Ssd диск количество циклов

Уже являетесь счастливым обладателем SSD или примеряетесь к его покупке? Тогда Вам будет интересно узнать, а сколько такой диск сможет прожить

Как устроен SSD накопитель

SSD диск состоит из нескольких ячеек памяти NAND, которые похожи на USB флешки или карты памяти. Основная особенность этого типа памяти – сохранение данных, при отсутствии питания

Внутренности SSD накопителя

В чем преимущество SSD накопителя, по сравнению с HDD?

SSD не имеет движущихся частей, и поэтому при работе не производит шума и потребляет меньше энергии. SSD диск меньше размером и поэтому используется в портативных устройствах, например ультрабуках

К недостаткам можно отнести, что они значительно дороже обычных жестких дисков и с течением времени теряют скорость работы. Последнее происходит только в режиме записи

Как работает SSD

Сборка мусора

Флеш-память SSD построена из блоков, которые в свою очередь состоят из страниц. Данные записываются в отдельные страницы блоков, при этом невозможно обновить данные, просто перезаписав старые. Более того, стереть можно только блок целиком

Увеличить рисунок

Поэтому сначала нужные данные перемещаются из страниц одного блока в другой, и только затем стирается весь блок с оставшимися ненужными данными, тем самым освобождаясь для новой записи. Этот процесс называется сбором мусора

Увеличение объема записи (Write Amplification Factor)

Из-за особенностей работы NAND памяти количество действительно записываемой информации больше, чем количество логической информации, которую хочет записать пользователь.

Это происходит из-за того, что информация в памяти должна быть стерта перед повторной записью – во время выполнения этого цикла данные (как пользователя, так и служебные) перемещаются с места на место более одного раза. Это увеличение количества записываемой информации «забивает» канал и уменьшает показатель случайного чтения.

WAF равен отношению объема записей на флеш-память к объему записей на хост-устройстве. Например, если для записи 10Гб с хост-устройства на NAND записано 20Гб, то коэффициент равен WAF будет равен 2

Чем эффективнее реализован алгоритм WAF, тем меньше он перемещает данные, расходует ресурс ячеек памяти и, в конечном счете, снижает цену SSD.

Делаем расчеты срока службы

В качестве примера возьмем 3 SSD на 240-256Гб. 2 из которых Вы можете купить прямо сейчас в магазине и один мой собственный

1. Kingston SA400S37/240G – средняя цена 2200Р

2. Samsung MZ-76P256BW – средняя цена 6400Р

3. Transcend TS256GSSD370S – был куплен в апреле 2016 года по цене 6400Р

Не рассматривайте эти накопители в качестве моей рекомендации к покупке. Это просто примеры

Как посчитать?

1. Надо узнать тип флеш-памяти. Самая дешевая TLC имеет порядка 1000 циклов перезаписи, MLC – 3000. Но бывают и разновидности, например, MLC 3D, которые ещё увеличивают количество циклов

2. Посчитать сколько в среднем в день записывается на устройство информации. Для нетребовательного пользователя – 20 ГБ в день, для активного пользователя или игромана – 100 ГБ, для монтажера видео, дизайнера, программиста – может доходить до 300Гб

Давайте посмотрим на расчеты:

1. Мы взяли самый дешевый SSD, которым пользуется нетребовательный человек. Коэффициент увеличения объема был выбран специально завышенный, равный 6 (такой вряд ли будет достижим)

Если в день пишется 20Гб с коэффициентом 6, то цикл перезаписи в день равен 0,5 (20*6/240)

Тогда его хватит почти на 5,5 лет непрерывной работы. (1000/0,5/365 дней)

Важно отметить, что именно непрерывной, по факту ваш компьютер не работает 24/7 и тогда этого жесткого диска хватит лет на 7-8

2. Берем самого дорогого представителя SSD на 256Гб. Циклов перезаписи здесь уже 3000, а коэффициент был взят в 4. В день осуществляется запись 100Гб

Этого диска тоже хватит на 5 лет непрерывной работы. Отмечу, что на него гарантия 5 лет, так, если он и выйдет из строя раньше, то его бесплатно заменят на новый

3. Подсчет моего текущего SSD. Который был куплен больше 3,5 лет назад

Опытным путем я подсчитал, что в день я записывал порядка 285Гб, а коэффициент увеличения объема был в районе 2 (как посчитать самостоятельно, читайте далее).

В итоге выходит 3,5 года непрерывной работы.

За 3,5 года пользования набрался всего 331 день непрерывной работы

При таком подходе, мне его хватит еще на 8-9 лет

Как посчитать самостоятельно

Если у вас уже есть SSD диск, то можно самостоятельно посчитать, сколько ему предстоит работать

Воспользуйтесь бесплатным приложением CrystalDiskInfo и посмотрите на 3 показателя: “всего хост-записей”, “всего NAND-записей”, “общее время работы”

В таблице:

количество циклов перезаписи берите из спецификации устройства, в зависимости от типа: TLC или MLC

дневной объем записи = всего хост-записей / общее время работы в днях

увеличение объема = всего NAND-записей / всего хост-записей

циклов перезаписи = дневной объем записи * увеличение объема / объем диска

оценка ресурса = количество циклов перезаписи/циклов перезаписи/365

Если лень считать, то в бесплатной программе Hard Disk Sentinel будет показано приблизительное количество дней до конца жизни

331+885=1216 дней = 3,3 года, что приблизительно равно нашим подсчетам

Ещё по теме SSD:

5 вредных мифов про оптимизацию SSD, которые никогда не умрут (скоро будет статья, подписывайся, чтобы не пропустить)
Что такое дефрагментация жесткого диска и почему опасно дефрагментировать SSD? (скоро будет статья, подписывайся, чтобы не пропустить)

Делитесь своими расчетами в комментариях, а также подписывайтесь на канал и ставьте лайки ????

Источник

В сети ходит огромное количество мифов и слухов относительно надежности и сроков службы SSD дисков. Верить им или нет, действительно ли твердотельные накопители придется менять через 1–3 года, а то и быстрее? Разбираемся вместе.

Устройство NAND-памяти и почему она деградирует

В HDD используются магнитные диски — полностью энергонезависимая память. Проще говоря, единички и нолики хранятся как магнитные заряды на особом слое пластины. Сам по себе процесс размагничивания достаточно медленный, а повредить структуру зарядов можно только путем мощного магнитного воздействия.

Что самое главное, количество циклов изменения намагниченного заряда фактически не ограничено. Да, сектора со временем «летят», а движущиеся детали выходят из строя, но бояться каких-либо ограничений на перезапись пользователям не стоит.

Flash-память в свою очередь использует полупроводниковые элементы. Накопитель представляет собой обычную схему без движущихся элементов. Это дает массу преимуществ, но также вносит такой параметр, как ресурс памяти. В современных SSD применяется NAND-память: 2D или 3D. По сути, это набор ячеек, организованных в определенную структуру. Подробнее узнать про NAND-память вы можете из нашего материала.

Одна из главных характеристик NAND-памяти — гарантированное количество циклов перезаписи. После преодоления этого числа ячейки могут искажать информацию или просто отказывать. Причиной этому является сама структура полупроводникового элемента.

Заряд («1» или «0») хранится в плавающем затворе. Изменение выполняется путем приложения на затвор заданного напряжения, после чего электроны через слой диэлектрика проходят в одну или другую сторону.

Проблема заключается в том, что слои диэлектрика постепенно и неизбежно изнашиваются. Как итог — вся полупроводниковая структура нарушается, и ячейка теряет способность хранить биты информации. Параллельно появляется эффект туннелирования, когда электроны просто застревают в диэлектрике и мешают правильному распознаванию хранящегося заряда.

Однако ресурс каждого конкретного SSD диска во многом зависит не от самой флеш-памяти. Ключевыми являются алгоритмы, которые использует контроллер в процессах записи-перезаписи. Ячейки памяти объединяются в страницы, а те в свою очередь формируют блоки. Записать данные можно только в чистую страницу, а если их не хватает, то приходится переписывать блок.

Перед записью алгоритм должен подготовить место, удалить при необходимости старые страницы и только потом записать в чистый блок всю реорганизованную структуру. В итоге реальный объем работы с ячейками флеш-памяти превышает объем операций, которые инициализирует сам пользователь. Иногда даже добавление пары байт приведет к очистке и последующей записи всего блока.

Ориентир первый: циклы перезаписи

Для каждого типа флеш-памяти имеется ограничение циклов перезаписи. Это число определяет, сколько конкретно раз можно изменить значения ячейки флеш-памяти, прежде чем ее износ будет представлять опасность для данных. Показатель варьируется в зависимости от типа памяти: SLC, MLC или TLC.

Много это или мало? Давайте проведем самый приблизительный расчет — возьмем SSD объемом 120 ГБ MLC типа с ограничением на 5 000 циклов записи. Предположим, ежедневно вы перезаписываете около 20 Гб данных. Коэффициент перезаписи возьмем равным 6. Он необходим, чтобы получить приближенный к реальному объем операций для флеш-ячеек.

Тогда высчитаем суточный цикл перезаписи: 20*6/120 = 1. Далее с учетом общего количества циклов определим срок службы: 5000/1/365 дней = 13,7 лет.

Естественно, это очень приблизительный просчет. Во-первых, ежедневный объем информации, с которым вы работаете, всегда разный. Во-вторых, коэффициент усиления может сильно варьироваться в зависимости от конкретных алгоритмов и действий.

Ориентир второй: параметр TBW

Total Bytes Written — этот параметр показывает, какой объем информации может быть гарантированно перезаписан без ошибок. Как правило, производители указывают его в основных характеристиках SSD-накопителя.

TBW может варьироваться от десятков терабайт до десятков петабайт (напомним, 1 Пб = 1024 Тб). Расчет в этом случае достаточно простой — делим TBW на объем ежедневно перезаписываемых данных.

Например, TBW диска заявлен 150 Тб, а ежедневно вы записываете по 40 Гб данных. Тогда 153600/40 = 3840 дней или 10,5 лет. Опять же, сколько перезаписывается в день — параметр динамический и не всегда известный.

Проще всего воспользоваться специализированными программами, которые сделают все необходимые расчеты за вас. Например, SSD Life подсчитывает объем перезаписанных данных и вычисляет оставшийся ресурс автоматически.

Помните, TBW описывает гарантированный объем перезаписи, но на практике ресурс некоторых SSD может оказаться куда больше.

Как продлевается ресурс SSD

Не стоит забывать про работу контроллера, который самыми разнообразными способами стремится минимизировать количество перезаписей ячеек. Один из алгоритмов — выравнивание износа (Wear Leveling). Контроллер ведет учет количества циклов для каждой конкретной ячейки. Это позволяет при записи перераспределять информацию так, чтобы износ каждой из ячеек накапливался равномерно.

Например, файлы ОС обычно хранятся практически без изменений, из-за чего флеш-память в определенной области практически не стареет, в то время как в других областях наоборот постоянно используется. Wear Leveling при очистке определенных блоков переносит такие системные файлы в другую область и обеспечивает равномерное расходование ресурса.

Несмотря на общую концепцию каждый производитель SSD имеет свои фирменные алгоритмы, которые могут отличаться объемами переносимых данных и способами объединения информации в блоки. Чем эффективнее Wear Leveling, тем дольше прослужит SSD.

Другая технология увеличения ресурса — резервная область (Spare Area). Вы наверняка замечали, что продаются диски на 120 и 128 Гб, 240 и 256 Гб и так далее. Куда же деваются гигабайты в «урезанных» моделях? Это и есть та самая резервная область, с которой могут работать контроллеры.

Во-первых, контроллер получает дополнительные свободные блоки для своих нужд, недоступные для ОС. Это пространство применяется в работе вышеописанного алгоритма выравнивания, уменьшая количество лишних операций перезаписи. Естественно, это положительно сказывается на ресурсе.

Во-вторых, ячейки из резерва используются для замены вышедших из строя блоков. Этот резерв составляет 7 % от всего объема и 28 % для моделей, ориентированных на корпоративный сектор. Такой запас также позволяет увеличить срок службы и повысить безопасность данных.

На некоторых дисках пользователи могут самостоятельно увеличить объем резервной области через специальный софт.

Что говорят реальные тесты

Теоретические расчеты дают только приблизительное представление о сроке службы твердотельного накопителя, поэтому лучший способ выбрать SSD — найти реальные тесты его эксплуатации. Прочитать про один из самых крупных экспериментов продолжительностью в несколько лет вы можете на этом сайте.

Исходя из результатов, реальный показатель ресурса перезаписи большинства бюджетных моделей превышает 500 Тб. Даже если в сутки ваш диск будет писать по 100 Гб данных, его ресурса хватит на 14 лет.

Способность SSD перенести запись более 2 Пб информации означает, что вы сможете записывать 1 Тб данных ежедневно в течение 5 лет.

У топовых SSD от Intel, Kingston и Samsung реальный TBW перешел границу в 3 Пб, а этого хватит на 7–10 лет даже в тех случаях, если вы активно работаете с фото- и видеоконтентом, а также являетесь заядлым геймером.

Чего стоит опасаться

Если и есть у SSD ощутимый недостаток — так это время хранения информации без питания. В случае HDD беспокоиться практически не приходится — они могут пролежать годами без каких-либо потерь данных. Твердотельные накопители крайне придирчивы к температуре хранения и работы. Например, если ваш SSD работал в основном при 40 градусах Цельсия, а после вы оставили его на хранение при 30 градусах, то информация сохранится на протяжении 52 недель (около 1 года).

Казалось бы, не так критично, но стоит температуре вырасти на 5 градусов, как срок уменьшается вдвое! В худших из сценариев информация будет потеряна уже через 1-2 месяца. Это следует учитывать, если вы собираетесь в долгую поездку и оставляете на SSD важную информацию.

Источник

Полную версию статьи со всеми дополнительными видео уроками смотрите в источнике: https://hetmanrecovery.com/ru/recovery_news/how-long-will-solid-state-drives-ssds-last.htm

Читайте исследования авторитетных источников о сроке службы SSD дисков. Действительно ли их ресурс так краток и какие факторы на него влияют. Когда впервые произошло крупномасштабное наступление твердотельных флэш-накопителей (SSD дисков) в качестве альтернативы обычным жестким дискам, наибольшей проблемой (помимо цены) был вопрос с долговечностью данных устройств. У большинства пользователей присутствовало довольно хорошее представление об общей надежности жестких дисков, но «SSD-диски» все еще были в диковинку.

Технология SSD

Но спустя годы рынок твердотельных накопителей вырос в разы, и у нас теперь есть особое представление по этому поводу. Хорошей новостью является то, что «SSD-диски» более надежны, чем вы думаете, и так же хороши, как и жесткие диски с точки зрения сохранения данных и возникновения ошибок. Плохая новость состоит в том, что твердотельные накопители имеют тенденцию ухудшать свою работоспособность просто с увеличением возраста, а не с ограниченными циклами чтениязаписи данных, как было предсказано ранее.

Это означает, что вы, скорее всего, не потеряете данных больше, используя «SSD-диск», чем пользуясь стандартным жестким диском … но все же, очень важно сохранить «backup-копии» всех важных файлов.

Прежде чем мы перейдем к тестированию, важно упомянуть некоторые технические термины, связанные с технологией «SSD»:

MLC, SLC и TLC: В современных «SSD-накопителях» наиболее часто применяются три типа чипов памяти «NAND»

SLC – «Single Level Cell» – одноуровневая ячейка памяти. Имеет самую высокую скорость и производительность, самое низкое потребление электроэнергии, наивысшую скорость записи данных и максимальное количество циклов «Program/Erase». Память такого уровня обычно используют для работы разного рода серверных систем, просто потому, что стоимость «SSD-дисков» на основе этой технологии очень велика.

MLC – «Multi Level Cell» – многоуровневая ячейка памяти. Стоит гораpдо меньше нежели SLC, но при этом она менее выносливая и также уступает SLC по количеству циклов «Program/Erase». Применяется повсеместно, начиная от коммерческих, рабочих машин и заканчивая домашними ПК. Если блок «бэдовый», то он недоступен для операций чтениязаписи на вашем ПК. Это в свою очередь приводит к снижению количества доступного пространства на диске и, возникновению ошибок чтениязаписи.

eMLC – «Enterprise Multi Level Cell» – ячейка, созданная на базе MLC, но её ресурс цикла «Program/Erase» значительно увеличен. Надежность eMLC на уровне SLC, а цена чуть больше чем у MLC. Также применяют на разного рода рабочих станциях и серверах средней руки.

TLC – «Three Level Cell» – трех уровневая ячейка памяти. Как плюс – имеет большую плотность записи, но, как минус – обладает гораздо меньшей выносливостью, заметно медленной скоростью чтения и записи данных. Имеет меньшее циклов «Program/Erase», относительно SLC и MLC. В большинстве своём эта память использовалась во «flash-дисках» (картах памяти и флешках), но теперь также используется и для производства обычных «SSD-накопителей».

TBW (записанные Терабайты): Общий объем данных, которые были записаны и перезаписаны на диск за все время его существования, выражается в терабайтах.

Так на сколько долго SSD-диски способны работать?

Поставщики «SSD-накопителей» оценивают надежность таких дисков по трем факторам: срок гарантии (время, выделенное производителем на гарантийное обслуживание), суммарные TWB, которые вообще возможно записать в течении гарантийного срока, и количество данных, записанных на диск за определенный промежуток времени. Очевидно, что результаты замеров и подсчётов по этим трём параметрам будут абсолютно различными для разных «SSD-дисков». Но в тоже время, все три параметра остаются довольно усреднёнными и не могут полностью показать потребителю какой именно ресурс у того или иного накопителя. Точное предсказание того, сколько времени проработает конкретный «SSD-диск», сделать просто невозможно. Поэтому мы постараемся назвать, довольно туманную, точку максимально возможного записи данных на устройство. Пройдя эту точку – дальнейшее использование этого диска считаем нецелесообразным, и это может подвергнуть вас опасности немедленной потери всех данных, хранящихся там.

Недавно были проведены несколько исследований, направленных на определение более точного срока службы твердотельных накопителей.

Приведу несколько результатов:

Исследование «Google» и Университета Торонто

Совместное исследование компании «Google» с Университетом Торонто, которое обработало данные о сбоях на серверах компании за четыре года. В исследовании сделан вывод о том, что именно физический возраст «SSD-диска», а не количество или частота записанных данных, является основным определяющим фактором вероятности ошибок хранения данных на нём. Также было установлено, что «SSD-накопители» подлежали замене в центрах обработки данных Google гораздо реже, чем обычные жесткие диски, примерно в соотношении 1 к 4. Но не все результаты были в пользу «SSD-устройств»: в течение четырехлетнего периода тестирования, в их работе наблюдались серьёзные сбои, критические ошибки и нечитаемые блоки памяти появлялись с гораздо более высокой скоростью, чем на обычных жестких дисках. Из этого следует вывод: в среде с высокой нагрузкой и множеством обращений на чтениезапись данных, твердотельные накопители прослужат дольше, чем обычные жесткие диски, но будут более восприимчивы к критическим ошибкам и сбоям, и, как следствие, связанными с ними потерями данных. Старые «SSD-диски» более подвержены сбоям в работе, независимо от разновидности используемой памяти.

Исследование Tech Report

Исследование «Tech Report» о долговечности «SSD-накопителей» ёмкостью 250 ГБ, которое проводилось между основными мировыми производителями и брэндами. Среди шести протестированных моделей твердотельных накопителей, выдержали испытание только три: «Kingston», «Samsung» и «Corsair», после того как на них записали более 1000 терабайт данных (один петабайт). Другие диски отказались работать с 700 до 900 TBW (терабайт данных). Два «SSD-диска», от компаний «Samsung» и «Intel», использовали более дешевую технологию MLC, в то же время, твердотельный диск от компании «Kingston», который использует ту же технологию, оказался в числе удачно прошедших испытание, при том что тестирование они проходили одинаковое. Вывод: можно ожидать, что «SSD-накопитель», размером 250 ГБ, «умрет» до того, как вы запишите один петабайт данных, хотя две модели превысили эту отметку. Все равно будет разумно сохранять резервные копии важных данных, чтобы избежать непредвиденных ситуаций, даже если ваш диск использует память, созданную по технологии SLC.

«SSD-диски» большей ёмкости, из-за наличия просто большего количества ячеек памяти, должны работать дольше, приблизительно тем же предсказуемым образом. Например, если диск на 250GB «умер» при 900 TBW, то соответственно будет разумно предположить, что накопитель в 1TB прослужит в 4-х раза дольше, до полной записи в 3,6 петабайта.

Исследование Facebook

Компания «Facebook» опубликовала внутреннее исследование продолжительности жизни твердотельных накопителей, используемых в корпоративных центрах обработки данных. Выводы были сфокусированы на условиях окружающей среды самих центров. То есть, они пришли к довольно очевидному выводу о том, что продолжительная близость устройства к высокой температуре сокращает срок его службы.

Но оно также показало, что если «SSD-диск» не «умер» после обнаружения первых основных ошибок на нем, то он, скорее всего, и дальше продолжит работать. Также в исследовании компании «Facebook» обнаружилось, что более высокие скорости записи и чтения данных могут существенно повлиять на продолжительность жизни диска, хотя неясно, контролировали ли они физический возраст самого накопителя. Вывод: за исключением случаев раннего полного отказа, SSD-диск, вероятнее всего, прослужит дольше, чем указано в отчетах ПО для тестирования таких дисков.

Стоит ли нам волноваться?

Итак, обобщая все эти исследования, какой же общий вывод напрашивается? Глядя на результаты, может показаться, что ваш «SSD-накопитель» сгорит через год или два. Но имейте в виду, что два исследования проводились в дата-центрах огромных корпораций, накопители там работают 24 часа в сутки и выполняют бесчисленное количество операций чтениязаписи, постоянно и в течение многих лет. А ориентированное на обычного потребителя исследование проводилось специально в режиме стресс-тестов, с постоянным использованием устройства. Чтобы обычному пользователю достичь объёма чтениязаписи в петабайт данных, при обычном режиме работы, то нужно «насиловать» свой ПК, более или менее без остановок, в течение десятилетия. А может быть даже нескольких десятилетий. Даже профессиональные геймеры или IT специалисты, вероятнее всего, никогда не достигнут заявленного максимального объема данных, перезаписанных на один носитель.

Вывод: вы, скорее всего, уже обновите весь свой ПК до полного отказа «SSD-диска».

Но также остаётся вероятность сбоя работы накопителя из-за его электронной начинки, собственно, как и любой другой железяки в вашем ПК. И соответственно, если ваш диск не «умер» в первый год работы, то скорее всего он будет нормально служить вам и дальше, до того времени пока не исчерпает свой ресурс полностью. Как рекомендация, всегда разумно хранить критические для вас данные на внешнем носителе и (если возможно) в нескольких местах. Но если вы беспокоитесь о том, что «SSD-накопитель» прослужит вам меньше чем обычный жесткий диск, то, скорее всего, вы ошибаетесь.

Источник