Буферная память ssd на что влияет
Как выбрать SSD
Еще около десяти лет назад, обыватель не знал альтернативы классическим НМЖД, царствование их было практически безраздельным. Сейчас же, в 2018, о твердотельных накопителях (SSD) знают практически все, а некоторые предрекают полное исчезновение, в скором времени, обычных HDD.
Несмотря на это, правильно выбрать нужную вам модель накопителя среди того великого множества, что представлено на рынке, не праздная задача.
SSD (solid-state disk, твердотельный накопитель) – устройство для хранения данных, в котором за хранение информации отвечают микросхемы памяти (практически всегда это NAND память).
Особенности SSD
Если же вы задумались о приобретении SSD, но задаетесь вопросом, о том какие преимущества вы получите при переходе с обычного HDD, то вот некоторые из них:
— Увеличение скорости чтения/записи файлов – скоростные характеристики SSD превосходят оные у HDD;
— Бесшумность – так как в роли накопителя информации выступают обычные микросхемы. Благодаря этому можно собрать полностью бесшумные системные блоки, в том числе и крайне компактных размеров;
— Меньшие габариты и вес.
Тем не менее, есть и недостатки:
— Цена – стоимость 1 гигабайта емкости SSD, до сих пор намного дороже, чем у HDD;
— Различные разъемы подключения – не недостаток в чистом виде, но усложняет выбор для неподготовленного пользователя;
— Крайне высокая сложность восстановления данных – гораздо сложнее, чем на НМЖД, что обусловлено спецификой работы устройства;
Конструкция
Основными составными элементами твердотельных накопителей, являются:
— Контроллер – своеобразный мозг устройства, от него зависит скорость обмена данными, поддерживаемые типы памяти, потребность в микросхеме буферной памяти и т.д.
— Буферная память (RAM) – в этой роли применяются микросхемы энергозависимой DRAM памяти, как, например, в оперативной памяти компьютера. Применяется для временного хранения данных во время работы с накопителем. Также влияет на скорость работы накопителя, позволяет поддерживать стабильные скоростные показатели при интенсивных нагрузках. Наличие или отсутствие микросхемы буферной памяти зависит от установленного контроллера.
Наряду с аппаратной частью, программная часть также сильно влияет на производительность и нюансы работы накопителя с различными типами нагрузок. К сожалению, о внесенных в микропрограммное обеспечение оптимизациях, производители не сообщают.
Какую память выбрать?
Постоянные технологические изыскания в области памяти меняют рынок довольно быстро. Поэтому и NAND-память стремительно развивается, породив к настоящему времени четыре разновидности.
SLC (Single Level Cell) – технология производства такой памяти предусматривает хранение 1 бита информации в 1 ячейке. Отличные скоростные и ресурсные характеристики, вот только накопителей на основе такой памяти в продаже давно нет.
MLC (Multi-Level Cell) – в одной ячейке хранятся уже 2 бита информации. Еще недавно самый распространенный вид памяти в SSD. Хорошие ресурсные и скоростные показатели позволяли долго удерживать пальму первенства по распространенности применения.
TLC (Triple-Level Cell) – как понятно из названия, ячейка здесь уже с тремя уровнями (на каждом по 1 биту информации). Благодаря этому плотность записи еще сильнее увеличивается (на немалые 50%), что позволяет создавать более «вместимые» чипы памяти. Что интересно, практически каждый человек сталкивался с такой памятью – она успешно применялась (и применяется) в обычных «флешках».
QLC (Quad-Level Cell) – в основе лежит ячейка с возможностью записи четырех бит информации. Новый тип памяти, продукты на его основе только входят на корпоративный рынок. Появление же продуктов ориентированных на обычных потребителей ожидается в первом квартале 2019 года. Обладает еще меньшим ресурсом, чем TLC память.
Ниже приведена сравнительная таблица с ресурсом памяти, а также некоторыми другими характеристиками.
Планарная, или с вертикальной компоновкой?
Буквально пять лет назад данного вопроса в принципе не было. Но стремление к прогрессу и увеличению экономических и производственных показателей сделали свое дело.
Такой подход позволил решить проблему увеличения объемов чипов памяти не путем «уплотнения» информации в ячейке, а простым увеличением количества слоев. Для такой памяти оказалось возможным использование более «толстых» норм производства – примерно 30-50 нМ, что увеличило ее ресурс.
И MLC и TLC память бывает как с планарной компоновкой, так и с вертикальной. Однако первая встречается все реже и реже, поэтому в большинстве случает вопроса, вынесенного в заголовок, не стоит (что даже хорошо). А новейшие чипы QLC сразу же выпускаются или будут выпускаться (в зависимости от производителя) с трехмерной структурой.
Басня о долговечности, или все ли так плохо?
Отдельно хочется коснуться вопроса о надежности сегодняшних SSD накопителей.
Несмотря на постепенное уменьшение количества циклов перезаписи памяти, а «голые цифры» иногда выглядят слишком страшно, ресурс современных SSD достаточно велик. Шутка ли, даже для самых дешевых моделей на TLC памяти заявлен ресурс в 40-50 TB информации, что обычному пользователю хватит лет на 10. На самом деле, по данным независимых тестов, это число (терабайт) можно смело умножать на 10. Поэтому, информация о низкой надежности современных SSD накопителей, мягко говоря, не совпадает с действительностью.
Форм-факторы и интерфейсы
2,5″ SATA SSD
Такие накопители можно установить практически во все компьютеры и ноутбуки. Несмотря на оснащение современных SATA SSD разъемом третьей версии, они обратно совместимы и с SATA2.
mSATA
Разновидность SATA интерфейса, тем не менее, имеет другой разъем для подключения. mSATA создавался для ноутбуков и устройств малого форм-фактора (SFF), где размер имеет значение. Бывает двух типоразмеров (Full Size, 51 x 30 мм, и Half Size, 26.8 x 30 мм). Скоростные характеристики и обратная совместимость ревизий аналогичны SATA моделям.
Несмотря на то, что некоторые производители выпускают новые модели своих накопителей с mSATA, данный интерфейс устарел и практически полностью вытеснился разъемом M2.
Самый современный и перспективный разъем. Также сначала он носил название NGFF (форм фактор следующего поколения).
M.2 SSD могут иметь физический интерфейс PCI-E или SATA. Первые из них быстрее и различаются по версии и количеству линий передачи данных: выпускаются накопители PCI-E 2.0 x2, PCI-E 2.0 x4, PCI-E 3.0 x2 и PCI-E 3.0 x4. Поэтому при выборе необходимо учитывать какой интерфейс поддерживает разъем на вашей материнской плате.
PCI-E SSD
M.2 SSD иногда поставляются с платой переходником под разъем PCI-E (на 2 или 4 линии). Когда может пригодиться такая конструкция? Например, если у вас нет слота M.2 или он занят, либо если накопитель требует серьезного охлаждения – с такой конструкцией его проще организовать.
NVM Express
NVM Express (он же NVMe, он же NVMHCI – Non-Volatile Memory Host Controller Interface) – это логический интерфейс, созданный вместо устаревшего AHCI, специально для твердотельных накопителей. Используется он для M.2 SSD и позволяет раскрыть весь их потенциал.
Однако, даже с не особо старыми материнскими платами, могут быть проблемы при использовании такого накопителя в качестве загрузочного.
Intel Optane
Несмотря на все преимущества, цена таких накопителей высока и пройдет некоторое количество времени (возможно большое) пока они станут «по карману» большинству потребителей.
Что же выбрать?
Если вы не искушенный пользователь и на вашем ПК есть только SATA разъемы, то выбор очевиден. Предлагаемых скоростей хватит для любой бытовой задачи, а широчайший выбор объемов позволит каждому подобрать нужный накопитель.
Если вам необходим твердотельный накопитель только под операционную систему, то можно посмотреть на модели до 150 Гб.
Если же вы обладаете внушительной библиотекой игр (а сейчас одна игра может занять 100 ГБ), либо ваша работа связана с проектами с большими объемами данных, то стоит посмотреть в сторону моделей от 500 ГБ.
mSATA SSD будут интересны владельцам Неттопов/mini PC, позволяя создать производительные и бесшумные системы.
При наличии у вас соответствующего слота, рекомендуется обратить внимание на накопители M.2. Это же относится и к PCI-E моделям.
А для желающих получить ультимативную производительность нет лучшего выбора, чем модели с поддержкой NVMe, скорость чтения которых может превышать 3000 Мб/с.
Отдельно хочется упомянуть новые накопители от Intel. Они определенно выглядят многообещающе, но не смотря на некоторые преимущества нового типа памяти цена таких решений пока слишком высока.
Текст обновлен автором \kell\
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:
Что такое буфер памяти хоста в твердотельных накопителях NVMe и как он работает?
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.
Как выбрать SSD для компьютера
Хотите ощутимо повысить производительность своего ноутбука/ПК без особых затрат? Покупка твердотельного накопителя (SSD) – одно из лучших решений!
Многие знают, что такой тип накопителя существенно повышает скорость компьютера, однако важно правильно разобраться в том, какой именно SSD вам подходит.
Именно поэтому в следующем гайде мы расскажем, чем именно твердотельные накопители лучше жестких дисков, а также решим, оправдана ли столь высокая разница в цене. Кроме того, мы ответим на главный вопрос: какой SSD выбрать для ноутбука/компьютера.
SSD лучше HDD?
Ответ очень прост – ДА.
Почему? Дело в том, что всё зависит от инструкций, выполняемых вашим компьютером. Среднестатистический ПК может выполнять бесчисленное количество инструкций, однако он использует данные (операционная система, игры, изображения) из хранилища, которое обрабатывает информацию в соответствии с установленной скоростью.
Возьмем в качестве примера большую трубу, соединенную с маленькой. Какой бы большой ни была первая труба, вода все равно будет вытекать из второй (т.е. маленькой).
Жесткий диск
Точно так же наш компьютер способен отправлять большое количество инструкций, однако хранилище не может справиться со всеми данными из-за ограничений по скорости. Раньше скорость жестких диски колебалась в пределах 4200-7200 об/мин в зависимости от модели.
HDD накопители довольно-таки дешевые, если сравнивать с SSD, однако они имеют более низкую скорость чтения/записи. Кроме того, высока угроза того, что ценные файлы могут быть утеряны. Самой распространенной проблемой жестких дисков является повреждение механических частей устройства (небольших движущихся частей, таких как магнитные головки).
Твердотельный накопитель
С другой стороны, твердотельные накопители работают намного быстрее, поскольку скорость чтения/записи в 2-3 раза выше по сравнению с HDD.
Каждый пользователь хочет выполнять повседневные задачи на компьютере быстрее, и твердотельный накопитель позволяет нам сделать это.
SSD также более долговечны, поскольку в них нет подвижных (механических) частей. Кроме того, твердотельные накопители выделяют меньше тепла и потребляют меньше энергии.
Несколько советов
Прежде чем перейти непосредственно к рассмотрению важных факторов, касающихся твердотельных накопителей, важно выделить три момента.
Принцип работы SSD
Как вы уже знаете, SSD – главная альтернатива жестким дискам, поэтому их основная функция остается прежней (т.е. хранить данные). Однако современные твердотельные накопители могут использоваться в качестве кеш-памяти благодаря высокой производительности.
Принцип работы твердотельного накопителя отличается от жесткого диска, поскольку второй хранит данные в секторах, а магнитная головка определяет местоположение и считывает/записывает данные с/на устройство.
Мы не будем особо вдаваться в технические детали, однако нужно знать, что твердотельные накопители состоят из NAND ячеек, каждая из которых способна хранить данные. Они достаточно маленькие и легко вмещаются в накопитель, из-за чего тот является намного легче HDD.
Флэш-память NAND имеет транзисторы, и в каждом пересечении устанавливается столбец из последовательно включенных ячеек.
Бюджет
Для начала необходимо определить сумму денег, которую вы готовы потратить.
Если вы раздумываете над покупкой 128 ГБ модели (самая дешевая), мы бы порекомендовали перейти на один уровень выше и приобрести устройство емкостью 256 ГБ, поскольку это более выгодно, и вы получаете достаточно памяти (в случае, если не храните огромные объёмы данных).
500 ГБ, конечно же, дороже, но это оптимальный вариант, а также очень хорошее соотношение цены и объема.
Форм факторы
На данный момент есть три наиболее распространенных типа твердотельных накопителей. Прежде чем приступить к поиску SSD, необходимо узнать, какой из них поддерживается вашим ПК.
M2.SSD
M.2 – новейший стандарт твердотельных накопителей на сегодняшний день. Диски такого типа являются самыми тонкими (похожи на оперативную память), из-за чего, соответственно, очень легкие и быстрые.
Максимальный объём модели типа M2 составляет 4 ТБ, а размеры в основном одинаковые и подходят всем ноутбукам, однако стоит отметить, что иногда размер слота может отличаться (поэтому нужно все тщательно проверить перед покупкой).
Еще одно преимущество M2 – диски такого типа могут работать как через интерфейс PCI Express, так и через SATA. Излишне говорить, что М2 накопители являются самыми дорогими на данный момент.
2,5-дюймовые диски SATA являются наиболее популярными, простыми в обновлении, а также совместимы с большинством устройств. Они подключаются с помощью кабелей и интерфейса SATA, с которыми наверняка знаком любой средний специалист в области накопителей.
Кроме того, вы можете легко перейти с жесткого диска на SSD такого типа, поскольку оба устройства имеют одинаковый размер. Однако SATA – одна из самых медленных опций, но вы в любом случаете заметите огромную разницу по сравнению с HDD.
Плата расширения
Плата расширения AIC – одна из самых быстрых опций, поскольку накопители такого типа работают на шине PCI Express, а не SATA.
AIC подходят только настольным компьютерам, поскольку подключаются к слотам на материнской плате. Однако если ваш ПК довольно-таки маленький и в нем уже установлена видеокарта, то оснастись его диском такого типа не получится.
Платы расширения выделяют некоторое количество тепла, поскольку данные перемещаются очень быстро, однако устройства имеют большую площадь поверхности и обеспечивают хорошее охлаждение.
U.2 SSD
Вы не заметите особой разницы между SSD-накопителями типа U.2 и M.2, поскольку главное отличие – используемый разъем.
PCIe толще, чем SATA, из-за чего он способен передавать больше данных, и вследствие чего U.2 является быстрее M2.SSD.
SATA и PCIe?
SATA и PCIe – это два разных типа интерфейса, которые передают данные на вашем ПК/ноутбуке. Также мы уже сказали, что SATA – более медленный вариант, чем PCIe, однако стоит упомянуть еще один момент:
Что подходит лучше?
На данный момент самые быстрые современные накопители поддерживают NVMe, протокол, который был разработан специально для устройств такого типа.
Но выбор интерфейса SSD в конечном итоге зависит от того, что вы делаете на своем ПК:
Емкость
При выборе емкости твердотельного накопителя важно определить, для чего именно он вам нужен.
Чтобы было проще, давайте выделим 2 основные категории:
Меньше 500 ГБ
Обычным пользователям, которые большинство времени за компьютером проводит в интернете, не понадобится SSD большой емкости.
Если вы – один из них, то есть 3 варианта:
Большее 500 ГБ
Подходит в том случае, если вы храните много медиаконтента высокого качества и являетесь геймером, а также работаете с файлами больших объёмов.
Потребление энергии
Пользователям ПК не стоит вообще беспокоиться об энергопотреблении SSD, поскольку он обычно намного более энергоэффективен, чем традиционный жесткий диск.
Тем не менее, есть несколько моделей для ноутбуков, которые могут в конечном итоге привести к увеличению времени автономной работы как минимум на час.
Если вы хотите добиться максимального времени работы от аккумулятора, то стандартные модели SSD могут быть предпочтительнее по сравнению с NVMe, поскольку последние обеспечивают большую производительность и, соответственно, требуют дополнительной энергии.
Составляющие SSD
Контроллер
Контроллер – это, по сути, главный элемент SSD, поскольку он обеспечивает обмен данными с шиной (SATA или PCIe), а также управляет операциями записи/чтения в ячейки памяти, контролирует их состояние и выполняет обслуживание и многое-многое другое.
Таким образом, чем лучше контроллер, тем выше производительность и стоимость накопителя.
Буферная память
Это небольшой объем неэнергонезависимой памяти, используемой для кэширования операций записи/чтения.
Кэш отлично помогает при передаче файлов больших объёмов. Главное преимущество заключается в более быстром доступе к часто используемым файлам.
Флэш-память NAND
Это микросхемы энергонезависимой памяти, в которых хранится записанная на диск информация. Флэш-память NAND является быстрее и оказывает большое влияние на производительность твердотельных накопителей. Существует 4 типа флеш-памяти NAND, о которых мы поговорим ниже.
Тип памяти
Все твердотельные накопители более-менее похожи, поскольку производители загнаны в рамки и следуют одному шаблону. В любом случае, нам все еще нужно знать, из чего состоит диск, чтобы успешно выбрать SSD-накопитель для компьютера.
Каждое устройство оснащено определенным типом используемой памяти. Память состоят из ячеек: сначала были одноуровневые, однако на сегодняшний день доступны твердотельные накопители с четырехуровневыми ячейками.
Ниже мы рассмотрим 4 типа NAND памяти:
Надежность
Беспокоиться о сроке службы твердотельного накопителя не стоит, даже если он имеет ограниченное количество операций записи. Кроме того, вряд ли вы собираетесь записывать на свой SSD файлы безостановочно, 24/7. Именно поэтому вы можете рассчитывать, что любой твердотельный накопитель прослужит как минимум 5 лет, прежде чем его ресурс иссякнет.
Если вы хотите добиться максимального срока службы, то вот несколько советов:
Эти советы помогут увеличить срок службы SSD. В основном накопители не доставляют особых проблем, однако мы рекомендуем время от времени делать резервную копию особо важных данных.
3D XPoint/Optane
3D XPoint – относительно новая технология энергонезависимой памяти, созданная корпорациями Intel и Micron. Она отличается от описанных выше твердотельных накопителей на основе флеш-памяти, поскольку обеспечивает лучшую надежность, в следствие чего срок службы устройства повышается. Кроме того, накопители такого типа очень быстрые.
Скорость памяти поражает, однако накопители Optane очень дорогие для большинства пользователей. Но все же это огромный шаг вперед, поскольку мы может наблюдать появление более быстрых технологий, которые в ближайшем будущем станут стандартами.
Итоги
Вот и подошел к концу наш подробный гайд, в котором мы постарались сделать каждую важную деталь, связанную с SSD, максимально понятной.
Мы сравнили твердотельный накопитель с жестким диском и пришли к выводу, что SSD – лучший вариант, однако важно знать принцип их работы, а также какой объём и тип памяти является оптимальным.
Надеемся, вся информация, указанная выше, оказалось полезной и поможет разобраться, какой SSD выбрать для ПК/ноутбука.