HDD срещу SSD

Колко по-бърз е SSD в сравнение с HDD устройствата и струва ли си цената?

А твърдо състояние или SSD може да ускори работата на компютър значително, често повече от това, което може да направи по-бърз процесор (процесор) или оперативна памет. А твърд диск или HDD е по-евтин и предлага повече хранилище (500 GB до 1 TB са често срещани), докато SSD дисковете са по-скъпи и обикновено се предлагат в конфигурации от 64 GB до 256 GB.

SSD дисковете имат няколко предимства пред HDD устройствата.

Сравнителна диаграма

HDD спрямо SSD диаграма за сравнение

	HDD	SSD

Поставки за	Твърд диск	Твърд диск
скорост	HDD има по-висока латентност, по-дълго време за четене / запис и поддържа по-малко IOP (операции за изход на изход в секунда) в сравнение със SSD.	SSD има по-ниска латентност, по-бързо четене / запис и поддържа повече IOP (операции за извеждане на изход в секунда) в сравнение с HDD.
Топлина, електричество, шум	Твърдите дискови устройства използват повече електричество за въртене на плочите, генерирайки топлина и шум.	Тъй като не е необходимо такова въртене в твърди устройства, те използват по-малко енергия и не генерират топлина или шум.
дефрагментиране	Производителността на HDD устройствата се влошава поради фрагментацията; следователно, те трябва периодично да бъдат дефрагментирани.	Работата на SSD устройството не се влияе от фрагментирането. Така че дефрагментацията не е необходима.
елементи	HDD съдържа подвижни части - шпиндел, задвижван с мотор, който държи един или повече плоски кръгли дискове (наречени плочи), покрити с тънък слой магнитен материал. Главите за четене и писане са разположени върху дисковете; всичко това е затворено в метална кутия	SSD няма подвижни части; това е по същество чип на паметта. Той е взаимосвързани, интегрални схеми (ИС) с интерфейсен конектор. Има три основни компонента - контролер, кеш и кондензатор.
тегло	Твърдите дискове са по-тежки от SSD устройствата.	SSD устройствата са по-леки от HDD устройствата, защото нямат въртящи се дискове, шпиндел и мотор.
Справяне с вибрации	Подвижните части на твърдите дискове ги правят податливи на сривове и повреди поради вибрации.	SSD устройствата могат да издържат на вибрации до 2000Hz, което е много повече от HDD.

Съдържание: HDD срещу SSD

1 скорост
- 1.1 Бенчмарк статистика - малко четене / запис
2 Прехвърляне на данни в HDD срещу SSD
3 Надеждност
- 3.1 Износване
4 Цена
- 4.1 Ценови прогнози
5 Капацитет за съхранение
6 Дефрагментация на твърди дискове
7 Шум
8 Компоненти и работа
9 Позовавания

скорост

HDD дисковете използват въртящи се плаки с магнитни устройства и глави за четене / запис за работа. Така че скоростта на стартиране е по-бавна за твърдите дискове, отколкото SSD дисковете, защото е необходимо въртене на диска. Intel твърдят, че техният SSD е 8 пъти по-бърз от HDD, като по този начин предлага по-бързо зареждане.^[1]

Следващото видео сравнява скоростите на HDD и SSD в реалния свят и не е изненада, че SSD съхранението излиза напред във всеки тест:

Бенчмарк статистика - малко четене / запис

Твърди дискове: малки четения - 175 IOP, малки записи - 280 IOP
Flash SSD дискове: малки четения - 1075 IOPs (6x), малки записи - 21 IOP (0.1x)
DRAM SSD дискове: малки четения - 4091 IOP (23x), малки записи - 4184 IOPs (14x)

IOP означават операции вход / изход на секунда

Пренос на данни в HDD срещу SSD

При твърд диск прехвърлянето на данни е последователно. Физическата глава за четене / запис "търси" подходяща точка на твърдия диск за изпълнение на операцията. Това време за търсене може да бъде значително. Скоростта на трансфер може също да бъде повлияна от фрагментирането на файловата система и оформлението на файловете. И накрая, механичният характер на твърдите дискове също въвежда определени ограничения на производителността.

В SSD прехвърлянето на данни не е последователно; това е случаен достъп, така че е по-бърз. Има последователна ефективност на четене, тъй като физическото местоположение на данните е без значение. SSD устройствата нямат глави за четене / запис и по този начин няма забавяне поради движението на главата (търсене).

надеждност

За разлика от HDD устройствата, SSD дисковете нямат движещи се части. Така че надеждността на SSD е по-висока. Преместването на части в HDD увеличава риска от механична повреда. Бързото движение на плаките и главите вътре в устройството на твърдия диск го прави податлив на „срив на главата“. Сривовете на главата могат да бъдат причинени от повреда в електрониката, внезапно спиране на тока, физически удар, износване, корозия или лошо произведени плочи и глави. Друг фактор, влияещ върху надеждността, е наличието на магнити. Твърдите дискове използват магнитно съхранение, така че са податливи на повреди или повреда на данни, когато са в непосредствена близост с мощни магнити. SSD не са изложени на риск от такова магнитно изкривяване.

Износен

Когато флаш за първи път започна да набира скорост за дългосрочно съхранение, имаше опасения за износване, особено с някои експерти, предупреждаващи, че поради начина, по който работят SSD дисковете, има ограничен брой цикли на запис, които могат да постигнат. Въпреки това, производителите на SSD влагат много усилия в архитектурата на продуктите, контролерите на задвижването и алгоритмите за четене / запис и на практика износването е неразпространение на SSD устройства в повечето практически приложения.^[2]

Цена

От юни 2015 г. SSD дисковете все още са по-скъпи на гигабайт от твърдите дискове, но цените за SSD дисковете намаляха значително през последните години. Докато външните твърди дискове са около $ 0,04 на гигабайт, типичният флаш SSD е около $ 0,50 на GB. Това е намаление от около $ 2 на GB в началото на 2012 г..

Всъщност това означава, че можете да закупите външен твърд диск от 1 TB (HDD) за 55 долара на Amazon (вижте външни твърди дискове най-продаваните), докато 1 TB SSD струва около 475 долара. (вижте списъка с най-добрите продавачи за вътрешни SSD и външни SSD).

Ценови прогнози

Във влиятелна статия за Мрежови изчисления през юни 2015 г. консултантът за съхранение Jim O'Reilly написа, че цените за SSD съхранение падат много бързо и с 3D NAND технологията SSD вероятно ще постигне паритет на цените с HDD в края на 2016 г..

Има две основни причини за падане на цените на SSD:

Увеличаване на плътността: 3D NAND технологията беше пробив, който позволи квантов скок в капацитета на SSD, тъй като позволява да се опаковат 32 или 64 пъти повече от капацитета на матрица.
Ефективност на процеса: Производството на съхранение чрез флаш стана по-ефективно и добивите на матрицата се увеличиха значително.

Статия от декември 2015 г. за Компютърен свят прогнозира, че 40% от новите лаптопи, продадени през 2017 г., 31% през 2016 г. и 25% от лаптопите през 2015 г., ще използват SSD, а не HDD устройства. Статията също така съобщава, че докато цените на твърдия диск не са паднали прекалено много, цените на SSD постоянно намаляват месец през месец и се приближават до паритета с HDD.

Прогнози за цените за HDD и SSD съхранение, от DRAMeXchange. Цените са в щатски долари за гигабайт.

Капацитет за съхранение

Доскоро SSD дисковете бяха твърде скъпи и се предлагаха само в по-малки размери. 128 GB и 256 GB лаптопи са често срещани, когато използвате SSD устройства, докато лаптопите с HDD вътрешни устройства обикновено са от 500 GB до 1 TB. Някои доставчици, включително Apple, предлагат „fusion“ дискове, които комбинират 1 SSD и 1 HDD устройство, които работят безпроблемно заедно.

Въпреки това, с 3D NAND, SSD дисковете вероятно ще затворят разликата в капацитета с HDD устройствата до края на 2016 г. През юли 2015 г. Samsung обяви, че пуска 2TB SSD устройства, които използват SATA конектори.^[3] Въпреки че е възможно HDD технологията да достигне около 10 TB, няма такова ограничение за съхранение на флаш. Всъщност през август 2015 г. Samsung представи най-големия твърд диск в света - 16TB SSD устройство.

Дефрагментация на твърди дискове

Поради физическия характер на твърдите дискове и техните магнитни платки, които съхраняват данни, IO операциите (четене или запис на диска) работят много по-бързо, когато данните се съхраняват непрекъснато на диска. Когато данните на даден файл се съхраняват в различни части на диска, скоростта на IO се намалява, защото дискът трябва да се върти за различни области на диска, за да влезе в контакт с главите за четене / запис. Често няма достатъчно съседно пространство за съхранение на всички данни във файл. Това води до фрагментиране на твърдия диск. Необходима е периодична дефрагментация, за да се предотврати забавянето на работата на устройството.

При SSD дисковете няма такива физически ограничения за главата за четене / запис. Така че физическото местоположение на данните на диска няма значение, тъй като не влияе на производителността. Следователно дефрагментацията не е необходима за SSD.

шум

HDD дисковете се чуват, защото се въртят. HDD устройствата в по-малки форми (например 2,5 инчови) са по-тихи. SSD устройствата са интегрални схеми без движещи се части и поради това не вдигат шум при работа.

Компоненти и експлоатация

Типичният HDD се състои от шпиндел, който държи един или повече плоски кръгли дискове (наречени плата), върху която са записани данните. Плаките са направени от немагнитен материал и са покрити с тънък слой магнитен материал. Главите за четене и писане са разположени върху дисковете. Плаките се въртят с много висока скорост с мотор. Типичният твърд диск има два електродвигателя, един за завъртане на дисковете и един за позициониране на устройството за четене / запис на главата. Данните се записват на плоча, докато се въртят покрай главите за четене / запис. Главата за четене и запис може да открие и модифицира намагнитването на материала непосредствено под него.

Разглобени компоненти на HDD (вляво) и SSD (вдясно).

За разлика от тях, SSD дисковете използват микрочипове и не съдържат движещи се части. SSD компонентите включват контролер, който е вграден процесор, който изпълнява софтуер на ниво фърмуер и е един от най-важните фактори за работата на SSD; кеш, където също се съхранява директория от данни за поставяне на блокове и изравняване на износването; и съхранение на енергия - кондензатор или батерии, така че данните в кеша могат да бъдат прехвърлени към устройството при отпадане на захранването. Основният компонент за съхранение в SSD е летливата памет DRAM, тъй като те са били разработени за първи път, но от 2009 г. тя е по-често NAND флаш памет. Производителността на SSD може да се мащабира с броя паралелни NAND флаш чипове, използвани в устройството. Един NAND чип е сравнително бавен. Когато няколко NAND устройства работят паралелно в SSD, мащабите на честотната лента и високите латентности могат да бъдат скрити, стига да чакат достатъчно изключителни операции и натоварването да се разпределя равномерно между устройствата.

Препратки

Уикипедия: Твърд диск
Уикипедия: Solid-state drive
SSD цени в свободно падане - Мрежови изчисления
Samsung анонсира 2TB твърди устройства за настолни компютри - Блог на Samsung
Samsung представи 2.5-инчов 16TB SSD: Най-големият твърд диск в света - Ars Technica
Потребителските SSD дискове и цените на твърдия диск са близо до паритета
HDD пратките с 20% през първото тримесечие на 2016 г., Hit многогодишно ниско - AnandTech

технология