- SSD-d pakuvad kõvaketastest tunduvalt paremaid ligipääsuaegu ja lugemis-/kirjutamiskiirusi, mis kiirendab kogu süsteemi.
- Kõvakettad on gigabaidi kohta endiselt palju odavamad ja sobivad ideaalselt suurte andmemahtude salvestamiseks.
- Serverites ja majutuses parandavad SSD-d märkimisväärselt laadimisaegu, andmebaasipäringuid ja stabiilsust liikluse järskude tõusude korral.
- Enamiku kasutajate jaoks on parim valik kombineerida SSD süsteemi ja programmide jaoks ning kõvaketas suurte andmete ja varukoopiate jaoks.
Kui sul on mehaanilise kõvakettaga arvuti ja oled selle hiljuti defragmentinud, on normaalne arvata, et "see töötab üsna sujuvalt, avaneb kiiresti ja reageerib hästi", ning mõelda, kas SSD-le raha kulutamine on ikka seda väärt või maksad lihtsalt selle eest, et säästa paar sekundit ooteaega. Tegelikkus on see, et kuigi hästi hooldatud kõvaketas võib korralikult töötada, muudab üleminek pooljuhtkettale täielikult arvuti tajutavat kiirust.
Selles artiklis selgitame rahulikult ja selgelt SSD-de ja kõvaketaste tegelikke jõudluserinevusi , kuidas need sisemiselt töötavad, millistes ülesannetes märkate kõige suuremat paranemist, kui kaua need kestavad, millised on nende riskid, kui palju energiat nad tarbivad ja ennekõike, millal tasub arvutites, serverites, veebimajutuses ja meie arvuti täiustamise juhendis ühte või teist valida (või neid kombineerida).
Mis on kõvaketas ja kuidas see töötab?
Mehaaniline kõvaketas ehk HDD (Hard Disk Drive) on klassikaline salvestussüsteem, mida oleme arvutites aastakümneid kasutanud. See põhineb metallplaatidel, mis pöörlevad suletud korpuses suurel kiirusel . Lugemis-/kirjutuspea liigub nende plaatide kohal, et andmed füüsiliselt leida.
Kiipidele andmete salvestamise asemel kasutab kõvaketas magnetismi, et kirjutada ja lugeda teavet oma plaatide pinnalt. Mida õhemad on plaadid ja mida paremini on magnetiline pind disainitud, seda tihedam on salvestus ja seda rohkem mahtu mahub samasse füüsikalisse suurusesse, nagu selgitab HAMR-tehnoloogia.
Kõvaketta (HDD) kiirus sõltub suuresti pöörete arvust minutis (RPM), millega kettad pöörlevad, kuna see määrab, kui kiiresti lugemis-/kirjutuspea suudab andmeid leida ja edastada . Paljude koduarvutite puhul on tüüpiline kiirus 5400 p/min, samas kui lauaarvutites on tavaliselt 7200 p/min. Professionaalsetes keskkondades pakutakse aga serverite jaoks mõeldud 10 000 ja isegi 15 000 p/min kettaid.
Vormitegurite osas on lauaarvutite kõige levinumad kõvaketaste suurused 3,5 tolli ja sülearvutite ning kompaktsete süsteemide ( nii sisemiste kui ka väliste kõvaketaste ) puhul 2,5 tolli. Mehaaniliste kõvaketaste peamine eelis on see, et need pakuvad väga suurt mahtu väga madala gigabaidi hinnaga , mudelid jäävad vahemikku 1 TB kuni 10 TB (ja isegi rohkem) ja on SSD-dega võrreldes üsna mõistliku hinnaga.
Mis on SSD ja kuidas see erineb?
Tahkismäluseade (SSD) välistab täielikult liikuvad osad ja kasutab andmete salvestamiseks mikrokiipidel omavahel ühendatud NAND-välkmälu , sarnaselt kompaktsete, kiirete ja töökindlate SSD-dega . Praktikas on see nagu "hiiglaslik, ülitäpne USB-mälupulk", millel on väga keerukas sisemine kontroller.
SSD-ketta sees ei ole mehaanilisi kettaid ega kettaseadmeid, vaid hoopis spetsiaalne protsessor, mida tuntakse kettakontrollerina . See kiip otsustab, kuidas andmeid mäluelementides korraldatakse, kuidas kulumine jaotub, kuidas vaba ruumi puhastatakse (TRIM) ning kuidas lugemisi ja kirjutamisi hallatakse, et tagada kõige sujuv toimimine.
NAND-välkmäluelemendid on püsimajäävad, mis tähendab, et nad ei kaota arvuti väljalülitamisel teavet , nagu kõvaketas, kuid võimaldavad andmetele juurdepääsu peaaegu koheselt, ilma et peaksite ootama, kuni midagi pöörlema või füüsiliselt liikuma hakkab. Seetõttu on kiirusetunne nii uskumatu, isegi lihtsate toimingute puhul, näiteks failihalduri avamisel.
Füüsilisel kujul kasutavad paljud arvuti SSD-d endiselt 2,5-tollist SATA-liidest, mis võimaldab neil asendada sülearvuti või lauaarvuti kõvaketta ilma ühilduvusprobleemideta . SSD-sid on saadaval ka M.2-vormingus ja PCIe-kaartidel, mis ühenduvad otse emaplaadiga, et ribalaiust maksimeerida ( PCIe optimeerimine ).
Lisaks formaadile on oluline see, et tüüpiline tarbijale mõeldud SSD pakub mahtu 256 GB kuni 4 TB, mille koguhind on kõrgem kui samaväärsetel kõvaketastel, kuid vastutasuks on jõudluse, müra, energiatarbimise ja löögikindluse osas tohutu paranemine.
SSD ja HDD peamised jõudluserinevused
SSD-de ja kõvaketaste jõudlust saab võrrelda mitmest vaatenurgast: juurdepääsuajad, lugemis-/kirjutamiskiirused, operatsioonisüsteemi käivitusajad ja üldine sujuvus . Siin on SSD-l tõeline tähtsus.
Mehaanilisel kõvakettal sõltub andmetele juurdepääsu aeg lugemis-/kirjutuspea füüsilisest liikumisest õigele rajale ja ootamisest, kuni ketas pöörleb sobivasse sektorisse. See tähendab 5.000–10 000 mikrosekundi pikkust juurdepääsuaega , mis võib tunduda lühike, kuid on oluline, kui süsteem peab korraga lugema tuhandeid väikeseid faile.
SSD-l on ligipääs otsene, ilma liikuvate osadeta ja latentsusaeg andmeploki lugemiseks on tavaliselt 40–100 mikrosekundit . See tähendab, et juhusliku juurdepääsu aeg on kümneid kordi kiirem, mida märgatakse programmide, mängude või brauseri vahelehtede avamisel.
Järjestikuste kiiruste (suurte failide kopeerimise) puhul on tüüpilise kodukõvaketta lugemis- ja kirjutamiskiirus 100–150 MB/s , samas kui SATA SSD-ketta lugemis- ja kirjutamiskiirus on umbes 500–550 MB/s ja kirjutamiskiirus 500 MB/s. See üksi tähendab selle konkreetse näitaja puhul kolme- või neljakordset jõudluse kasvu.
Kui me räägime NVMe SSD-dest PCIe kaudu, läheb lugu veelgi kaugemale: on lihtne näha draive, mis suudavad liikuda 2,2 GB/s kiiremini ja tippmudelites ületavad need 3.500 MB/s, mis on kaugelt üle selle, mida ükski mehaaniline kõvaketas pakkuda suudab, isegi kui see pöörleb kõrgetel pööretel.
Praktikas tähendab see, et SSD-le installitud operatsioonisüsteem käivitub umbes 7 sekundiga, võrreldes tavapärase 15–20 sekundiga 7.200 p/min kõvakettal. Ja see pole ainult käivitusaeg: videotöötlusprogrammi, nõudliku mängu või disainiprojekti avamine pole enam kiire „telefoni kontrollimine”, vaid pelgalt mõnesekundiline ootamine.
SSD ja HDD jõudlus veebimajutuses ja serverites
Kui me selle võrdluse koduarvutist serverisse või majutuskeskkonda üle kanname, ilmnevad erinevused lehtede laadimisaegades, andmebaasipäringute kiiruses ja stabiilsuses liikluse järskude tõusude korral . Veebikeskkonnas hõlmab kõik pidevaid lugemis- ja kirjutamispäringuid.
Kõvaketastega hostimise puhul peab server iga kord, kui külastaja lehele juurde pääseb, kasutama mehaanilisi kettaid PHP-, HTML-, CSS- ja JavaScript-failide lugemiseks, andmebaasile juurdepääsuks jne. See pikendab juurdepääsuaega ja suurendab kitsaskohtade tekkimise tõenäosust, kui paljud kasutajad saabuvad samaaegselt.
SSD-põhises hostimises teostatakse samu ligipääse mikrosekundites ja suurema püsiva kiirusega, nii et server suudab edastada rohkem lehti sekundis, parandada esimese baidi laadimise aega (TTFB) ja paremini toime tulla suure liiklusega ilma ülekoormamiseta.
SSD-d aitavad vähendada ka protsessori ja muutmälu koormust, kuna protsessid ei veeda nii palju aega kettale juurdepääsu ootamisega , mis praktikas tähendab stabiilsemaid servereid, millel on väiksem viivitus ja ühtlasemad reageerimisajad isegi siis, kui päringute arv suureneb, ning tasub üle vaadata ka mäluhaldus Linuxis.
Suurte andmebaasidega projektides, näiteks veebipoodides, foorumites või SaaS-rakendustes, mitmekordistuvad SSD-de (eriti NVMe) eelised, kuna iga päring ja iga indeks lahendatakse kiiremini , lühendades iga toimingu millisekundeid, mis kokkuvõttes parandab oluliselt kasutajakogemust.
Mahutavus, hind ja parim hinna ja kvaliteedi suhe
Üks suurimaid argumente kõvaketaste kasuks on see, et need pakuvad sama raha eest palju suuremat mahtu . Näiteks on tavaline leida 4 TB mehaanilisi kõvakettaid umbes 70–90 euro eest, samas kui 4 TB SSD võib olenevalt mudelist maksta kergesti üle 200 euro.
Hinnaklassi alumises otsas saab suhteliselt väikese summa eest osta umbes 240–256 GB SATA SSD-sid , kuid kui võrrelda neid kõvaketastega, siis sarnase hinna eest saab 1 TB või isegi 2 TB mehaanilisi kettaid. Siinkohal paljud kõhklevadki: kiirus või salvestusmaht?
Igapäevaseks arvutikasutuseks (süsteem, programmid ja mõned mängud) piisab tavaliselt 250–500 GB SSD-st , mis pakub palju paremat kasutuskogemust, samas kui masssalvestust (filmid, varukoopiad, harva kasutatavad failid) saab suunata mitme terabaidisele teisele kõvakettale.
Serverite ja majutuse puhul mängib rolli ka hind: pakkujal, kes kasutab ainult SSD-sid, on küll kõrgemad infrastruktuurikulud , kuid vastutasuks saab ta pakkuda paremat reageerimisaega ja jõudlust, mis on eriti märgatav suure liiklusega või dünaamilise sisuga saitidel.
Kui teie peamine prioriteet on salvestusruum ja teil on piiratud eelarve, on kõvaketas (HDD) ikkagi loogiline valik. Kui aga hindate ennekõike jõudlust ja ei vaja mitut terabaiti, on SSD mõistlik valik vaatamata oma kõrgemale gigabaidi hinnale . Ja paljudel juhtudel on parim lahendus mõlema kombineerimine.
Vastupidavus, töökindlus ja rikete määr
SSD-de esimestel aastatel tekitas see märkimisväärset muret, kuna nende mälurakkudel on enne kulumist piiratud arv kirjutamistsükleid . Tehnoloogia on aga nii palju arenenud, et tavakasutuse korral vahetate arvuti tõenäoliselt enne selle piirini jõudmist välja.
Sõltumatud uuringud on näidanud, et keskmise hinnaklassi SSD-d, näiteks mõned Samsungi mudelid, suudavad hõlpsasti hakkama saada mitme petabaidi kirjutatud andmetega – arvud, mis ületab tüüpilise kasutaja jaoks seadme eluea jooksul täiesti võime. Sellegipoolest on ametlik eluiga tavaliselt umbes 5–10 aastat, olenevalt kasutusest ja garantiist.
Seevastu kõvaketastel (HDD) pole magnetkandjale teoreetilist kirjutuspiirangut, kuid neil on mehaanilised osad, mis on füüsilise kulumise suhtes vastuvõtlikud : mootorid, laagrid, lugemis-/kirjutuspead jne. Löök, tugev vibratsioon või määrimisvea võib ketast kahjustada ja põhjustada kõike alates vigastest sektoritest kuni tõsiste riketeni. Andmeid saab sageli taastada spetsiaalsete taastamisteenuste abil, samas kui kahjustatud elementidega või surnud kontrolleriga SSD puhul võib taastamine olla palju keerulisem või isegi võimatu . Seetõttu on mõlemal juhul varundamine endiselt hädavajalik.
Keskmine keskmine koormus (MTBF), löögikindlus, temperatuur ja müra
Paljude kõvaketaste spetsifikatsioonid sisaldavad näitajat nimega MTBF (keskmine riketevaheline aeg), mis on statistiline hinnang riketevahelise töötundide arvule . Kvaliteetsete kõvaketaste puhul on tavaline väärtus 1,4–2 miljonit tundi, samas kui SSD-de puhul saavutatakse tavaliselt sarnane või isegi veidi kõrgem näitaja.
Lisaks MTBF-ile on vaja arvestada ka muude praktiliste parameetritega, näiteks vastupidavus löökidele ja vibratsioonile . Töötav mehaaniline ketas talub tavaliselt umbes 70–80 G lööke, puhkeolekus aga oluliselt rohkem, kuigi pöörlemise ajal liikumise korral on see alati õrn komponent.
Kuna SSD-del pole liikuvaid osi, on need kukkumiste suhtes palju vastupidavamad, spetsifikatsioonides on need teatud tingimustel võimelised ulatuma 1000 G kiirenduseni . See teeb need ideaalseks sülearvutite, sageli transporditavate seadmete või pideva vibratsiooniga keskkondade jaoks.
Mis puutub temperatuuri, siis peaaegu kõik tarbeks mõeldud kõvakettad töötavad hästi temperatuurivahemikus 5–60 °C , kuigi pikaajaline kuumus vähendab nende töökindlust ja soovitatav on teada, kuidas Windowsis kõvaketaste ja SSD-de temperatuuri jälgida . SSD-d toetavad laiemat temperatuurivahemikku, paljudel juhtudel ulatudes -60 °C kuni 95 °C-ni, eeldusel, et elektroonika on hästi jahutatud ja soojust ei haju rohkem, kui süsteem suudab väljastada.
Müra osas on erinevus silmatorkav: SSD on täiesti vaikne, samas kui kõvaketas tekitab spindlilt ja lugemis-/kirjutuspeadelt mehaanilist müra, mis võib olenevalt mudelist ja olukorrast olla umbes 20–26 dB või rohkem. Enamiku kasutajate jaoks pole see takistuseks, kuid kui otsite ülivaikset arvutit, on SSD praktiliselt hädavajalik.
Energiatarve ja toodetud soojus
Kõvaketta tüüp mõjutab ka energiatarbimist, mis on võtmetegur ööpäevaringselt töötavate serverite, sülearvutite ja NAS-seadmete puhul. Tüüpiline 2,5-tolline SSD tarbib tavapärase töö ajal umbes 1–2 vatti , mis väheneb jõudeolekus veelgi tänu väikesele energiatarbele.
Kõvaketas seevastu peab pidevalt liigutama plaate ja lugemis-/kirjutuspead, mis tähendab aktiivses olekus umbes 4–6 W energiatarbimist ja suure jõudlusega draivide puhul isegi veidi rohkem. Kui serveris või salvestusmassiivis on palju draive, muutub energiavahe märkimisväärseks.
Kõvaketaste suurem energiatarve tähendab, et need tekitavad korpuse sees rohkem soojust , mis nõuab paremat ventilatsiooni ja võib ebapiisava õhuvoolu korral mõjutada teisi komponente. Mõned tootjad on sisemise hõõrdumise ja temperatuuri vähendamiseks kasutanud selliseid tehnikaid nagu ketaste täitmine õhu asemel heeliumiga.
Sülearvutis aitab SSD kasutamine aku tööiga veidi pikendada ja temperatuuri madalamana hoida, mis tähendab, et ventilaator ei pea nii tihti täiskiirusel töötama . See on eriti märgatav õhukeste ja kergete sülearvutite puhul.
Andmekeskustes või serverites, kus on kümneid või sadu seadmeid, muudab see väiksem tarbimine ketta kohta SSD-põhised konfiguratsioonid tõhusamaks ja jätkusuutlikumaks , isegi kui alginvesteering on suurem.
Kuidas liides on oluline: SATA, NVMe ja muud ühendused
Kõvaketta enda kiirus pole kõik: oluline on ka see, kuidas see süsteemiga ühendub. Praegu on koduarvutite sisemälu jaoks kõige levinum liides SATA III, mille teoreetiline piir on 6 Gb/s (umbes 600 MB/s) , mis juba lämmatab paljusid tänapäevaseid SSD-sid.
Väliste kõvaketaste puhul on domineeriv liides USB 3.0 või uuem , mis pakub SATA III-ga võrreldavat ribalaiust ja universaalset ühilduvust. Samuti on olemas ühendused nagu eSATA, Thunderbolt ja USB-C alternatiivsete režiimidega, mis võimaldavad väga suuri kiirusi, kuid need pole kõigis seadmetes nii levinud.
SSD-de maailmas tuleb suurim jõudlushüpe NVMe-ga PCIe ees , mis suhtleb otse emaplaadiga ja suudab töötada paralleelselt mitme kanaliga. See võimaldab sellel SATA piiri kaugelt ületada: tagasihoidlike mudelite puhul räägime kiirusest 2,2 GB/s ja tippmudelite puhul märkimisväärselt rohkem.
Kõvakettad töötavad SATA-ga endiselt mugavalt, kuna nende füüsiline kiirus ei lähene kunagi liidese maksimumile. Võimsa SSD täielikuks ärakasutamiseks on aga kõige parem see paigaldada M.2 NVMe pessa või spetsiaalsesse PCIe-kaardile , eriti tööjaamades ja serverites.
Suure jõudlusega serverites võimaldab NVMe, hea muutmälu hulga ja võimsa protsessori kombinatsioon käsitleda paljusid samaaegseid päringuid ilma, et salvestusruum oleks pudelikaelaks , eriti rakendustes, millel on väga nõudlikud andmebaasid.
Peale kettaseadmete katavad jõudlustegurid
Kuigi salvestusruumi tüüp (SSD või HDD) on võtmetegur, sõltub majutusteenuse lõplik jõudlus ka serveri üldisest konfiguratsioonist : RAM, protsessor, vahemälud, tarkvara, võrk jne.
Masin, millel on SSD, aga vähe mälu või vaevu piisav protsessor, võib ikkagi halvasti toimida, kui pakkuja pole ressursse õigesti jaotanud. Seetõttu on majutuse valimisel oluline vaadata silmapaistvast "SSD" logost kaugemale ja arvestada ka RAM-i hulga, protsessori tüübi, NVMe kasutamise võimaluse, vahemälusüsteemi (OPcache, Redis, Varnish jne) ja sama riistvara jagavate klientide arvuga.
Teine tõhus tava on kombineerida serveris endas erinevat tüüpi salvestusruume: NVMe sageli kasutatavate andmete jaoks , SATA SSD-d mõõdukalt kasutatavate andmete jaoks ja kõvakettad varukoopiate või harva kasutatava sisu jaoks. See strateegia kasutab ära iga tehnoloogia parimaid omadusi.
Olulist mõju avaldab ka teenusepakkuja varunduspoliitika : majutusteenus, mis salvestab sagedased varukoopiad eraldi ketastele või muusse asukohta, vähendab ühekordse SSD või HDD rikke mõju , mis võib alati juhtuda, olenemata draivi kvaliteedist.
Kokkuvõttes on ketta tüüp jõudluspusle oluline osa, kuid sellega peab kaasnema ka ülejäänud serverikomponentide tasakaalustatud konfiguratsioon, et parandus oleks lõppkasutajale tõeliselt märgatav.
Kuidas valida: SSD, HDD või mõlema kombinatsioon
Miljoni dollari küsimus on: mida peaksite kõike eelnevat arvesse võttes ehitama? Ühest vastust pole; see sõltub kavandatud kasutusest, eelarvest ja prioriteetidest. Siiski on olemas korduvaid mustreid, mis aitavad teil otsustada ilma tehniliste kirjelduste võrdlemisega hulluks minemata.
Kui teil on vaja salvestada palju andmeid võimalikult madala hinnaga (filmid, varukoopiad, failid, mida te iga päev ei ava), on suur kõvaketas kõige loogilisem valik. Saate mitu terabaiti mõistliku hinna eest , teades, et teil pole SSD-ga sama kiiret, kuid teil on palju ruumi.
Kui aga soovite, et teie arvuti oleks programmide avamisel välkkiire, peaksid ideaalis operatsioonisüsteem ja peamised rakendused olema SSD-l, isegi kui see on väiksem . Jõudluse erinevus võrreldes kõvakettaga on tohutu, isegi vanemate arvutite puhul.
Väga levinud ja soovitatav kombinatsioon on paigaldada SSD peamise draivina (C:) operatsioonisüsteemi ja programmide jaoks ning teisene kõvaketas suurte failide jaoks. Nii saate ära kasutada SSD kiirust igapäevaste toimingute jaoks ja kõvaketta tohutut salvestusmahtu ilma pankrotti minemata.
Tänapäevastes sülearvutites on praktiliselt kõigil korralikel mudelitel standardvarustuses SSD, kuna need vähendavad kaalu, müra, energiatarbimist ja paksust . Sellistel juhtudel, kui vajate rohkem salvestusruumi, on parim lahendus tavaliselt välise kõvaketta või SSD lisamine, olenevalt teie vajadustest.
Serverites ja majutusteenustes on dünaamiliste veebisaitide, e-kaubanduse ja andmebaaside puhul üldreegel, et SSD-d on peaaegu kohustuslikud . Kõvakettaid kasutatakse seal, kus kiirus pole kriitilise tähtsusega: varundussalvestus, väga suurte staatiliste failide hoidlad jne.
Korduma kippuvad küsimused SSD ja HDD jõudluse kohta
Kõige levinum küsimus on, kas SSD "aitab ainult pikki ooteaegu vältida". Tegelikkus on see, et edasiminek ulatub palju kaugemale alglaadimisajast: kogu süsteem muutub sujuvamaks , alates brauseri avamisest kuni failide lahtipakkimise või mängus tasemete vahetamiseni. Need on väikesed, pidevad ajakokkuhoidmised, mis muudavad reaalses kasutuses tohutult palju.
Teine levinud küsimus on, kas SSD-d kestavad vähem aega. Tänapäeval on kulumisjälgimise ja kirjutamise optimeerimise tehnoloogiatega moodsa SSD eluiga võrreldav paljude tarbijatele mõeldud kõvaketaste omaga või isegi pikem , eeldusel, et välditakse massilisi ja kontrollimatuid kirjutamisoperatsioone.
Samuti on tavaline küsida, kas NVMe-ketta eest tasub rohkem maksta võrreldes tavalise SATA SSD-ga. Igapäevaste toimingute (kontorirakendused, sirvimine, kerge kasutamine) puhul on erinevus vähem märgatav kui kõvakettalt SSD-le üleminekul , kuid nõudlike ülesannete, näiteks videotöötluse, 3D-modelleerimise, virtuaalmasinate või suure koormusega serverite puhul on lisajõudlus kindlasti kasulik.
Lõpuks mõtlevad paljud kasutajad, kas SSD-ketas suudab vana arvutit "parandada". Eeldusel, et arvutil on ühilduv ühendus, on kõvaketta asendamine SSD-ga sageli kõige kulutõhusam uuendus, mida saate teha, andes oma arvutile teise elu ilma protsessorit, emaplaati või mälu vahetamata.
Kõike eelnevat arvesse võttes on selge, et SSD ja HDD vaheline valik ei ole ainult moe küsimus, vaid pigem jõudluse, mahutavuse, töökindluse ja eelarve tasakaal: SSD pakub märkimisväärset kiiruse ja kasutuskogemuse paranemist, samas kui HDD jääb odava salvestusruumi kuningaks ja nende nutikas kombineerimine võimaldab teil vastavalt oma tegelikele vajadustele mõlemast maksimumi võtta.
