HDD проти SSD

Наскільки швидше SSD в порівнянні з HDD-накопичувачами і чи варто його ціну?

А твердотільний привід або SSD може значно прискорити продуктивність комп'ютера, часто більше, ніж може зробити більш швидкий процесор (процесор) або оперативна пам'ять. А жорсткий диск або Жорсткий диск дешевший і пропонує більше місця (500 ГБ до 1 ТБ є загальним), а диски SSD - дорожчі і зазвичай доступні в конфігураціях від 64 ГБ до 256 ГБ.

SSD мають ряд переваг перед жорсткими дисками.

Порівняльна діаграма

HDD порівняно з діаграмою порівняння SSD

	Жорсткий диск	SSD
Виступає за	Жорсткий диск	Твердотільний накопичувач
Швидкість	Жорсткий диск має більш високу затримку, більший час читання / запису та підтримує меншу кількість ВПД (операції з введення виводу в секунду) порівняно з SSD.	SSD має меншу затримку, швидше читає / записує і підтримує більше ВГД (операції з виведення вводу в секунду) порівняно з HDD.
Тепло, електрика, шум	Приводи жорсткого диска використовують більше електроенергії для обертання блюд, генеруючи тепло і шум.	Оскільки таке обертання не потрібно в твердотільних накопичувачах, вони використовують меншу потужність і не генерують тепла чи шуму.
Дефрагментація	Продуктивність жорстких дисків погіршується через фрагментацію; тому їх потрібно періодично дефрагментувати.	На продуктивність накопичувача SSD фрагментація не впливає. Тому дефрагментація не потрібна.
Компоненти	Жорсткий диск містить рухомі частини - шпиндель з моторним приводом, який вміщує один або кілька плоских круглих дисків (так званих пластин), покритих тонким шаром магнітного матеріалу. Голівки для читання і запису розміщуються на дисках; все це укладено у металевий футляр	SSD не має рухомих частин; це по суті чіп пам'яті. Це взаємопов'язані інтегральні схеми (ІС) з інтерфейсним роз'ємом. Є три основні компоненти - контролер, кеш і конденсатор.
Вага	Жорсткі диски важчі за SSD-накопичувачі.	SSD-накопичувачі легші, ніж жорсткі диски, оскільки вони не мають обертових дисків, шпинделя та мотора.
Справа з вібрацією	Рухомі частини жорстких дисків роблять їх чутливими до збоїв і пошкоджень через вібрацію.	SSD-накопичувачі витримують вібрацію до 2000 Гц, що набагато більше, ніж HDD.

Зміст: HDD vs SSD

• 1 Швидкість
  • 1.1 Статистика еталонів - невелике читання / запис
• 2 Передача даних на жорсткому диску проти SSD
• 3 Надійність
  • 3.1 Знос
• 4 Ціна
  • 4.1 Прогноз цін
• 5 Ємність для зберігання
• 6 Дефрагментація на жорстких дисках
• 7 Шум
• 8 Компоненти та експлуатація
• 9 Список літератури

Швидкість

Жорсткі диски використовують обертові тарілки магнітних приводів та головки для читання / запису для роботи. Тому швидкість запуску для HDD менше, ніж SSD, тому що необхідна розгортання диска. Intel стверджує, що їх SSD у 8 разів швидше, ніж HDD, тим самим пропонуючи швидше завантажувати.^[1]

Наступне відео порівнює швидкість HDD та SSD в реальному світі, і це не дивно, що накопичувач SSD випереджає кожен тест:

Орієнтовна статистика - невелике читання / запис

• Жорсткі диски: Малі зчитування - 175 IOP, Малі записи - 280 IOP
• Flash SSD: Малі зчитування - 1075 IOP (6x), Малі записи - 21 IOP (0,1x)
• SSD-накопичувачі DRAM: Малі зчитування - 4091 IOP (23x), Small-записи - 4184 IOP (14x)

IOP означають операції вводу / виводу за секунду

Передача даних на жорсткому диску та SSD

У жорсткому диску передача даних є послідовною. Фізична голова читання / запису "шукає" відповідну точку на жорсткому диску для виконання операції. Цей час пошуку може бути значним. На швидкість передачі також може впливати фрагментація файлової системи та компонування файлів. Нарешті, механічна природа жорстких дисків також вводить певні обмеження в продуктивності.

У SSD передача даних не є послідовною; це випадковий доступ, тому він швидший. Є послідовна ефективність читання, оскільки фізичне розташування даних не має значення. SSD не мають головок для читання / запису, і, отже, немає затримок через рух голови (шукає).

Надійність

На відміну від жорстких накопичувачів, диски SSD не мають рухомих частин. Тож надійність SSD вище. Переміщення деталей на жорсткому диску збільшує ризик механічних відмов. Швидкий рух тарілок і головок всередині жорсткого диска робить його сприйнятливим до «краху голови». Поломки голови можуть бути спричинені електронними збоями, раптовим відключенням електроживлення, фізичним ударом, зносом, корозією або погано виготовленими пластинами та головками. Ще одним фактором, що впливає на надійність, є наявність магнітів. HDD використовують магнітні накопичувачі, тому вони чутливі до пошкоджень або пошкодження даних, коли знаходяться в безпосередній близькості від потужних магнітів. SSD не загрожує таким магнітним викривленням.

Зношуватись

Коли спалах вперше почав набирати обертів для довготривалого зберігання, виникали занепокоєння щодо зношування, особливо, коли деякі експерти попереджають, що через те, як працюють SSD-диски, існує обмежена кількість циклів запису, які вони могли досягти. Однак виробники SSD доклали багато зусиль в архітектурі виробів, контролерах приводу та алгоритмах читання / запису, а на практиці зношення було невиробничим для SSD в більшості практичних застосувань.^[2]

Ціна

Станом на червень 2015 року SSD все ще дорожчі за гігабайт, ніж жорсткі диски, але ціни на SSD в останні роки значно впали. У той час як зовнішні жорсткі диски становлять приблизно 0,04 долара за гігабайт, типовий SSD-накопичувач становить близько 0,50 долара за ГБ. Це знизилося з приблизно 2 доларів за ГБ на початку 2012 року.

Фактично це означає, що ви можете придбати зовнішній жорсткий диск на 1 ТБ (HDD) за 55 доларів на Amazon (див. Кращі продавці зовнішнього жорсткого диска), тоді як SSD на 1 ТБ коштує близько 475 доларів. (див. список кращих продавців для внутрішніх і зовнішніх SSD).

Прогноз цін

У впливовій статті для Мережеві обчислення в червні 2015 року консультант з пам’яті Джим О'Рейлі написав, що ціни на накопичувачі SSD падають дуже швидко, а за допомогою технології 3D NAND SSD, швидше за все, досягне паритету цін із жорстким диском наприкінці 2016 року.

Є дві основні причини падіння цін на SSD:

1. Збільшення щільності: 3D NAND-технологія стала проривом, який дозволив здійснити квантовий стрибок ємності SSD, оскільки він дозволяє упакувати в 32 або 64 рази більше ємності на валоку.
2. Ефективність процесу: Виробництво флеш-накопичувачів стало більш ефективним, а врожайність вмирає значно зросла.

Стаття в грудні 2015 року для Комп'ютерний світ прогнозується, що 40% нових ноутбуків, проданих у 2017 році, 31% у 2016 році та 25% ноутбуків у 2015 році, будуть використовувати SSD, а не жорсткі диски. У статті також повідомляється, що хоча ціни на жорсткі диски не надто знизилися, ціни на SSD постійно падають місяць за місяцем і наближаються до паритету з HDD.

Прогнози цін на накопичувач HDD і SSD, від DRAMeXchange. Ціни в доларах США за гігабайт.

Ємність для зберігання

До недавнього часу SSD-диски були надто дорогими і доступні лише в менших розмірах. 128 ГБ і 256 ГБ ноутбуки поширені при використанні SSD-накопичувачів, тоді як ноутбуки з внутрішніми накопичувачами жорсткого диска зазвичай складають від 500 ГБ до 1 ТБ. Деякі постачальники, включаючи Apple, пропонують диски "fusion", які поєднують 1 SSD та 1 HDD диск, які працюють безперебійно разом.

Однак із 3D NAND, SSD-накопичувачі, ймовірно, закриють розрив у ємності з HDD-накопичувачами до кінця 2016 року. У липні 2015 року Samsung оголосила, що випускає SSD накопичувачі 2 Тб, що використовують роз'єми SATA.^[3] Хоча технологія жорсткого диска, швидше за все, становить близько 10 ТБ, для зберігання флеш-пам'яті такого обмеження не існує. Насправді в серпні 2015 року Samsung представила найбільший у світі жорсткий диск - 16-ти ТБ-накопичувач.

Дефрагментація на жорстких дисках

Через фізичну природу жорстких дисків та їх магнітних платівок, які зберігають дані, операції вводу-виводу (читання з диска або запис на диск) працюють набагато швидше, коли дані постійно зберігаються на диску. Коли дані файлу зберігаються на різних частинах диска, швидкість вводу-виводу зменшується, оскільки диск повинен обертатися для різних регіонів диска, щоб контактувати з головами для читання / запису. Часто не вистачає суміжного місця для зберігання всіх даних у файлі. Це призводить до фрагментації жорсткого диска. Періодична дефрагментація необхідна, щоб запобігти сповільненню роботи пристрою.

У SSD-дисків таких фізичних обмежень для голови читання / запису немає. Тому фізичне розташування даних на диску не має значення, оскільки це не впливає на продуктивність. Тому дефрагментація не потрібна для SSD.

Шум

Жорсткі диски чутні, тому що вони обертаються. HDD-накопичувачі в менших форм-факторах (наприклад, 2,5 дюйма) тихіші. SSD-накопичувачі - це інтегральні схеми, що не мають рухомих частин, і тому не створюють шуму при роботі.

Компоненти та експлуатація

Типовий жорсткий диск складається з шпинделя, який вміщує один або кілька плоских круглих дисків (так звані блюдо), на яку записуються дані. Пластини виготовляються з немагнітного матеріалу і покриті тонким шаром магнітного матеріалу. Голівки для читання і запису розміщуються зверху дисків. Пластини обертаються з дуже високою швидкістю з мотором. Типовий жорсткий диск має два електродвигуни: один для обертання дисків і один для розташування головки для читання / запису. Дані записуються на блюдо під час обертання повз головок читання / запису. Голова для читання і запису може виявити і змінити намагніченість матеріалу безпосередньо під ним.

Розібрані компоненти жорстких дисків (лівий) та SSD (праворуч).

На відміну від цього, SSD використовують мікрочіпи та не містять рухомих частин. До складу компонентів SSD входить контролер, який є вбудованим процесором, який виконує програмне забезпечення на рівні програмного забезпечення та є одним з найважливіших факторів продуктивності SSD; кеш-пам'ять, де також зберігається каталог даних про розміщення блоків та вирівнювання зносу; і накопичувач енергії - конденсатор або батареї - щоб дані в кеш-пам'яті могли бути передані на накопичувач при падінні живлення. Основним компонентом пам’яті на SSD була мінлива пам'ять DRAM з моменту їх вперше розробки, але з 2009 року це частіше NAND флеш-пам’ять. Продуктивність SSD може масштабуватися з кількістю паралельних мікросхем NAND, використовуваних у пристрої. Один чіп NAND є відносно повільним. Коли декілька пристроїв NAND працюють паралельно всередині SSD, масштаб пропускної здатності та високі затримки можуть бути приховані, якщо триває достатня кількість невиконаних операцій і навантаження рівномірно розподіляється між пристроями.

Список літератури

• Вікіпедія: жорсткий диск
• Вікіпедія: твердотільний накопичувач
• Ціни SSD у вільному падінні - Мережеві обчислення
• Samsung оголошує твердотілі накопичувачі 2 Тб для настільних ПК - Блог Samsung
• Samsung представляє 2,5-дюймовий 16 ТБ SSD: найбільший у світі жорсткий диск - Ars Technica
• Споживчі жорсткі диски та ціни на жорсткому диску наближаються до паритету
• HDD поставок знизився на 20% у I кварталі 2016 року, досяг багаторічного мінімуму - AnandTech