Ssd накопитель это: Что такое SSD и нужен ли он?

Содержание

Объяснение SSD – что нужно знать о твердотельных накопителях

Вы слышали о твердотельном накопителе (SSD)!? В этом посте объясняются особенности этого типа хранилища и его варианты (например, SATA SSD против NVMe SSD), а также их отличие от традиционного жесткого диска (HDD).

И даже если вы знакомы с ними всеми, это все равно будет хорошим чтением. Давайте начнём с основных сходств и различий между SSD и HDD.

Диск HDD против накопителя SSD: сходство

С точки зрения пользователя твердотельный и жёсткий диск ведут себя одинаково: они хранят информацию и делают её доступной, когда она вам нужна.

Будущее SATA

В будущем не будет более новой и быстрой версии SATA. Это связано с тем, что твердотельные накопители становятся всё более популярными и доступными, а их дизайн и интерфейс обеспечивают значительно более высокие скорости.

Правда в том, что стандарт подключения SATA часто является узким местом для производительности твердотельных накопителей. Растущая популярность твердотельных накопителей, в конечном итоге, сделает SATA устаревшим.

Диск HDD против накопителя SSD: различия

Прежде всего, твердотельные накопители значительно быстрее дисков HDD. Можно с уверенностью сказать, что даже самый быстрый жёсткий диск медленнее самого медленного SSD.

В среднем вы можете ожидать, что SATA SSD будет иметь, по крайней мере, вдвое большую скорость последовательного (копирования), чем диск HDD SATA. Сильной стороной твердотельных накопителей является производительность произвольного доступа, которая способствует общей производительности.

Это потому, что внутри SSD и HDD совершенно разные.

Основы дисков HDD

Вскройте жёсткий диск; вы найдёте несколько тарелок, сложенных друг на друга, как компакт-диски на шпинделе. Каждая пластина имеет сверху тонкий слой металла, который может намагничиваться головкой чтения/записи, парящей над каждым диском, в двоичные шаблоны для хранения информации.

Скорость чтения/записи диска HDD, в основном, зависит от того, насколько быстро он может вращать свои пластины. Большинство жёстких дисков потребительского класса вращаются со скоростью 5400 оборотов в минуту или 7200 об/мин.

Основы SSD

SSD не имеет движущихся частей. Это интегральная схема, которая потребляет меньше энергии, но может обеспечить гораздо более быстрый доступ к хранящейся на ней информации, чем магнитный диск.

Он также может иметь гораздо меньшие физические размеры и не обязательно должен соответствовать стандартному дизайну. Тем не менее, большинство из них придерживаются стандартов для простоты использования, хотя многие также имеют проприетарную форму, которая подходит только для конкретного приложения.

Всё, что вам нужно знать о твердотельных накопителях

Мир твердотельных накопителей может быть довольно сложным из-за характера технологии. Тем не менее, первое, что вы должны знать о них, это то, что вы можете записать на SSD столько, сколько не сможете.

Конечные циклы P/E

Проблема в том, что для твердотельных накопителей нет понятия «перезаписи». За исключением случаев, когда SSD является совершенно новым, запись на SSD всегда означает стирание существующей информации из ячеек памяти и внесение новой информации.

По этой причине запись на SSD часто называют циклом циклов программирования/стирания (или P/E), аналогично записи на доске с помощью маркера – вам нужно очистить доску, прежде чем вы сможете рисовать на ней что-то новое.

И точно так же, как белая доска, которая не будет служить вечно, твердотельный накопитель имеет ограниченное количество циклов P/E. Вы можете запрограммировать ячейку памяти ограниченное количество раз, прежде чем она износится и станет ненадежной.

Запись информации на SSD по своей природе сложный и неэффективный процесс.

Блоки и страницы SSD

Ячейки памяти SSD организованы в виде страниц и блоков, причем один блок содержит много страниц. Вот в чём проблема: SSD записывает страницу за страницей, но стирает блок за блоком.

Как вы можете себе представить, если вы хотите записать больше страниц в наполовину используемый блок, SSD сначала нужно будет скопировать хорошие страницы (те, которые содержат достоверную информацию) в другое место, стереть весь блок, а затем записать обратно хорошие страницы вместе с новыми страницами в этот блок.

В результате на SSD приходится записывать больше информации, чем нужно хранить большую часть времени, что приводит нас к некоторым интересным терминам.

Специфические особенности SSD

Процесс записи на SSD настолько сложен, что порождает полдюжины жаргонов. Чтобы хорошо понять этот тип хранилища, вы должны иметь их все в своём словарном запасе.

Амплификация записи
Это относится к явлению, когда SSD должен записывать больше, чем объём информации, который хочет записать пользователь. Чем выше амплификация записи, тем короче срок службы накопителя.
Сбор мусора
Процесс, в котором SSD должен перераспределить страницы блока перед тем, как стереть весь блок, чтобы он мог записывать в этот блок, как описано выше.
Чем эффективнее этот процесс, тем быстрее диск может записывать.
Чрезмерная подготовка
SSD может выделить часть своего хранилища (обычно 10%) специально для этого процесса, чтобы сделать сборку мусора более эффективной.
Это похоже на наличие дополнительной комнаты в вашем доме для временного хранения вещей, когда вам нужно сделать генеральную уборку.
В результате многие твердотельные накопители не предоставляют полной емкости. Например, диски емкостью 256 ГБ или 512 ГБ обеспечивают только 240 ГБ или 480 ГБ реального пространства для хранения, соответственно.
Команда TRIM
Это фактическая команда операционной системы, а не аббревиатура.
Команда уведомляет SSD, когда страница старых данных больше не действительна – сборка мусора пропустит её при перераспределении. При включении TRIM помогает значительно уменьшить амплификацию записи.
Выносливость и выравнивание износа
Выносливость – это объём данных, который вы можете записать на SSD, прежде чем он станет ненадежным.
Чтобы повысить удобство использования, твердотельные накопители используют алгоритмы выравнивания износа, которые заставляют твердотельный накопитель использовать все свои микросхемы памяти, ячейка за ячейкой, прежде чем первая ячейка будет стерта и записана снова.

Следовательно, весь привод «изнашивается» равномерно. Для этого SSD с большей емкостью обычно имеют более высокую выносливость, чем меньшие.

Из всех вышеперечисленных элементов выносливость, вероятно, является наиболее важной, поскольку она определяет ценность привода. Давайте узнаем больше об этом.

Выносливость SSD

Срок службы твердотельных накопителей обычно представлен двумя способами: количество записанных терабайт (TBW) или число операций записи на диск в день (DWPD).

Записано терабайт

TBW – это общий объём данных, который вы можете записать на SSD в течение срока его службы, прежде чем он станет ненадежным. Чем выше значение TBW, тем выше выносливость и тем дольше прослужит привод.

Важно отметить, что TBW может вводить в заблуждение, поскольку большая емкость обычно означает более высокий рейтинг TBW. Например, если вы ставите твердотельный накопитель емкостью 1 ТБ против SSD емкостью 250 ГБ, скорее всего, у первого будет более высокое значение TBW.

По этой причине есть ещё одно более последовательное измерение выносливости.

Диск записывает в день

DWPD – это процент операций записи на полный диск в день в течение гарантийного срока SSD, который обычно составляет от трёх до пяти лет.

Например, если твердотельный накопитель емкостью 250 ГБ имеет рейтинг DWPD 1 и трехлетнюю гарантию, это означает, что вы можете рассчитывать на запись на него до 250 ГБ в день и каждый день в течение трёх лет. Если тот же диск имеет значение DWPD, равное 0,5, вы можете записывать на него 125 ГБ в день и т.д.

Чем выше значение DWPD, тем выше срок службы, но имейте в виду, что DWPD необходимо сопоставлять с гарантийным периодом. Например, срок службы диска с DWPD 0,5 в течение трёх лет ниже, чем у диска с DWPD 0,4 в течение пяти лет.

Тревога о долговечности SSD

Поскольку количество операций записи на твердотельных накопителях ограничено, мы склонны сильно беспокоиться об их долговечности. Однако, беспокоиться совершенно не о чем.

Несмотря на то, что вы не можете записывать на SSD вечно, при нормальном использовании вам потребуется много лет, чтобы исчерпать циклы P/E даже для SSD с малой емкостью. Большинство из нас не записывает на диск более 10 ГБ в день, а во многие дни вообще ничего не записывает.

Я считаю себя активным пользователем, который много перемещает данные, но мне ещё не удалось износить SSD до отказа, в том числе мой самый первый Samsung 830 на 256 ГБ, который я купил ещё в 2011 году. Он всё ещё работает!

Типы SSD: NVMe SSD против SATA SSD

За прошедшие годы было создано множество стандартных конструкций (форм-факторов) твердотельных накопителей. Это не говоря уже о том, что в большинстве компьютеров Apple используются проприетарные твердотельные накопители – пул форм и размеров твердотельных накопителей настолько велик, что вряд ли кто-то может запомнить их все.

Классификация твердотельных накопителей также сбивает с толку, поскольку форм-факторы (дизайн, физические формы), интерфейсы (способ подключения диска к хосту) и стандарты скорости перекрываются для разных типов.

Например, SATA – это и интерфейс, и стандарт скорости. Кроме того, у нас есть стандартные форм-факторы SATA и mSATA. Сам mSATA также является ещё одним вариантом интерфейса SATA.

Тем не менее, строго с точки зрения интерфейса вам нужно знать только два популярных типа: SATA и M.2. Я объясню их форм-факторы и скорости.

SATA SSD

Стандарт SATA использовался в течение последних нескольких десятилетий и в настоящее время находится в третьей версии – SATA 3 – с максимальной скоростью 6 Гбит/с (или 750 МБ/с). В реальных условиях самый быстрый твердотельный накопитель SATA после накладных расходов имеет максимальную постоянную скорость копирования около 550 МБ/с.

Твердотельные накопители SATA бывают двух основных конструкций:

Стандартный SATA: имеют ту же общую конструкцию, что и диски HDD ноутбуков (2,5 дюйма), хотя большинство из них тоньше 7 мм по сравнению с 9,5 мм жесткого диска. Примерами дисков SATA являются Toshiba OCZ TR200 начального уровня, базовый Crucial MX500 или высокопроизводительный Samsung 860 Pro.
mSATA SSD: сокращение от mini-SATA, mSATA – это вариант стандартного SATA с гораздо меньшим форм-фактором и использует другой интерфейс (называемый mSATA) для подключения к хосту. Во многих ноутбуках используются диски mSATA, и вы также можете использовать их как обычные диски SATA через адаптеры.

Твердотельный накопитель M.2

M.2 – это новейший интерфейс, который имеет наибольшее количество вариантов дизайна за счёт разной длины и «модульных ключей».

Длина: Обычно диск M.2 имеет ширину 22 мм. Его длина, однако, варьируется от 42 мм до 110 мм. Большинство твердотельных накопителей M.2 используют дизайн 2280 (22 мм в ширину и 80 мм в длину).

Ключи модуля

: определяют, как устройство M.2 подключается к хосту (например, к материнской плате компьютера). Есть A-ключ, E-ключ, B-ключ и M-ключ. Первые два используются, в основном, в Wi-Fi, Bluetooth и сотовых картах; В твердотельных накопителях используются только ключи B и M.

Ключ модуля	Измерения	Скорость шины/интерфейсы	Использование
B	3042 (ширина 30 мм + длина 42 мм), 2230, 2242, 2260, 2280, 22110	PCIe x2 (до 16 Гбит/с) SATA (до 6 Гбит/с)	SSD SATA, SSD PCIe x2
M	2242, 2260, 2280, 22110	PCIe x4 (до 32 Гбит/с) SATA (до 6 Гбит/с)	SSD SATA, SSD PCIe x4 (NVMe)

Все варианты твердотельных накопителей M.2 имеют ещё меньшие физические размеры, чем mSATA. Они настолько малы, что люди склонны называть устройства M.2 «флешками» или «картами».

Твердотельный накопитель M.2: B-ключ против M-ключа (SATA против NVMe M.2)

Ключи M.2 сбивают с толку. SSD M.2 всегда суперкомпактны, но не обязательно быстры.

Многие диски M.2 используют стандарт скорости SATA из соображений совместимости и поэтому не отличаются по скорости от SATA SSD.

Вот разбивка:

Оригинальные версии твердотельных накопителей M.2 используют ключ B. Они, как правило, используют стандарты скорости SATA и поэтому не быстрее, чем обычные твердотельные накопители SATA. Некоторые диски M.2 с ключом B используют стандарт скорости 2x PCIe и немного быстрее. Эти диски подходят только к разъёму B-key на хосте (например, на материнской плате).
В некоторых твердотельных накопителях M.2 используются ключи B и M
, которые подходят как для гнезд B-key, так и для M-key. Эти диски также обычно используют стандарты скорости SATA или x2 PCIe.
В последних твердотельных накопителях M.2 используется M-ключ. Эти диски используют стандарты скорости x4 PCIe (или выше) и являются самыми быстрыми твердотельными накопителями на рынке. Они известны как диски NVMe – подробнее ниже.

Как правило, если вам нужна максимальная производительность, используйте твердотельные накопители с разъёмом M-key M. 2.

Скорость твердотельного накопителя M.2

Твердотельные накопители M.2 имеют несколько вариантов скорости.

Скорости M.2 на базе SATA

Диски SATA M.2 (например, Samsung 860 EVO) имеют ту же скорость, что и обычные твердотельные накопители SATA (6 Гбит/с).

Скорости M.2 на базе PCIe

Диски M.2, которые используют линии PCI Express (PCIe) для связи с главным компьютером, помечены как диски M.2 NVMe (энергонезависимая память Express).

В результате их скорость намного выше, чем у твердотельных накопителей SATA, а в будущем они станут ещё быстрее с новыми поколениями PCIe, как показано в таблице ниже.

В частности, в настоящее время максимальная скорость PCIe Gen 3 составляет 8 Гбит/с (985 МБ/с) на линию. Накопитель PCIe Gen 3 x2 (две линии) M.2 имеет предельную скорость до 16 Гбит/с. Точно так же твердотельный накопитель PCIe Gen 3 x4 имеет максимальную скорость до 32 Гбит/с.

Кстати, существует несколько разновидностей NVMe, включая NVMe 1. 3, NVMe 1.3c и другие. Они определяют, как информация организована на диске с помощью блоков и страниц, упомянутых выше. Они имеют мало общего со скоростью и ничего общего с физическим дизайном.

Поколение PCIe	Год запуска	Скорость на линию	x1	x2	x4	х8	x16
1	2003	2 Гбит/с	250 МБ/с	0,5 ГБ/с	1,0 ГБ/с	2 ГБ/с	4,0 ГБ/с
2	2007	4 Гбит/с	500 МБ/с	1 ГБ/с	2,0 ГБ/с	4 ГБ/с	8,0 ГБ/с
3	2010	8 Гбит/с	984,6 МБ/с	1,97 ГБ/с	3,94 ГБ/с	7,88 ГБ/с	15,8 ГБ/с
4	2020	16 Гбит/с	1969 МБ/с	3,94 ГБ/с	7,88 ГБ/с	15,75 ГБ/с	31,5 ГБ/с
5	подлежит уточнению	32 Гбит/с	3938 МБ/с	7,88 ГБ/с	15,75 ГБ/с	31,51 ГБ/с	63 ГБ/с

По моему опыту, хороший твердотельный накопитель NVMe (например, Samsung 970 EVO) может обеспечить постоянную скорость копирования более 2000 МБ/с.

Будущие твердотельные накопители NVMe будут ещё быстрее благодаря более высокой скорости линии PCIe следующего поколения. Samsung 980 PRO может обеспечить почти вдвое большую скорость, чем 970 EVO.

Кстати, как и в случае с SATA, твердотельные накопители PCIe обычно работают в разных поколениях со скоростью более медленной стороны.

Выводы – чем хороши SSD

Твердотельные накопители, особенно твердотельные накопители NVMe, – это будущее. Большинство современных материнских плат и ноутбуков имеют разъём NVMe M.2. Вы можете обновить большинство настольных компьютеров до диска NVMe с помощью адаптера PCIe.

Но и диск HDD никуда не делся. Он по-прежнему представляет собой недорогое решение для хранения данных, где скорость не является большой проблемой.

На компьютере рекомендуется использовать SSD в качестве основного (загрузочного) хранилища, а HDD – в качестве вторичного хранилища резервных копий. Вы почти всегда можете сделать это с настольным компьютером – и всё больше и больше ноутбуков имеют специальные места для обоих.

SSD-накопители: надежность и управление сроком службы

С течением времени производительность SSD-накопителей постепенно падает. Для повышения надежности и срока службы SSD-накопителей, производители предлагают применять различные технологии.Расскажем, как увеличить срок эксплуатации столь полезных устройств.

Карты памяти, USB-флэшки, твердотельные (SSD) накопители — все эти устройства объединяет то, что в их основе применяется флэш-память NAND. Их можно встретить в мобильных телефонах, компьютерах, ноутбуках, СХД, различных гаджетах — словом, повсюду. По скорости доступа к сохраненным данным и производительности они значительно превосходят жесткие диски. Как альтернативу для них часто рассматривают облачные хранилища, обеспечивающие такое же удобство в применении. Тем не менее пока приоритет пока остается у флэш-памяти — явного фаворита, особенно когда имеются повышенные требования к доступности данных или быстродействию.

Кажется, что технология отработана на все 100% (это действительно правда). Надежность при хранении данных может пострадать только в случае форс-мажорных угроз, например, при попадании под пресс или в результате воздействия агрессивных сред.

Но хотя вендоры любят повторять, что проблема деградации хранения данных, выявленная на заре внедрения флэш-устройств, сегодня уже не актуальна, вопросы, касающиеся долговечности и надежности хранения данных на флэш-носителях, до сих пор остаются.

Далее мы расскажем об этом более подробно, а также приведем рекомендации, которые позволят увеличить срок эксплуатации столь полезных устройств.

Флэш изнутри

Флэш состоит из следующих элементов: микросхемы памяти NAND, чипа контроллера, таймера, интерфейсного разъема и корпуса (если это отдельное устройство). Сама NAND-память представляет собой матрицу из крошечных MOSFET-транзисторов. Их количество определяет, какой емкостью обладает флэш-память.

Задача транзисторов состоит в выполнении одной простой операции: «протолкнуть» электроны через оксидный барьер в полупроводниковый «затвор», чтобы создать там заряд (состояние «1») или сбросить его (состояние «0»). Благодаря простоте, флэш-накопители отличаются надежностью и высоким быстродействием.

Для сравнения: жесткие диски обладают значительно более сложной конструкцией. Внутри даже портативных HD присутствуют вращающиеся диски. Для записи и считывания данных требуется подвод внешнего питания. Любая тряска передается на подвижные головки, поэтому работать с HD в дорожных условиях — всегда риск. А сегодня мобильность — одна из главных черт, присущих каждому пользователю.

Высокая производительность твердотельных SSD-накопителей достигается за счет распараллеливания выполняемых операций. Благодаря такой схеме работы обеспечивается более высокая скорость при обращении к данным, высокая энергоэффективность, сопротивляемость неблагоприятным факторам, компактный размер. В результате сегодня SSD более долговечны по сравнению с другими вариантами хранения.

Как долго может работать SSD-устройство?

Несмотря на все достоинства, и у флэш-накопителей есть ограничения. Главная проблема — постепенная деградация применяемого «запорного» механизма.

Со временем снижение надежности работы энергонезависимой памяти происходит из-за того, что постепенно запорный транзистор теряет способность надежно удерживать заряд. С точки зрения пользователя это выражается в том, что на твердотельные накопители устанавливают гарантийный срок службы, который, по сути, определяется тем, какое количество перезаписи в ячейках допустимо при стабильно высокой надежности хранения данных.

Речь не идет о 100%-ном отсутствии ошибок при работе SSD. Используя специальную логику, разработчики научились сохранять работоспособность микросхем памяти за счет перераспределения ячеек хранения и вывода из эксплуатации сбойных элементов. Аналогичный эффект наблюдается и для жестких дисков, где появление сбоев нивелируется высвобождением соответствующих дорожек из процесса повторной записи.

Главный вопрос: как в условиях реальной эксплуатации избегать проблем потери данных? Для этого необходимо понимать, как оценивается долговечность дисков и когда надо принимать решение об их замене.

Параметры оценки долговечности SSD

Надежность твердотельного накопителя оценивают чаще всего по следующим параметрам: TBW (Terabytes Written) — суммарное количество терабайт, записанных на протяжении всего гарантированного срока эксплуатации накопителя; DWPD (Drive Writes Per Day) — средний ресурс записи в день.

При выборе SSD-диска чаще всего обращают внимание на параметр TBW (указан в спецификации). Он определяет гарантированный объем данных, которые можно надежно записать на устройство. Выход за пределы этого значения повышает риск существенного ускорения процесса деградации ячеек памяти. Типовое значение TBW составляет от 60–70 (для младших моделей) до 350–400 (для высококачественных изделий).

Если говорить по сути, то, конечно, прямой зависимости надежности флэш-накопителя от количества записанных на него терабайт нет — можно записывать гораздо больше. Но необходимо учитывать важную особенность.

Дело в том, что запись на флэш-накопители хотя и происходит в ячейки памяти, но управляется на уровне блоков ячеек. Такой алгоритм повышает производительность и позволяет более эффективно перераспределять записанные данные для достижения более равномерного износа ячеек. Но в результате, в частности при удалении данных, оставшаяся их часть в блоке переносится автоматически на новое место. Поэтому пользователям не следует опасаться записи крупных по размеру данных на флэш-накопители. Основной «износ» возникает в первую очередь из-за записи большого количества мелких файлов.

На практике применяется и другой параметр — DWPD. Он оценивает, сколько раз в течение одного рабочего дня можно полностью перезаписать весь объем диска на протяжении всего гарантийного срока. Как это используется, расскажем ниже.

Возрастное старение SSD-накопителей

С течением времени производительность SSD-накопителей постепенно падает. Обычно при правильной эксплуатации это происходит не катастрофически и проявляется наиболее сильно для высоконагруженных систем. К их числу относят, например, постоянно работающие серверные вычислительные модули и СХД. Но знать об этом лучше и тем, кто пользуется только ноутбуком.

Оценка реального допустимого срока службы SSD с учетом требуемой надежности не слишком проста. Это объясняется тем, что средний срок службы SSD сильно зависит от характера его реального применения.

Согласно сложившейся практике, многие не обращают особого внимания на заявленный производителем SSD срок гарантии, продолжая эксплуатацию SSD «до полного износа». Особенно свойственно владельцам домашних и мобильных устройств.

До недавнего времени этому не придавали особого значения. Многие успевали поменять свои компьютеры раньше из-за появления несовместимости их аппаратной начинки с новыми версиями ОС. Заодно обновлялись и SSD.

Но в последних версиях Windows, начиная с Windows 7, наблюдается высокая совместимость с оборудованием прежних лет. Поэтому в настоящее время нередко можно встретить шустро работающие на Windows 10 ноутбуки 10–12-летней давности. Очевидно, что гарантийные сроки их SSD-накопителей уже вышли.

В 2016 году компания Google и Университет Торонто опубликовали отчет по результатам исследования отказов SSD-накопителей в зависимости от возраста. Для исследования использовалась статистика, накопленная при эксплуатации SSD в облачных ЦОДах Google. Выборка получилась презентативной.

Согласно результатам, надежность SSD оказалась выше по сравнению с жесткими дисками. Практика показала, что менять их вследствие возникновения массовых отказов (аппаратных ошибок на уровне ячеек, оцениваемых по параметру Raw Bit Error Rates (RBER)), приходилось на 25% реже, чем заменять жесткие диски.

Отмечалось также, что сбойные блоки ячеек SSD появляются в процессе эксплуатации у 30–80% накопителей, сбой работы чипа управления регистрируется у 2–7% SSD-накопителей (в зависимости от типа используемой памяти). Первый сбойный блок появляется в течение первых четырех лет эксплуатации у 20–63% SSD-накопителей.

Рис. После первичного появления сбойных блоков происходит резкое нарастание их количества (исследование Google и Университета Торонто, 2016)

На представленной диаграмме видно, как происходит нарастание количества дефектов после первичного обнаружения сбойных блоков (в среднем сразу обнаруживается 2–4 блока). Кривые разного цвета соответствуют моделям с разным типом организации памяти: одноуровневые (SLC), многоуровневые (MLC), трехуровневые (TLC), четырехуровневые (QLC). Например, для дисков MLC (сплошные линии), наблюдался резкий скачок нарастания ошибок после обнаружения второго сбойного блока.

В целом, как показали исследования, основные различия по долговечности флэш-памяти связаны с выбором типа используемых ячеек флэш-памяти:

SLC NAND способна выдерживать 50,000-100,000 циклов записи;
MLC NAND — до 3000 циклов записи;
TLC NAND обеспечивает 300–1000 циклов записи, то есть имеет самую низкую износостойкость.

На практике встречаются и другие параметры оценки долговечности SSD-накопителей. Например, пользуются таким параметром, как среднее время наработки на отказ (MTBF).

Способы повышения надежности работы SSD

Для повышения надежности и срока службы SSD-накопителей, производители предлагают применять различные технологии.

Метод «выравнивания износа» (Wear leveling) помогает обеспечить равномерное распределение циклов стирания по всему блоку памяти SSD. Встречаются два типа коррекции: динамическое и статическое выравнивание.

В первом случае алгоритм обеспечивает равномерное распределение данных и циклов стирания по блокам флэш-памяти NAND. Такой алгоритм используется при записи любых данных во флэш-память. При необходимости перезаписать данные происходит подключение нового блока взамен записи в прежний, что помогает SSD-накопителям работать дольше.

Статическое выравнивание износа помогает перераспределять уже записанные данные.

Метод коррекции ошибок (Error Correction Code, ECC) позволяет программно обнаруживать и исправлять битовые ошибки, а также проблемы, связанные с износом ячеек памяти.

Метод управления плохими блоками (Bad Block Management) помогает запускать диагностику и заранее выявлять плохие блоки во флэш-памяти NAND, выводя их из циклов записи.

Метод TRIM обеспечивает физическое уничтожение (стирание из карты разметки) блоков данных, которые больше не используются. Это помогает более эффективно управлять хранилищем, поскольку контроллер больше не обращается физически к недопустимым блокам.

На практике также используют специальные утилиты, способные оценить остаточный ресурс SSD-накопителей. Более подробно мы расскажем о них в другом материале.

5 предупреждающих признаков того, что ваш твердотельный накопитель может выйти из строя и выйти из строя

Твердотельные накопители (SSD) работают быстрее, стабильнее и потребляют меньше энергии, чем традиционные жесткие диски (HDD). Но твердотельные накопители не безупречны и могут выйти из строя до ожидаемого срока службы от семи до десяти лет.

Лучше быть готовым к возможной неудаче. Однако, если вы знаете, как определить, что SSD выходит из строя, и как защитить себя, вы не станете жертвой проблем с SSD.

Почему твердотельные накопители выходят из строя?

В отличие от жестких дисков, в твердотельных накопителях нет физических движущихся пластин, поэтому они невосприимчивы к старым проблемам с жесткими дисками. Однако если твердотельные накопители не подвержены механическим повреждениям, то другие компоненты подвержены.

Для твердотельных накопителей требуются конденсатор и блоки питания, которые подвержены неисправностям, особенно в случае скачка напряжения или сбоя питания. На самом деле известно, что в случае сбоя питания твердотельные накопители повреждают существующие данные, даже если сам диск не вышел из строя полностью.

Другая возможная проблема с твердотельными накопителями заключается в том, что они имеют ограниченное количество циклов чтения/записи, что характерно для всех типов флэш-памяти. В этой ситуации возникает вопрос: «Как долго служат твердотельные накопители?»

Как правило, твердотельные накопители должны служить много лет, вероятно, намного дольше, чем они вам понадобятся, поэтому вам не следует беспокоиться или быть параноиком. На самом деле, если вы купили твердотельный накопитель в последние пару лет, исследования Backblaze показывают, что твердотельные накопители имеют более низкую частоту отказов, чем жесткие диски, и можно ожидать, что они будут работать дольше.

В любом случае цикл чтения/записи повлияет на возможность записи на ваш SSD. Поскольку вы все еще можете читать свои данные, все они могут быть восстановлены. Тем не менее, вам все равно нужно знать, когда срок его службы подходит к концу, чтобы можно было выполнить обновление.

Как проверить работоспособность твердотельного накопителя

Существуют различные способы проверки работоспособности жесткого диска. Например, постоянное жужжание или тиканье жесткого диска может указывать на его неисправность. Однако, в отличие от жестких дисков, твердотельные накопители не будут шуметь, чтобы сообщить вам, что что-то идет не так.

Итак, можете ли вы сказать, что SSD выходит из строя?

Самый простой и надежный способ определить, работает ли ваш диск без сбоев, — это установить программное обеспечение, которое проверяет его и незаметно отслеживает его на наличие сбоев.

Пользователи Windows могут захотеть попробовать CrystalDiskInfo (на фото выше)
Пользователи macOS могут взглянуть на Smart Reporter Lite
Пользователям Linux следует попробовать Hard Disk Sentinel некоторые признаки отказа SSD, такие как ошибки, сбои и другие проблемы, которые могут предупредить вас, прежде чем вы потеряете свои данные.
1. Ошибки, связанные со сбойными блоками
Как и сбойные сектора на жестких дисках, на твердотельных накопителях существуют сбойные блоки. Ошибка плохого блока SSD — это проблема, когда компьютер пытается прочитать или записать файл, но занимает необычно много времени и терпит неудачу. Из-за длительного времени чтения или записи процесс завершается сбоем и выдает сообщение об ошибке, касающееся плохого блока.
Общие признаки плохих блоков:
1. Файл не может быть прочитан или записан на жесткий диск.
2. Ваш ПК/файловую систему необходимо восстановить.
3. Активные приложения часто зависают и аварийно завершают работу.
4. Частые ошибки при перемещении файлов.
5. Обычно работает медленно, особенно при доступе к большим файлам.
6. Случайные сбои.
Если вы видите какой-либо из этих симптомов, лучше всего запустить программное обеспечение для мониторинга дисков и проверить состояние вашего SSD. Если есть, немедленно сделайте резервную копию своих файлов и начните покупать твердотельный накопитель на замену.
Вы можете создать резервную копию своего ПК с Windows в облаке или использовать одну из лучших программ резервного копирования для Windows, чтобы сохранить резервную копию на внешнем диске.
2. Файлы не могут быть прочитаны или записаны
Плохой блок может повлиять на ваши файлы двумя способами:
1. Система обнаруживает плохой блок во время записи данных на накопитель и поэтому отказывается записывать данные.
2. Система обнаруживает поврежденный блок после того, как данные были записаны, и поэтому отказывается читать эти данные.
В первом сценарии ваши данные никогда не записывались на диск, поэтому они не были повреждены. Обычно система разрешает это автоматически. Однако, если это не так, вы, вероятно, можете исправить это, попытавшись сохранить файл в другом месте или скопировав его в облако, перезагрузив компьютер, а затем сохранив его обратно на диск.
К сожалению, получить данные во втором сценарии непросто. Вы можете попробовать некоторые методы восстановления данных с неисправного SSD, но не надейтесь. Плохой блок SSD обычно означает, что любые данные, хранящиеся в этих блоках, потеряны навсегда.
3. Файловая система нуждается в ремонте
Вы когда-нибудь видели подобное сообщение об ошибке на экране в Windows или macOS? Иногда это может произойти из-за того, что вы неправильно выключили компьютер (мы не осуждаем — мы все это делали!). Неправильное завершение работы системы может привести к ошибкам на SSD. Небезопасные завершения работы — это одна из метрик работоспособности SSD, которую отслеживают инструменты мониторинга. Например, один из моих твердотельных накопителей пережил 21 небезопасное завершение работы, то есть 21 раз я создавал вероятность ошибки данных.
Часто эти ошибки нельзя исправить, но в других случаях они могут быть признаком того, что на вашем твердотельном накопителе появляются плохие блоки или проблема в порте разъема.
К счастью, решение простое. Windows, macOS и Linux имеют встроенные средства восстановления поврежденной файловой системы. Каждая ОС предложит вам запустить соответствующий инструмент при такой ошибке, поэтому следуйте инструкциям и восстановите файловую систему.
Если вы пользователь Windows, ознакомьтесь с одними из лучших бесплатных инструментов восстановления Windows для устранения любых неполадок Windows. Если вы застряли из-за устаревших драйверов или поврежденных окон, инструменты, описанные в нашей статье, помогут вам исправить неисправную систему.
К сожалению, в этом процессе есть вероятность потери некоторых данных, и их восстановление может быть затруднено. Это еще одна веская причина периодически создавать резервные копии всех ваших файлов.
4. Частые сбои во время загрузки
Если ваш компьютер дает сбой в процессе загрузки, но работает нормально после нескольких нажатий кнопки сброса, возможно, виноват ваш SSD. Это может быть плохой блок или признак умирающего диска, поэтому лучше сделать резервную копию ваших данных, прежде чем вы их потеряете.
Чтобы проверить, действительно ли это диск, загрузите и запустите одну из вышеупомянутых диагностических утилит. Если вы сделали резервную копию своих данных, вы также можете попробовать отформатировать SSD и переустановить ОС.
5. Ваш диск становится доступным только для чтения
SSD внезапно становится доступным только для чтения редко, но это верный признак того, что ваш SSD вот-вот выйдет из строя.
В этом случае ваш SSD может отказаться выполнять какие-либо операции, требующие записи данных на диск. Однако SSD по-прежнему будет работать в режиме только для чтения. Ваш SSD кажется мертвым во всех смыслах и целях, но, к счастью, вы все еще можете восстановить свои данные, если будете действовать быстро. Это потому, что прямо сейчас SSD позволяет вам читать данные на диске, то есть вы можете копировать данные на другой диск (поэтому вы должны действовать быстро!).
Прежде чем выбросить SSD, который, по вашему мнению, вышел из строя, подключите его как внешний жесткий диск или дополнительный жесткий диск к другому компьютеру. Убедитесь, что вы не загружаете операционную систему с SSD; вам нужно использовать основной диск компьютера для этого.
Если у вас нет второго компьютера или ноутбука, мы настоятельно рекомендуем запустить дистрибутив Linux Live с USB-накопителя на существующей машине. Существует множество дистрибутивов Linux, которые вы можете запускать с USB-накопителя, и загрузка альтернативной операционной системы предотвратит попытки вашего SSD запустить ту операционную систему, с которой вы работали раньше, и предоставит доступ к данным только для чтения на неисправном SSD.
Как продлить срок службы вашего твердотельного накопителя
Если ваш твердотельный накопитель находится на грани отказа или вы используете его более пяти лет, самым безопасным будет начать покупать новый. Между тем, вы можете сделать несколько вещей, чтобы продлить срок его службы до замены:
1. Избегайте воздействия на накопитель экстремальных температур. Обеспечьте хорошее охлаждение вашего ПК.
2. Избегайте перебоев в подаче электроэнергии и любых электрических колебаний.
3. Освободите дополнительное место на SSD для перемещения данных из поврежденных блоков.
Если вы ищете замену твердотельному накопителю, рассмотрите твердотельный накопитель M.2. Они обеспечивают более высокую пропускную способность, чем стандартный mSATA, и должны быть вашим выбором по умолчанию при покупке нового SSD, если позволяет ваш бюджет. Наконец, не забудьте перенести данные с неисправного SSD на новый диск, будь то SSD или HDD. Защита ваших данных – это самое главное!
Как узнать SSD, NVMe или HDD на компьютере с Windows 11
РЕКОМЕНДУЕТСЯ: Нажмите здесь, чтобы исправить проблемы с Windows и оптимизировать производительность системы
Многих новичков часто интересует, как узнать, установлен ли SSD или HDD на их компьютере с Windows 11. Вы можете сделать это относительно быстро и легко. Вам не нужно открывать корпус ПК или разбирать ноутбук. Однако методы могут быть не такими очевидными.
Реклама
В наши дни в компьютере можно найти три типа дисководов.
- Жесткий диск (HDD) представляет собой классическое устройство с магнитным вращающимся диском внутри. Эти приводы были впервые представлены в 1956, и широко используются до сих пор. Они выполняют операции чтения и записи с помощью магнитной головки, а также могут извлекать данные в порядке произвольного доступа.
- Твердотельный накопитель (SSD) — современный тип накопителей, не имеющих вращающихся частей. Это как огромная флешка с контроллером, управляющим передачей данных. Информация будет записана в специальные ячейки памяти. Очевидно, что SSD работают намного быстрее, чем HDD, и не издают шума. Классические твердотельные накопители часто взаимозаменяемы с жесткими дисками.
- Энергонезависимая память Express (NVMe) — это последняя версия твердотельных накопителей. Они отличаются от классических SSD тем, что используют специальный интерфейс. Они не совместимы с жесткими дисками и твердотельными накопителями Sata, но обеспечивают невероятную скорость передачи данных. Также они очень компактны по размеру.
Вот методы, которые вы можете использовать, чтобы узнать, есть ли у вас SSD, NVMe или HDD на ПК или ноутбуке с Windows 11.
Как узнать SSD или HDD в Windows 11
Обнаружить SSD или HDD в инструменте «Оптимизация дисков»
Найти SSD или HDD в Windows 11 с помощью PowerShell
С помощью диспетчера задач
Найти тип диска по его модели
Диспетчер задач
Диспетчер устройств
С помощью средства информации о системе
Узнать NVMe в Windows 11
Найти, если у вас есть NVMe в свойствах диска
Сторонние инструменты для проверки того, является ли диск SSD, NVMe или HDD
CrystalDiskInfo
SSD-Z
Как узнать SSD или HDD в Windows 11
Существует несколько способов узнать тип накопителя на ПК или ноутбуке с Windows 11. Вы можете использовать несколько встроенных инструментов или множество сторонних инструментов. Использование собственных приложений Windows — самый быстрый способ, так как вам не нужно ничего устанавливать или загружать.
Обнаружение SSD или HDD в инструменте «Оптимизация дисков»
1. Щелкните правой кнопкой мыши кнопку «Пуск» и выберите «Выполнить», или нажмите Win + R .
2. Тип dfrgui в поле Выполнить и нажмите Введите , чтобы открыть инструмент Оптимизация дисков .
3. В списке дисков посмотрите столбец Тип носителя . Для SSD-накопителя будет указано Твердотельный накопитель .
Готово. Хотя этот метод является самым простым, он может быть не таким точным. Потому что Windows определяет тип диска своими тестами, включая скорость диска. Если он работает медленно или слишком новый для вашей версии Windows, ОС может определить его как HDD.
Другой метод — апплет PowerShell.
Найдите SSD или HDD в Windows 11 с помощью PowerShell
1. Нажмите Win + X и выберите Терминал (Администратор) в меню.
2. Убедитесь, что он открывается с вкладкой PowerShell , и введите следующую команду: Get-PhysicalDisk .
3. В выходных данных проверьте столбец MediaType . В зависимости от типа накопителя будет указано SSD или HDD.
Готово.
Наконец, вы можете использовать приложение «Диспетчер задач», чтобы узнать о своих дисках.
Использование диспетчера задач
В Windows 11 Microsoft обновила диспетчер задач с расширенными возможностями. Помимо обновленного внешнего вида, он может отображать дополнительные сведения о вашем оборудовании.
Чтобы найти тип диска с помощью диспетчера задач, выполните следующие действия.
1. Откройте приложение «Диспетчер задач» с помощью сочетания клавиш Ctrl + Shift + Esc .
2. В приложении щелкните значок гамбургера, чтобы увидеть текстовые метки, а затем щелкните значок Производительность табл.
3. Наконец, на вкладке Performance выберите диск. Вы увидите, является ли это SSD или HDD, в примечании под именами разделов.
Также можно попробовать поискать в Интернете технические характеристики вашего накопителя. Там вы найдете много информации о нем, в том числе о его типе. Но сначала вы должны изучить его модель.
Найти тип привода по его модели
Прежде всего, необходимо найти модель привода. Его можно найти в Диспетчере устройств, Диспетчере задач или в инструменте «Информация о системе».
Диспетчер задач
- В диспетчере задач ( Ctrl + Shift + Esc ) на вкладке Диски на странице Производительность отображается модель диска.
Диспетчер устройств
- Щелкните правой кнопкой мыши кнопку Пуск на панели задач и выберите Диспетчер устройств в меню.
- Развернуть раздел хранения.
- Запишите модель привода.
Использование инструмента «Информация о системе»
1. Нажмите Win + R и введите msinfo32 в диалоговом окне Выполнить .
2. На левой панели разверните дерево до Компоненты > Хранилище > Диски .
3. Найдите модель привода справа и выберите ее.
4. Нажмите Ctrl + C , чтобы скопировать модель привода в буфер обмена.
Теперь, когда вы знаете модель диска, выполните поиск в Интернете с помощью Google или Bing, используя слова модели в качестве ключевого слова. На сайте производителя или на каком-нибудь авторитетном аппаратном ресурсе вы найдете всю информацию о накопителе, включая его тип. т.е. он покажет, является ли это SSD, NVMe или HDD.
Теперь, когда вы знаете, как определить, есть ли у вас SSD или HDD, давайте посмотрим, как отличить NVMe от SATA SSD.
Узнать NVMe в Windows 11
1. Нажмите Win + I , чтобы открыть Настройки.
2. Перейдите на страницу Система > Хранилище и выберите параметр Диски и тома в разделе Дополнительные параметры хранения .
3. На следующей странице нажмите кнопку Свойства рядом с именем диска.
4. На странице свойств будет отображаться строка NVMe для шины типа . В противном случае вы увидите SATA.
Готово!
💡 Примечание: На некоторых устройствах NVMe обозначается как «RAID». Это должен быть драйвер, который сообщает ОС о типе интерфейса. Он также сообщается как RAID в сторонних инструментах, рассмотренных в следующей главе. Имейте это в виду.
Для полноты картины давайте рассмотрим несколько альтернативных методов, которые вы можете использовать для обнаружения NVMe в Windows 11.
Найдите NVMe в свойствах диска
1. Щелкните правой кнопкой мыши кнопку Пуск и выберите Диспетчер устройств.
2. В диспетчере устройств разверните слева категорию Дисковые накопители .
3. Дважды щелкните диск, чтобы открыть его свойства.
4. В окне Свойства перейдите на вкладку Сведения .
5. В раскрывающемся списке Свойство выберите Идентификаторы оборудования .
6. В списке Значение проверьте записи списка. Он должен включать «NMVe» для дисков NVMe.
Готово! Наконец, как я упоминал в начале поста, есть несколько сторонних приложений, которые вы можете использовать, чтобы найти тип диска в Windows 11 еще быстрее. Давайте рассмотрим пару бесплатных инструментов.
Сторонние инструменты для проверки того, является ли диск SSD, NVMe или HDD
Два моих любимых инструмента для быстрой проверки дисков — CrystalDiskInfo и SSD-Z. Оба доступны бесплатно и существуют в виде портативного приложения (не требует установки).
CrystalDiskInfo
Загрузите CrystalDiskInfo с официального сайта, распакуйте и запустите.
В главном окне приложения выберите диск, о котором хотите узнать больше. Теперь см. поля Interface и Rotation . Первый покажет, какой у вас тип шины: NVMe или SATA. Значение Rotation будет отображаться, если это SSD.
SSD-Z
Приложение SSD-Z — еще одно отличное решение для быстрой проверки информации о диске.