HDD pret SSD

Cik daudz ātrāks ir SSD, salīdzinot ar HDD diskdziņiem, un vai tā ir cenas vērta?

A cietvielu piedziņa vai SSD var ievērojami paātrināt datora darbību, bieži vien vairāk nekā tas, ko spēj ātrāks procesors (CPU) vai operatīvā atmiņa. A cietais disks vai HDD ir lētāks un piedāvā vairāk atmiņas (parasti ir no 500 GB līdz 1 TB), savukārt SSD diski ir dārgāki un parasti ir pieejami konfigurācijās no 64 GB līdz 256 GB.

SSD ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar HDD diskdziņiem.

Salīdzināšanas tabula

HDD un SSD salīdzināšanas diagramma

	HDD	SSD
Apzīmē	Cietais disks	Cietvielu disks
Ātrums	HDD ir lielāks latentums, ilgāks lasīšanas / rakstīšanas laiks un tas atbalsta mazāk IOP (ievades izvades operācijas sekundē), salīdzinot ar SSD.	SSD ir mazāks latentums, ātrāka lasīšana / rakstīšana un tas atbalsta vairāk IOP (ievades izvades operācijas sekundē), salīdzinot ar HDD.
Siltums, elektrība, troksnis	Cietā diska diskdziņi patērē vairāk elektrības, lai pagrieztu šķīvjus, radot siltumu un troksni.	Tā kā cietvielu diskdziņos šāda rotācija nav nepieciešama, tie patērē mazāk enerģijas un nerada siltumu vai troksni.
Defragmentēšana	HDD diskdziņu veiktspēja pasliktinās fragmentācijas dēļ; tāpēc tie periodiski ir jādeformē.	Sadrumstalotība neietekmē SSD diska veiktspēju. Tātad defragmentēšana nav nepieciešama.
Komponenti	HDD satur kustīgas detaļas - vārpstu ar motoru, kurai ir viens vai vairāki plakani apaļi diski (saukti par šķīvjiem), kas pārklāti ar plānu magnētiskā materiāla kārtu. Lasīšanas un rakstīšanas galviņas ir novietotas disku augšpusē; tas viss ir ievietots metāla korpusā	SSD nav kustīgu detaļu; tā būtībā ir atmiņas mikroshēma. Tas ir savstarpēji savienotas, integrētas shēmas (IC) ar interfeisa savienotāju. Ir trīs pamatkomponenti - kontrolieris, kešatmiņa un kondensators.
Svars	HDD ir smagāki nekā SSD diskdziņi.	SSD diskdziņi ir vieglāki nekā HDD diskdziņi, jo tiem nav rotējošu disku, vārpstas un motora.
Darbs ar vibrācijām	HDD kustīgās daļas padara tos jutīgus pret avārijām un bojājumiem vibrācijas dēļ.	SSD diskdziņi var izturēt vibrāciju līdz 2000Hz, kas ir daudz vairāk nekā HDD.

Saturs: HDD vs SSD

• 1 ātrums
  • 1.1. Etalona statistika - maza lasīšana / rakstīšana
• 2 Datu pārsūtīšana HDD un SSD
• 3 Uzticamība
  • 3.1. Nodilums
• 4 Cena
  • 4.1. Cenu prognozes
• 5 Glabāšanas jauda
• 6 sadrumstalotība HDD
• 7 Troksnis
• 8 komponenti un darbība
• 9 Atsauces

Ātrums

HDD diski darbībai izmanto magnētisko piedziņu vērpšanas plāksnes un lasīšanas / rakstīšanas galviņas. Tātad HDD palaišanas ātrums ir lēnāks nekā SSD, jo ir nepieciešams diska papildinājums. Intel apgalvo, ka viņu SSD ir 8 reizes ātrāks nekā HDD, tādējādi piedāvājot ātrāku sāknēšanas laiku.^[1]

Šis video salīdzina HDD un SSD ātrumu reālajā pasaulē, un nav pārsteigums, ka SSD krātuve nāk klajā katrā testā:

Etalona statistika - maza lasīšana / rakstīšana

• Cietie diski: Mazs nolasa - 175 IOP, Mazi raksta - 280 IOP
• Flash SSD: mazs lasījums - 1075 IOP (6x), mazs - 21 IOP (0,1x)
• DRAM SSD: mazais lasījums - 4091 IOP (23x), mazais raksta - 4184 IOP (14x)

IOP apzīmē ievades / izvades operācijas sekundē

Datu pārsūtīšana HDD un SSD

HDD datu pārsūtīšana notiek secīgi. Fiziskā lasīšanas / rakstīšanas galva "meklē" cieto disku ar atbilstošu punktu operācijas veikšanai. Šis meklēšanas laiks var būt ievērojams. Pārsūtīšanas ātrumu var ietekmēt arī failu sistēmas sadrumstalotība un failu izkārtojums. Visbeidzot, ar cieto disku mehānisko raksturu tiek ieviesti arī daži darbības ierobežojumi.

SSD datu pārsūtīšana nav secīga; tā ir izlases pieeja, tāpēc tā ir ātrāka. Pastāv pastāvīga lasīšanas veiktspēja, jo datu fiziskajai atrašanās vietai nav nozīmes. SSD nav lasīšanas / rakstīšanas galviņu un tādējādi nav kavēšanās galvas kustības dēļ (meklējumi).

Uzticamība

Atšķirībā no HDD diskdziņiem, SSD diskiem nav kustīgu daļu. Tātad SSD uzticamība ir augstāka. HDD kustīgās daļas palielina mehāniskās atteices risku. Straujā šķīvju un galvu kustība cietā diska diskdzinī padara to jutīgu pret “galvas avāriju”. Galvas avāriju var izraisīt elektroniska kļūme, pēkšņa strāvas padeve, fizisks trieciens, nodilums, korozija vai slikti izgatavotas šķīvji un galviņas. Vēl viens faktors, kas ietekmē uzticamību, ir magnētu klātbūtne. Cietie diski izmanto magnētisko atmiņu, tāpēc ir jutīgi pret bojājumiem vai datu sabojāšanu, ja atrodas tiešā tuvumā ar jaudīgiem magnētiem. SSD šāda magnētiskā kropļošana nav pakļauta riskam.

Nodilums

Kad zibspuldze pirmo reizi sāka gūt impulsu ilgstošai glabāšanai, radās bažas par nolietojumu, īpaši ar dažiem ekspertiem, brīdinot, ka SSD darbības veida dēļ ir iespējams ierobežots skaits rakstīšanas ciklu. Tomēr SSD ražotāji pieliek daudz pūļu produktu arhitektūrā, piedziņas kontrolleros un lasīšanas / rakstīšanas algoritmos, un praksē SSD nolietojums ir bijis praktisks pielietojums..^[2]

Cena

Sākot ar 2015. gada jūniju, SSD joprojām ir dārgāki par gigabaitu nekā cietie diski, taču pēdējos gados SSD cenas ir ievērojami kritušās. Kaut arī ārējo cieto disku cena ir aptuveni 0,04 USD par gigabaitu, tipisks zibatmiņas SSD ir aptuveni 0,50 USD par GB. Tas ir mazāk nekā aptuveni USD 2 par GB 2012. gada sākumā.

Faktiski tas nozīmē, ka vietnē Amazon varat iegādāties 1 TB ārējo cieto disku (HDD) par 55 USD (skatiet labāko ārējā cietā diska pārdevējus), savukārt 1 TB SSD maksā apmēram 475 USD. (skatiet iekšējo un ārējo SSD pārdevēju sarakstu).

Cenu prognoze

Ietekmīgā rakstā par Tīkla skaitļošana uzglabāšanas konsultants Jim O'Reilly rakstīja, ka SSD krātuves cenas ļoti strauji krītas un, izmantojot 3D NAND tehnoloģiju, SSD, iespējams, 2016. gada beigās sasniegs cenu paritāti ar HDD..

SSD cenu kritumam ir divi galvenie iemesli:

1. Palielinās blīvums: 3D NAND tehnoloģija bija izrāviens, kas ļāva SSD ietilpībai strauji palielināties, jo tas ļauj iesaiņot 32 vai 64 reizes lielāku ietilpību uz vienu nāvi.
2. Procesa efektivitāte: Flash atmiņu izgatavošana ir kļuvusi efektīvāka, un izciļņu raža ir ievērojami palielinājusies.

2015. gada decembra raksts Datoru pasaule tika prognozēts, ka 40% no jaunajiem klēpjdatoriem, kas pārdoti 2017. gadā, 31% 2016. gadā un 25% klēpjdatoru, 2015. gadā izmantos SSD, nevis HDD diskus. Rakstā arī tika ziņots, ka, kaut arī HDD cenas nav pārāk kritušās, SSD cenas ir pastāvīgi kritušās mēneša laikā un tuvojas paritātei ar HDD..

Cenu prognozes par HDD un SSD atmiņu, izmantojot DRAMeXchange. Cenas ir ASV dolāros par gigabaitu.

Noliktavas ietilpība

Vēl nesen SSD bija pārāk dārgi un bija pieejami tikai mazāka izmēra. 128 GB un 256 GB klēpjdatori ir izplatīti, ja tiek izmantoti SSD diskdziņi, savukārt klēpjdatoriem ar HDD iekšējiem diskdziņiem parasti ir no 500 GB līdz 1 TB. Daži pārdevēji, ieskaitot Apple, piedāvā "saplūšanas" diskus, kas apvieno 1 SSD un 1 HDD disku, kas nemanāmi darbojas kopā.

Tomēr, izmantojot 3D NAND, SSD, visticamāk, līdz 2016. gada beigām novērsīs kapacitātes trūkumu ar HDD diskdziņiem. 2015. gada jūlijā Samsung paziņoja, ka tas izlaiž 2 TB SSD diskus, kas izmanto SATA savienotājus..^[3] Kaut arī HDD tehnoloģija, visticamāk, izslēgsies aptuveni 10 TB apjomā, zibatmiņas glabāšanai šāds ierobežojums nepastāv. Faktiski Samsung 2015. gada augustā atklāja pasaulē lielāko cieto disku - 16 TB SSD disku.

Defragmentēšana HDD

HDD un to magnētisko šķīvju, kas glabā datus, fiziskā rakstura dēļ IO operācijas (lasīšana no diska vai rakstīšana diskā) darbojas daudz ātrāk, ja dati tiek glabāti blakus diskā. Kad faila dati tiek glabāti dažādās diska daļās, IO ātrums tiek samazināts, jo diskam ir jāgriežas, lai dažādi diska reģioni nonāktu saskarē ar lasīšanas / rakstīšanas galvām. Bieži vien nepietiek blakus esošās vietas, lai visus datus glabātu failā. Tā rezultātā HDD tiek sadrumstalots. Periodiska sadrumstalotība ir nepieciešama, lai ierīces darbība netiktu palēnināta.

Izmantojot SSD diskus, lasīšanas / rakstīšanas galvai nav šādu fizisku ierobežojumu. Tāpēc datu fiziskajai atrašanās vietai diskā nav nozīmes, jo tas neietekmē veiktspēju. Tāpēc sadrumstalotība nav nepieciešama SSD.

Troksnis

HDD diski ir dzirdami, jo tie griežas. HDD diskdziņi ar mazākiem formas faktoriem (piemēram, 2,5 collas) ir klusāki. SSD diskdziņi ir integrētas shēmas bez kustīgām detaļām, un tāpēc darbinot, tie neizraisa troksni.

Sastāvdaļas un darbība

Tipisks HDD sastāv no vārpstas, kurā ir viens vai vairāki plakani apļveida diski (saukti par šķīvji), uz kuriem dati tiek ierakstīti. Plātnes ir izgatavotas no nemagnētiska materiāla un ir pārklātas ar plānu magnētiskā materiāla kārtu. Lasīšanas un rakstīšanas galviņas ir novietotas disku augšpusē. Plātnes ar motoru tiek savērptas ļoti lielā ātrumā. Parasti cietajam diskam ir divi elektromotori, viens disku griešanai un otrs, lai novietotu lasīšanas / rakstīšanas galvas bloku. Dati tiek ierakstīti plāksnītē, kad tie griežas gar lasīšanas / rakstīšanas galvām. Lasīšanas un rakstīšanas galva var atklāt un modificēt materiāla magnetizāciju tieši zem tā.

Izjauktie HDD (kreisā) un SSD (labā) diskdziņu komponenti.

Turpretī SSD izmanto mikroshēmas, un tajos nav kustīgu daļu. SSD komponentos ietilpst kontrolieris, kas ir iegults procesors, kurš izpilda programmaparatūras līmeņa programmatūru un ir viens no vissvarīgākajiem SSD veiktspējas faktoriem; kešatmiņu, kurā tiek glabāts arī bloku izvietojuma un nolietojuma datu katalogs; enerģijas uzkrāšana - kondensators vai akumulatori -, lai kešatmiņā esošos datus varētu izskalot diskdzinī, kad tiek pārtraukta jauda. Primārais SSD atmiņas komponents ir DRAM gaistošā atmiņa kopš to pirmās izstrādes, bet kopš 2009. gada tā parasti ir NAND zibatmiņa. SSD veiktspēja var būt atkarīga no ierīcē izmantoto paralēlo NAND zibatmiņas mikroshēmu skaita. Atsevišķa NAND mikroshēma ir samērā lēna. Ja SSD iekšienē paralēli darbojas vairākas NAND ierīces, joslas platuma mērogus un augsto latentumu var paslēpt, kamēr tiek gaidīts pietiekami daudz neizpildītu darbību un slodze tiek vienmērīgi sadalīta starp ierīcēm.

Atsauces

• Wikipedia: cietais disks
• Wikipedia: Cietvielu disks
• SSD cenas brīvā kritienā - Tīkla skaitļošana
• Samsung paziņo par 2TB cietvielu diskdziņiem galddatoriem - Samsung emuārs
• Samsung iepazīstina ar 2,5 collu 16 TB SSD: pasaulē lielākais cietais disks - Ars Technica
• Patērētāju SSD un cietā diska cenas tuvojas paritātei
• HDD sūtījumu skaits ir samazinājies par 20% 2016. gada 1. ceturksnī, sasniedzot zemāko gadu līmeni - AnandTech