Міфи про SSD: 5 основних помилок про твердотільні накопичувачі

Міфи про SSD: 5 основних помилок про твердотільні накопичувачі
Хостинг
02 Dec 2020

Твердотільні накопичувачі (SSD) більше не відносяться до розряду новітніх технологій – користувачі знають про них вже не з чуток. На даний момент SSD – це перевірені на практиці пристрої, які значно перевершують жорсткі диски (HDD) за продуктивністю, легкістю управління та ціновою доступністю при використанні в корпоративних системах зберігання даних.

Але, незважаючи на те, що SSD міцно влаштувалися в основному сегменті центрів зберігання та обробки даних, досі зустрічаються невірні уявлення щодо їх використання, продуктивності та вартості.

IT-спеціалісти та адміністратори систем зберігання даних все частіше вважають за краще використовувати твердотільні накопичувачі замість жорстких дисків. І як тільки всі міфи про проблеми SSD будуть розвінчані, всім стане ясно, ці накопичувачі - справжня знахідка для комп'ютерної техніки та сфери управління сховищами даних, і що ці пристрої можуть значно підвищити ефективність роботи центрів обробки інформації.

Міф 1:SSD недостатньо ємні

Однією з давніх проблем твердотільних накопичувачів були скарги на їх нібито меншу ємність, хоча насправді SSD перевершили більшість HDD за цим параметром. В даний час вже поставляються 2,5-дюймові твердотільні накопичувачі ємністю 32 Тб, а найближчим часом IT-фахівці можуть очікувати появи на ринку накопичувачів SSD ємністю 50 Тб або навіть більше. У той час як жорсткі диски застрягли на показниках ємності в 16 Тб і менше, твердотільні накопичувачі стають все меншими за розмірами, споживають менше енергії і незмінно дають кращі результати за всіма параметрами. Можна з упевненістю сказати, що на сьогоднішній день ємність SSD перестала бути проблемою при їх використанні в центрах обробки та зберігання даних.

Міф 2: SSD дуже дорогі

Ще однією з основних проблем твердотільних накопичувачів вважається їхня висока вартість. За останні кілька років відзначався швидкий спад цін на SSD, однак із переходом на нову технологію їх виготовлення – Intel 3D NAND – вартість накопичувачів піднялася та вирівнялася. На сьогоднішній день ця проблема вирішена і очікується, що ціни на SSD знову будуть знижуватися.

І все ж, між SSD та HDD, як і раніше, існує ціновий розрив. При цьому варто враховувати, що сервери, що використовують твердотільні накопичувачі, можуть виконувати набагато більший обсяг роботи і робити це швидше, тому різниця у витратах компенсується з лишком. І не забувайте, що ефективний механізм стиснення даних дозволяє SSD значно зменшити ціну за терабайт дискового простору в порівнянні з HDD.

Крім того, питання різниці в ціні HDD і SSD, яке часто обговорюється у сфері високих технологій, розглядається в основному в контексті злиття жорстких дисків з інтерфейсом SATA і твердотільних накопичувачів корпоративного класу. SSD, що підключаються через інтерфейс SATA, вже майже вдвічі дешевше за HDD з інтерфейсом SAS, при цьому твердотільні накопичувачі можна порівняти з ними за розміром, але з великим відривом випереджають їх за багатьма показниками. Безумовно, є й дорогі SSD, наприклад, накопичувачі NVMe, проте все вказує на те, що їхня вартість швидко наближається до ціни SATA SSD через еквівалентні показники ємності.

Міф 3: SSD недовговічні

У міфі про те, що твердотілі накопичувачі зношуються швидше, є частка правди, проте сьогоднішні SSD розраховані вже на довгі роки служби. Цього вдалося досягти завдяки вдосконаленню електроніки та обробки сигналів, а також більш «розумному» виявленню та виправленню збоїв.

Окрім цього, слід враховувати, що твердотільні накопичувачі призначені як для невеликих, так і для великих робочих обсягів запису даних, що вимірюються кількістю інформації (Мб або Тб), записаної за добу на весь накопичувач. На відміну від SSD, накопичувачі, призначені для обробки лише більших обсягів інформації, мають більше вільного місця на диску, що, у свою чергу, призводить до збільшення їх вартості та зниження продуктивності.

Технічні характеристики деяких жорстких дисків включають показник кількості даних, які записуються накопичувачем за добу. Як правило, ці цифри відрізняються від специфікацій SSD. Крім того, будь-який накопичувач HDD не застрахований від перевищення гарантованого ресурсу запису та швидкого виходу з ладу. Таким чином, висновок один: SSD так само надійні, як і HDD, і при цьому вони функціонують набагато швидше.

Міф 4: SSD можуть замінити HDD у дискових масивах

Це ще одна з проблем SSD, яка може відлякати IT-фахівців та адміністраторів сховищ. Вона полягає в тому, що сучасні накопичувачі SSD настільки швидкі, що типові контролери дискових масивів можуть встигати лише за деякими з моделей SSD. Масиви розроблялися з урахуванням продуктивності виконання операцій введення-виведення на жорстких дисках, а це означає у 1000 разів повільніші операції довільного читання/запису, і у 100 разів повільніші операції лінійного читання/запису.

Контролери масивів розроблялися для об'єднання кількох повільних потоків даних на жорстких дисках у пару порівняно швидких каналів Fibre Channel, і це стає серйозною проблемою для твердотільних накопичувачів. Вирішенням проблеми може стати використання пристроїв зберігання даних, орієнтованих на накопичувачі SSD. Крім того, для передачі та зберігання інформації в магістральних мережах можна розглянути варіант використання 100 гігабітних каналів Ethernet.

Схожа серйозна проблема виникає і з серверами, оскільки застарілий інтерфейс SAS і сучасніший SATA просто не справляються зі швидкістю роботи накопичувача. Новий протокол NVMe працює набагато швидше, а також сприяє значному зниженню витрат на витрати системи одночасно за рахунок скорочення переривань та спрощення технології управління чергою. Сьогодні IT-фахівці та адміністратори сховищ вибирають технологію NVMe як спосіб спільного використання дисків у всьому кластері серверів, прискорюючи цим роботу систем HCI.

Міф 5: стан накопичувачів SSD важко відстежувати

Раніше однією із проблем SSD було явище, відоме під назвою Write Amplification (WA) – посилення запису. Труднощі виникали через те, що флеш-пам'ять не дозволяє просто перезаписати блок даних – щоб він став доступним, спочатку його потрібно стерти. Складність полягає в тому, що швидка робота флеш-пам'яті забезпечується за рахунок читання, запису та стирання даних великими блоками – зазвичай розміром по 2 Мб. Будь-які дані в мегаблоці стирання спочатку повинні бути кудись зчитані, потім всю інформацію в ньому потрібно модифікувати, далі слід очистити блок і записати дані заново.

Явлення посилення значно сповільнює процес запису даних, навіть якщо буфер швидкої пам'яті зберігає їх одразу після надсилання з сервера. У цьому випадку найкращий вихід – заздалегідь очистити блок за допомогою спеціальної команди TRIM. Ця команда за замовчуванням є в OC Windows, починаючи з версії Windows 7. Для початку потрібно перевірити наявність команди TRIM у вашій OC, і якщо підтримка її вимкнена, то знайти спосіб увімкнути цю функцію. Використання команди TRIM є важливим фактором для підтримки високої продуктивності SSD протягом усього терміну його служби. Завдяки цій функції запис відбувається без видалення старих даних, тобто так само швидко, як і при порожньому диску.

У наші дні накопичувачі SSD служать довше завдяки кращій електроніці, обробці сигналів та більш «розумним» способам виявлення та усунення збоїв.

Ще один нюанс: не рекомендується виконувати дефрагментацію SSD. Щонайменше, це проста витрата часу, а загалом дефрагментація негативно позначається на продуктивності операцій вводу/виводу даних, і навіть скорочує термін служби накопичувача. Причина проста: SSD спроектовані таким чином, щоб у процесі запису максимально розподілити блоки даних по всьому дисковому простору і без затримок діставатися будь-якого з них, на відміну від жорстких дисків.

Не варто забувати і про швидкий та ефективний механізм стиснення флеш-даних на твердотільних накопичувачах – це дозволяє підвищити продуктивність SSD, а також приблизно в 5 разів збільшити їх ефективну ємність.

Є ще одна перевага при використанні цих накопичувачів у мережевих системах зберігання даних будь-якого типу - навантаження мережі при роботі з даними зменшується вп'ятеро, якщо на сервері виконуються операції стиснення/декомпресії. Це дає величезну економію коштів завдяки наявності у SSD великої кількості додаткових циклів вводу/виводу.