Основными потенциальными преимуществами SSD (Solid¬State Drive, SSD) является уменьшение совокупной стоимости владения (Total Cost Ownership, TCO) для приложений, требующих активного обмена данными с внешней памятью, ускорение операций вводавывода для малых блоков данных, уменьшение потребляемой мощности и повышенная надежность.
Зачем переходить на SSD?
C 1996 года производительность процессоров увеличилась в 175 раз. Особенно их быстродействие повысилось в последние годы, с появлением многоядерных процессоров. Жесткие диски отстают по скорости все сильнее: их производительность за это время увеличилось всего в 1,3 раза.
Такой дисбаланс между процессорами и жесткими дисками приводит к тому, что ввод-вывод данных становится «узким местом», ограничивающим способность ИТ-организаций в полной мере использовать возможности современных скоростных процессоров.
Причиной низкой производительности жестких дисков являются механические задержки, вызванные движущимися частями, такими как сами диски и дисковые головки. Относительно медленные механические операции занимают до 95% времени чтения данных с HDD.
Исследования, проведенные компанией Intel, показали, что при замене жестких дисков SSD-носителями в дисковых массивах скорость ввода-вывода повышается более чем в 8 раз при сравнимом TCO. При использовании же SSD в качестве внутренних системных дисков экономия времени при выполнении таких операций как инсталляция и перезагрузка ОС составляет до 73%. Наконец, применение SSD-носителей значительно экономит потребляемую электроэнергию – до 93%.
Вышеназванный фактор является критически важным для ноутбуков. По этой причине растет применение SSD-дисков, выполненных по MLC-технологии, в мобильных устройствах. Например, компания Intel постепенно модернизирует лэптопы сотрудников с помощью именно таких дисков.
Какую SSD-технологию выбрать?
Есть две основных технологии, на основе которых выпускаются твердотельные диски: SLC и MLC. В носителях на основе технологии SLC (Single¬Level Cell, одноуровневые ячейки) ячейка памяти может находиться в одном из двух состояний, каждому из которых соответствует определенное напряжение и, таким образом, хранить один бит информации. В твердотельных дисках с многоуровневыми ячейками (Multi¬Level Cell, MLC) ячейки имеют четыре возможных состояния, что позволяет хранить в них по два бита.
Преимущества обеих технологий представлены в таблице. Твердотельные SLC¬носители быстрее выполняют запись и более надежны. MLC¬носители отличаются большей плотностью записи и меньшей стоимостью хранения единицы информации. Кроме того, SLC¬носители «прочнее»: они обычно рассчитаны на 100 тысяч циклов записи, в то время как MLC¬носители – только на 10 тысяч циклов. Для сравнения: показатель Write Endurance для диска в 32 Гб составляет 1 петабайт, то есть 1 млн Гб. Если это число разделить на 5 лет (условный цикл жизни сервера), получится 547 Гб записанных данных в день для диска 32 Гб или 17 полных перезаписей диска в сутки.
Эти различия и определяют применение указанных типов SSD. SLC-¬носители идеально подходят для корпоративных приложений, требующих большой скорости чтения и записи, а также высокой надежности. К таким приложениям относятся обработка транзакций, базы данных, информационные хранилища, ERP¬системы и приложения бизнес¬анализа. MLC¬носители лучше подходят для корпоративных приложений с большим количеством операций чтения, таких как веб и видеосерверы. Эти носители также отличаются более низкой ценой и повышенной емкостью.
SSD для разных приложений
Твердотельные накопители способны повысить эффективность приложений, требующих интенсивного обмена данными с внешним носителем. Эти приложения можно условно разделить на две категории: с высокой частотой выполняемых операций и с высокой пропускной способностью.
Приложения с высокой частотой операций чтения/записи требуют от накопителя большой скорости обмена данными, выражаемой в количестве операций вводавывода в секунду (IOPS). При этом передаваемые блоки данных, как правило, малы (от 4 до 16 Kб), обращение к ячейкам диска происходит скорее в случайном порядке, нежели последовательно.
К приложениям такого типа относятся ERP¬cистемы и другие программы, основанные на обработке транзакций; решения, требующие интенсивных вычислений, такие как системы САПР, прогноз погоды, исследования климата, сейсмический анализ, нелинейный видеомонтаж.
Для приложений, требующих высокой пропускной способности, важно не столько количество операций в секунду, сколько широкая полоса пропускания. Обычно они используют блоки данных размером от 32 до 128 KБ, со случайным или последовательным доступом. К таким решениям относятся: бизнес¬аналитика, интеллектуальный анализ данных, организация хранилищ данных большого объема; вебсерверы.
Тесты, проведенные Intel, подтвердили, что SSD¬диски обеспечивают значительное улучшение производительности в сравнени с жесткими дисками и намного меньшее значение ТСО для каждой операцию вводавывода. Это значит, что их доля в настольных и серверных компьютерах будет неуклонно расти с каждым годом.
