Надёжность SSD: результаты ресурсных испытаний. Ресурс SSD диска (tbw) и продление срока его службы
При выборе диска для своей системы все чаще пользователи отдают предпочтение SSD. Как правило, на это влияют два параметра – высокая скорость и отличная надежность. Однако, есть и еще один, не менее важный параметр – это срок службы. И сегодня мы попытаемся выяснить, как долго сможет прослужить твердотельный накопитель.
Прежде чем считать, сколько времени проработает диск, давайте немного поговорим о типах памяти SSD. Как известно, в настоящее время, для хранения информации используется три вида флеш-памяти — это SLC , MLC и TLC. Вся информация в этих типах хранится в специальных ячейках, которые могут содержать один, два или три бита соответственно. Таким образом, все типы памяти отличаются как плотностью записи данных, так и скоростью их чтения и записи. Еще одним важным отличием является количестве циклов перезаписи. Именно этот параметр и определяет срок службы диска.
Формула расчета срока службы накопителя
Теперь посмотрим, как долго сможет проработать SSD с используемым типом памяти MLC. Так как именно эта память чаще всего применяется в твердотельных накопителях, ее мы и возьмем для примера. Зная количество циклов перезаписи, рассчитать количество дней, месяцев или лет работы не составит особого труда. Для этого воспользуемся простой формулой:
Количество циклов * Емкость диска / Объем записываемой информации в день
В результате мы получим количество дней.
Расчет срока службы
Итак, приступим. Согласно техническим данным, среднее количество циклов перезаписи составляет 3 000. Для примера возьмем накопитель объемом 128 Гбайт и среднесуточный объем записываемых данных – 20 Гбайт. Теперь применим нашу формулу и получим следующий результат:
3000 * 128 / 20 = 19200 дней
Для простоты восприятия информации переведем дни в годы. Для этого полученное количество дней разделим на 365 (число дней в году) и получим примерно 52 года. Однако, это число носит теоретический характер. На практике срок службы будет гораздо меньше. Из-за особенностей ССД, среднесуточный объем записываемых данных увеличивается в 10 раз, таким образом и наш расчет можно сократить в столько же раз.
В результате мы получим 5,2 года. Однако, это не означает, что через пять лет ваш накопитель просто перестанет работать. Все будет зависеть от того, на сколько интенсивно вы используете свой SSD. Именно по этой причине некоторые производители в качестве срока службы указывают общий объем записываемых на диск данных. Например, для накопителей X25-М, компания Intel дает гарантию на объем данных в 37 Тбайт, что при 20 Гбайтах в день дает срок пять лет.
Заключение
Подводя итог, скажем, что срок службы достаточно сильно зависит и от интенсивности использования накопителя. Также, исходя из формулы, не последнюю роль играет и объем самого устройства хранения данных. Если проводить сравнение с HDD, которые в среднем работают около 6 лет, то SSD не только более надежные, но и дольше прослужат своему владельцу.
Привет друзья! На днях один наш постоянный читатель задал хороший вопрос. Он спросил, к ак узнать, сколько ещё времени проработает его или к ак узнать рабочий ресурс его SSD. Также на прошлой неделе другими пользователями были заданы ещё вопросы на эту тему, например:
Какой тип флэш-памяти для SSD лучше: NAND, 3D NAND, 3D V-NAND и NOR ?
Как узнать, из каких чипов памяти состоит купленный SSD (SLC, MLC или TLC ) и какая память лучше?
Что такое - количество циклов перезаписи или TBW?
На все эти интересные вопросы мы ответим в сегодняшней статье.
Как узнать, сколько времени проработает ваш твердотельный накопитель SSD
Не побоюсь повториться и скажу, что в компьютере важно всё, в том числе и твердотельный накопитель. Перед его покупкой обязательно узнайте производительность и срок службы своего будущего SSD. Начинающему пользователю здесь легко запутаться, так как вместо срока службы SSD, в интернете все твердят о каком-то количестве циклов перезаписи . Объясню. Ц икл перезаписи, это перезапись всего объёма (всех ячеек) твердотельного диска, но контроллер равномерно перезаписывает ячейки. Для нашего удобства производители указывают (рассчитывают по формуле) не циклы перезаписи, а суммарный объем данных в терабайтах, который можно записать на накопитель . Называется такой объём - TBW (Total Bytes Written - Всего байт написано ). Ч ем больше объём диска, тем больше у него TBW. Зная TBW, вы можете точно рассчитать срок службы своего твердотельника. Лимит TBW может отличаться на разных SSD в разы!
- Ресурс перезаписи SSD или TBW можно узнать только на официальном сайте производителя устройства, но далеко не все производители указывают такие данные, поэтому твердотельный накопитель лучше приобрести у тех производителей, которые его указывают.
Производительность и срок службы SSD зависят от двух слагаемых - типа чипов флеш-памяти NAND: (SLC, MLC, TLC) и контроллера с прошивкой. Именно от них напрямую зависит и цена накопителя.
В твердотельных накопителях существует два основных типа Flash-памяти: NOR и NAND . Технология NAND является более быстрой и она дешевле. Память NAND на сегодняшний день усовершенствовали. Появилась память 3D NAND и 3D V- NAND. Если брать рынок предлагаемых на данный момент на рынке SSD, то 5 процентов принадлежит 3D V-NAND, 15 процентов 3D NAND, остальные 80 процентов NAND. Д анные эти с погрешностью, но небольшой.
В свою очередь Flash-память: NAND может иметь три типа чипов памяти: SLC, MLC и TLC. На сегодняшний день в основном продаются SSD на основе флеш-памяти MLC и TLC. По TLC и MLC предлагаемых SSD на рынке 50 на 50. У памяти TLC лимит TBW меньше.
- SLC - Single Level Cell - является самой старой и быстрой из трех технологий. Имеет высокую производительность, низкое потребление электроэнергии, наибольшую скорость записи и большой лимит TBW (суммарный объем данных, который можно записать на накопитель). Стоимость твердотельника на основе чипов памяти SLC очень дорогая и с ней очень трудно найти современный SSD.
- MLC - Multi Level Cell – обладает меньшей стоимостью, меньшей скоростью работы и меньшим TBW .
- TLC - Three Level Cell – обладает ещё меньшей стоимостью, меньшей скоростью работы и меньшим TBW, по сравнению с чипами MLC . Память TLC всегда широко использовалась в обычных флешках, но с приходом новых технологий удалось использовать её и в твердотельных накопителях.
В какой программе можно увидеть тип памяти твердотельного накопителя: TLC и MLC
Показать тип памяти SSD сможет программа AIDA64, официальный сайт разработчика https://www.aida64.com/
В главном окне программы выбираем «Хранение данных»,
затем выбираем модель SSD, например у меня в системе установлено три SSD и я выберу первый - Samsung 850 Evo 250GB. Как видим, тип флеш-памяти накопителя TLC.
У второго накопителя Kingston SHSS37A/240G тип флеш-памяти MLC.
Как узнать ресурс твердотельного накопителя
Для примера узнаем ресурс Kingston SHSS37A/240G.
Переходим на официальный сайт изготовителя устройства https://www.hyperxgaming.com/ru
Выбираем «Твердотельные накопители» --> «Savage».
Ёмкость 240 Гб
и видим суммарный объем данных (TBW) , который можно записать на накопитель Kingston SHSS37A объёмом 240 Гб - 306 Тб.
Давайте сравним его с накопителем Samsung 850 Evo 250GB.
Переходим на официальный сайт изготовителя http://www.samsung.com/ru/ssd/all-ssd/
Отмечаем пункт - Накопитель SSD 850 Evo Sata III.
Ёмкость 240 Гб и жмём левой кнопкой мыши на изображение SSD.
«Показать все характеристики»
Видим в самом низу показатель. Ресурс записи: 75 Тб.
Получается, что у SSD Kingston SHSS37A/240G ресурс количества циклов перезаписи TBW больше в четыре раза.
Если у вас SSD-накопитель OCZ, то идём на сайт https://ocz.com/us/ssd/
Как узнать суммарный объем данных, который уже записан на твердотельный накопитель
Для этого воспользуемся программой CrystalDiskInfo.В главном окне программы выберем мой SSD Samsung 850 Evo 250GB. В пункте «Всего хост-записей» видим объем записанных на накопитель данных 41,088 ТБ. Если сравнить эту цифру с указанным на официальном сайте Ресурсе записи: 75 Тб, то можно сделать вывод, что на SSD можно ещё записать 33 ТБ данных.
В случае с SSD Kingston SHSS37A/240G, программа CrystalDiskInfo не может показать суммарный объем записанных на накопитель данных.
В этом случае воспользуемся программой SSD - Z.
Официальный сайт разработчика http://aezay.dk/aezay/ssdz/
Скачиваем и запускаем программу.
В главном окне, в пункте «Bytes Written» видим объем записанных на накопитель данных 43,902 ТБ.
Если сравнить эту цифру с указанным на официальном сайте Ресурсе записи: 306 Тб, то можно сделать вывод, что на SSD можно ещё записать 262 ТБ данных.
CrystalDiskInfo начиная с версии 7_0_5 может работать с новыми дисками, использующими новейший новый протокол NVM Express (Toshiba OCZ RD400, Samsung 950 PRO, Samsung SM951). Предыдущая версия программы такие диски тупо не видела.
Думанский Максим Владимирович 23695
Когда речь заходит о твердотельных накопителях (SSD), то часто слышишь мнение об их ненадежности и недолговечности от людей, которые интересовались их приобретением, но натолкнулись на информацию об ограниченном количестве циклов перезаписи флэш памяти накопителя, которая их напугала.
Давайте попробуем разобраться и информацией до конца и подтвердить или опровергнуть это мнение. Для начала разберемся в конструкции SSD накопителя. Он является немеханическим запоминающим устройством, слово «немеханический» говорит о том, что в его конструкции нет движущихся деталей, нет ни мотора, ни шпинделя, ни пластин, ни головок. Вся его начинка – блоки Flash-памяти и контроллер, управляющий записью.
 |
|||
 |
|||
 |
Флэш память с развитием накопителей менялась на все более быструю и дешевую. Первоначально, на заре своего появления, SSD имели малый объем и уступали традиционным HDD в скорости записи, но с лихвой компенсировали это быстрым поиском информации, т.к. доступ к ней не замедляется на физическое перемещение магнитных головок. Но в современных твердотельных накопителях ситуация поменялась и эта скорость много выше возможностей HDD. Связано это со многими факторами, с развитием контроллеров записи и, в частности, с эволюцией самой flash-памяти.
Первоначально использовалась память типа SLC (single-layer cell, одноуровневая ячейка), она дорогая, но достаточно медленная и имеет ресурс порядка 100000 циклов перезаписи. Потом ее сменила память типа MLC (multi-layer cell, многоуровневая ячейка), более дешевая, более быстрая, с ограничением на количество циклов перезаписи ячеек порядка 10000, сейчас это самый распространенный тип памяти, используемый в SSD-накопителях. Реже пока встречается новейший тип флэш-памяти – TLC (triple-layer cell, трехуровневая ячейка), разработанный компанией Toshiba и используемый в топовых моделях SSD-накопителей, в частности в серии M5 PRO накопителей Plextor, которые помимо «модной» памяти отличаются еще и контроллером записи Marvell с собственной, доработанной, прошивкой. TLC отличается от предшествующих двух типов тем, что в одной ячейке хранит не 2, а сразу 3 бита памяти, что увеличивает плотность записи и скорость доступа к информации.
 |
|||
 |
Но вернемся к вопросу о сроке жизни памяти. Для TLC производитель (Toshiba) не указывает количество циклов перезаписи, но лично для меня, а у меня в ноуте стоит именно M5 Pro с этим типом памяти, вполне достаточно пятилетней гарантии от Plextor (видите "кругляш" на фото упаковки вверху). Дело в том, что за пять лет у меня сменились комп и три ноута, так что не все ли мне равно какой винчестер стоял в компе или первом ноуте пять лет назад? Тем более что даже по истечении циклов перезаписи в трудно обозримом будущем вся информация на SSD будет доступна еще минимум год в режиме чтения.
 |
Теперь нужно разобраться в главном вопросе, касающемся твердотельных накопителей – срок службы SSD.
На данный момент, это самая распространённая проблема, с которой пользователи столкнулись при использовании SSD. Обычно разработчики говорят о небольшом количестве возможных перезаписей на диск – 10 тысяч для технологии MLC и 100 тысяч для технологии SLC. При стандартном использовании диска на 128 Гб при скорости записи 100 Мб/с мы получаем срок жизни в 151 сутки, что не очень радует.
В реальности, конечно, нужно постараться, чтобы диск подвергнуть такой нагрузке, хотя это можно сделать и искусственно. Изменение файлов на накопителе не происходит часто, а запись ведется лишь один раз, поэтому срок службы твердотельного накопителя уже увеличивается на 1500 дней. Другими словами, около 4-х лет мы можем без проблем использовать SSD. А если смотреть на то, с какой скоростью сейчас развиваются технологии, то за это время ваше оборудование уже устареет и придется многое менять.
К примеру, некоторые компании заявляют, что при количестве записи 20 Gb в стуки мы получаем срок службы – 3 года и это при правильной эксплуатации диска. При этом, диск устареет физически намного позже, чем это произойдет морально.
Конечно, при неправильном использовании диска вы можете износить его и за год. В интернете можно было видеть много новостей о неприятной кончине многих накопителей.
Для проверки здоровья диска вы можете использовать множество программ. Самой популярной на данный момент является SSD Life Pro. Очень полезная утилита позволяет контролировать износ вашего твердотельного накопителя практически с точностью. При различном использовании диска будет меняться и срок службы, поэтому чаще следите за этой информацией.
Также вы можете не сомневаться в том, что программа знает вашу модель SSD, в базе есть практически все новейшие модели и все старые.
Работа SSD
Сейчас я опишу пару моментов, которые связаны с SSD, а конкретнее с циклами перезаписи.
Структура флэш-памяти создана из блоков, а они в свою очередь имеют страницы. Не сложно догадаться, что информация записывается на страницы этих самых блоков. Обновить данные не получится, путем перезаписи старых, а очистить можно только целый блок.
Таким образом, информация по очереди перемещается по страницам каждого блока, переходя на следующий, а ненужная информация на предыдущих блоках стирается вместе с целым блоком. Данное явление называется сбором мусора.
Функция TRIM
О ней я уже писал в , но поясню еще раз, но кратко.
TRIM – ненужная информация на диске помечается, поэтому диску не нужно каждый раз перемещать их в другие блоки. Данная функция повышает скорость работы диска и уменьшает количество перезаписей. Как использовать TRIM написано в статье.
Из вышесказанного мы поняли, что чем больше перезаписей происходит на SSD, тем быстрее он умирает. В случае, если запись постоянно ведётся на один блок, то он быстрее выйдет из строя, если бы распределение было равномерное по всем блокам диска было бы куда лучше и диск жил бы дольше. К счастью, в контроллере SSD такая возможность присутствует.
Давайте подведем итоги
Что может стать причиной выхода из строя твердотельного накопителя? Да что угодно, от программных факторов до физических, а еще есть моменты, которые зависят от производителя, как он собрал диск, всё ли учел, работоспособная ли прошивка. Вывод напрашивается сам – не всё зависит от количества перезаписей, то есть диск может выйти из строя в любой момент.
Также не стоит записывать на диск тонны файлов и устанавливать игры, для этого дела подойдет жёсткий диск, также чаще следите за здоровьем SSD, правильно .
Пока что это всё. В следующих статьях я напишу еще что-нибудь про SSD.
Читайте исследования авторитетных источников о сроке службы SSD дисков . Действительно ли их ресурс так краток и какие факторы на него влияют. Когда впервые произошло крупномасштабное наступление твердотельных флэш-накопителей (SSD дисков) в качестве альтернативы обычным жестким дискам, наибольшей проблемой (помимо цены) был вопрос с долговечностью данных устройств. У большинства пользователей присутствовало довольно хорошее представление об общей надежности жестких дисков , но «SSD-диски» все еще были в диковинку.
Содержание:
Технология SSD
Но спустя годы рынок твердотельных накопителей вырос в разы, и у нас теперь есть особое представление по этому поводу. Хорошей новостью является то, что «SSD-диски» более надежны, чем вы думаете, и так же хороши, как и жесткие диски с точки зрения сохранения данных и возникновения ошибок. Плохая новость состоит в том, что твердотельные накопители имеют тенденцию ухудшать свою работоспособность просто с увеличением возраста, а не с ограниченными циклами чтения\записи данных, как было предсказано ранее.
Это означает, что вы, скорее всего, не потеряете данных больше, используя «SSD-диск» , чем пользуясь стандартным жестким диском … но все же, очень важно сохранить «backup-копии» всех важных файлов.
Прежде чем мы перейдем к тестированию, важно упомянуть некоторые технические термины, связанные с технологией «SSD» :
MLC, SLC и TLC: В современных «SSD-накопителях» наиболее часто применяются три типа чипов памяти «NAND»
SLC – «Single Level Cell» – одноуровневая ячейка памяти. Имеет самую высокую скорость и производительность, самое низкое потребление электроэнергии, наивысшую скорость записи данных и максимальное количество циклов «Program/Erase» . Память такого уровня обычно используют для работы разного рода серверных систем, просто потому, что стоимость «SSD-дисков» на основе этой технологии очень велика.
MLC – «Multi Level Cell» – многоуровневая ячейка памяти. Стоит гораpдо меньше нежели SLC, но при этом она менее выносливая и также уступает SLC по количеству циклов «Program/Erase» . Применяется повсеместно, начиная от коммерческих, рабочих машин и заканчивая домашними ПК. Если блок «бэдовый» , то он недоступен для операций чтения\записи на вашем ПК. Это в свою очередь приводит к снижению количества доступного пространства на диске и, возникновению ошибок чтения\записи.
eMLC – «Enterprise Multi Level Cell» – ячейка, созданная на базе MLC, но её ресурс цикла «Program/Erase» значительно увеличен. Надежность eMLC на уровне SLC, а цена чуть больше чем у MLC. Также применяют на разного рода рабочих станциях и серверах средней руки.
TLC – «Three Level Cell» – трех уровневая ячейка памяти. Как плюс – имеет большую плотность записи, но, как минус – обладает гораздо меньшей выносливостью, заметно медленной скоростью чтения и записи данных. Имеет меньшее циклов «Program/Erase» , относительно SLC и MLC. В большинстве своём эта память использовалась во «flash-дисках» (картах памяти и флешках), но теперь также используется и для производства обычных «SSD-накопителей» .
TBW (записанные Терабайты): Общий объем данных, которые были записаны и перезаписаны на диск за все время его существования, выражается в терабайтах.
Так на сколько долго SSD-диски способны работать?
Поставщики «SSD-накопителей» оценивают надежность таких дисков по трем факторам: срок гарантии (время, выделенное производителем на гарантийное обслуживание), суммарные TWB, которые вообще возможно записать в течении гарантийного срока, и количество данных, записанных на диск за определенный промежуток времени. Очевидно, что результаты замеров и подсчётов по этим трём параметрам будут абсолютно различными для разных «SSD-дисков» . Но в тоже время, все три параметра остаются довольно усреднёнными и не могут полностью показать потребителю какой именно ресурс у того или иного накопителя. Точное предсказание того, сколько времени проработает конкретный «SSD-диск» , сделать просто невозможно. Поэтому мы постараемся назвать, довольно туманную, точку максимально возможного записи данных на устройство. Пройдя эту точку – дальнейшее использование этого диска считаем нецелесообразным, и это может подвергнуть вас опасности немедленной потери всех данных, хранящихся там.
Недавно были проведены несколько исследований, направленных на определение более точного срока службы твердотельных накопителей.
Приведу несколько результатов:
Исследование «Google» и Университета Торонто
Совместное исследование компании «Google» с Университетом Торонто, которое обработало данные о сбоях на серверах компании за четыре года. В исследовании сделан вывод о том, что именно физический возраст «SSD-диска» , а не количество или частота записанных данных, является основным определяющим фактором вероятности ошибок хранения данных на нём. Также было установлено, что «SSD-накопители» подлежали замене в центрах обработки данных Google гораздо реже, чем обычные жесткие диски, примерно в соотношении 1 к 4. Но не все результаты были в пользу «SSD-устройств» : в течение четырехлетнего периода тестирования, в их работе наблюдались серьёзные сбои, критические ошибки и нечитаемые блоки памяти появлялись с гораздо более высокой скоростью, чем на обычных жестких дисках. Из этого следует вывод: в среде с высокой нагрузкой и множеством обращений на чтение\запись данных, твердотельные накопители прослужат дольше, чем обычные жесткие диски, но будут более восприимчивы к критическим ошибкам и сбоям, и, как следствие, связанными с ними потерями данных. Старые «SSD-диски» более подвержены сбоям в работе, независимо от разновидности используемой памяти.
Исследование Tech Report
Исследование «Tech Report» о долговечности «SSD-накопителей» ёмкостью 250 ГБ, которое проводилось между основными мировыми производителями и брэндами. Среди шести протестированных моделей твердотельных накопителей, выдержали испытание только три: «Kingston» , «Samsung» и «Corsair» , после того как на них записали более 1000 терабайт данных (один петабайт). Другие диски отказались работать с 700 до 900 TBW (терабайт данных). Два «SSD-диска» , от компаний «Samsung» и «Intel» , использовали более дешевую технологию MLC, в то же время, твердотельный диск от компании «Kingston» , который использует ту же технологию, оказался в числе удачно прошедших испытание, при том что тестирование они проходили одинаковое. Вывод: можно ожидать, что «SSD-накопитель» , размером 250 ГБ, «умрет» до того, как вы запишите один петабайт данных, хотя две модели превысили эту отметку. Все равно будет разумно сохранять резервные копии важных данных, чтобы избежать непредвиденных ситуаций, даже если ваш диск использует память, созданную по технологии SLC.
«SSD-диски» большей ёмкости, из-за наличия просто большего количества ячеек памяти, должны работать дольше, приблизительно тем же предсказуемым образом. Например, если диск на 250GB «умер» при 900 TBW, то соответственно будет разумно предположить, что накопитель в 1TB прослужит в 4-х раза дольше, до полной записи в 3,6 петабайта.
Исследование Facebook
Компания «Facebook» опубликовала внутреннее исследование продолжительности жизни твердотельных накопителей, используемых в корпоративных центрах обработки данных. Выводы были сфокусированы на условиях окружающей среды самих центров. То есть, они пришли к довольно очевидному выводу о том, что продолжительная близость устройства к высокой температуре сокращает срок его службы.
Но оно также показало, что если «SSD-диск» не «умер» после обнаружения первых основных ошибок на нем, то он, скорее всего, и дальше продолжит работать. Также в исследовании компании «Facebook» обнаружилось, что более высокие скорости записи и чтения данных могут существенно повлиять на продолжительность жизни диска , хотя неясно, контролировали ли они физический возраст самого накопителя. Вывод: за исключением случаев раннего полного отказа, SSD-диск, вероятнее всего, прослужит дольше, чем указано в отчетах ПО для тестирования таких дисков.
Стоит ли нам волноваться?
Итак, обобщая все эти исследования, какой же общий вывод напрашивается? Глядя на результаты, может показаться, что ваш «SSD-накопитель» сгорит через год или два. Но имейте в виду, что два исследования проводились в дата-центрах огромных корпораций, накопители там работают 24 часа в сутки и выполняют бесчисленное количество операций чтения\записи, постоянно и в течение многих лет. А ориентированное на обычного потребителя исследование проводилось специально в режиме стресс-тестов, с постоянным использованием устройства. Чтобы обычному пользователю достичь объёма чтения\записи в петабайт данных, при обычном режиме работы, то нужно «насиловать» свой ПК, более или менее без остановок, в течение десятилетия. А может быть даже нескольких десятилетий. Даже профессиональные геймеры или IT специалисты, вероятнее всего, никогда не достигнут заявленного максимального объема данных, перезаписанных на один носитель.
Вывод : вы, скорее всего, уже обновите весь свой ПК до полного отказа «SSD-диска» .
