Руководство по выбору SSD диска

Как выбрать SSD диск.
Автор: Александр Мойсеенко / Опубликовано:20.10.2019 / Последнее обновление: 20.10.2019

Современные сборки ПК не обходятся без установки SSD диска, исключение сознательная экономия на запчастях. Твердотельный диск обеспечивает в 5-10 раз, а то и больше производительности в сравнении с HDD, а скорость работы системы, игр и программ выходит на новый уровень. При этом важно не потеряться в изобилии характеристик и выбрать оптимальный вариант для определенных задач. Поэтому в статье пойдет речь о параметрах, что требуется учесть, руководствуясь покупкой SSD накопителя.

Форм-фактор

Первым делом необходимо определится с местом работы будущего накопителя: настольный компьютер, ноутбук, нетбук, портативная система и т.д. Поскольку в разной электронике помимо определенного разъема подключения, имеются строгие ограничения физического размера накопителя. Выделяют 5 основных форм-факторов:

  • 2.5”.
  • 1.8”.
  • m.2.
  • PCI-E (HHHL).
  • mini-SATA (mSATA).

Формат 2.5 дюйма ранее использовался преимущественно в ноутбуках. Накопители такого размера гарантировано встанут в корпуса настольных компьютеров, старых и некоторых новых ноутбуков, а так же в определенные портативные системы. Носители такого размера не нуждаются в дополнительном охлаждении.

Формат 2.5 дюйма.

Наиболее компактный формат 1.8 дюйма встречается преимущественно в ультратонких нетбуках, где важен каждый миллиметр внутреннего пространства. Ещё используется во внешних накопителях компактного типа. Накопители такого формата мало востребованы ввиду высокой стоимости.

Носители формата m.2 отличаются компактными габаритами, поэтому широко используются в ноутбуках, нетбуках и настольных компьютерах, при подключении непосредственно к материнской плате. Соответствующие разъемы встречаются на современных платах, преимущественно среднего сегмента и выше. Благодаря прямому подключению такие носители обеспечивают высокую скорость обмена информации, что вызывает нагрев накопителя вплоть до 80 градусов, что обязывает владельца задуматься об охлаждении.

Диск типа м.2.

Накопители PCI-E или по-другому HHHL устанавливаются исключительно в PCI порт материнские платы настольных компьютеров. Твердотельные диски такого формата обеспечивают наивысшую скорость, что актуально только для серверов или рабочих станций. При этом покупка носителей нецелесообразна для домашнего использования, ввиду высокой стоимости, в 3-5 раз выше в сравнении с дисками 1.8 дюйма, а так же специфическими условиями эксплуатации.

Накопитель PCI-E.

Формат mSATA предшествовал появлению носителей m.2. Отличаются увеличенными габаритами и низкой распространенностью. Устанавливается преимущественно в материнские платы некоторых ноутбуков и настольных компьютеров.

Формат 1.8 дюймов.

Тип подключения

Все SSD диски с внутренним расположением подключаются непосредственно к материнской плате компьютера напрямую или через кабель.

SATA

Такой интерфейс используется для подключения 2.5-дюймовых дисков. При установке в настольный компьютер накопитель соединяется при помощи кабеля для передачи данных, а так же дополнительного шнура, что обеспечивает питание. В ноутбуках провода отсутствует, а подключение сводится к соединению контактов диска с разъемом на корпусе.

SSD диск с сSATA подключением.

SSD диск с сSATA подключением.

При подключении целесообразно использовать порт SATA 3. Речь идет не о порядковом номере разъема на плате, а поколении интерфейса. В SATA 3 придел пропускной способности 600 МБ, в SATA 2 – 300 МБ, а в SATA 1 всего 150 МБ. Если же интерфейс третьего поколения отсутствует или занят, придется использовать интерфейс второго поколения, что выльется в падение производительности в некоторых задачах.

m.2 и mSATA

Оба типа накопителей подключаются непосредственно в материнскую плату компьютера или ноутбука. Для mSATA разъем стандартизирован и бывает только в одном исполнении. А вот слоты для m.2 существуют в двух исполнениях: «B» и «M». Основные различия в количестве контактов подключения – у «B» слота 6 контактов, а у «M» слота 5 контактов. Поэтому для исключения ошибки совместимости стоит покупать SSD m.2 накопители в универсальном исполнении для подключения в оба типа слотов.

Ещё стоит обратить внимание на длину m.2 диска. Всего выделяют 3 типоразмера: 2242, 2260 и 2280. Первые две цифры обозначают ширину накопителя в 22 мм, последние 2 цифры длину – 42, 60 и 80 мм. Если материнская плата поддерживает установку накопителей вплоть до 80 мм, тогда подойдут носители и меньшей длины. Если же плата ограничена типоразмером 60 мм, тогда установить накопитель длиной 80 мм не получится.

PCI-E

Накопители такого типа устанавливаются в слот для периферии PCI материнской платы настольного компьютера. Для компактных носителей формата m.2 и mSATA существуют переходники, что позволяет подключать носители в слот PCI. При этом материнские платы не всегда распознают накопители в слоте PCI, из-за чего возникают проблемы с работоспособностью.

Ещё переходники полезны на тот случай, когда на руках имеется SSD накопитель, но подключение затруднено из-за несовместимости разъемов. Благодаря этому получится преобразовать носитель и использовать в ранее несовместимой технике или же подключать внешним способом, как USB флешку.

Переходник для m.2 и mSATA для подключения через интерфейс SATA.

Переходник для m.2 и mSATA для подключения через интерфейс SATA.

Тип памяти

Для хранения данных используется флеш память в виде микросхем с ячейками, что представляют собой транзисторные затворы. При производстве SSD дисков используется 4 типа памяти: SLC, MLC, TLC и QLC. Каждый тип памяти различается количеством хранимых битов в одной ячейке. Чем больше битов способна хранить одна ячейка, тем меньше ресурс ячейки и скорость передачи данных, а ещё выше энергопотребление в различных операциях.

Сравнение стоимости, производительности и ресурса работы 4х типов памяти.

Сравнение стоимости, производительности и ресурса работы 4х типов памяти.

При выборе типа памяти важно ориентироваться на сценарии использования. При регулярной перезаписи рационально выбирать накопитель с высоким ресурсом ячеек памяти – MLC. Такие носители обходятся дороже, за то и дольше служат. Если же задача постоянной записи не стоит, тогда лучше выбрать накопитель с меньшим ресурсом ячеек – TLC или QLC.

SLC

Single Level Cell – память с одноуровневой ячейкой, что позволяет записать всего один бит информации. Характеризуется высокими показателями перезаписи вплоть до 100 000 циклов, что обеспечивает наивысший ресурс и длительность работы. Так же максимальный уровень производительности и низкое энергопотребление. При этом такая компоновка не позволяет получать микросхемы большой ёмкости. А с учетом высокой стоимости производства SLC памяти, изготовление для потребительского сектора не целесообразно. Поэтому накопители в SLC ячейками нашли применение исключительно в корпоративном секторе, например, в высокопроизводительных серверах.

MLC

Multi Level Cell – память с многоуровневыми ячейками, позволяет хранить два бита информации. Количество перезаписи ячейки в среднем 3 000 – 5 000 циклов. Из-за этого меньше ресурс работы и уровень производительности, а ещё выше энергопотребление в сравнении с SLC. С другой стороны возможность хранения двух битов в ячейке удваивает емкость микросхемы при одинаковом количестве транзисторов. А при установке нескольких микросхем позволяет выпускать SSD диски объемом до 1 ТБ. Стоимость производства MLC памяти пока держится на высокой отметке. За то помимо корпоративного и коммерческого сектора, накопители общедоступны и обычным потребителям.

eMLC

Enterprise Multi Level Cell – память с многоуровневыми ячейками повышенной надежности. По характеристикам занимает промежуточное место между SLC и MLC. При этом количество перезаписи ячеек до 30 000 циклов. Из-за высокой стоимости используется преимущественно в корпоративном или коммерческом секторе – сервера среднего уровня или производительные рабочие станции.

TLC

Three Level Cell – память с трехуровневой ячейкой, где хранятся 3 бита информации. Количество перезаписи ячейки не превышает 1500 циклов, что негативно сказываются на ресурсе, скорости работы и энергопотреблении в сравнении с MLC. За то высокая емкость микросхем в сочетании с доступной ценой позволяет предложить недорогие варианты SSD для потребительского сектора.

Для сравнения ресурс SSD Transcend TS128GSSD360S на 128 ГБ с MLC памятью в 2.9 раз выше Transcend TS120GSSD220S объемом 120 ГБ и памятью TLC. При этом стоимость MLC в два раза выше, чем аналог с TLC.

QLC

Quad Level Cell – память с четырехуровневой ячейкой и возможностью хранения четырех бит информации. Перезапись ячейки в среднем до 1000 циклов. Из-за этого страдает ресурс и другие характеристики накопителя на таком типе памяти. За то получение емких массивов микросхем памяти в сочетании с низкой себестоимостью производства позволяет предложить SSD накопители с меньшим ценником.

V-NAND, 3D TLC и 3D QLC

С целью повышения надежности и плотности ячеек на одной микросхеме, а так же удешевления производства, на смену однослойной структуры пришло многослойное производство. Новая технология получила название 3D NAND. Если ранее микросхема памяти состояла из одного слоя транзисторов, то в микросхеме 3D таких слоев 32 или 48, а в будущем число вырастит до 96. Поэтому производители готовы предложить вместительные массивы со сниженной ценой по отношению к обычной памяти с однослойной структурой. Так что наличие приставки 3D обозначает многослойную структуру размещения ячеек. А V-NAND – название аналогичной технологии присвоенной Samsung.

Исполнение памяти в однослойном исполнении и 3D.

Исполнение памяти в однослойном исполнении и 3D.

Ресурс

Каждый накопитель рассчитан на определенный срок службы, что обычно указывается в спецификации товара на сайте производителя. Потенциальному покупателю и владельцу накопителя не обязательно знать тип памяти, что бы понять, как долго проработает диск. Достаточно знать количество TBW.

TBW расшифровывается Total Bytes Written – суммарный объем записанной информации. Параметр обозначает общий объем данных, что может быть записан за всё время использования диска. Например, для 3D TLC модели объемом 128 ГБ GP-GSTFS31120GNTD производитель гарантирует 75 ТБ или 75 000 ГБ. А вот аналогичной емкости MLC диск Transcend TS128GSSD370S всего 52 ТБ. Поэтому при выборе накопителя стоит подбирать носитель с высоким ресурсом работы, в частности для работы под высокой нагрузкой.

Ещё на странице производителя часто указывается параметр DWPD, что расшифровывается Disk Write per Day – допустимая перезапись диска в день, до наступления окончания гарантийного обязательства производителя. Параметр обозначает максимальное количество записанных данных, что бы носитель доработал до окончания гарантии. На практике параметр часто игнорируется, поскольку сложно подсчитать количество записанной информации за день. Поэтому гарантия действует до окончания отведенного срока, чаще 3 года или исчерпания TBW.

Сравнение ресурса трех накопителей с разным типом памяти.

Сравнение ресурса трех накопителей с разным типом памяти.

Объем памяти

Чем выше емкость накопителя, тем больше информации получится записать. В продаже имеются SSD диски, начиная с 32 ГБ и заканчивая 2 ТБ. При этом рационально приобретать диски не менее 128 ГБ, а лучше 256 или 512. Покупка емкого накопителя оправдана по нескольким причинам:

Больше срок службы. При одинаковой ежедневной записи информации диск на 256 ГБ прослужит в два раза дольше, чем вариант на 128 ГБ, а диск на 512 в два раза дольше, чем носитель на 256 ГБ.

Выше последовательная скорость записи и чтения. SSD диски хуже работают в заполненном состоянии. Поэтому чем больше свободного пространства, тем выше скорость передачи данных.

Больше производительность в операциях ввода/вывода данных. В накопителях большой емкости величина IOPS при чтении и записи данных выше.

Производители SSD часто сообщают значения скорости передачи данных на официальной странице продукции. При этом указанные параметры на практике всегда ниже, ввиду различий лабораторных тестирований и при реальном использовании в различных сценариях.

Дополнительные технологии

На рынке присутствуют десятки производителей SSD, начиная с неизвестных китайских контор и заканчивая именитыми брендами с многолетней историей. Причем при одинаковых характеристиках или разнице в цене, чаще выгоднее смотрятся именитые бренды, что предлагают вместе с SSD полезные аппаратные или программные технологии. Благодаря этому удается продлить срок службы диска или увеличить производительность.

DRAM кэш

Наличие дополнительной микросхемы памяти DRAM позволяет хранить часто используемые данные в «быстрой» буферной зоне. Благодаря этому сохраняется высокая производительность при копировании/перемещении файлов, а так же увеличивается срок службы SSD.

Псевдо SLC кэш

Технология представляет собой преобразования TLC ячеек в SLC. Из-за этого теряется часть массива памяти, за то запрограммированная под работу SLC область демонстрирует высокую производительность и долговечность. В процессе записи данные сначала попадают на псевдо SLC кэш, после чего с меньшей скоростью копируются в обычную область памяти. Падение производительности начинается только после заполнения кэша.

Первыми в искусственном преобразовании ячеек в SLC преуспели в Samsung. Технология под названием TurboWrite резервирует 3 ГБ у каждого массива объемом 250 ГБ. Для 500 ГБ объем кэша составляет 6 ГБ, а для 1 ТБ – 12 ГБ. Благодаря кэшу скорость работы с файлами до двух раз выше при сравнении с накопителями Samsung без технологии TurboWrite.

В SanDisk аналогичная TurboWrite технология зовется nCache. Основное отличие в том, что на каждые 120 ГБ TLC массива выделяется 5 ГБ SLC памяти. А поскольку оба типа массива располагаются на одном кристалле, передача данных выполняется быстрее, чем в случае с DRAM кэшем.

А вот в Micron вместо фиксированных массивов SLC, использует динамическое преобразование с учетом заполненности диска. Чем меньше данных хранится на диске, тем больше памяти работает в режиме SLC.

TRIM и NCQ

Наличие технологии TRIM позволяет заблаговременно очистить информацию из ячеек, что помечены для будущей записи. Благодаря этому при записи информации не требуется предварительно стирать данные из ячейки, что увеличивает производительность диска.

Благодаря технологии NCQ контроллер анализирует заданный порядок действий и выполняет в первую очередь операции с максимальным быстродействием. При этом учитывается приоритет важных системных команд.

Выравнивание износа

Для продолжительности работы памяти все ячейки перезаписываются поочередно. Благодаря этому увеличивается срок службы диска.

Вывод

В статье подробно описаны основные критерии, что следует учитывать при выборе и покупке SSD диска. Особое внимание следует уделить ресурсу работы накопителя и дополнительным технологиям. Поскольку наличие кэша и/или функции выравнивания износа помогут заметно продлить срок службы накопителя. Что касается типа памяти, то не стоит ориентироваться исключительно на MLC, ввиду высокой долговечности и скорости работы. Программные и аппаратные технологии в сочетании с усовершенствованием норм производства, обеспечивают сравнимую производительность и ресурс для массивов с TLC/ QLC ячейками.

Какие у вас остались вопросы? Спрашивайте и делитесь опытом работы SSD в комментариях под статьей.


Статья была Вам полезна?

Поставьте оценку - поддержите проект!

Очень плохоПлохоНормальноХорошоОтлично (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...