на каком контроллере брать ssd

Выбираем SSD в 2021 году: стоит ли вообще менять HDD на SSD и какую модель SSD выбрать

реклама

Прогресс не стоит на месте и традиционные жёсткие диски (HDD) уступают место в домашних компьютерах и ноутбуках твёрдотельным накопителям (SSD). Кто-то уже давно с ними знаком и разбирается во всех тонкостях выбора SSD. Другие желают приобрести свой первый SSD или обновить существующий, но не нашли времени или желания вникнуть во все технические аспекты данных накопителей. И перед ними возникает пресловутая проблема выбора. Предлагаю вместе разобраться в данном вопросе чуть более подробно.

1. А нужно ли менять HDD на SSD, чем они отличаются и какие у них преимущества?

Традиционный жесткий диск (HDD) – это запоминающее устройство (компонент компьютера), основанное на принципе магнитной записи. С помощью магнитных головок производится запись (считывание) информации на вращающиеся круглые пластины. Его основные преимущества заключаются в более низкой цене в перерасчете на объём, а также, гораздо более длительный срок хранения информации в выключенном состоянии. Их недостатки: это раздражающая некоторых шумность, низкие скоростные характеристики по сравнению с SSD и меньшая удароустойчивость.

реклама

SSD не имеют механически подвижных элементов и состоят из распаянных на плате нескольких чипов и мелких электронных компонентов. Они бесшумны, более удароустойчивые и значительно быстрее HDD. Но SSD объёмом один терабайт стоит значительно дороже терабайтного жёсткого диска. А хранение информации на них в выключенном состоянии не столь долговременно. Поэтому если вы решили купить SSD и, скинув на него семейный архив, убрать его на хранение шкаф, то передумайте это делать.

реклама

2. А какой SSD подойдёт в мой компьютер или ноутбук?

Всё, с необходимостью SSD в компьютере разобрались! А какой именно SSD подойдёт в ваш компьютер или ноутбук? Для того, чтобы не бегать в магазин и не просить обменять свежекупленный накопитель, давайте разберемся каких видов они бывают. Отбросим ненужную нам информацию и остановимся на реальной практике. В домашних системах сейчас используются три вида SSD:

1. SSD с интерфейсом SATA в корпусе 2,5 дюйма;

2. SSD с интерфейсом SATA в формате M.2;

реклама

3. SSD с интерфейсом NVME в формате M.2.

Первые два полностью идентичны по своим техническим характеристикам и начинке (одинаковые модели разных форматов), но имеют разную форму. Накопитель 2,5 подключается при помощи проводов к материнской плате, а SATA в формате M.2 вставляется в разъём на материнской плате без всяких проводов, что, несомненно, более удобно. Оба SSD с интерфейсом SATA, как правило, имеют небольшой нагрев и не нуждаются в дополнительном охлаждении. NVME более «пылкие» и им иногда требуется радиатор охлаждения. NVME SSD также устанавливается в разъём M.2 на материнской плате. Вот здесь и кроется главный подводный камень. Дело в том, что в разъём M.2 не всегда поддерживает и SSD SATA M.2 и SSD NVME M.2.

Что же делать? Этот вопрос решается легко. Узнайте точное название вашей материнской платы или ноутбука и найдите их на сайте производителя. Затем перейдите в раздел описания технических характеристик и найдите там нужную информацию о том какой разъём M.2 какой тип накопителя поддерживает. Чтобы не искать коробки от материнской платы или не залезать в системный блок компьютера, скачайте программу CPU-Z. На третьей вкладке вы найдёте название вашей материнской платы. Помните, что некоторые ноутбуки могут и вовсе не поддерживать замену накопителя или доступ в корпус может быть затруднён. Тогда вам необходимо обратиться за советом или помощью к другим людям, если у вас это вызывает трудности. А если доступ к отсеку накопителя доступен, то ноутбук можно взять с собой в магазин. За удаленным советом всегда можно обратиться в соответствующую ветку конференции Overclockers.ru.

3. Какая разница между SSD SATA и NVME?

Накопители NVME работают по другому протоколу и имеют более высокие скоростные характеристики. Но они имеют и более высокую цену. Цена и тех и других сильно зависит от «начинки». В более «быстрые» продукты ставятся более производительные контроллеры. Контроллеры также бывают безбуферные и с DRAM буфером. Выражаясь простым языком, вторые, как правило, имеют более высокие скорости на записи и менее подвержены в использовании такому моменту как «залипание» системы на несколько секунд в некоторых сценариях (Windows перестает реагировать на ваши манипуляции мышью или клавиатурой). Но это нечастое и малозаметное в повседневном использовании явление и бояться его не стоит. Обещаю, что не буду больше вас отпугивать от использования SSD, ведь я тут расписываю их преимущества уже целую страницу.

Так какой SSD брать, SATA или NVME? Если вы перешли с HDD на SATA SSD, то вы испытаете «Вау-эффект», а вот при переходе с SATA SSD на NVME SSD вы скорее всего разницы не ощутите. Всё дело в том, что разница в них по большому счёту видна лишь на линейных скоростях. А они используются не так часто, к примеру при перекидывании больших файлов с одного SSD на другой. При профессиональном использовании компьютера, разница уже может быть очень заметна, например на записи файлов большого объёма внутри программы. Если говорить о скачивании игр из интернета, то сначала стоит озвучить максимальную скорость по вашему тарифу. И если тариф 100 Мбит/с, то качаться игра будет одинаково долго на любой SSD. Разница между накопителями на мелкоблочных операциях зависит уже от той самой «начинки».

Стоит упомянуть об объёме накопителя и типе установленного в него флэша. Много объёма никогда не бывает! На накопителях большего объёма пропорционально выше скорость записи. Поэтому нацеливайтесь всегда на максимальный объём, который вы можете себе позволить, с учётом цены. Флеш-память на сегодня в потребительском сегменте представлена тремя видами: MLC, TLC и QLC. Первая двухбитная память имеет больший ресурс, но она дорогая. Трёхбитная TLC на сегодня является оптимальным вариантом. Накопителей с четырехбитным QLC типом памяти я рекомендую избегать, поскольку они не имеют значимых ценовых преимуществ, а в остальном они содержат лишь недостатки (низкий ресурс и скорость записи).

4. Я уже в магазине, что мне покупать?

Любые комплектующие стоит покупать в крупном сетевом магазине с наилучшим отношением к клиенту по части гарантийного сервиса. Покупка на китайских площадках уместна, лишь когда вы не боитесь потерять свои деньги и точно знаете чего хотите.

Вариант первый.

Если вам не важны технические характеристики, вы вообще в принципе не желаете разбираться во всех этих тонкостях и вы просто хотите купить самый дешевый SSD, что есть в магазине, то всё просто. Обратитесь к продавцу-консультанту и он вам что-нибудь продаст. Если вы в недоумении для чего вы тогда всё это читали, то перейдём к варианту с вашим участием. Решайте, какую сумму вы собираетесь потратить. Затем попросите продавца показать вам SSD с памятью TLC, нужного вам объёма и с максимальным из предоставленных гарантийным сроком, «влезающих» в указанных вами сумму. Самым неплохим недорогим вариантом будет являться SSD KIOXIA (Toshiba) 2.5″ Exceria SATA III 3D BiCS TLC с трёхгодичной гарантией. Он не отличается выдающимися показателями скоростей, но это качественный накопитель с минимальным нагревом и оригинальным флешем Toshiba, а не отбраковкой.

Вариант второй.

Если вы желаете максимально сэкономить и не идти в финансовый разнос, но не согласны покупать что попало, то для вас есть варианты хороших SSD с DRAM-буфером. Это то, что называется «лучшее за свою цену». Чаще всего лучше взять накопитель «послабее», но большего объёма.

— PLEXTOR PX-512M8VC

— Western Digital Blue

— SAMSUNG 860 EVO (не рекомендуется для старых систем AM3)

— Crucial MX500

— WESTERN DIGITAL Blue M.2

— SAMSUNG 860 EVO M.2

— Crucial MX500 M.2

— KINGSTON SA2000 M.2

— WD Blue SN550 (безбуферник, но хорошего качества)

Вариант третий.

Когда хочется уже что-то посерьезнее, но, всё ещё, не теряя рассудок и не соря деньгами. Это однозначно буферные NVME накопители объёмом от 480 GB.

— A-Data XPG SX8200 Pro

— A-Data XPG GAMMIX S11 Pro

— PNY CS3030

— Smartbuy Impact E12

— Samsung 970 EVO

— Samsung 970 EVO Plus

— Western Digital Black SN750

Вариант четвёртый.

Гулять, так гулять! Хочется самого быстрого и мощного и без всяких компромиссов. В этом случае лучше смотреть накопители объёмом от 1 TB.

— PNY CS3040

— Smartbuy Impact E16

— Samsung 980 PRO

— Western Digital Black SN850

Я считаю, что на этом проблему выбора SSD можно считать решенной. Конечно, у каждого своё мнение по этому вопросу и им можно аргументировано поделиться.

Источник

Введение в SSD. Часть 5. Контроллерная

В прошлых частях цикла мы рассказывали про историю накопителей, о применяемых интерфейсах и форм-факторах, а также про организацию на физическом уровне. Пятая же часть посвящена «мозгу» современного твердотельного накопителя.

Контроллер современного накопителя — маленький компьютер, который принимает стандартизированные команды и выполняет соответствующие действия с подконтрольным ему хранилищем. При этом внутреннее устройство контроллера может быть любым.

У Intel есть накопитель P4618 6.4 TB, который представляется системе как два накопителя по 3.2 TB. Аналогичное встречается и среди жестких дисков. Накопители Seagate с технологией MACH.2 — это два диска, «заключенные» в одном корпусе и объединенные единым контроллером.

Контроллер — достаточно сложное устройство, которое в зависимости от предназначения диска выполняет различные задачи по управлению данными. Например, базы данных часто требуют от накопителя запись непосредственно в энергонезависимую память, минуя кэш, и в этом случае серверный SATA SSD будет быстрее, чем пользовательский NVMe. Из-за большой вариативности контроллеров не будем вдаваться в детали конкретных устройств, а поговорим об общих принципах работы современного твердотельного накопителя.

Особенности записи

Блоки и страницы в NAND-памяти. Источник
Хранилище твердотельного накопителя состоит из множества полевых транзисторов, соединенных друг с другом. При таком подходе чтение и запись выполняются страницами данных, размер которых обычно 4 КиБ. Таким образом, изменение одного бита на диске приводит к необходимости перезаписать всю страницу данных. Эта проблема называется усилением записи (Write Amplification).

Кроме того, твердотельные накопители не могут обновить данные в странице. Обновление страницы производится в четыре шага:

Износостойкость

Выравнивание износа. Источник
Современные накопители построены на базе ячеек TLC, ресурс которых в разы меньше, чем у накопителей с ячейками SLC и MLC. Если какая-то программа в ОС будет постоянно перезаписывать маленький файл, а контроллер будет «наивно» обновлять одну страницу данных, то вскоре блок с этой страницей исчерпает ресурс. Исчерпание ресурса будет отображено в показателях накопителя, что неизбежно приведет к беспокойству системного администратора.

Во избежание сильного износа единичных блоков накопителя применяются технологии выравнивания износа (Wear Leveling). При этом обновление данных выполняется без очистки страницы накопителя и выглядит так:

Балансировка износа

В каком-то смысле производитель накопителей обманывает нас дважды. Первый раз использует десятичные приставки вместо двоичных: 480 ГБ — это 447 ГиБ. А второй раз, когда фактический объем накопителя больше, чем доступно пользователю. Часть объема зарезервирована производителем для внутренних нужд контроллера. Такой резерв называется запасной областью (spare).

Таким образом, у контроллера всегда есть немного свободного пространства, которое может быть использовано для внутренних процессов. Хотя точных данных нет, в различных источниках утверждается, что для контроллера резервируется от 7 до 28 % объема накопителя.

Как бы то ни было, вернуть зарезервированную производителем область в собственное пользование не получится.

Процесс «сбора мусора». Источник
Помимо балансирования износа, в контроллерах в фоновом режиме часто проходит процесс «‎сбора мусора» (garbage collection). В ходе него с нескольких блоков собираются актуальные страницы и помещаются в один блок. Затем исходные блоки очищаются, так как в них не осталось страниц с данным.

Важно отметить, что сборщик мусора занимается перекладыванием данных в хранилище, чтобы было как можно больше чистых блоков. При этом он не может понять, что на файловой системе какой-то файл отмечен удаленным, так как контроллер накопителя не умеет работать в терминах файловых систем.

Для решения этой проблемы в каждом из протоколов есть команда, позволяющая уведомить контроллер об удалении файла. Для NVMe — это deallocate, для SATA — TRIM, а для SCSI — unmap. Суть каждой их этих команд одинакова: пометить страницы с удаленным файлом как «грязные».

Контроллеру приходится постоянно беспокоиться о состоянии страниц хранилища. При этом напрашивается очевидная оптимизация: если операционная система пытается считать данные со страниц, на которых нет данных, то вместо операции чтения можно просто генерировать необходимое количество нулей.

Это легко подтверждается с помощью эксперимента. Проводим Secure Erase для накопителя и запускаем тесты на случайное чтение с глубиной очереди 64. Затем «забиваем» накопитель с помощью последовательной записи, желательно дважды. И повторяем тесты.

В наших тестах использовался SSD-накопитель Micron 7300 1.92 TB, подключенный по PCIe 3.0 x4. Третья версия PCI Express по четырем линиям способна пропускать 3940 МБ/с или 3757 МиБ/с. Мы, конечно, не достигли предела, но надо полагать, это из-за накладных расходов на протокол NVMe. Тем не менее, видно, что чтение с диска без данных «упирается» в предел 3400 МиБ/с. После заполнения диска на 15% результаты тестов стали хуже.

Несмотря на то, что контроллер накопителя всегда пытается сделать как лучше, иногда системному администратору стоит взглянуть на показатели диска своими глазами.

Показатели

Вне зависимости от интерфейса накопителя SSD имеют набор показателей состояния, которые могут быть считаны системным администратором. Для SATA-накопителей используются показатели S.M.A.R.T., которые не стандартизированы. Отсутствие стандарта приводит к появлению различных трактовок одного показателя.

Рассмотрим вывод утилиты smartctl на примере Intel S4510.

Для нашего диска интересны следующие параметры:

С точки зрения износа исправного диска интересен показатель 233 Media_Wearout_Indicator, так как при достижении числа 1023 накопитель программно заблокируется и будет доступен в режиме только для чтения.

Показатели S.M.A.R.T — это особенность протокола SATA. Для NVMe-накопителей есть NVMe log, который также считывается программой smartctl. Аналогичный вывод можно получить с помощью команды nvme smart-log.

В выводе NVMe накопителя меньше непонятных показателей, но все равно есть место разночтениям. Легко предположить, что параметр percentage_used отвечает за объем занятого пользователем пространства на диске, но это не так. Этот параметр эквивалентен Media_Wearout_Indicator и обозначает износ накопителя.

Не стоит забывать, что предоставляемые показатели и поведение контроллера реализуется прошивкой, которая может быть обновлена.

Перепрошивка

О прошивке твердотельных накопителей задумываются нечасто. В лучшем случае после покупки «накатывают» свежую версию и забывают до конца жизни накопителя.

Как бы то ни было, обновления прошивки редко приносят какие-то значительные и заметные для пользователя нововведения. Прошивка, как и любое другое программное обеспечение, может содержать ошибки, в том числе критические. К счастью, это происходит редко, а потому нет надобности постоянно поддерживать актуальность прошивок на всех используемых накопителях.

Хотя NVMe можно перепрошить через команды fw-download и fw-commit, чаще всего обновление прошивки производится через утилиты, предоставляемые производителем накопителя. Во избежание потенциально деструктивных действий мы не будем публиковать точные команды, а порекомендуем обратиться к официальной инструкции от производителя.

Заключение

Контроллеры накопителей — сложные устройства, которые управляют не менее сложными процессами, которые проходят внутри твердотельных накопителей. Мы рассмотрели только самые интересные процессы в общих чертах.

Если вам хочется больше погрузиться в особенности работы с NVMe, рекомендуем статью про пространства имен NVMe.

Источник

реклама

Появившись намного ранее флэш-памяти, Solid State Drive стал накопителем информации, не содержащим каких-либо механических компонентов. Пионером в создании стала корпорация Dataram, представив для промышленных целей SSD Bulk Core в 1976 году. Он содержал в себе 8 планок энергозависимой RAM-памяти, каждая из которых имела объем 256 килобайт. Стоимость составляла 9700 долларов США. Работал, был востребован, но из-за уязвимости данных высокого авторитета в соответствующих кругах не заслужил.

Потребительский класс стали завоевывать в 1982 году, оснастив компьютер Apple II внешним накопителем RAM Disk, который стоил дороже самого компьютера, поэтому пользователями был принят с большой осторожностью, несмотря на агрессивную рекламу.

Далее, в силу собственного характера и темперамента, я пропущу историю создания и распространения флеш-памяти, пропущу и пересказ того, как был создан первый SSD на ее основе. Всю эту информацию с легкостью можно почерпнуть в сети, готовясь к какому-нибудь докладу или создавая презентацию по теме. А вот на видах и классификациях современных SSD мы с вами задержимся:

Память

реклама

Флеш-память различается методом соединения ячеек в массив. И имеет 2 конструкции: NOR и NAND.

NAND-тип флеш-памяти нам максимально интересен и он был анонсирован Toshiba в 1989 году на International Solid-State Circuits Conference.

1. Планарный тип или 2D.

реклама

реклама

Важной особенностью линии развития памяти в цепочке SLC-MLC-TLC является увеличение уровней ячеек. Но. резко падает выносливость, грубо говоря до серьезных цифр (на порядки) падает число циклов полной перезаписи. Да и скорость падает. Прямо регресс какой-то. Успокаивает то, что цена тоже падает и, как это ни странно, падает ощутимо. Плюс растет качество контроллеров, да всегда уменьшается техпроцесс. Впрочем, чтобы глубоко не погружаться в технические джунгли самому и не замучить вас, мои читатели, скажу, что эти страшные цифры снижения выносливости с переходом применения памяти от одной к другой вряд ли будут опасны для простого пользователя. Этих цифр хватит, чтобы мы с вами пользовались своим новым SSD много лет. Другое дело сервера и рабочие станции. Тут уж не грех и про эту самую «выносливость» подумать. Но и производители не дремлют. Линейка PRO некоторых производителей, например, говорит нам о том, что диск на основе MLC прослужит долго при максимальных нагрузках, но и стоить будет значительно дороже аналога на TLC. Подведя промежуточный итог на этапе рассказа о типах памяти скажем так: SLC получила распространение в корпоративном сегменте, TLC стала безусловным монополистом в рознице, а продукция на основе MLC ориентирована, в первую очередь, на тех, кто ценит надежность и при этом хочет выжать все возможное из своей машины.

Все бы так и оставить, но потенциал двумерной NAND оказался ограничен. С этого я начал свой рассказ о памяти. Когда возможности 15-нанометрового технологического процесса были практически исчерпаны, а дальнейшее совершенствование программной части перестало обеспечивать сколь-либо заметного прироста важнейших показателей, на смену планарным микросхемам пришла флэш-память 3D NAND.

2. 3D NAND

После того, как мы поговорим чуточку о другом, к видам памяти мы еще вернемся, да и у вас, мои дорогие читатели, появится повод дочитать мои размышления до конца.

А поговорим мы о физическом интерфейсе подключения и форм-факторе, что иногда одно и тоже, в свете разговора о пропускной способности. И здесь мы начнем с маленькой, но важной закономерности. Неважно сколько лет мы подключаем свои HDD к шине для накопителей, важно, что сможет позволить этот интерфейс нашей памяти. С какой скоростью он позволяет обмениваться информацией? Вспомним азбучные вещи:

1. IDE / SATA/

Кому-то интересно будет узнать, что IDE SSD тоже были как в форм-факторе 2,5 дюйма, так и 3,5, а вот список привычных интерфейсов пользовательского уровня для внутренних носителей: SATA 2 интерфейс обратно совместим и поддерживается на SATA 1 портах. SATA 3 интерфейс обратно совместим и поддерживается на SATA 1 и SATA 2 портах. Однако максимальная скорость диска будет медленнее из-за скоростных ограничений порта.

Как эти азбучные данные применить к размышлениям о SSD? А вот как:
Например, SanDisk Extreme SSD поддерживает интерфейс SATA 6 Гбит/с и при подключении к портам SATA 6 Гбит/с может доходить до 550/520MБ/s последовательного чтения и последовательной записи соответственно. Однако, когда диск подключен к порту SATA 3 Гбит/с, она может доходить до 285/275MБ/s последовательного чтения и последовательной записи соответственно. В любом случае, это будет много быстрее, чем использование даже самого скоростного HDD.

Дальше возник совершенно простой вопрос. Поскольку память для SSD способна работать и на гораздо больших скоростях, а развитие и физические возможности интерфейса SАТА и всех его итераций исчерпали себя, то надо дать что-то другое данным носителям информацми. Дать новое или уже имеющееся и применяемое. Кстати, несмотря на то, что SАТА для HDD вполне достаточный интерфейс, задумывались о новом, как раз для HDD дисков. А применять стали для SSD. Что же нашли? А вот что:

Далее я просто приведу пример других известных форм-факторов без комментариев. Потом вернемся к обсуждению новейших видов памяти с привязкой ее к этим форм-факторам и их интерфейсам. Мне кажется, что так нам будет легче внести ясность в предмет обсуждения:

Экзотику лишь упомянем. Это, например, накопитель, который вставляют прямо в слот оперативной памяти

Еще один, который сейчас редко встретишь. SATA-Express, с интерфейсом, использующим 2 линии PCI-Express, что позволяет достигать максимальной пропускной способности в 2 ГБ. Реализации не нашел. Сейчас SSD-диски M.2 (забегая немного вперед) могут использовать 4 линии PCI-Express с пиковой пропускной способностью 4 ГБ/с. Для подключения используется специальный кабель.

2. mSATA

3. PCI-E AIC (add-in-card)

4. U.2

двигаемся дальше и поговорим о

это новый стандарт SSD-накопителей. Обычные SSD различных форм-факторов работают по интерфейсу SATA, который передает информацию медленнее, чем на это способен сам накопитель. NVMe работает по интерфейсу PCI Express, производительности которого нам за глаза хватает. Диск NVMe выдает бо́льшую скорость чтения-записи данных.

Плывя по течению простых рассуждений о твердотельных накопителях, мы приближаемся к финалу повествования и вновь вспоминаем мою короткую историю в самом начале. OPTANE+QLC. Надо разобраться. Для этого мы мысленно возвращаемся в раздел Память. Начнем с несколько противоречивого лично для меня этапа развития памяти:

3D NAND QLC.

OPTANE. Intel Optane. Optane Memory.

Что сказать? Младшая версия обойдется нам от 25000 рублей, старшая в 2 раза дороже. Еще раз подчеркну, что здесь мы имеем бескомпромиссную скорость, заявленную надежность, хорошую гарантию и тот объем, который мы захотим себе позволить (из имеющихся).

Я, начиная свой рассказ c прочтенной когда-то рекламы, и поверхностно погрузив вас в тонкости информации о SSD, принял для себя решение о том, какой SSD я бы хотел иметь в своем компьютере. И я приобрел его. Это «всего лишь»:

Безусловно пора заканчивать. В самом финале скажу следующее:

2. Мною не тестировался приобретенный накопитель. Такие тесты уже есть. Плюс, я даже не сказал, какой накопитель у меня был до этого. Не было такой цели.

3. Попытался рассказать попроще о довольно сложном. Возможно, данный материал здесь, учитывая высокий уровень теоретической и практической подготовки наших читателей, поможет кому-то ответить на еще не возникшие вопросы.

Источник