Technologie a zajímavosti z oblasti SSD disků | Kapitola 3
Seznam kapitol
Degraduje rychlost SSD disků při běžném domácím použití a změnšuje se jejich rychlost při zaplnění? Co znamenají pojmy ONFI, Secure Erase, MLC, SLC a TLC NAND flash? Jak poznáme výkonné SSD od méně výkonných? I to jsou otázky, na které si odpovíme v první části článku o SSD, a budeme tak vědět opět něco více.
Je výdrž tři tisíce zápisů málo?
Mnoho otázek uživatelů se týká výdrže SSD disků. Víme, že nejnovější 25nm MLC NAND flash paměti mají omezené množství zápisů kolem tří tisíc (Intel uvádí u svých modelů až 5000). Oproti starší 34nm technologii je to i více než dvakrát méně, což nás přivádí na myšlenku, že 3000 zápisů je prostě málo a SSD tak odejde velmi rychle. Taková dedukce je samozřejmě mylná už proto, že většina výrobců poskytuje tříletou a Intel dokonce pětiletou záruku. Kdyby nejnovější SSD měly odejít při běžném používání do dvou nebo tří let, výrobci by je ani nemuseli vyrábět. Na jednoduchém připadu tak vidíme, že tento mýtus vznikl pouze neznalostí situace.
Je potřeba si uvědomit, na co budeme SSD používat a co se při takovém využití děje. Rád bych upozornil diskutující, že běžné použití je takové, které provádí většina uživatelů. Do toho spadá například běh operačního systému, instalace běžných aplikací či her a jejich využívání. Mluvíme totiž stále o běžných „Consumer SSD“, tedy uživatelských SSD. Pokud někdo za den při specifické práci (v podstatě tedy profesionální) prožene diskem desítky nebo stovky gigabajtů dat, není to rozhodně běžné. Na takovou činnost už jsou SSD typu Enterprise, které mají SLC paměťové buňky.
SSD Seagate Pulsar je ukázkou Enterprise SSD s drahými SLC NAND flash moduly
Při dnešních cenách si většina uživatelů pořídí 60, 90 nebo 120GB SSD. Vzhledem k linkám doporučuji datově největší uvedené modely, na kterém poběží hlavně operační systém a potřebné aplikace. Menší SSD o velikostech 60 či 90 GB mají osazeno méně než 16 paměťových NAND flash čipů, což při použití osmi linek od řadiče není ideální varianta a klesá tím hlavně výkon při zápisu. SSD od 120GB mají 16 NAND flash čipů, které osm linek obstará ideálně a na plný výkon.
Asi je všem jasné, že po prvotní instalaci OS či programů se z buněk data převážně jen čtou. U operačního systému nedochází ke stálému přepisu dat, u aplikací také ne. Pouze při používání vznikají nové soubory. S tím při otázce, zda je tři tisíce zápisů málo, musíme počítat. V neposlední řadě chce také upozornit, že SSD mají technologie, které zajišťují rovnoměrné využití všech paměťových buněk (wear levelling).
Tři tisíce zápisů tak pro běžné využití málo není. Existují i vychytávky, jak zbytečně nezatěžovat SSD zápisy ve Windows 7 (jeden pěkný návod na optimalizaci je zde). Existují i různé propočty, že i po denním zápisu několika gigabajt vydrží SSD minimálně sedm až osm let, takže v tomto směru se opravdu není čeho bát. Máme tu však ještě jednu otázku. Degraduje SSD při delším používání v oblasti rychlosti čtení a zápisu?
Degradace rychlosti SSD po roce používání I.
Od listopadu minulého roku (tedy 2010) jsem vlastníkem SSD OCZ Vertex 2 60 GB. Jedná se o SSD s 34nm NAND flash, tedy starší verze s řadičem SandForce SF-1222. Ve své době a vlastně i nyní se jedná o jeden z nejlepších SSD pro SATA 3Gbps. Podporuje TRIM i garbage collection.
Informace o SSD OCZ Vertex 2 60 GB po zakoupení v listopadu 2010
Po zakoupení jsem ihned udělal několik testů, které dnes budu porovnávat s aktuálním stavem disku po roce používání. Vertex 2 60 GB mi sloužil jako systémový disk, na který jsem instaloval i své uživatelské aplikace. Do této chvíle ho používám, avšak při testování OCZ Vertex 3 Max IOPS jsem si řekl, že se podívám, jak po roce pracuje a zda jsou jeho rychlosti stejné nebo degradují.
Aktuální informace o SSD OCZ Vertex 2 60 GB z listopadu 2011
Důležitá informace může být, že od pořízení SSD jsem na něm nedělal Secure Erase, pouze při reinstalaci systému použil rychlé formátování. Za rok jsem ho dle statistik z CrystalDiskMarku zapnul skoro 800 krát a v běhu byl skoro 3500 hodin.
Celkové informace o velikosti zapsaných a přečtených dat po dobu ročního využívání SSD na operační systém
Dle statistik, které nám ukazuje program SSDLife vyplývá, že na Vertex 2 60 GB bylo zapsáno za rok jeho používání jako systémového disku 2816 GB a přečteno přes 4000 GB. Pokud bychom to vzali matematicky, tak se celý SSD přepsal pouze 47 krát. SSD by při běžném používání nemělo být zabrané z více než 80 % celkové kapacity. Ještě před testy si připomeňme, na jaké sestavě SSD běžel.
Jak si tedy disk vedl po roce před Secure Erase, po něm a po znovunainstalování operačního systému? Podívejme se na výsledky.
Anvil Pro
V mém případě aktuálně velmi oblíbená aplikace pro měření rychlosti SSD v době pořízení Vertexu 2 nebyla naprogramována, ale i tak jsem s ní změřil tři výsledky se třemi různými datovými soubory ve třech různých stavech SSD. První test je po rychlém formátu SSD, na kterém do té doby běžel operační systém. Následuje druhý test po Secure Erase a třetí po nainstalování operačního systému. Testuji na plně komprimovatelných datech (0-Fill).
Testoval jsem vždy tříkrát a vybral nejlepší výsledek. Jak vidíme, rozdíly jsou velmi malé. Na výsledek třetího měříní má vliv zaplnění SSD daty operačního systému a možná i použití nové základní desky Gigabyte 990FXA-UD7. Před Secure Erase jsem navíc nahrál nejnovější firmware. Ten původní měl označení 1.24, nejnovější je stejně jako u SATA 6Gbps modelů 1.35.
Ještě se zmíním o Secure Erase. Jedná se o ATA příkaz, který provádí nulování buněk v paměťových čipech. Maže informace o skrytých a vadných blocích a vymazavá také wear-level tabulku. Po zadání příkazu SSD se tak po několika sekundách stane, že disk je v podstatě v takovém stavu, v jakém odešel s továrny (samozřejmě až na opotřebení buněk zápisem). Po provedení Secure Erase jsou výsledky testů obvykle nejlepší, protože je vše připraveno pro to, aby zápis a čtení probíhalo ideálně. Po několika testech se SSD vrací do výkonnostního normálu. Pojďme se podívat, jak dopadly testy s daty o 46% nekomprimovatelnosti.
Situace u méně komprimovatelných dat je už jiná než v předešlém případě. Řadič SandForce nemohl tolik komprimovat zapisovaná data, a proto je výsledek testu nižší. 46% nekomprimovatelnost dat je řekněme průměrem všech reálně používaných souborů v počítači. Samotnou komprimovatelnost souborů a odraz na výsledky SandForce řadičů jsem řešil v předchozím testu SSD OCZ Vertex 3 Max IOPS. Velký propad v rychlosti zápisu vidíme u rok používaného Vertexu 2 po rychlém formátu na prvním screenu. 75 MB/s není moc. Po Secure Erase a nainstalování OS je však situace o mnoho lepší. A jak to vypadá u plně nekomprimovatelných (Random) dat:
Stejně jako u předešlých testů vidíme, že čas jednoho roku používání se nijak neprojevil na rychlost čtení. Ve všech třech případech použití různých dat jsou výsledky ze čtení srovnatelné s těmi po Secure Erase a nainstalování operačního systému. To se však dalo čekat. Stejně se možná při znalosti fungování SSD daly čekat výsledky u zápisu. I tak mě ale překvapilo, že sekvenční zápis méně nebo vůbec nekomprimovatelných dat je v podstatě poloviční. U malých souborů to není nijak výrazné, pouze v QD4 a QD16 frontě malých souborů jsou větší rozdíly.
ATTO Disk Benchmark
ATTO Disk Benchmark je aplikace, na které se testují počítačové disky už pěkně dlouho. Poskytuje přehled o maximálních možných rychlostech při různých velikostech souborů. Rychlosti naměřené v ATTO se velmi často blíží nebo dokonce lehce překračují ty specifikační od výrobce hlavně u sekvenčních testů (tedy u čtení a zápisu velkých souborů). Z výsledků SSD s řadiči SandForce si lze domyslet, že testy probíhají na plně komprimovatelných datech. U tohoto testu mám i výsledek, který jsem naměřil před rokem po koupi Vertexu 2.
První screen je výsledek měření po koupi Vertex 2 60 GB, druhý po formátu po jednom roce a třetí po secure erase a následném nahrání OS. je vidět, že v ATTO rozdíl nepoznáme. Měří pořád maximální hodnoty a je mu jedno, v jakém je disk stavu. Na další straně budeme pokračovat v další sadě testů.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
