Wszystko, co musisz wiedzieć o zużyciu dysków SSD

W tym, co wydaje się bardzo nagłym posunięciem, technologia SSD weszła do głównego nurtu. Te szybkie dyski półprzewodnikowe są powszechną funkcją nawet w komputerach średniej klasy. Nawet następna generacja Playstation będzie wyposażone w dysk SSD zamiast bardziej tradycyjnego dysku twardego.

Ogólnie to dobra rzecz. Dyski SSD stanowią duży skok wydajności w porównaniu z tradycyjnymi dyskami twardymi. Jednak wiążą się z nimi również pewne szczególne kwestie związane z użytkowaniem i konserwacją. Większość użytkowników, którzy to czytają, prawdopodobnie ma już dysk SSD w swoim systemie lub prawie na pewno dostanie go w swoim następnym systemie.

Nadszedł więc właściwy czas, aby rozpakować jeden z najważniejszych, ale niezrozumianych problemów, charakterystycznych dla technologii SSD. Mówimy o zużyciu dysków SSD. Mityczny zabójca dysków, który nie pozwalał zasnąć w nocy wielu osobom, które wcześnie korzystały z tej technologii.

Zanim jednak zajmiemy się tym, czym właściwie jest zużycie dysków SSD, musimy krótko porozmawiać o tym, czym dyski SSD różnią się od dysków twardych, które wszyscy znamy i kochamy.

Czym różnią się dyski SSD i tradycyjne dyski twarde

Tradycyjny mechaniczny dysk twardy składa się z talerzy pokrytych specjalnym materiałem magnetycznym. Talerz obraca się z tysiącami obrotów na minutę, podczas gdy głowice odczytująco-zapisujące ślizgają się po ich powierzchni na kieszeni powietrza cieńszej niż ludzki włos.

Pierwsze dyski twarde były tak duże, że potrzebny samolot do dostawy – trzymając tylko kilka pojedynczych megabajtów danych. W dzisiejszych czasach przenośny dysk twardy o pojemności 4 TB z łatwością mieści się w kieszeni. Te dyski są tanie, pojemne i dość niezawodne w porównaniu do tego, jak było na początku.

Jednak technologia mechanicznych dysków twardych nie ma nadziei na dotrzymanie kroku postępom w zakresie komponentów komputerowych półprzewodnikowych, takich jak procesory, pamięć RAM i pamięć flash. Talerze mogą się obracać tylko tak szybko, głowice do odczytu/zapisu mogą się poruszać tylko wtedy, gdy prawa fizyki pozwalają na działanie obiektów o takiej masie.

Dyski półprzewodnikowe nie mają ruchomych części. To wszystko obwody półprzewodnikowe. Elektrony mogą dużo przemieszczać się przez chipy krzemowe, dużo szybciej niż jakiekolwiek elementy mechaniczne. Dlatego nawet najtańszy dysk SSD całkowicie zniszczy napęd mechaniczny pod względem wydajności.

Ponieważ nie mają części mechanicznych, są również znacznie mniej kruche fizycznie i znacznie mniej podatne na awarie. Z drugiej strony samo korzystanie z dysku SSD skróci jego żywotność, a jeśli użyjesz go w niewłaściwy sposób, skrócenie to może być dość dramatyczne. Więc co się dzieje?

Dlaczego dyski SSD się zużywają?

Przede wszystkim odczyt danych z dysku SSD nie ma znaczącego wpływu na jego żywotność. Zamiast tego jest to akt pisania do komórki pamięci flash, który ją degraduje. Każda komórka pamięci na dysku SSD zawiera składnik tlenkowy. Dwie warstwy jednej lub drugiej substancji chemicznej zmieszanej z tlenem. Elektrony są uwięzione między tymi warstwami tlenków.

To, jaki jest stan ogniwa, zależy od poziomu naładowania. Innymi słowy, ile elektronów jest uwięzionych między warstwami tlenków. Za każdym razem, gdy ten stan się zmienia, warstwy tlenków zużywają się, ostatecznie tracąc zdolność do zatrzymywania elektronów. Może to uniemożliwić poprawne odczytanie stanu. Pisz do komórki zbyt wiele razy, a w końcu się zepsuje.

Rodzaje i wytrzymałość technologii SSD

Chociaż wszystkie dyski SSD cierpią na zużycie podczas zapisu, nie wszystkie mają taką samą tolerancję na to. Istnieją różne konstrukcje komórek pamięci, które zmieniają ilość informacji, które można przechowywać w pojedynczej komórce.

Najbardziej wytrzymała konstrukcja znana jest jako SLC lub komórka jednopoziomowa pamięć. Przechowuje tylko jeden bit danych w komórce, dzięki czemu jest binarny. Dlatego dość łatwo jest odróżnić poziom naładowania, który reprezentuje taki czy inny stan, nawet po dość dużym zużyciu.

Konstrukcje MLC i TLC, wielo- i trzypoziomowe, przechowują odpowiednio dwa i trzy bity na komórkę. Ich komórki mają wiele poziomów, a zatem wiele różnych stanów, które należy odczytać. Ponieważ marginesy między różnymi stanami ogniw są węższe, nawet niewielkie zużycie może powodować problemy z pojemnością elektronów, które uniemożliwiają przywołanie prawidłowego stanu.

Więc powinniśmy używać tylko SLC, prawda? Problem polega na tym, że SLC jest niewiarygodnie drogi w przeliczeniu na gigabajt. Jest szybki i wytrzymały, ale niezbyt gęsty. Większość dysków SSD klasy premium w komputerach korzysta obecnie z MLC, a TLC staje się coraz bardziej popularne dzięki większym pojemnościom w dobrej cenie.

Na ile więc trzeba się martwić brakiem wytrzymałości tych tańszych produktów w praktyce?

Wytrzymałość SSD w praktyce

Dziś odpowiedź na to pytanie brzmi „nie bardzo”. We wczesnych dniach komputerowych dysków SSD można było zniszczyć jeden w zaledwie kilka godzin, uderzając go żądaniami zapisu. Obecnie można oczekiwać, że dyski wielopoziomowe będą miały znacznie większą wytrzymałość na zapis, niż kiedykolwiek będzie potrzebować przeciętny użytkownik.

Istnieje kilka powodów takiego stanu rzeczy, ale sprowadza się to do tego, że same dyski są znacznie inteligentniejsze, a nowoczesne systemy operacyjne wiedzą, jak prawidłowo korzystać z dysków SSD.

Na przykład dyski SSD wykorzystują teraz technikę znaną jako niwelowanie zużycia. To przezroczyście rozprowadza zapisy komórek na całym dysku, dzięki czemu zużycie przebiega równomiernie. W przeciwnym razie niektóre komórki zginęłyby znacznie szybciej niż inne.

Ile więc możesz się spodziewać wytrzymałości na pisanie? Najnowsza generacja napędów, takich jak Dysk Samsung 950 Pro 512 GB ma wytrzymałość zapisu 400 TB. Jednak wiele osób nadal korzysta z popularnych starszych dysków, takich jak 850 EVO. Ten dysk jest oceniany na „tylko” 150 TB.

Testy tortur pokazują, że ta ocena jest bardzo konserwatywna. W prawdziwym życiu ten model dysku zajmował aż 9100 TB zapisów, zanim zrezygnował z ducha. Tak więc liczba 150 TB to tylko moment, w którym producent nie będzie już honorował gwarancji.

Mimo to dyski klasy konsumenckiej nie powinny być używane do zadań, w których wiele zapisów na dysku odbywa się w sposób ciągły. Nie nadają się do użytku na serwerze lub jako ciężkie dyski do zdrapywania nośników. Jednak w normalnym, codziennym użytkowaniu konsumenckim wytrzymałość pisania jest czymś, o czym nigdy nie będziesz musiał myśleć.

Kup dobrą markę napędu i tak czy inaczej, regularnie twórz kopie zapasowe danych o znaczeniu krytycznym.