зачем в ssd буфер
Как правильно выбрать SSD
На рынке представлено большое разнообразие форматов и моделей. Накопители SSD отличаются по физическому форм-фактору, интерфейсу подключения, объему, скорости работы и другим характеристикам.
Формат
Сейчас можно купить SSD двух основных форматов: 2,5 дюйма и M.2. Они существенно различаются не только по во внешнему виду, но и по производительности.
SSD на 2,5 дюйма — это привычный формат ноутбучного жесткого диска. Размеры, а также разъемы для передачи данных и питания совпадают. Подключение идет стандартным кабелем SATA к соответствующему разъему на материнской плате. Отсюда следует главный плюс формата — совместимость с не самыми новыми устройствами. Вы легко сможете установить такой диск в старый ноутбук (в новых моделях разъемы 2,5 встречаются уже не так часто), компьютер, игровую консоль или другое устройство, где нужен жесткий диск.
Но относительно старый интерфейс накладывает и ограничения. Сейчас используется версия SATA 3.0, которая имеет пропускную способность до 6 Гбит/с. Но откровенно говоря, по сегодняшним меркам это уже медленно. Реальная скорость таких дисков составляет 500−550 Мбайт/с на чтение. А SATA 2.0, в свою очередь, имеет пропускную способность в два раза меньше — 3 Гбит/с.
SSD формата M.2 подключаются напрямую к материнской плате в соответствующий слот. Плюсы здесь очевидны: отсутствие лишних проводов и компактный размер. Более того, такие диски могут быть значительно быстрее. Но есть нюанс. Дело в том, что M.2 предполагает подключение через два интерфейса: SATA и PCI Express. По цене такие диски могут не сильно различаться, но разница в скорости существенная. Если через SATA будут те же 550 Мбайт/с, то PCI Express выдает от 1500 Мбайт/с.
Быстрые диски обозначаются как NVMe (Non-Volatile Memory Express, что можно перевести как энергонезависимая экспресс-память). Если ваша система поддерживает NVMe, то покупать обычный SATA смысла нет. Обращайте внимание на версию PCI Express и количество используемых линий. Чем выше версия и больше линий, тем быстрее накопитель. Но нужно смотреть на совместимость оборудования. Наиболее распространены PCI Express 3.0×4 и PCI Express 4.0×4. Есть также накопители для подключения в слот PCI Express, куда обычно ставят видеокарты или другие платы расширения. Стоят они довольно дорого, поэтому рассматривать их для домашнего ПК нерационально.
Есть также накопители для подключения в слот PCI Express, куда обычно ставят видеокарты или другие платы расширения. Стоят они довольно дорого, поэтому рассматривать их для домашнего ПК нерационально.
Какой объем нужен
Минимальный рекомендуемый объем накопителя для установки системы — 120 ГБ. Этого хватит для работы системы и установки софта, но лучше брать с запасом хотя бы 240 ГБ, тогда хватит еще и на несколько современных игр. Тем более что разница в цене будет не слишком большая: стоимость накопителей составляет около 2000 и 3000 рублей соответственно.
Для игр желательно иметь от 480 ГБ, но чем больше, тем лучше, особенно если на этом же диске будет стоять еще и основная система. Современные блокбастеры занимают десятки и сотни гигабайт. Например, Red Dead Redemption 2 и Call of Duty Warzone «весят» более 100 ГБ каждая.
Для рабочих задач аналогично, но здесь все больше зависит от задач. Если нужно только открывать Word или Excel, то большого объема не требуется. Но, например, для монтажа видео желательно иметь емкий SSD.
Стоит ли брать дорогой SSD
Переплачивать за бренд точно не стоит. Но стоит обратить внимание на другие параметры: скорость работы, наличие буферной памяти, заявленный ресурс, есть ли в комплекте радиатор для охлаждения. В целом, при одинаковых характеристиках вполне можно брать более дешевый вариант. Вы вряд ли заметите разницу в работе. Сейчас даже недорогие SSD вполне надежны, а их ресурса хватит надолго. Тем не менее речь сейчас не идет о сомнительных no-name вариантах, их покупать как раз не стоит.
Стоит ли брать SSD с Aliexpress?
Если кратко, то смысла нет. Будет ненамного дешевле, но можно получить проблемы с недобросовестными продавцами. Да и с гарантией все не так просто.
Тем не менее на Aliexpress можно найти совсем уж дешевые модели на 16, 32 и 64 гигабайта. Если вдруг вам нужен именно такой объем. Листайте галерею с неплохими вариантами SSD-дисков:
Как устроен SSD — разбираемся в деталях
Содержание
Содержание
SSD-накопители стали логичным продолжением эволюции устройств для хранения информации. Новые требования к производительности не могли не сказаться на техническом устройстве SSD-накопителей. Их внутреннее наполнение кардинально изменилось по сравнению с привычным жестким диском.
Корпус
Корпус устройства — неотъемлемая часть накопителя, которая призвана защитить хрупкие внутренние детали. В зависимости от используемого форм-фактора накопителя его внешняя оболочка может кардинально различаться. Так устройства форм-фактора M.2 могут иметь в своем арсенале лишь бумажную или металлизированную наклейку, нанесенную поверх компонентов, или же цельный металлический радиатор как и модели с физическим интерфейсом PCI-E. Основной упор в этом случае возлагается на снижение температуры SSD, а его физическая защита уходит на второй план.
Что касается накопителей форм-фактора 2.5, ситуация диаметрально противоположная. В основном, они поставляются в стандартных пластиковых кейсах, которые защищают внутренности накопителя при неаккуратном обращении. И даже падение устройства не станет для него фатальным в отличие от тех же жестких дисков. Устройствам с интерфейсом SATA свойственен невысокий нагрев, поэтому производители зачастую пренебрегают добавлением каких-либо термопрокладок. Единственным теплоотводом служит непосредственно корпус.
У пользователя, впервые увидевшего разобранный SSD 2.5, может возникнуть резонный вопрос: для чего такой большой корпус, если SSD такой мальенький? Виной тому унификация устройства. Этот формат позволяет устанавливать SSD-накопители в старые ноутбуки или системные блоки, в посадочные места, предназначенные для жестких дисков форм-фактора 2.5. Это позволяет пользователю модернизировать свой ПК минимальными средствами. Также производители получают некоторый «карт-бланш» для размещения внутренних компонентов SSD, так как остается запас пространства для увеличения печатной платы. Различие между разными моделями SSD кроме внутренних компонентов сводится к наклейке, нанесенной на корпус. Она содержит в себе техническую информацию и служит гарантийной пломбой.
Снятие наклейки лишает возможности гарантийного обслуживания.
Интерфейс подключения
HOST Interface — часть накопителя, отвечающая за подключение устройства к системе. SSD-накопители форм-фактора 2.5 имеют стандартные разъемы, свойственные жестким дискам. Для подключения используются два привычных SATA-разъема. Это семиконтактный разъем для подключения шины данных и пятнадцатиконтактный — для подключения питания. Передача данных осуществляется от контроллера к системе и обратно путем использования двух каналов передачи данных. Этот тип подключения имеет ограничение пропускной способности в 6 Гбит/с. Преимущество разъемов SATA — обратная совместимость SATA III и SATA II. Это позволяет подключить современный накопитель к плате, которой уже немало лет.
Для подключения SSD-накопителей форм-фактора M.2 используется современный интерфейс, разработанный как компактная альтернатива SATA-разъему. Все необходимое питание для работы устройства обеспечивается материнской платой. Данный интерфейс имеет в своем распоряжении 75 позиций контактов. В зависимости от конкретной модели часть этих позиций удалена слева, справа или с обеих сторон, образуя соответствующие разрезы. Эти разрезы обозначают ключ, используемый в накопителе: B, M или B&M. Накопители форм-фактора M.2 могут подключаться посредством интерфейса SATA или PCI-Express.
Печатная плата
Печатная плата — базовая основа, на которой располагаются элементы внутренней начинки накопителя. Она представляет собой пластину из диэлектрика с электропроводящими цепями электронной схемы. Компоненты на плате соединены посредством проводящего рисунка и пайки. Размер печатной платы может варьироваться в зависимости от конкретной модели и исполнения. В свою очередь размещение микросхем может быть произведено как лишь на одной стороне платы, так и с обеих сторон.
Контроллер памяти
NAND-controller — «сердце» SSD-накопителя, от которого напрямую зависит производительность устройства. Этот чип — связующее звено между флэш-памятью и непосредственно системой. С помощью него осуществляется обмен данными, операции чтения и записи, шифрование файлов, исправление ошибок и многое другое. Для работы контроллера с завода в него вшита микропрограмма, для которой периодически выпускаются обновления. Служат они для более стабильной и оптимизированной работы устройства. Зачастую производители намеренно не указывают модель установленного контроллера в устройстве, так как он может меняться в зависимости от ревизии. Пользователю остаются лишь программные методы идентификации используемой начинки или снятие наклейки на свой страх и риск.
Флэш-память
Микросхемы флэш-памяти, как правило, занимают подавляющую часть печатной платы и могут иметь разнообразнейшую компоновку. И это неудивительно, ведь они хранят в себе всю информацию, которую пользователь записывает на SSD-накопитель. Самой массовой вариацией флэш-памяти, используемой в накопителях, является 3D NAND с многослойной структурой ячеек памяти. А от типа памяти NAND напрямую зависит долговечность накопителя и его характеристики. Существуют четыре типа NAND памяти: SLC, MLC, TLC и QLC. Различаются они количеством бит информации, хранящихся в одной ячейке, — соответственно от одного до четырех. И правило «чем больше, тем лучше» здесь не работает. Более высокая плотность информации в ячейке ведет к ухудшенным характеристикам памяти и снижению ресурса накопителя.
DRAM кэш и конденсаторы
DRAM кэш представляет собой отдельную микросхему, которая по функционалу напоминает оперативную память компьютера. Она ускоряет работу накопителя, используя некоторый объем памяти для временного хранения данных. Такой подход позволяет ускорить доступ к файлам и стабилизировать износ памяти. Этот чип отсутствует в большинстве бюджетных решений.
Намного реже встречающийся компонент в бытовых SSD-накопителях — конденсаторы. Они призваны помочь в решении проблемы потери электропитания. Неожиданные отключения питания пагубно влияют на информацию, с которой работает SSD-накопитель, а конденсаторы позволяют уменьшить вероятность повреждения и утери данных. Из-за специфичности данной функции используются они в серверных решениях.
SSD с DRAM или без DRAM, различия и какой из них лучше купить
Что такое DRAM в SSD и для чего он используется?
SSD хранят данные в ячейках памяти, известных как NAND Flash; В течение срока службы SSD данные проходят через эти ячейки автоматически, чтобы гарантировать, что ни одна ячейка памяти не будет потрачена впустую из-за повторяющихся операций чтения / записи, и в результате SSD должен хранить своего рода карту того, где данные находятся внутри диска.
Это необходимо для того, чтобы при запуске программы, игры или когда вы хотите открыть файл, контроллер SSD точно знал, где его найти, чтобы его можно было быстро открыть. И, как вы уже могли предположить, эта «карта» находится в памяти DRAM накопителя. Очевидно, что этот тип памяти имеет динамический произвольный доступ и ведет себя такой же, как у ПК Оперативная память Память но для специального и исключительного использования для контроллера, поэтому его использование увеличивает стоимость производства устройства.
Преимущества и недостатки встроенной памяти DRAM
Твердотельные накопители с микросхемой DRAM обеспечивают лучшую производительность, чем твердотельные накопители без нее. Это связано с тем, что DRAM намного быстрее, чем флэш-память NAND, и вместо того, чтобы заставлять ПК искать соответствующие данные на SSD, ему просто нужно будет запросить DRAM, чтобы найти их. В результате ПК не придется долго ждать, пока SSD получит необходимые данные, что значительно ускорит взаимодействие с пользователем для конечного пользователя.
Твердотельные накопители без DRAM хранят карту данных непосредственно во флэш-памяти NAND устройства, и, как мы упоминали ранее, это намного медленнее, чем DRAM, что приводит к более низкой производительности или, точнее, большей задержке при доступе к данным. Кроме того, хранение данных карты непосредственно во флэш-памяти NAND приводит к повышенному износу ячеек памяти накопителя, что снижает их долговечность. Как правило, это причина того, что твердотельные устройства без DRAM имеют более короткий гарантийный срок.
Однако тот факт, что устройства без DRAM имеют некоторые недостатки по сравнению с теми, у которых есть эти микросхемы, не означает, что вы должны автоматически отказываться от них. Во-первых, твердотельные накопители без DRAM почти всегда дешевле, поскольку их стоимость производства значительно ниже, а во-вторых, в то время как твердотельные накопители без DRAM имеют более высокое время доступа, чем те, которые имеют (так что в целом их производительность ниже), эти устройства по-прежнему довольно быстрые, особенно по сравнению с традиционным механическим жестким диском.
Какой тип SSD купить в зависимости от использования
Учитывая тот факт, что твердотельные накопители с DRAM имеют лучшую производительность и более длительный срок службы, определенно стоит обратить внимание при покупке следующего твердотельного накопителя и убедиться, что у него есть кеш DRAM. Тем не менее, вы не должны исключать и твердотельные устройства без DRAM, если вы знаете об ограничениях, присущих им, которые мы обсуждали ранее.
Твердотельные накопители без DRAM менее дороги, а это означает, что они могут быть очень недорогим способом вдохнуть новую жизнь в старую машину или иметь большую емкость для компьютеров, для использования которых требуется не высокая производительность, а большая емкость.
Другими словами, если вам нужен максимально быстрый и долговечный SSD, то нет сомнений в том, что вам следует искать тот, который имеет интегрированную DRAM, но если использование, которое вы собираетесь использовать дайте устройству Он легкий, больше для массового хранения, чем для запуска игр или приложений, поэтому вы можете сэкономить много денег, купив твердотельный накопитель без DRAM, поскольку вы можете найти диски большей емкости по более низкой цене, и они все равно будут иметь довольно приличная производительность даже в этом случае.
Что такое буфер памяти хоста в твердотельных накопителях NVMe и как он работает?
Освободи Себя NVMe 1.2 Спецификация представила новую функцию под названием Буфер памяти хоста или HMB (не путать с графической памятью HBM) с обещанием значительно повысить производительность твердотельных накопителей PCIe NVMe. В этой статье мы объясним, что это такое, как оно работает и как ему удается улучшить производительность твердотельных накопителей, обладающих такой способностью.
Стандартное соотношение DRAM к NAND, которое мы обсуждали, обеспечивает достаточно RAM для SSD контроллер, чтобы использовать очень гибкую таблицу быстрого поиска, а не использовать более сложные структуры данных, которые были бы значительно медленнее. Это резко сокращает объем работы, контроллер SSD должен делать, чтобы выполнять операции ввода и вывода, и является ключом к последовательной производительности.
Что такое буфер памяти хоста?
Как мы уже говорили в начале, спецификация NVMe 1.2 представила эту новую возможность, называемую буфером памяти хоста или HMB. Эта функция использует возможности DMA интерфейса PCI-Express, чтобы позволить SSD использовать часть памяти DRAM из системы. ЦП вместо того, чтобы требовать, чтобы SSD поставлялся с собственной DRAM.
Правда, что доступ к DRAM через PCIe намного медленнее, чем доступ к микросхеме DRAM, которая находится в самом устройстве, но даже в этом случае производительность значительно улучшается при чтении информации из флэш-памяти SSD.
Как HMB влияет на производительность?
Эффекты кэша HMB можно ясно увидеть, измерив производительность произвольного чтения SSD при одновременном увеличении рабочей нагрузки (объем данных, к которым активно обращаются одновременно).
Хорошо видно, что до тех пор, пока рабочая нагрузка не достигнет 24 ГБ, производительность SSD остается очень, очень стабильной и только начинает падать с этой цифры. Однако при отключенном HMB производительность постепенно снижается и растет.
Особенности работы SSD — что такое SLC-кэш и как он влияет на скорость
Содержание
Содержание
Ты купил современный SSD и довольный устанавливаешь его в свой ПК. Сразу же, на высокой скорости, начинаешь переносить на него данные с других накопителей. И вдруг в какой-то момент скорость записи на SSD падает в несколько раз. Что произошло? Почему падает скорость записи? Все дело в SLC-кэше.
Сегодня существуют твердотельные накопители на четырех типах памяти:
Samsung — единственная компания, которая продолжает называть всю свою память MLC, лишь добавляя количество бит на ячейку. И часто это вводит покупателей в заблуждение. Например, 3-bit MLC, хотя по факту это TLC.
Сегодня самыми распространенным типом памяти в твердотельных накопителях является усовершенствованный 3D NAND TLC. Невысокая цена производства, высокая плотность данных, современные контроллеры и использование технологий SLC-кэширования позволили производителям значительно повысить скорость и ресурс TLC накопителей. Но все ли так хорошо, как кажется на первый взгляд?
Что такое SLC-кэш, и как он реализован
Чтение и запись данных на SSD-накопитель происходит по битам. Запись в ячейки SLC памяти самая быстрая, так как одна ячейка содержит лишь один бит. С TLC-накопителями сложнее. Чтобы записать одну ячейку, необходимо несколько раз считать с нее данные, для того чтобы далее их правильно записать. А дополнительные операции чтения с ячейкой значительно увеличивают время.
И для того, чтобы повысить скорость записи в TLC ячейки, производители прибегли к простой хитрости. В начале записи контроллер сохраняет данные по одному биту на ячейку, что называется режимом SLC. Это значительно увеличивает скорость записи. Продолжая запись, контроллер в фоновом режим уплотняет записанные данные в ячейку, преобразуя ее в трехбитную. Но такая быстрая запись не может быть постоянной. Объем накопителя все же рассчитывается из трех бит на ячейку. Следовательно, после заполнения SLC-кэша, скорость падает и достаточно сильно. SLC-кэш бывает реализован разными способами:
Следовательно, на QLC накопителях в таком режиме максимальная скорость будет на четверть свободного объема накопителя или меньше — все зависит от реализации SLC-кэша. Пример SLC-кэша на Smartbuy Nitro 480GB (SBSSD-480GQ-MX902-25S3). Объем SLC-кэша на QLC накопителе составил всего 23 % от общего свободного объема SSD.
Большинство пользователей не столкнутся с заполнением SLC-кэша при работе с SSD накопителем и вот почему:
Как определить объем SLC-кэша?
SLC-кэш на разных тестах и при разных условиях может показывать разные значения. Все зависит от того, как в данный момент используется накопитель. Поэтому все тесты лучше проводить на абсолютно новом пустом SSD накопителе, при этом не используя его в качестве системного. При установке операционной системы на SSD, даже в покое происходят операции чтения и записи, а следовательно результат будет не совсем точный.
Подготовка SSD накопителя
Если накопитель уже используется как дополнительный, лучше его очистить или отформатировать. Дальше необходимо выполнить команду TRIM через оптимизацию накопителя средствами Windows. Для этого переходим в «Этот компьютер» («Мой компьютер»).
Правой кнопкой мыши нажимаем на наш SSD и выбираем Свойства.
Переходим во вкладку Сервис и нажимаем кнопку Оптимизировать.
После чего выбираем снова наш SSD накопитель и наживаем кнопку Оптимизировать.
После данной операции необходимо дать накопитель «отдохнуть» примерно 15 минут и не выполнять с ним никаких операций.
Первый способ
Для определения SLC-кэша нам понадобятся программы, которые могут непрерывно линейно записывать данные на накопитель. Это можно сделать утилитой AIDA64, в разделе Сервис → Тест диска.
Далее в новом окне AIDA64 Disk Benchmark, в первом выпадающем списке меню выбираем Тест линейной записи (Linear Write), а затем накопитель, который необходимо протестировать.
ВАЖНО! Сразу после начала этого теста все данные с накопителя будут удалены!
Второй способ
Не настолько точный, как тесты утилитами, но тоже наглядный и очень понятный. Для этого нам понадобится второй SSD-накопитель, назовем его «исходный». (исходный SSD накопитель может быть даже системным). Для максимальной точности скорость чтения Исходного SSD должна быть выше, чем скорость записи тестового SSD, на котором будем определять объем SLC-кэша. На исходном накопителе создаем папку с объемными видеофайлами. Даже если у вас есть один видеофайл, просто копируем его несколько раз. Объем папки будет зависеть от объема тестового SSD — папка должна быть кратна 100 ГБ, чтобы можно было легко увидеть объем SLC-кэша. Также объем папки должен быть больше, чем треть общего объема тестового SSD накопителя, чтобы на примере одного копирования мы смогли все увидеть. Не забываем подготовить SSD по инструкции выше. Давайте скопируем папку объемом 100 Гб на SSD накопитель ADATA Falcon 256GB (AFALCON-256G-C) и посмотрим на SLC-кэш.
По графику объем SLC-кэша составил примерно 85 Гб. А вот скорость до заполнения SLC-кэша и после составили 1,05 ГБ/сек и 123 МБ/сек соответственно.
Как сильно скорость SSD накопителя может падать после заполнения SLC-кэша?
Ответить на это вопрос однозначно для всех накопителей не получится. И тому есть несколько причин:
Вот пример недорого SATA SSD накопителя Patriot P210 128GB (P210S128G25)
Скорость после заполнения SLC-кэша падает до 71,5 МБ/сек. И это скорости прямой записи в TLC режиме.
Теперь давайте посмотрим, на что способны топовые NVMe SSD накопители на примере Samsung 970 EVO Plus 1TB (MZ-V7S1T0BW).
Даже после заполнения SLC-кэша скорости падают не значительно и остаются высокими до полного заполнения SSD-накопителя.
Если мы посмотрим на Smartbuy Nitro 240GB с QLC чипами памяти, то тут сразу видно еще более сильное снижение скорости до 22 МБ/сек. Даже не нужно ждать окончания теста — по графику все и так понятно.
Без SLC-кэширования не обходится ни один современный SSD-накопитель. Причем не важно, на каком типе памяти он построен — TLC или QLC. Благодаря SLC-кэшу мы имеет такие высокие скорости. И пусть на разных накопителях разный объем кэша, при обычном использовании мы никогда не увидим значительное снижение скорости, так как просто не сможем заполнить SLC-кэш. Конечно, если вы работаете с видеофайлами, особенно с разрешением 4К, и вам постоянно приходится перемещать их, например при видеомонтаже, то не стоит покупать дешевые SSD накопители. Лучше заранее посмотреть тесты и обзоры и выбрать оптимальный вариант. В большинстве же случаев SLC-кэш так и останется чем-то неизвестным.