Wydajność i cena to oczywiste pułapki przy zakupie dysków SSD

Ile jesteś gotów wydać na dyski SSD, aby skonfigurować pamięć podręczną SSD na serwerze NAS lub zbudować macierze pamięci masowej typu all-flash? Nasze statystyki pokazują, że średni koszt jednego gigabajta wynosi 0,31 USD dla użytkowników Synology, którzy zainstalowali dyski SSD w modelach high-end (xs/xs+). Wskazuje to, że użytkownicy Synology są wrażliwi na cenę, ale w międzyczasie dążą również do zwiększenia wydajności.

Spróbuj wpisać w google „SSD performance”, a otrzymasz mnóstwo wyników pokazujących, jak interpretować dane dotyczące wydajności ze specyfikacji dysków SSD. Powiedzą Ci, że 4K IOPS to liczba, na którą powinieneś zwrócić szczególną uwagę, ponieważ wydajność losowego odczytu/zapisu małych plików 4K może dokładniej odzwierciedlać rzeczywistą wydajność dysku SSD.

Jeśli przeczytasz dane dotyczące wydajności w arkuszu specyfikacji, odkryjesz dwa następujące fakty:

• Jest tylko jedna liczba dla wydajności losowego odczytu/zapisu 4K.

• Wydajność niektórych dysków SSD klasy korporacyjnej jest gorsza niż dysków SSD klasy konsumenckiej.

Podtrzymana wydajność

Przyglądając się bliżej szczegółowemu testowi wydajności, można zauważyć, że wydajność dysków SSD zmienia się z czasem. Sprzedawcy dysków SSD przesładzają dane dotyczące wydajności, ujawniając tylko część całego obrazu.

W przypadku konsumenckiego dysku SSD, liczby IOPS zaczynają się od mocnego akcentu i osiągają szczyt przy 140 000. Chociaż liczby te pozostają dość wysokie w początkowej fazie (od 0 do około 300 sekund), wkrótce potem zaczynają drastycznie spadać. Podlegając dramatycznym szczytom i spadkom, liczby wahają się jak podczas jazdy kolejką górską. W przeciwieństwie do konsumenckiego dysku SSD, dysk SSD klasy korporacyjnej tworzy bardziej wyrównaną krzywą i zapewnia bardziej stabilny poziom IOPS. Ponieważ liczby pozostają stosunkowo płaskie, bez gwałtownych wzrostów i spadków, ogólna wydajność jest bardziej spójna i zrównoważona.

Wytrzymałość i nadmiarowość

Jednym z kluczowych czynników wpływających na to, że dyski SSD klasy korporacyjnej zapewniają stałą wydajność, jest część pojemności dysku SSD skonfigurowana wstępnie pod kątem nadmiarowości.

Jeśli miałeś doświadczenie z instalacją dysku SSD o pojemności 1 TB, na pewno zauważyłeś, że może być tylko 960 GB dostępne do formatowania. Gdzie się podziała reszta 64GB (6,2%)? Czy po prostu zniknęła bez powodu?

Dysk SSD osiąga koniec swojej żywotności po ograniczonej liczbie cykli program-erase (P/E). Ponieważ polecenie nadpisywania jest niedostępne w pamięci flash NAND, blok pamięci NAND musi zostać wymazany przed ponownym zapisem. Blok jest najmniejszą jednostką pamięci masowej składającą się z wielu stron, które są najmniejszą jednostką, która może być zapisana. Powtarzające się zapisy mogą powodować erozję komórek pamięci i skrócić żywotność dysku SSD.

Aby zmniejszyć zużycie i przedłużyć żywotność dysku SSD, często stosuje się takie techniki, jak zbieranie śmieci lub niwelowanie zużycia. Garbage collection to proces, w którym ważne strony są przenoszone do wolnych bloków przy jednoczesnym usuwaniu bloków zawierających nieważne strony. Wear-leveling to algorytm, który równomiernie rozkłada operacje zapisu i kasowania na bloki poprzez zamianę często używanych bloków z wolnymi, aby wyrównać wykorzystanie bloków i zapobiec ich zbyt szybkiemu zużyciu. Obie techniki wymagają przydziału dodatkowej przestrzeni. Over-provisioning to funkcja, która umożliwia przydzielenie dodatkowej przestrzeni poprzez partycjonowanie części całkowitej pojemności, tak aby kontroler SSD mógł płynniej uruchamiać te techniki przedłużania życia.

Porada: Jeśli pamięć podręczna SSD w NAS staje się wolniejsza, można odtworzyć pamięć podręczną SSD z 65% pojemności pamięci masowej, aby odzyskać stałą wydajność.

Celem over-provisioningu jest przedłużenie żywotności dysku SSD, dlatego jest on ściśle związany z wytrzymałością SSD. Aby wybrać odpowiedni dysk SSD, można również wziąć pod uwagę liczbę zapisanych terabajtów (TBW) lub liczbę zapisów na dysk dziennie (DWPD). Jeśli znasz pojemność i okres gwarancji swojego dysku, możesz przeliczyć TBW na DWPD lub odwrotnie, korzystając z następującego wzoru:

• TBW = DWPD X 365 X Gwarancja (rok) X Pojemność (TB)

• DWPD = TBW / (365 X Gwarancja (rok) X Pojemność (TB))

Na przykład załóżmy, że TBW jest oceniana na 1400 dla dysku SSD o pojemności 1.92TB SSD, który jest objęty 5-letnią gwarancją, otrzymujemy wynik 1400 / (365 X 5 X 1,92) = 0,4 DWPD. Oznacza to, że dziennie można wykorzystać 40% pojemności dysku, co odpowiada 768 GB. Więcej informacji na temat TBW i DWPD można znaleźć w tym artykule.

Ochrona przed utratą zasilania

W każdym dysku SSD dostępna jest pamięć podręczna służąca do optymalizacji operacji zapisu. Polecenia zapisu są najpierw gromadzone w pamięci podręcznej, a dopiero po osiągnięciu określonej liczby wykonywane są operacje zapisu. Wypadki się zdarzają. W przypadku utraty zasilania, gdy dane znajdują się jeszcze w pamięci podręcznej, może dojść do utraty danych. W tym miejscu z pomocą przychodzi bufor kondensatorowy. Większość dysków SSD klasy korporacyjnej jest wyposażona w kondensatory lub małe baterie, które zapewniają, że w przypadku nagłych awarii zasilania dane mogą być nadal zapisywane na dysku SSD. W przypadku spadku napięcia sterownik SSD pobiera energię z kondensatora, aby zapewnić wystarczająco dużo czasu na dokończenie istniejącego zapisu, zmniejszając w ten sposób ryzyko uszkodzenia danych.

W miarę jak technologia SSD dojrzewa i staje się coraz bardziej popularna, dyski SSD na rynku mają różne współczynniki kształtu, funkcje, pojemności itp. Istotne jest, aby wybrać odpowiedni dysk SSD dla swoich obciążeń biznesowych. Możesz jednak ponieść ukryte koszty, jeśli cena i wydajność są jedynymi czynnikami wpływającymi na decyzje o zakupie. Weź pod uwagę trwałą wydajność, wytrzymałość dysku SSD i ochronę przed utratą zasilania, a miejmy nadzieję, że znajdziesz dysk SSD, który najlepiej odpowiada Twoim potrzebom.

Zamiast wyznaczać wyraźną granicę między korporacyjnym a konsumenckim dyskiem SSD, firma Seagate zatarła granice między nimi i otworzyła nowe możliwości, wprowadzając na rynek dysk SSD Ironwolf zaprojektowany specjalnie dla NAS. Przeczytaj recenzję (http://sy.to/ssdreview) przygotowaną przez moderatora naszej społeczności i sprawdź, jak możesz z niego skorzystać.