Все, что вам нужно знать об износе SSD

Благодаря тому, что кажется очень внезапным шагом, технология SSD стала мейнстримом. Эти быстрые твердотельные накопители часто встречаются даже в компьютерах среднего класса. Даже следующее поколение Playstation будет иметь SSD вместо более традиционного жесткого диска.

В целом это хорошо. Твердотельные накопители представляют собой значительный скачок в производительности по сравнению с традиционными жесткими дисками. Однако они также приносят с собой некоторые особые соображения по использованию и обслуживанию. Большинство пользователей, читающих это, вероятно, уже имеют SSD в своей системе или почти наверняка получат его в своей следующей системе.

Итак, самое время раскрыть одну из самых важных, но неправильно понятых проблем, уникальных для технологии SSD. Мы говорим об износе SSD. Мифический убийца приводов, который не давал спать по ночам многим первым, кто начал использовать эту технологию.

Прежде чем мы сможем решить, чем на самом деле является износ SSD, нам нужно вкратце поговорить о том, чем SSD отличаются от жестких дисков, которые мы все знаем и любим.

Чем отличаются твердотельные накопители и традиционные жесткие диски

Традиционный механический жесткий диск состоит из пластин, покрытых специальным магнитным материалом. Диск вращается со скоростью тысячи оборотов в минуту, в то время как головки чтения / записи скользят по своей поверхности в воздушном кармане тоньше человеческого волоса.

Первые жесткие диски были такими большими, что нужен был самолет для доставки - при этом хранит всего несколько мегабайт данных. В наши дни портативный жесткий диск емкостью 4 ТБ легко помещается в вашем кармане. Эти диски дешевы, вместительны и довольно надежны по сравнению с тем, как все было вначале.

Тем не менее, технология механических жестких дисков не может идти в ногу с развитием компонентов твердотельных компьютеров, таких как процессоры, оперативная память и флэш-память. Пластины могут вращаться только так быстро, головки чтения / записи могут двигаться только тогда, когда законы физики позволяют объектам с такой большой массой.

У твердотельных накопителей нет движущихся частей. Это все полупроводниковые схемы. Электроны могут сильно перемещаться через кремниевые чипы, много быстрее, чем когда-либо могли делать любые механические компоненты. Вот почему даже самый дешевый SSD полностью испортит производительность механического привода.

Поскольку у них нет механических частей, они гораздо менее хрупки физически и гораздо менее подвержены поломкам. С другой стороны, простое использование SSD сократит срок его службы, и если вы используете их неправильно, это сокращение может быть весьма значительным. Так, что происходит?

Почему изнашиваются твердотельные накопители?

Во-первых, чтение данных с SSD не оказывает заметного влияния на срок его службы. Напротив, это процесс записи в ячейку флэш-памяти, которая ухудшает ее. Каждая ячейка памяти в SSD имеет оксидный компонент. Два слоя того или иного химического вещества, смешанного с кислородом. Электроны захвачены между этими оксидными слоями.

Состояние данной ячейки зависит от уровня заряда. Другими словами, сколько электронов захвачено между оксидными слоями. Каждый раз, когда это состояние изменяется, оксидные слои изнашиваются, в конечном итоге теряя способность удерживать электроны. Это может сделать состояние невозможным для правильного чтения. Пишите в ячейку слишком много раз, и в конечном итоге она портится.

Типы технологий SSD и срок их службы

Хотя все твердотельные накопители страдают от износа при записи, они не все одинаково устойчивы к этому. Существуют различные конструкции ячеек памяти, которые изменяют объем информации, который может храниться в одной ячейке.

Самая прочная конструкция известна как SLC или одноуровневая ячейка объем памяти. При этом в ячейке хранится только один бит данных, что делает их двоичными. Поэтому довольно легко различить уровень заряда, который представляет то или иное состояние, даже после того, как произошел довольно большой износ.

Многоуровневые и трехуровневые конструкции MLC и TLC хранят два и три бита на ячейку соответственно. Их ячейки имеют несколько уровней и, следовательно, много разных состояний, которые необходимо прочитать. Поскольку границы между различными состояниями ячеек уже, даже небольшой износ может вызвать проблемы с емкостью электронов, из-за которых невозможно вспомнить правильное состояние.

Значит, мы должны использовать только SLC, верно? Проблема в том, что SLC невероятно дорог в расчете на гигабайт. Он быстрый и прочный, но не очень плотный. В настоящее время большинство SSD-накопителей премиум-класса в компьютерах используют MLC, и TLC становится все более популярным благодаря большей емкости по хорошей цене.

Итак, насколько вы должны беспокоиться о том, что эти более дешевые продукты не работают на практике?

Износостойкость SSD на практике

Ответ на этот вопрос сегодня - «совсем немного». На заре компьютерных SSD вы могли уничтожить один всего за несколько часов, забив его запросами на запись. Сегодня можно ожидать, что многоуровневые накопители будут иметь гораздо большую выносливость при записи, чем когда-либо понадобится обычному пользователю.

Для этого есть несколько причин, но все сводится к тому, что сами диски намного умнее и современные операционные системы знают, как правильно использовать SSD-диски.

Например, твердотельные накопители теперь используют метод, известный как выравнивание износа. Это прозрачно распределяет запись в ячейку по всему диску, так что износ происходит равномерно. В противном случае одни клетки умирали бы намного быстрее, чем другие.

Итак, сколько же выносливости при записи вы можете ожидать? Приводы последнего поколения, такие как Накопитель Samsung 950 Pro 512 ГБ имеет выносливость записи 400 ТБ. Однако многие люди по-прежнему используют популярные старые диски, такие как 850 EVO. Этот диск рассчитан на «всего» 150 ТБ.

Испытания на пытки показывают, что этот рейтинг очень консервативен. В реальной жизни эта модель накопителя потребовала колоссальных 9100 ТБ операций записи, прежде чем избавиться от призрака. Таким образом, число 150 ТБ - это как раз тот момент, когда производитель больше не соблюдает гарантию.

Тем не менее, накопители потребительского уровня не следует использовать для любых работ, в которых постоянно выполняется много операций записи на диск. Они не годятся для использования на сервере или в качестве скретч-дисков с тяжелыми носителями. Однако для обычного повседневного использования потребителем стойкость письма - это то, о чем вам никогда не придется тратить время на размышления.

Купите хорошую марку привода и, в любом случае, регулярно создавайте резервные копии критически важных данных.