Мифы о SSD: 5 основных заблуждений о твердотельных накопителях наконец-то развенчаны

02Дек 20

Твердотельные накопители (SSD) больше не относятся к разряду новейших технологий – пользователи знают о них уже не понаслышке. К настоящему моменту SSD – это проверенные на практике устройства, которые значительно превосходят жесткие диски (HDD) по производительности, легкости управления и ценовой доступности при использовании в корпоративных системах хранения данных.

Однако, несмотря на то что SSD прочно обосновались в основном сегменте центров хранения и обработки данных, до сих пор встречаются неверные представления, касающиеся их использования, производительности и стоимости.

IT-специалисты и администраторы систем хранения данных все чаще предпочитают использовать твердотельные накопители вместо жестких дисков. И как только все мифы о проблемах SSD будут развенчаны, всем станет ясно, эти накопители – настоящая находка для компьютерной техники и сферы управления хранилищами данных, и что эти устройства могут значительно повысить эффективность работы центров обработки информации.

Миф 1:SSD недостаточно емкие


Одной из давних проблем твердотельных накопителей были жалобы на их якобы меньшую емкость, хотя на самом деле SSD превзошли большинство HDD по этому параметру. В настоящее время уже поставляются 2,5-дюймовые твердотельные накопители емкостью 32 Тб, а в ближайшее время IT-специалисты могут ожидать появления на рынке накопителей SSD емкостью 50 Тб или даже больше. В то время как жесткие диски застряли на показателях емкости в 16 Тб и менее, твердотельные накопители становятся все меньше по размерам, потребляют все меньше энергии и неизменно дают лучшие результаты по всем параметрам. Можно с уверенностью сказать, что на сегодняшний день емкость SSD перестала быть проблемой при их использовании в центрах обработки и хранения данных.

Миф 2: SSD слишком дорогие


Еще одной из основных проблем твердотельных накопителей считается их высокая стоимость. За последние несколько лет отмечался быстрый спад цен на SSD, однако с переходом на новую технологию их изготовления – Intel 3D NAND – стоимость накопителей поднялась и выровнялась. На сегодняшний день эта проблема решена и можно ожидать, что цены на SSD снова будут понижаться.

И все же, между SSD и HDD по-прежнему существует ценовой разрыв. При этом стоит учитывать, что серверы, использующие твердотельные накопители, могут выполнять гораздо больший объем работы и делать это быстрее, поэтому разница в затратах компенсируется с лихвой. И не забывайте, что эффективный механизм сжатия данных позволяет SSD значительно снизить цену за терабайт дискового пространства по сравнению с HDD.

Кроме того, вопрос разницы в цене HDD и SSD, часто обсуждаемый в сфере высоких технологий, рассматривается в основном в контексте слияния жестких дисков с интерфейсом SATA и твердотельных накопителей корпоративного класса. SSD, подключаемые через интерфейс SATA, уже почти в два раза дешевле HDD с интерфейсом SAS, при этом твердотельные накопители сопоставимы с ними по размеру, но с большим отрывом опережают их по многим показателям. Безусловно, есть и дорогостоящие SSD, например, накопители NVMe, однако все указывает на то, что их стоимость быстро приближается к цене SATA SSD из-за эквивалентных показателей емкости.

Миф 3: SSD недолговечны


В мифе о том, что твердотельные накопители изнашиваются быстрее, есть доля правды, однако сегодняшние SSD рассчитаны уже на долгие годы службы. Этого удалось добиться благодаря усовершенствованию электроники и обработки сигналов, а также более «умному» обнаружению и исправлению сбоев.

Помимо этого, следует учитывать, что твердотельные накопители предназначены как для небольших, так и для крупных рабочих объемов записи данных, которые измеряются количеством информации (Мб или Тб), записанной за сутки на весь накопитель. В отличие от SSD, накопители, предназначенные для обработки только больших объемов информации, имеют больше свободного места на диске, что, в свою очередь, приводит к увеличению их стоимости и снижению производительности.

Технические характеристики некоторых жестких дисков включают показатель количества данных, записываемых накопителем за сутки. Как правило, эти цифры ненамного отличаются от спецификаций SSD. Кроме того, любой накопитель HDD не застрахован от превышения гарантированного ресурса записи и быстрого выхода из строя. Таким образом, вывод один: SSD так же надежны, как и HDD, и при этом функционируют они намного быстрее.

Миф 4: SSD могут заменить HDD в дисковых массивах


Это еще одна из проблем SSD, которая может отпугнуть IT-специалистов и администраторов хранилищ. Она заключается в том, что современные накопители SSD настолько быстры, что типовые контроллеры дисковых массивов могут поспевать лишь за некоторыми из моделей SSD. Массивы разрабатывались с учетом производительности выполнения операций ввода-вывода на жестких дисках, а это означает в 1000 раз более медленные операции произвольного чтения/записи, и в 100 раз более медленные операции линейного чтения/записи.

Контроллеры массивов разрабатывались для объединения нескольких медленных потоков данных на жестких дисках в пару сравнительно быстрых каналов Fibre Channel, и это становится серьезной проблемой для твердотельных накопителей. Решением проблемы может стать использование устройств хранения данных, ориентированных на накопители SSD. Кроме того, для передачи и хранения информации в магистральных сетях можно рассмотреть вариант использования 100-гигабитных каналов Ethernet.

Похожая серьезная проблема возникает и с серверами, поскольку устаревший интерфейс SAS и более современный SATA просто не справляются со скоростью работы накопителя. Новый протокол NVMe работает намного быстрее, а также способствует значительному снижению расходов на издержки системы одновременно за счет сокращения прерываний и упрощения технологии управления очередью. Сегодня IT-специалисты и администраторы хранилищ выбирают технологию NVMe как способ совместного использования дисков во всем кластере серверов, ускоряя тем самым работу систем HCI.

Миф 5: состояние накопителей SSD трудно отслеживать


Ранее одной из проблем SSD было явление, известное под названием Write Amplification (WA) – усиление записи. Трудности возникали из-за того, что флеш-память не позволяет просто перезаписать блок данных – чтобы он стал доступным, его сначала нужно стереть. Сложность заключается в том, что быстрая работа флеш-памяти обеспечивается за счет чтения, записи и стирания данных большими блоками – обычно размером по 2 Мб. Любые данные в мегаблоке стирания сначала должны быть куда-то считаны, потом всю информацию в нем нужно модифицировать, далее следует очистить блок и записать в него данные заново.

Явление усиления значительно замедляет процесс записи данных, даже если буфер быстрой памяти сохраняет их сразу после отправки с сервера. В этом случае лучший выход – заранее очистить блок с помощью специальной команды TRIM. Эта команда по умолчанию есть в OC Windows, начиная с версии Windows 7. Для начала нужно проверить наличие команды TRIM в вашей OC, и если поддержка ее отключена, то найти способ включить эту функцию. Использование команды TRIM – важный фактор для поддержки высокой производительности SSD в течение всего срока его службы. Благодаря этой функции запись происходит без удаления старых данных – то есть так же быстро, как и при пустом диске.

В наши дни накопители SSD служат дольше благодаря лучшей электронике, обработке сигналов и более «умным» способам обнаружения и устранения сбоев.

Еще один нюанс: выполнять дефрагментацию SSD не рекомендуется. По меньшей мере, это простая трата времени, а в целом дефрагментация отрицательно сказывается на производительности операций ввода/вывода данных, а также сокращает срок службы накопителя. Причина проста: SSD спроектированы таким образом, чтобы в процессе записи максимально распределить блоки данных по всему дисковому пространству и без задержек добираться до любого из них, в отличие от жестких дисков.

Не стоит забывать и о быстром и эффективном механизме сжатия флеш-данных на твердотельных накопителях – это позволяет повысить производительность SSD, а также примерно в 5 раз увеличить их эффективную емкость.

Есть еще одно преимущество при использовании этих накопителей в сетевых системах хранения данных любого типа – нагрузка сети при работе с данными уменьшается в 5 раз, если на сервере выполняются операции сжатия/декомпрессии. Это дает огромную экономию денежных средств благодаря наличию у SSD большого количества дополнительных циклов ввода/вывода.