину 22 мм и длину 80 мм, некоторые из них короче или длиннее. Вы можете узнать по четырем или пятизначным числам в их именах, причем первые две цифры обозначают ширину, а остальные – длину. Наиболее распространенный размер обозначен M.2 Type-2280. Хотя ноутбуки будут работать только с одним размером, многие системные платы для настольных ПК имеют опорные точки для более длинных и коротких дисков. Самые большие диски M.2 имеют размер от 1 до 2 ТБ. Итак, если у вас большой бюджет и вам нужно много места для хранения, вы должны рассмотреть другие форм-факторы.

• U.2: на первый взгляд, эти 2,5 – дюймовые накопители выглядят как традиционные жесткие диски SATA. Тем не менее, они используют другой разъем и отправляют данные через быстрый интерфейс PCIe, и они, как правило, толще, чем 2,5 – дюймовые жесткие диски и твердотельные накопители. Диски U.2 имеют тенденцию быть более дорогими и более емкими, чем обычные диски M.2. Серверы, которые имеют много открытых отсеков для дисков, могут извлечь выгоду из этого форм-фактора.

Хотите диск с интерфейсом SATA или PCIe?

Как отмечалось ранее, 2,5-дюймовые твердотельные накопители зачастую работают на интерфейсе Serial ATA (SATA), который был разработан для жестких дисков (и выпущен еще в 2000 году) но являетя самым распространненым в системах всех уровней. В свою очередь PCIe SSD работают на более быстрой шине PCI Express, которая имеет  больше пропускной способности для таких устройств, как видеокарты.

Диски M.2 могут работать как через SATA, так и через PCI Express, в зависимости от диска. А самые быстрые диски M.2 также поддерживают протокол NVMe, разработанный специально для быстрого современного хранилища. Интересное решение заключается в том, что диск M.2 может быть на основе SATA, PCIe без поддержки NVMe или PCIe с поддержкой NVMe. Тем не менее, большинство быстрых твердотельных накопителей M.2, выпущенных за последние пару лет, поддерживают NVMe.

Оба типа дисков M.2 и соответствующие разъемы M.2 на материнских платах выглядят очень похоже, независимо от того, какой стандарт работы они поддерживают. Поэтому перед покупкой обязательно прочитайте инструкцию по эксплуатации сервера, компьютера или ноутбука, а также информацию о том, что поддерживает данный накопитель.

Если ваши ежедневные задачи состоят из просмотра веб-страниц, офисных приложений или даже игр, большинство твердотельных накопителей NVMe не будут заметно быстрее, чем менее дорогие модели SATA. Если ваши ежедневные задачи состоят из более ресурсоемких задач, передача больших файлов, работа с видео, или высококачественное редактирование фотографий, транскодирование или сжатие/декомпрессия, тогда вы можете перейти на твердотельный накопитель NVMe. Эти твердотельные накопители обеспечивают пропускную способность в пять раз большую, чем модели SATA, что повышает производительность в приложениях с более высокой нагрузкой.

Кроме того, некоторые накопители NVMe стоят дешевле, чем многие накопители SATA. Так что, если ваше устройство поддерживает NVMe, и вы нашли хорошую цену на диск, вы можете рассмотреть вариант с NVMe, даже если у вас нет острой необходимости в дополнительной скорости.

Какая емкость вам нужна?

Класс 128ГБ: Накопители малой емкости, как правило, имеют более низкую производительность из-за минимального количества модулей памяти. Кроме того, после установки операционной системы и некоторого количества программного обеспечения у вас не останется места на диске. Кроме того, получить вдвое больший объем памяти можно доплатив всего на $10 больше.

Класс 250 ГБ: эти диски намного дешевле, чем их старшие братья, но они все еще довольно тесные, особенно если вы используете свой ПК для размещения своей операционной системы, программного обеспечения и, возможно, большой медиатеке. Если в вашем бюджете есть место для маневра, рекомендуется увеличить как минимум один уровень емкости до диска класса 500 ГБ.

Класс 500 ГБ. диски такого уровня имеют очень хорошее соотношение цены и производительности, хотя диски емкостью 1 ТБ становятся все более привлекательными.

Класс 1 ТБ. накопитель емкостью 1 ТБ должен предоставить вам достаточно места для операционной системы, а также для большого массива данных и программного обеспечения.

Класс 2 ТБ: если вы работаете с большими метафайлами или просто имеете большую библиотеку игр, к которой вы хотите иметь быстрый доступ, накопитель 2 ТБ может стоить того, что вы платите за него.

Класс 4 ТБ: SSD на 4 ТБ будет довольно дорогим - более 500 долларов, и на сегодня не очень много вариантов выбора таких дисков. На момент написания этой статьи накопители с таким объемом представлены компаниями Samsung и Kingston, 

3 причины, по которым вам нужно выбирать корпоративные твердотельные накопители для своих рабочих нагрузок

Производительность и цена слишком очевидны при покупке SSD

На современном рынке использование SSD и флеш-памяти NAND разделено на три основные группы:

• Потребительские устройства (планшеты, камеры, мобильные телефоны),
• Клиентские системы (нетбуки, ноутбуки, ультрабуки, моноблоки, настольные персональные компьютеры), встроенные/промышленные системы (игровые терминалы, специализированные системы, цифровые вывески)
• Корпоративные вычислительные платформы (HPC, серверы ЦОД).

Однако выбор нужного устройства SSD для корпоративных ЦОД может быть долгим и сложным процессом, который будет включать в себя изучение и оценку множества различных поставщиков и типов SSD, поскольку не все накопители и типы флеш-памяти NAND одинаковы.

Накопители SSD призваны стать заменой или дополнением для жестких дисков (HDD) на основе вращающихся магнитных пластин и имеют различные форм-факторы (в том числе 2,5 дюйма) и коммуникационные протоколы/интерфейсы (например, Serial ATA (SATA) и Serial Attached SCSI (SAS)) для передачи данных из центрального процессора сервера.

Однако простота установки не гарантирует пригодность всех SSD для долгосрочного использования в корпоративных средах, для которых они выбираются, убытки от неправильного выбора SSD часто могут свести к нулю все начальную выгоду от экономии и роста производительности – накопители SSD могут преждевременно выйти из строя из-за избыточного количества операций записи, их постоянная скорость записи может значительно снизиться в течение ожидаемого срока службы или увеличить задержки в массиве накопителей, что приведет к их преждевременной замене.

Мы рассмотрим три основных параметра, отличающие SSD корпоративного и клиентского класса, чтобы помочь вам сделать правильный выбор при замене или добавлении дополнительных накопителей для корпоративного ЦОД.

Производительность

• Благодаря использованию многоканальной архитектуры и параллельному доступу контроллера SSD к кристаллам NAND накопители SSD могут обеспечивать высочайшую скорость чтения и записи, как для последовательных, так и для случайных запросов данных из процессора.
• В типичном сценарии использования ЦОД, включающем миллионы байт произвольных данных компании, в том числе совместные технические чертежи CAD, сейсмические данные для анализа (обработка больших объемов данных) или доступ к клиентским данным по всему миру для банковских транзакций, доступ к устройствам хранения должен осуществляться с минимальными задержками и может выполняться большим количеством клиентских устройств, которым нужен одновременный доступ к одинаковым данным без снижения скорости работы. Удобство пользователя обеспечивается низкой задержкой, повышающей продуктивность пользователя.
• В случае клиентского использования доступ осуществляется одним пользователем или приложением; разность между минимальным и максимальным временем отклика (латентность) может быть больше для любых действий пользователя или системы.
• На комплексные массивы накопителей, использующие SSD (например, сетевые хранилища, системы хранения с прямым подключением или сети хранения данных), негативное влияние оказывает несоответствие производительности, которое может привести к значительному повышению задержек массивов накопителей, снижению средней производительности и качества обслуживания, в восприятии пользователя.
• В отличие от клиентских SSD, накопители SSD корпоративного уровня оптимизированы не только для пиковой производительности в течение первых нескольких секунд доступа. Используя большую избыточную область, они также обеспечивают повышенную среднюю стабильную производительность в течение долгих периодов времени. 

Надежность

Флеш-памяти NAND свойственны некоторые ограничения: двумя самыми важными являются предельный расчетный срок службы (флеш-ячейка NAND изнашивается при повторной записи) и вероятность естественных ошибок.

В процессе производства флеш-памяти NAND каждый кристалл NAND вырезается из кремниевого листа и характеризуется исходной частотой ошибочных битов (BER или RBER).

BER определяет частоту возникновения естественных битовых ошибок флеш-памяти NAND без участия кода коррекции ошибок, которые контроллер SSD исправляет с помощью немедленной коррекции Advanced ECC (обычно называемой производителями контроллеров SSD коррекцией ошибок BCH ECC, Strong ECC или LDPC), не влияющей на доступ пользователя или системы.

Способность контроллеров SSD исправлять такие битовые ошибки может выражаться как коэффициент неисправляемых битовых ошибок (UBER) – “показатель искажения данных, равный количеству ошибок данных на чтение битов после применения определенного метода коррекции ошибок.   

Попробовав поискать в гугле «производительность SSD», вы получите кучу результатов, показывающих, как интерпретировать показатели производительности из спецификаций SSD. Они скажут вам, что 4K IOPS — это показатель, на который следует обратить особое внимание, потому что небольшая производительность произвольного чтения/записи 4K-файла может более точно отражать реальную производительность SSD.

Если вы прочитаете показатели производительности на листе спецификаций, вы обнаружите следующие два факта:

• Существует только одно число для произвольного чтения/записи 4K.
• Производительность некоторых SSD корпоративного уровня хуже, чем у SSD потребительского уровня.

Какой тип памяти (NAND flash) вам нужен?

При покупке SSD если вам интересно узнать, из чего состоит накопитель, мы расскажем о различных типах флеш памяти ниже. Некоторые из них встречаются гораздо реже, а некоторые становятся стандартом де-факто.

• Флэш-память с одноуровневой ячейкой (SLC) появилась первой и была основной формой флэш-памяти в течение нескольких лет. Поскольку (как следует из названия) он хранит только один бит данных на ячейку, он очень быстрый и длится долго. Но в настоящее время технология хранения данных не очень плотна с точки зрения объема хранимых данных, что делает ее очень дорогой. На этом этапе, помимо чрезвычайно дорогих корпоративных накопителей и использования в качестве небольших объемов быстрого кэша, SLC был заменен более новыми, более плотными технологиями флэш-памяти.

• Многоуровневая ячейка (MLC) появилась после SLC, и в течение многих лет она была предпочтительным типом хранилища из-за его способности хранить больше данных по более низкой цене, хотя и была медленнее. Чтобы обойти проблему скорости, многие из этих дисков имеют небольшой объем более быстрого кеша SLC, который действует как буфер записи. Сегодня, помимо нескольких высокопроизводительных потребительских накопителей, MLC был заменен следующим шагом в технологии хранения данных NAND, TLC.

• Флеш-память с трехуровневой ячейкой (TLC) все еще широко распространена в современных потребительских твердотельных накопителях. Хотя TLC еще медленнее, чем MLC, как следует из его названия, он еще более насыщен данными, что позволяет создавать просторные и доступные по цене накопители. Большинство накопителей TLC (за исключением некоторых наименее дорогих моделей) также используют какую-то технологию кэширования, поскольку сам по себе TLC без буфера часто не значительно быстрее жесткого диска. Для обычных пользователей, использующих пользовательские приложения и операционные системы, это не проблема, поскольку накопитель обычно не записывается достаточно устойчивым способом для насыщения более быстрого кэша. Но профессиональные и опытные пользователи, которые часто работают с массивными файлами, могут захотеть потратить больше на накопитель на базе MLC, чтобы избежать замедления при перемещении больших объемов данных.

• Технология Quad-Level Cell (QLC) становится следующим этапом революции в области твердотельных накопителей. И, как следует из названия, это должно привести к менее дорогим и более просторным дискам благодаря увеличению плотности. На момент написания этой статьи на рынке представлено всего несколько потребительских накопителей QLC, в том числе твердотельный накопитель Intel 660p и аналогичный P1 Crucial, а также накопитель QVO от SATA от Samsung.

Тип памяти 3D NAND flash

3D NAND flash - это тип флэш-памяти, в которой ячейки памяти расположены вертикально в несколько слоев.

Производители флэш-памяти разработали 3D NAND для решения проблем, с которыми они столкнулись при масштабировании 2D/планарной технологии NAND для достижения более высоких плотностей при меньших затратах на бит. Технология флэш-памяти NAND использует один слой ячеек памяти. Поскольку производители NAND работали над уменьшением ячеек памяти, помехи от ячейки к ячейке вызывали снижение надежности плоских флэш-продуктов NAND.

На этом этапе подавляющее большинство потребительских твердотельных накопителей текущего поколения изготавливаются с использованием некоторого типа трехмерного хранилища. Последние накопители часто используют 96-слойный NAND. Но кроме просмотра маленьких букв на листе спецификаций или в коробке, единственная причина, по которой вы, вероятно, заметите, что на вашем диске есть 3D NAND, это когда вы видите цену. Новые жесткие диски на основе 3D, как правило, стоят значительно дешевле, чем их предшественники при той же емкости, потому что они дешевле в изготовлении и требуют меньше флэш-пакетов внутри диска для того же объема памяти.

Получается, что 3D NAND — это всё те же типы памяти MLC и TLC, только размещаются не одним слоем, а несколькими. Поэтому вы можете приобрести, например, 3D NAND TLC, который будет на голову выше флеш-памяти TLC, но количество хранения будет всё те же 3 Бита. Качественное улучшение произошло только за счёт увеличения количества транзисторов. И скорее всего выбор между 3D NAND TLC и 3D NAND MLC будет определяться личными предпочтениями. Интересно, что многие производители не спешат в характеристиках уточнять, с каким конкретно типом чипа по количеству хранимой информации та или иная модель, просто пишут 3D NAND.

Как насчет 3D XPoint/Optane?

3D XPoint (произносится как «точка пересечения»), созданный в партнерстве между Intel и Micron (производителем твердотельных накопителей под маркой Crucial), представляет собой новую технологию хранения данных, которая может быть намного быстрее, чем любые существующие традиционные твердотельные накопители на основе флэш-памяти (производительность похожа на DRAM), а также увеличивает выносливость для более длительного хранения.Твердотельный накопитель Intel Optane PCIe NVMe

Хотя Micron активно участвует в разработке 3D Xpoint и намерена в конечном итоге вывести ее на рынок, на момент написания этой статьи Intel является единственной компанией, которая в настоящее время продает эту технологию потребителям под своим брендом Optane. Optane Memory предназначена для использования в качестве кеширующего диска в сочетании с жестким диском или более медленным твердотельным накопителем на основе SATA, в то время как Optane 900p (дополнительная карта)/905P являются автономными накопителями, а Intel 800p можно использовать как  либо кеширующий диск, либо автономный диск (хотя ограниченные возможности делают его более подходящим для первых).

Диски имеют большой потенциал, как в области сверхбыстрой производительности, так и в качестве опции кэширования для тех, кто хочет получить скорость SSD для часто используемых программ, а также емкость вращающегося жесткого диска для хранения. Но это все еще очень зарождающаяся технология, с низкой емкостью и высокими ценами. На данный момент 3D XPoint гораздо интереснее с точки зрения того, каким он может быть в ближайшем будущем, чем с тем, что он предлагает потребителям сегодня. Однако, если у вас есть много денег, Intel Optane 905P является самым быстрым SSD из всех.

Заключение

Теперь, когда вы понимаете все важные детали, которые различают SSD накопители надеемся ваш выбор будет более легким и осознанным. Помните, что высокопроизводительные накопители, хотя и технически более быстрые, не всегда являются намного быстрее, чем менее бюджетные варианты в общих задачах.

Поэтому, если вы не гонитесь за предельной скоростью по профессиональным причинам или по энтузиазму, можно недорогой основной накопитель, который имеет необходимую емкость по доступной цене. Переход на любой современный SSD после вращающегося жесткого диска — это огромная разница, которую вы сразу заметите.