Какой ssd накопитель самый надежный. Кратко о преимуществах SSD перед традиционными HDD. SSD-накопитель какой фирмы выбрать

В наши дни все большей популярности набирают SSD диски. Они работают намного быстрее чем привычные традиционные HDD, а их надежность и цена становятся оптимальными для обычных пользователей. SSD используются для хранения данных в персональных компьютерах, ноутбуках и даже планшетах.

Но на рынке существуют различные производители и различные устройства. Начинающему пользователю может быть сложно выбрать нужное устройство. В этой статье мы собрали несколько советов касательно того какой SSD диск выбрать в 2018, а также обзор лучших устройств.

Флеш память вытесняет хрупкий и громоздкий традиционный диск везде. Намного проще использовать бесшумный SSD, который выглядит как обычная микросхема, вместо делающего 100 оборотов в секунду жесткого диска. Второй причиной для замены является большая скорость работы SSD. Данные будут прочитаны или записаны со скоростью в сотни раз большей, чем на магнитном жестком диске.

SSD накопители хранят данные в ячейках энергонезависимой флеш памяти. Можно сказать, что это оперативная память, которая сохраняет свое содержимое после перезагрузки. Благодаря высокой скорости компьютер будет реагировать на клики намного быстрее.

Как покупать SSD?

Что касается цены, то сейчас SSD диски стали намного доступнее. Но при выборе нужно обращать внимание не только на цену, но и на скорость и надежность. Для производства SSD используются три технологии флеш памяти: SLC, MLC и TLC. Диски SLT более дорогие, но самые надежные, в одну ячейку памяти записывается один бит информации, технология MLC позволяет записывать уже два бита, это дешевле, но работает не так долго.

Следующая технология, TLC еще дешевле и позволяет записывать три бита информации в одну ячейку, но имеет еще меньший срок службы и еще меньшую производительность. Идеальным решением будет MLC. Нужно найти компромисс между ценой, надежностью и скоростью.

Также существует несколько вариантов подключения SSD дисков. Флеш память имеет очень высокую скорость работы, и все чаще узким местом становится не скорость работы с памятью, а скорость интерфейса подключения. Сейчас популярность набирают диски типа M.2 PCIe, они дают максимальную скорость, но стоят все еще очень дорого, поэтому для большинства пользователей лучшим решением будет подключение SSD через SATA III интерфейс, который способен выдавать скорость до 6 Гбит/с (или 750 Мбайт/сек).

В этой статье мы рассмотрим лучшие SSD диски 2018 типа SATA, поскольку PCIe будут еще очень дорогими для большинства пользователей. Если вы пользователь ноутбука, то вам также необходимо будет обратить внимание на размеры твердотельного накопителя. Все рассмотренные SSD имеют форм фактор 2,5 дюйма и размер 69,9x100,1x7мм. А теперь перейдем к списку лучшие SSD накопители 2018.

Лучшие SSD диски 2018

1. Samsung 850 Evo

Это SSD накопитель распространяется объемом 120, 250, 500 Гб. Это не новое решение на рынке, но он может конкурировать со многими бюджетными накопителями. Версию на 500 Гб можно найти по цене $150.

Здесь используется самая дешевая технология хранения данных - TLC, три бита на ячейку. Но в дополнение к ней применяется оригинальная технология Samsung-V, которая обеспечивает большую надежность и скорость. Носитель отлично показывает себя в тестах и обходит многих конкурентов.

2. Toshiba Q300 480GB

Новый SSD Toshiba Q300 дешевле, чем другие конкуренты, но обеспечивает отличную скорость работы с данными. Здесь тоже используется собственная технология Toshiba, которая объединяет TLC ячейки для хранения и SLC кэш для повышения производительности.

Вы можете выбрать объем 120, 240, 480 и 960 Гб. Вы можете найти версию 480 Гб за $100. Другие накопители, предлагающие такую же скорость стоят немного дороже. Производитель дает три года гарантии нормальной работы. Скорость чтения/записи в тестах: 563.9 Мб/сек.

3. Samsung 960 Pro

Samsung 960 Pro M.2 дает максимальную производительность, но стоит достаточно дорого. Для его подключения вам понадобиться современная материнская плата с поддержкой PCIe. Вы можете приобрести SAMSUNG 960 PRO 512 Гб в версии M2 за $329 и $149 за SATA версию.

Для хранения данных используется технология Samsung"s V-NAND вместе с технологией упаковки ячеек MLC что обеспечивает высокую надежность и производительность. В тестах этот носитель способен выдавать до 1984.1 MB/сек.

4. Samsung 960 Evo

Это диск форм фактора M2 обеспечивает очень высокую скорость чтения и записи, даже высшую чем у версии Pro и он более доступный, чем его аналог. Для хранения информации используется та же технология, Samsung-V-NAND и ячейки MLC.

Из дополнительных возможностей здесь поддерживается шифрование AES 256 и TCG-Opal 2.0. Вы можете приобрести Samsung 960 Evo 1 Гб за $400. Скорость чтения/записи достигает 2457.4 Мб/сек. Это лучший ssd 2018.

5. SanDisk Extreme Pro 480 GB

Это один из самых надежных SSD. SanDisk Extreme Pro поставляется с гарантией работы на 10 лет и дает отличную производительность.

Память устройства разделена на две части, одна из них это высокопроизводительный динамический кэш на основе ячеек типа SLC и постоянное хранилище типа MLC. Это обеспечивает максимальную скорость. Доступны диски трех объемов: 120, 240 и 960 Гб, все в традиционном форм-факторе SATA. Цена SanDisk Extreme Pro 480 GB составляет около $200, а скорость работы 525 Мб/сек.

6. Kingston KC400 SSDNow

Это отличный SSD позволяющий получить максимальную скорость. Он доступен в вариантах на 128, 256, 512 Гб и 1 Тб. Вы можете найти SSD размером 512 Гб за $153.

Здесь используется контроллер Phison 3110 с защитой от ошибок чтения/записи, а также дополнительные технологии для продления срока службы. Диск способен выдавать скорость чтения/записи до 557 Мб/сек.

7. WD Blue SSD 1TB

Очень быстрый, но дорогой SSD. Доступны варианты емкости 250, 500 Гб и 1 Тб. Диск размером 1 Тб стоит $320. Также можно выбрать форм-фактор SATA III или M2.

Для хранения данных используется тип ячеек TLC с записью трех бит в одну ячейку. Но кроме TLC здесь применяется высокоскоростной кэш SLC ячеек. Такое сочетание дает высокую надежность и скорость. Скорость чтения/записи для диска колеблется в рамках 508.3 Мбит/сек.

8. PNY CS2211 240GB

PNY CS2211 - это более доступный SSD для тех, кто хочет заменить старый жесткий диск. Устройство объемом 240 Гб можно приобрести за $69. Производитель дает гарантию работы на протяжении четырех лет.

Для хранения данных используется технология MLC, позволяющая записывать два бита в одну ячейку. Это идеальное решение для дисков SSD. Скорость чтения/записи этого диска 526.7 Мб/сек.

9. OCZ ARC 100 240 GB

SSD диск от компании OCZ доступен в объемах 100, 120, 240 и 480 Гб. Вы можете приобрести версию 240 Гб за $80. Изначально компания делала очень плохие SSD диски, но потом она была приобретена Thoshiba и все стало намного лучше. На носитель дается гарантия трех лет работы.

Здесь используется контроллер Indilinx Barefoot 3, который имеет 512 Мб DDR3 памяти для быстрого кэша и дает отличную скорость работы. Устройство может выдавать скорость чтения 489 МБ/с и записи до 447 Мбайт/с.

10. Kingston HyperX Savage 480 GB

SSD диски от Kingston способны давать отличную производительность при относительно доступной цене. Здесь используется контроллер Savage, в котором применен четырехъядерный процессор с восемью каналами передачи данных. Техпроцесс изготовления одной ячейки памяти составляет 19 нм. Скорость чтения составляет 358 МБ/с, а скорость записи 370 МБ/c.

Выводы

В этой статье мы рассмотрели лучшие ssd диски 2018. Здесь есть и более дешевые, бюджетные варианты, так и дорогие, но высокопроизводительные. Теперь вы знаете какой ssd лучше выбрать 2018 и если вы собирались обновить свое оборудование, то теперь знаете что делать.

SSD накопители: обзор лучших моделей жестких дисков и рейтинг их особенностей будет интересен всем, кто интересуется вопросами длительного хранения своих данных, и по каким-то причинам не особо доверяет онлайн-хранилищам.

Технологии производства накопителей информации не стоят на месте, и сейчас, чтоб купить жёсткий диск для своего компьютера или ноутбука необходимо понять, как не промахнуться с выбором; к тому же SSD-диски всё еще стоят недёшево.

Мы расскажем, какими технологиями пользуются производители современных твёрдотельных дисков, популярность которых, по сравнению с HDD растёт день ото дня. Перед тем, как выбирать конкретные варианты моделей, стоит узнать, какие преимущества есть у SSD, и чем руководствоваться при их выборе.

Плюсы и минусы оборудования

Главные достоинства SSD:

• высокая скорость чтения и записи данных, в 2–3 раза превышающая даже последние модели HDD;
• устойчивая передача информации. У HDD скорость перемещения данных меняется в зависимости от её объёма и расположения на диске;
• быстрый доступ к данным, на уровне 0,1 мс;
• высокая надёжность использования за счёт отсутствия движущихся частей и минимального нагрева;
• небольшое потребление энергии (в 10 раз меньше, чем у обычных дисков);
• небольшой вес, благодаря которому SSD является оптимальным вариантом для нетбуков и ноутбуков.

Среди недостатков оборудования можно отметить высокую стоимость и сравнительно небольшую ёмкость, хотя в настоящее время размеры SSD (и физические параметры и объем хранимой информации) уже практически сравнимы со стандартными жёсткими дисками.

Минусом можно назвать и установленную на твёрдотельных накопителях файловую систему: она требует заботы и оптимизации, а удалённые с SDD данные крайне сложно восстановить, практически невозможно.

Ещё один минус заключается в том, что перепады напряжения в электросети могут привести к сгоранию не только контроллера диска, но и к выходу из строя всего диска. HDD тоже подвержены этому, но в меньшей степени. В любом случае, для предотвращения такого рода неприятностей стоит пользоваться ИБП и стабилизаторами напряжения.

Особенности выбора

Перед покупкой накопителя стоит обращать внимание на следующие особенности.

Важнейшей характеристикой является объём SSD – он зависит от потребностей и финансовых возможностей пользователя.

Цена 1 ГБ SSD-памяти варьируется от 100–200 руб. для небольших размеров накопителя до 20–30 руб. для вариантов среднего уровня.

Совет: специалисты рекомендуют заполнять разделы диска не более чем на 75%. Так, если диск предназначен только для системной информации и операционной системы, достаточно заполненности 60 ГБ. Для хранения часто перезаписываемых данных подойдут модели на 256–512 ГБ – они сравнительно недороги.

Ещё один важный фактор при выборе – частота шины , от которой будет зависеть и скорость чтения и записи данных.

Самый распространённый вариант – формат SATA2 , передающий до 3000 Мбит информации в секунду. SATA3 вдвое производительнее, однако, может не поддерживаться компьютерами, выпущенными уже 3–4 года назад.

Другие нюансы, которые должны учитываться покупателем:

• форм-фактор. Для ноутбуков обычно выбирают варианты размером 2,5 дюйма, для компьютеров – 3,5 дюйма;
• показатель IOPS (количество операций ввода и вывода в секунду). Для устаревших моделей его значение не превышает 50–100 тысяч, для новых дисков – достигает 200000;
• тип контроллера. Лучшие и самые надёжные варианты – Marvell, Indilinx и Intel.

10 лучших накопителей SSD

Среди самых известных производителей твёрдотельных накопителей – бренды ADATA, AMD, Crucial, Intel, Plextor и Western Digital.

Давно известные компании-производители HDD, флеш-карт иUSB-носителей Kingston, Samsung, SanDisk, Toshiba и Transcend отличились и в производстве SSD-дисков.

Рассматривая различные модели SSD, следует учесть, что оптимальным соотношением цены, объёма и качества на сегодняшний день обладают накопители на 500 ГБ (512, если говорить точнее).

Их размера достаточно для хранения тех же объёмов, что и на обычных жёстких дисках, а цена всего в 2–4 раза больше. Диска меньшего объёма может и не хватить, а покупать более дорогие варианты на несколько террабайт (с удельной ценой гигабайта выше 30 руб.) пока нет смысла.

1. Высокий ресурс

Благодаря использованию надёжного контроллера накопитель ADATA Premier SP550 служит в 2–3 раза дольше по сравнению с большинством аналогов за ту же цену. При этом он не отличается высокой скоростью, зато позволяет перезаписывать до 1/3 всех данных ежедневно. Скорость при переполнении кэша (4,5 ГБ) может падать до 70–90 Мбайт/с, хотя для выполнения большинства задач перемещения такого объёма данных и не требуется.

Технические параметры:

• объём 480 ГБ;
• максимальная скорость чтения – 560 Мбайт/с;
• технология 16-нм;
• контроллер: четырёхканальный Silicon Motion SM2256.

1. Самый выгодный при покупке

Компания AMD не является непосредственным производителем твёрдотельных накопителей, однако предлагает несколько интересных вариантов. Одним из них является AMD Radeon R3 480, купить который можно примерно за 8500 рублей. При объёме в 480 ГБ это делает удельную стоимость 1 ГБ меньшей 18 рублей – подобных предложений на рынке практически не найти.

Основные характеристики:

• объём 480 ГБ;
• тип контроллера: SM2256;
• скорость чтения/записи: 520/470 Мбайт/с.

1. Оптимальное решение для игрового компьютера

Модельный ряд компании Crucial достаточно большой, чтобы найти в нём варианты разного объёма и производительности. Одна из самых последних моделей объёмом около половины терабайта – Crucial MX300 525. Она может стать наилучшим решением для компьютера, используемого в рабочих целях. В первую очередь благодаря неплохой скорости и доступной цене (около 10 тыс. руб.), во-вторых, за счёт использования значительного запаса объёма – 576 ГБ вместо заявленных 525.

Параметры устройства:

• ёмкость: 525 (576) ГБ;
• скорость (чтение/запись): 530/510 ГБ;
• контроллер: Marvell 88SS1074.

1. Самый надёжный

Скорость записи и чтения, предлагаемая большинством современных накопителей, не меньше 500 Мбайт/с. Максимальное значение для флагманской модели Intel 730 Series 480 составляет 550 Мбайт/с. Устройство отличается высокой надёжностью и комплектуется надёжной защитой от перебоев с электропитанием. Такой накопитель выдержит большую нагрузку по сравнению с другими 500-гигабайтными вариантами.

Основные характеристики:

• максимальная скорость: 550 Мбайт/с;
• контроллер: серверный PC29AS21CA0;
• ёмкость: 480 (544) ГБ.

1. Высокие возможности перезаписи

Особенность устройства Kingston SSDNow UV400 – контроллер Marvell 88SS1074 и приличный размер кэша, при переполнении которого тоже сохраняется неплохая скорость (более 110 Мбайт/с). Для создания диска использовалась 15-нм технология TLC NAND.

Срок службы SSD продлевается возможностью ежедневной перезаписи более чем 1/3 информации, а цена не превышает 15000 руб.

Параметры накопителя:

• скорость: до 550 Мбайт/с;
• контроллер: четырёхканальный Marvell 88SS1074;
• кэш: 8 ГБ.

1. Длительная гарантия

Для модели Plextor M6 Pro 512, созданной с использованием сравнительно устаревшего контроллера Marvell 88SS9187, одно из преимуществ – около 100 тысяч IOPS. Второе – технология TrueSpeed, увеличивающая ресурс и скорость работы диска.

В прошлом году этот накопитель был в числе самых дорогих, а сейчас, при цене от 17000 руб., представляет собой вполне доступное для многих потребителей устройство. Производитель предлагает 5 лет гарантии на устройство – при стандартных 2–3.

Характеристики SSD:

• скорость: до 557 Мбайт/с;
• контроллер: Marvell 88SS9187;
• технология: 19 нм.

1. Самый быстрый и лёгкий

При цене накопителя Samsung 950 Pro PCIe SSD более 20 тысяч рублей его скорость чтения в 600–2500 Мбайт/с вполне оправдывает расходы благодаря высокой скорости и лёгкости.

Память имеет 48-слойную структуру и высокую надёжность. Производитель гарантирует 5 лет работы SSD при ежедневной перезаписи на уровне 80–100 ГБ.

Параметры накопителя:

• контроллер: Samsung UBX;
• объём: 512 ГБ;
• масса: 10 г;
• максимальная скорость: для интерфейса SATA III – до 600 Мбайт, для PCIe – до 2500 Мбайт/с.

1. Самый прочный

Устройство SanDisk SDSSDEX2-480G-G25 имеет достаточно высокую стоимость, на уровне 25000 руб. При этом скорость его чтения/записи составляет 850 Мбайт/с, а стойкость к ударам достигает 800G. Высокая прочность обеспечивается специальным корпусом из серии Extreme 900 Portable, благодаря которому этот внешний SSD-диск легко транспортировать и, в отличие от большинства других моделей, можно ронять. Весит он, правда, целых 210 г, а в длину превышает 13 см.

Технические характеристики:

• объём: 512 ГБ;
• скорость чтения/записи: 850/850 Мбайт/с;
• интерфейс: USB 3.1.

1. Сохранность информации

Рассматривая модель Toshiba OCZ VT180 480, можно остановиться на таком её преимуществе как возможность корректного завершения работы даже при непредвиденном отключении питания.

В результате данные сохраняются надёжнее, чем при использовании многих других вариантов. А дополнительным плюсом при покупке накопителя является его цена – от 10 тыс. руб.

Параметры устройства:

Рис.11. Компактный и доступный Transcend SSD370 512

Профилактика неисправностей

Для того чтобы твёрдотельный диск прослужил достаточно долго, стоит периодически проверять его на наличие ошибок.

Существуют приложения, помогающие определить, какая часть ресурса SSD уже израсходована – у таких дисков есть определённое количество циклов записи и перезаписи, после превышения которого они могут выходить из строя.

CrystalDiskInfo

Программа CrystalDiskInfo, скачать которую можно и в идее portable-версии, позволяет провести диагностику оборудования и выявить ошибки. Для работы с ней достаточно запуска самого приложения, которое само проверит диск на ошибки.

Жёлтый цвет под надписью Health Status говорит о проблемах с диском – скорее всего, накопитель придётся скоро менять. Синий – о том, что SSD работает нормально.

SSD life

Приложение SSD Life с русскоязычным интерфейсом покажет конкретную информацию о том, сколько часов работы осталось вашему диску.

Делает это программа, обращаясь к контроллеру, сохраняющему всю информацию в памяти. Впрочем, даже после того как SSD Life показало, что ресурс накопителя исчерпан почти на треть, не стоит беспокоиться. Во-первых, не обязательно, что после 3000 записей диск обязательно выйдет из строя. Во-вторых, в среднем одним «циклом» считаются сутки работы. А за период более 8 лет (при 100% ресурсе, который приложение покажет для нового SSD) пользователь обычно и сам меняет накопитель, независимо от их типа.

Современные SSD-накопители достаточно надежные, а с учетом того, что цена за 1 ГБ (в долларах) постепенно падает, то использовать SSD во многих случаях даже более рационально, чем работа с HDD. Но какой SSD выбрать?

Полтора года назад журналист Tech Report решил провести эксперимент по выявлению наиболее надежных SSD. Он взял шесть моделей накопителей: Corsair Neutron GTX, Intel 335 Series, Kingston HyperX 3K, Samsung 840, Samsung 840 Pro, и поставил все шесть на цикличный процесс чтения/записи. Объем памяти каждого накопителя составлял 240-256 ГБ, в зависимости от модели.

Сразу стоит сказать, что все шесть моделей успешно выдержали заявленную производителем нагрузку. Более того, большинство моделей выдержало больше циклов чтения-записи, чем это заявлено разработчиками.

Тем не менее, 4 из 6 моделей сдались перед достижением объема в 1 ПБ «прокачанной» через диск информации. Зато 2 модели из тех, что участвовали в этом аттракционе «железной смерти» (Kingston и Samsung 840 Pro) выдержали даже 2 ПБ, и только потом отказали. Конечно, выборка из 6 SSD не может служить показателем работы для всех SSD без исключения, но определенная репрезентативность у этой выборки все же есть. Процедура цикличного чтения-записи тоже не идеальный показатель, ведь накопители могут выходить из строя по самым разным причинам. Но результаты теста очень интересны.

Один из выводов: производители достаточно деликатно подходят к вопросу выбора лимита работы своих накопителей - как уже говорилось выше, все SSD выдержали положенный лимит объема записанной информации.

Что касается самих моделей, то первым вышел из строя Intel 335 Series . У SSD этой модели есть одна особенность - они прекращают работу, как только появляются сбойные сектора. Сразу после этого накопитель входит в режим чтения, а затем и вовсе превращается в «кирпич». Если бы не инструкция «остановись при сбое», возможно, SSD проработал бы и дольше. Проблемы начались с диском уже после прохождения отметки в 700 ТБ. Информация на диске оставалась читаемой до момента перезагрузки, после чего диск превратился в кусок железа.

Samsung 840 Series успешно дошел до отметки в 800 ТБ, но начал показывать большое количество ошибок, начиная с 900 ТБ, и отказал без всяких предупреждений, не дойдя до петабайта.

Следующим отказал Kingston HyperX 3K - у модели тоже есть инструкция прекращать работу при появлении ряда сбойных секторов. К концу работы устройство начало выдавать уведомления о проблемах, позволяя понять, что конец близко. После отметки в 728 ТБ накопитель перешел в режим чтения, и после перезагрузки перестал отвечать.

Corsair Neutron GTX стал следующей жертвой, пройдя отметку в 1.1 ПБ. Но у накопителя уже насчитывались тысячи сбойных секторов, устройство начало выдавать большое количество предупреждений о проблемах. Даже спустя ещее 100 ТБ диск позволят записывать данные. Но после очередного ребута устройство перестало даже определяться системой.

Осталось всего две модели Kingston и Samsung 840 Pro, которые героически продолжали работать, достигнув отметки даже в 2 ПБ.

Kingston Hyper X использует сжатие данных по возможности, но тестировщик стал записывать несжимаемые данные для чистоты теста. Для этого использовалась программа Anvil"s Storage Utilities, служащая для выполнения тестов по чтению-записи данных.

Диск показал хорошие результаты, хотя на промежутке между 900 ТБ и 1 ПБ уже возникли неисправимые ошибки, плюс поврежденные сектора. Ошибок было всего две, но это все равно проблема. После того, как диск отказал на 2.1 ПБ, он перестал определяться системой после ребута.

Последним павшим железным солдатом в этой битве стал Samsung 840 Pro

Бытует мнение, что одним из самых существенных недостатков твердотельных накопителей выступает их конечная и притом относительно невысокая надёжность. И действительно, в силу ограниченности ресурса флеш-памяти, которая обуславливается постепенной деградацией её полупроводниковой структуры, любой SSD рано или поздно теряет свою способность к хранению информации. Вопрос о том, когда это может произойти, для многих пользователей остаётся ключевым, поэтому многие покупатели при выборе накопителей руководствуются не столько их быстродействием, сколько показателями надёжности. Масла в огонь сомнений подливают и сами производители, которые из маркетинговых соображений в условиях гарантии на свои потребительские продукты оговаривают сравнительно невысокие объёмы разрешённой записи.

Тем не менее, на практике массовые твердотельные накопители демонстрируют более чем достаточную надёжность для того, чтобы им можно было доверять хранение пользовательских данных. Эксперимент, показавший отсутствие реальных причин для переживаний за конечность их ресурса, некоторое время тому назад проводил сайт TechReport . Им был выполнен тест, показавший, что, несмотря на все сомнения, выносливость SSD уже выросла настолько, что о ней можно вообще не задумываться. В рамках эксперимента было практически подтверждено, что большинство моделей потребительских накопителей до своего отказа способны перенести запись порядка 1 Пбайт информации, а особенно удачные модели, вроде Samsung 840 Pro, остаются в живых, переварив и 2 Пбайт данных. Такие объёмы записи практически недостижимы в условиях обычного персонального компьютера, поэтому срок жизни твердотельного накопителя попросту не может подойти к концу до того, как он полностью морально устареет и будет заменён новой моделью.

Однако убедить скептиков данное тестирование не смогло. Дело в том, что проводилось оно в 2013-2014 годах, когда в ходу были твердотельные накопители, построенные на базе планарной MLC NAND, которая изготавливается с применением 25-нм техпроцесса. Такая память до своей деградации способна переносить порядка 3000-5000 циклов программирования-стирания, а сейчас в ходу уже совсем другие технологии. Сегодня в массовые модели SSD пришла флеш-память с трёхбитовой ячейкой, а современные планарные техпроцессы используют разрешение 15-16 нм. Параллельно распространение приобретает флеш-память с принципиально новой трёхмерной структурой. Любой из этих факторов способен в корне изменить ситуацию с надёжностью, и в сумме современная флеш-память обещает лишь ресурс в 500-1500 циклов перезаписи. Неужели вместе с памятью ухудшаются и накопители и за их надёжность нужно снова начинать переживать?

Скорее всего - нет. Дело в том, что наряду с изменением полупроводниковых технологий происходит непрерывное совершенствование контроллеров, управляющих флеш-памятью. В них внедряются более совершенные алгоритмы, которые должны компенсировать происходящие в NAND изменения. И, как обещают производители, актуальные модели SSD как минимум не менее надёжны, чем их предшественники. Но объективная почва для сомнений всё-таки остаётся. Действительно, на психологическом уровне накопители на базе старой 25-нм MLC NAND с 3000 циклов перезаписи выглядят куда основательнее современных моделей SSD с 15/16-нм TLC NAND, которая при прочих равных может гарантировать лишь 500 циклов перезаписи. Не слишком обнадёживает и набирающая популярность TLC 3D NAND, которая хоть и производится по более крупным технологическим нормам, но при этом подвержена более сильному взаимному влиянию ячеек.

Учитывая всё это, мы решили провести собственный эксперимент, который позволил бы определить, какую выносливость могут гарантировать актуальные сегодня модели накопителей, основанные на наиболее ходовых в настоящее время типах флеш-памяти.

Контроллеры решают

Конечность жизни накопителей, построенных на флеш-памяти, уже давно ни у кого не вызывает удивления. Все давно привыкли к тому, что одной из характеристик NAND-памяти выступает гарантированное количество циклов перезаписи, после превышения которого ячейки могут начинать искажать информацию или просто отказывать. Объясняется это самим принципом работы такой памяти, который основывается на захвате электронов и хранении заряда внутри плавающего затвора. Изменение состояний ячеек происходит за счёт приложения к плавающему затвору сравнительно высоких напряжений, благодаря чему электроны преодолевают тонкий слой диэлектрика в одну или другую сторону и задерживаются в ячейке.

Полупроводниковая структура ячейки NAND

Однако такое перемещение электронов сродни пробою - оно постепенно изнашивает изолирующий материал, и в конечном итоге это приводит к нарушению всей полупроводниковой структуры. К тому же существует и вторая проблема, влекущая за собой постепенное ухудшение характеристик ячеек, - при возникновении туннелирования электроны могут застревать в слое диэлектрика, препятствуя правильному распознаванию заряда, хранящегося в плавающем затворе. Всё это значит, что момент, когда ячейки флеш-памяти перестают нормально работать, неизбежен. Новые же технологические процессы лишь усугубляют проблему: слой диэлектрика с уменьшением производственных норм становится только тоньше, что снижает его устойчивость к негативным влияниям.

Однако говорить о том, что между ресурсом ячеек флеш-памяти и продолжительностью жизни современных SSD существует прямая зависимость, было бы не совсем верно. Работа твердотельного накопителя - это не прямолинейная запись и чтение в ячейках флеш-памяти. Дело в том, что NAND-память имеет достаточно сложную организацию и для взаимодействия с ней требуются специальные подходы. Ячейки объединены в страницы, а страницы - в блоки. Запись данных возможна лишь в чистые страницы, но для того, чтобы очистить страницу, необходимо сбросить весь блок целиком. Это значит, что запись, а ещё хуже - изменение данных, превращается в непростой многоступенчатый процесс, включающий чтение страницы, её изменение и повторную перезапись в свободное место, которое должно быть предварительно расчищено. Причём подготовка свободного места - это отдельная головная боль, требующая «сборки мусора» - формирования и очистки блоков из уже побывавших в использовании, но ставших неактуальными страниц.

Схема работы флеш-памяти твердотельного накопителя

В результате реальные объёмы записи в флеш-память могут существенно отличаться от того объёма операций, который инициируется пользователем. Например, изменение даже одного байта может повлечь за собой не только запись целой страницы, но и даже необходимость перезаписи сразу нескольких страниц для предварительного высвобождения чистого блока.

Соотношение между объёмом записи, совершаемой пользователем, и фактической нагрузкой на флеш-память называется коэффициентом усиления записи. Этот коэффициент почти всегда выше единицы, причём в некоторых случаях - намного. Однако современные контроллеры за счёт буферизации операций и других интеллектуальных подходов научились эффективно снижать усиление записи. Распространение получили такие полезные для продления жизни ячеек технологии, как SLC-кеширование и выравнивание износа. С одной стороны, они переводят небольшую часть памяти в щадящий SLC-режим и используют её для консолидации мелких разрозненных операций. С другой - делают нагрузку на массив памяти более равномерной, предотвращая излишние многократные перезаписи одной и той же области. В результате сохранение на два разных накопителя одного и того же количества пользовательских данных с точки зрения массива флеш-памяти может вызывать совершенно различную нагрузку - всё зависит от алгоритмов, применяемых контроллером и микропрограммой в каждом конкретном случае.

Есть и ещё одна сторона: технологии сборки мусора и TRIM, которые в целях повышения производительности предварительно готовят чистые блоки страниц флеш-памяти и потому могут переносить данные с места на место без какого-либо участия пользователя, вносят в износ массива NAND дополнительный и немалый вклад. Но конкретная реализация этих технологий также во многом зависит от контроллера, поэтому различия в том, как SSD распоряжаются ресурсом собственной флеш-памяти, могут быть значительными и здесь.

В итоге всё это означает, что практическая надёжность двух разных накопителей с одинаковой флеш-памятью может очень заметно различаться лишь за счет различных внутренних алгоритмов и оптимизаций. Поэтому, говоря о ресурсе современного SSD, нужно понимать, что этот параметр определяется не только и не столько выносливостью ячеек памяти, сколько тем, насколько бережно с ними обращается контроллер.

Алгоритмы работы контроллеров SSD постоянно совершенствуются. Разработчики не только стараются оптимизировать объём операций записи в флеш-память, но и занимаются внедрением более эффективных методов цифровой обработки сигналов и коррекции ошибок чтения. К тому же некоторые из них прибегают к выделению на SSD обширной резервной области, за счёт чего нагрузка на ячейки NAND дополнительно снижается. Всё это тоже сказывается на ресурсе. Таким образом, в руках у производителей SSD оказывается масса рычагов для влияния на то, какую итоговую выносливость будет демонстрировать их продукт, и ресурс флеш-памяти - лишь один из параметров в этом уравнении. Именно поэтому проведение тестов выносливости современных SSD и вызывает такой интерес: несмотря на повсеместное внедрение NAND-памяти с относительно невысокой выносливостью, актуальные модели совершенно необязательно должны иметь меньшую надёжность по сравнению со своими предшественниками. Прогресс в контроллерах и используемых ими методах работы вполне способен компенсировать хлипкость современной флеш-памяти. И именно этим исследование актуальных потребительских SSD и интересно. По сравнению с SSD прошлых поколений неизменным остаётся лишь только одно: ресурс твердотельных накопителей в любом случае конечен. Но как он поменялся за последние годы - как раз и должно показать наше тестирование.

Методика тестирования

Суть тестирования выносливости SSD очень проста: нужно непрерывно перезаписывать данные в накопителях, пытаясь на практике установить предел их выносливости. Однако простая линейная запись не совсем отвечает целям тестирования. В предыдущем разделе мы говорили о том, что современные накопители имеют целый букет технологий, направленных на снижение коэффициента усиления записи, а кроме того, они по-разному выполняют процедуры сборки мусора и выравнивания износа, а также по-разному реагируют на команду операционной системы TRIM. Именно поэтому наиболее правильным подходом является взаимодействие с SSD через файловую систему с примерным повторением профиля реальных операций. Только в этом случае мы сможем получить результат, который обычные пользователи могут рассматривать в качестве ориентира.

Поэтому в нашем тесте выносливости мы используем отформатированные с файловой системой NTFS накопители, на которых непрерывно и попеременно создаются файлы двух типов: мелкие - со случайным размером от 1 до 128 Кбайт и крупные - со случайным размером от 128 Кбайт до 10 Мбайт. В процессе теста эти файлы со случайным заполнением множатся, пока на накопителе остаётся более 12 Гбайт свободного места, по достижении же этого порога все созданные файлы удаляются, делается небольшая пауза и процесс повторяется вновь. Помимо этого, на испытуемых накопителях одновременно присутствует и третий тип файлов - постоянный. Такие файлы общим объёмом 16 Гбайт в процессе стирания-перезаписи не участвуют, но используются для проверки правильной работоспособности накопителей и стабильной читаемости хранимой информации: каждый цикл заполнения SSD мы проверяем контрольную сумму этих файлов и сверяем её с эталонным, заранее рассчитанным значением.

Описанный тестовый сценарий воспроизводится специальной программой Anvil’s Storage Utilities версии 1.1.0, мониторинг состояния накопителей проводится при помощи утилиты CrystalDiskInfo версии 7.0.2. Тестовая система представляет собой компьютер с материнской платой ASUS B150M Pro Gaming, процессором Core i5-6600 со встроенным графическим ядром Intel HD Graphics 530 и 8 Гбайт DDR4-2133 SDRAM. Приводы с SATA-интерфейсом подключаются к контроллеру SATA 6 Гбит/с, встроенному в чипсет материнской платы, и работают в режиме AHCI. Используется драйвер Intel Rapid Storage Technology (RST) 14.8.0.1042.

Список моделей SSD, принимающих участие в нашем эксперименте, к настоящему моменту включает уже более пяти десятков наименований:

1. (AGAMMIXS11-240GT-C, прошивка SVN139B);
2. ADATA XPG SX950 (ASX950SS-240GM-C, прошивка Q0125A);
3. ADATA Ultimate SU700 256 Гбайт (ASU700SS-256GT-C, прошивка B170428a);
4. (ASU800SS-256GT-C, прошивка P0801A);
5. (ASU900SS-512GM-C, прошивка P1026A);
6. Crucial BX500 240 Гбайт (CT240BX500SSD1, прошивка M6CR013);
7. Crucial MX300 275 Гбайт (CT275MX300SSD1, прошивка M0CR021);
8. (CT250MX500SSD1, прошивка M3CR010);
9. GOODRAM CX300 240 Гбайт (SSDPR-CX300-240, прошивка SBFM71.0 );
10. (SSDPR-IRIDPRO-240 , прошивка SAFM22.3);
11. (SSDPED1D280GAX1, прошивка E2010325);
12. (SSDSC2KW256G8, прошивка LHF002C);

Немного суровой реальности, пинающей маркетинг, или матчасть тоже надо знать

Гонка за экстремальной скоростью

«Ребята, без обид, но я понимаю, почему Россия в тупике – из-за таких экспертов, как вы».
Реакция пользователя на совет участников форума не пытаться
собирать RAID-массив из двух Samsung SM951 на LGA 1151.

Данную цитату я привел из своего личного опыта общения. Увы, именно так: люди додумываются ваять чудесные конструкции, совершенно не утруждаясь разбором технической сути. Затем различными «шаманскими плясками» пытаются заставить работать этого «Франкенштейна», споря с окружающими и не веря их словам о том, что подобный замысел даже технически (не говоря уже о финансовой стороне вопроса) является глупостью. И заставив-таки эту конструкцию подавать признаки жизни, пользователи с удивлением узнают, что результат не соответствует их ожиданиям и… снова начинают поиск виноватых.

Конкретно тот пользователь пытался собрать RAID-массив «нулевого» уровня из двух твердотельных накопителей с интерфейсом PCI-E 3.0 x4 на материнской плате, основанной на наборе системной логики Intel Z170. Суть в том, что оба SSD он хотел установить в разъемы, подключенные именно к Intel Z170. Изучение блок-диаграммы этого чипсета покажет несбыточность мечты о возможности получения скоростей чтения в районе 4.2 Гбайт/с (суммирование возможностей двух SM951 на линейных операциях).

Дело в том, что сам набор системной логики сообщается с процессором посредством третьей версии шины Direct Media Interface (DMI), которая технически является модифицированным объединением четырех линий PCI-Express 3.0 с соответствующей пропускной способностью около 3.93 Гбайт в секунду. Мало того, часть этой пропускной способности задействуется для потребностей периферии – сетевого контроллера, SATA- и USB-портов и прочего.

Единственный выход в случае LGA 1151 – установка микросхемы-коммутатора типа PLX, которая подключается к CPU и задействует линии от него, но такие платы из-за себестоимости подобного инженерного решения очень дороги. По величинам цифр на ценниках они фактически уже начинают пересекаться с платформой LGA 2011-v3, где подобной проблемы нет просто в силу того, что на ней от процессора отходит больше линий PCI-Express (от 28 до 40, в зависимости от модели ЦП, против 16 у LGA 1151).

Так для чего же производители устанавливают по два (а то и больше) разъема M.2 на системных платах с процессорным разъемом LGA 1151? Ответ прост: подобное отлично подходит для раздельной эксплуатации накопителей, когда обращение идет только к одному SSD, а не всем одновременно; для установки иных плат расширения (уже можно приобрести, например, Wi-Fi-адаптеры). Никто не отменял и факта существования таких SSD, как, например, недавно представленный Intel SSD 600p, модификация которого объемом 128 Гбайт обеспечивает лишь до 770 Мбайт/с на чтении и 450 Мбайт/с – на записи. Что, между прочим, сопоставимо с двухлетней давности Plextor M6e с двумя линиями интерфейса PCI-E (причем еще версии 2.0).

Причем помимо собственно нагрузки существует и так называемый «служебный трафик», который есть всегда, в результате чего реальная пропускная способность оказывается ниже. И, как показывает практика, в реальности на LGA 1151 удается получить не больше 3.4-3.5 Гбайт в секунду, да и те практически в «лабораторных условиях» – при минимизации нагрузки на все остальные элементы системы и аккуратном подборе конфигурации тестовой системы. Наиболее реальными же оказываются и вовсе 3.1-3.2 Гбайт.

Но один вариант для систем LGA 1151 все-таки есть: устанавливать PCI-E SSD так, чтобы они были подключены раздельно к процессору и к набору системной логики. В этом случае будет доступен лишь вариант программной сборки средствами самой операционной системы, но это на самом деле непринципиально по одной простой причине: на материнских платах потребительского класса в принципе нет RAID-контроллеров.

Да, именно так: все операции на «бытовых» системных платах выполняются драйвером на программном уровне с использованием ресурсов центрального процессора. Подобный тип программных массивов даже носит неофициальное название «FakeRAID». Настоящий же RAID-контроллер включает собственный микропроцессор (зачастую с немалым тепловыделением), кэш-память, цепь питания для защиты данных в случае незапланированного отключения питания и еще ряд элементов обвязки.

Суммарная стоимость такого устройства выше, чем у большинства материнских плат, не говоря уже про сам набор системной логики, а потому модели вроде ASRock Z87 Extreme11/ac , где применены LSI SAS 3008 и LSI SAS 3x24R вкупе с флеш-памятью, являются своего рода эксклюзивом.

В погоне за копейкой

Вторая половина 2015 – начало 2016 года ознаменовались тем, что память TLC NAND стала в твердотельных накопителях поистине массовым явлением. Компания Samsung лишилась своей «монополии», причем практически сразу выделилось два дуэта, противостоящих друг другу: память Toshiba с контроллерами Phison и память SK Hynix с контроллерами Silicon Motion.

На первый дуэт ставку сделали более именитые бренды вроде Kingston, Toshiba OCZ, Corsair и ряда других. Второй в решениях более-менее популярных брендов оказался только в ассортименте ADATA, все остальное – множество китайских и малоизвестных у нас (да и не только у нас) компаний.

Недавно состоялся выход на сцену флеш-памяти с вертикальной компоновкой, разработанной концерном Micron и Intel (IMFT), фактически более-менее полноценно присутствует на рынке только один накопитель на ней – Crucial MX300, но, судя по всему, сложившаяся расстановка в целом не поменяется и тут – Toshiba и Western Digital (SanDisk) готовят свою 3D V-NAND.

Несмотря на явное противостояние, эти платформы очень близки как по маркетинговой составляющей, так и по аппаратной идеологии. Накопители на их основе позиционируются на данный момент как решения начального и среднего уровня, а суть работы их фактически идентична.

При том, что TLC NAND обладает меньшей себестоимостью в производстве, она также обладает и своими недостатками. В частности это достаточно медленная память, и на операциях записи уровень ее быстродействия не выдерживает никакой критики. Чтобы такие накопители все же могли предложить достойные показатели, применяется ухищрение: часть массива памяти работает в «ускоренном» режиме записи (иногда его называют «псевдоSLC»).

В итоге современные модели на TLC NAND, за редким исключением, даже будучи небольшого объема (~120-128 Гбайт) несут в своих официальных спецификациях указание скоростей записи примерно 400-550 Мбайт/с – именно благодаря SLC-режиму.

Но объем данных, который накопитель способен записать на такой высокой скорости, обычно невелик и в зависимости от объема SSD может начинаться с приблизительно 2 Гбайт у самых младших модификаций.

Другое дело, что подобное поведение отнюдь не всегда бросается в глаза просто из-за того, что копирование действительно больших объемов данных – ситуация, возникающая не так часто. Не совсем приятно наблюдать скорость копирования чуть ли не на уровне совсем уже старых моделей HDD.

Первая «ступенька» – кэширование Windows. Вторая – SLC-кэш. Нижняя «полка» – реальная скорость работы Zenith R3 120 Гбайт за пределами SLC-кэша.

На самом деле вполне реален еще один сценарий, при котором могут себя проявлять нехватка SLC-буфера и низкая скорость записи вне него: установка игр с большим объемом занимаемого места.

Вообще, твердотельные накопители на TLC NAND наиболее оптимально смотрятся именно в больших объемах: и ресурс чисто за счет объема становится избыточным, и размер SLC-буфера (который обычно задается в процентах от объема SSD) достаточно велик. Да и сам массив памяти набирается таким количеством кристаллов NAND, что скорость записи и вне SLC-буфера вырастает до достойных значений. К примеру, емкость кристаллов планарной TLC NAND производства Toshiba, SK Hynix и Micron сейчас составляет 128 Гбит, несложно подсчитать, что для построения массива 128 Гбайт нужно 8 кристаллов, а массив 512 Гбайт набирается уже 32-мя кристаллами.

Кстати о ресурсе. Это еще один краеугольный камень знания матчасти. На самом деле, вопреки распространенному мнению, ресурс выражается не только численным показателем (сколько именно данных может быть записано на накопитель до первых сбоев), но еще и сохранностью этих данных. Как сохраняются данные во флеш-памяти? Хранятся они в ячейках в виде заряда, и существует такой физический процесс, как «перетекание заряда» в соседние ячейки. В конце концов ячейка памяти просто перестает корректно считываться. И чем сильнее изношены ячейки памяти, тем активнее и быстрее протекает этот процесс. Только что записанные данные могут отлично читаться, а вот через некоторое время уже начинаются проблемы.

Для решения этой задачи инженерами активно разрабатываются новые алгоритмы коррекции ошибок, но это лишь отодвигает планку, когда считанное из ячейки памяти становится недешифруемым, иначе говоря, «мусором». В какой-то момент микропрограмма контроллера может принять решение о перезаписи трудночитаемых данных для «освежения» заряда, но «благодаря» алгоритмам «выравнивания износа» с большой долей вероятности новые ячейки, куда данные будут перенесены, окажутся ничуть не лучше. И в какой-то момент по мере износа процесс потери ячейками заряда станет просто лавинообразным.

Ключевое здесь: время. Именно в этом кроется ошибочность подавляющего большинства тестов на износ, которые проводятся различными изданиями и отдельными энтузиастами: только что записанные данные могут читаться отлично, но через некоторое время (неделю, две, три) может оказаться иное, особенно если массив памяти уже изношен. И в этом основная сложность: полноценный правильный тест будет длиться слишком долго. Не говоря уже про классику статистики, понятие «репрезентативность выборки»: как правило, тестируется один-два образца, а не разные из нескольких партий. Иначе говоря, можно наткнуться как на экземпляры с флеш-памятью из неудачной партии, так и на накопители, в которые попала отменно удачная партия флеш-памяти. Ещё раз подчеркнём, что под понятием «время» имеется в виду действительно заметный срок, а не несколько дней (как поднимали панику некоторые интернет-ресурсы). Вопрос сроков рассмотрен в этом материале .

Да и сам тип памяти – это еще не приговор. На самом деле немалое влияние на ресурс накопителя оказывают специфические особенности отдельных контроллеров и платформ в целом. Наиболее известный пример из последних – контроллер Silicon Motion SM2246XT. У него есть такое свойство: он хорошо ведет себя только в том случае, если на накопителе есть хотя бы 10% свободного места, иначе резко увеличивается WA (Write amplification, причем у отдельных образцов мне доводилось наблюдать WA ~1300-1500) и накопитель в прямом смысле умирает через несколько месяцев эксплуатации. И от того, что в паре с этим контроллером используется MLC NAND (TLC не поддерживается SM2246XT), легче не становится. Зато нелюбимые многими контроллеры SandForce, благодаря реализованной в них компрессии данных, в некоторых условиях (например, при офисной работе) могут обеспечить себе двукратное превосходство в ресурсе по сравнению с другими контроллерами с той же флеш-памятью.

Именно поэтому тесты на износ в том виде, в каком их сейчас проводят, являются не абсолютной истиной, а лишь косвенным показателем возможностей накопителей и не более. Хотя за неимением лучшего приходиться довольствоваться и этим.