Zašto Solid-State diskovi usporiti kao što ih popuniti
Standardi su jasni: SSD diskovi usporavaju dok ih popunjavate. Napunite svoj solid-state disk na gotovo kapacitet, a njegova učinkovitost će se dramatično smanjiti. Razlog za to leži u načinu rada SSD-ova i NAND Flash memorije.
Punjenje pogona prema kapacitetu jedna je od stvari koju nikada ne biste trebali učiniti s SSD pogonom. Gotovo puni poluvodički pogon imat će mnogo sporije operacije pisanja, usporavajući vaše računalo.
Prazni blokovi i djelomično ispunjeni blokovi
Kada pišete datoteku na vaš SSD uređaj, on traži prazne blokove i ispunjava ih. Pisanje u prazan blok je najbrža moguća operacija pisanja. Zato novi operativni sustavi (Windows 7 i noviji) podržavaju značajku TRIM, koja automatski briše podatke datoteke iz SSD pogona čim izbrišete datoteku u operacijskom sustavu. To radi drugačije od magnetskih tvrdih diskova, gdje bitovi izbrisanih datoteka sjede na tvrdom disku.
Oni ne sjede na solid-state pogonu - TRIM osigurava da se blok isprazni kako bi SSD ubacio nove podatke u prazan blok u budućnosti. Pisanje preko već napisanog sektora jednako je brzo kao i pisanje u prazan sektor na mehaničkom tvrdom disku, ali solid-state pogon mora izbrisati blok prije pisanja na njega.
NAND Flash memorija zapisuje podatke u 4 KB stranice unutar 256 KB blokova. Za dodavanje dodatnih stranica djelomično ispunjenom bloku, statički pogon mora izbrisati cijeli blok prije pisanja podataka natrag u njega.
Kako se vaš SSD uređaj napuni, na raspolaganju je sve manje i manje praznih blokova. Njihovo mjesto su djelomično ispunjeni blokovi. Statički disk ne može jednostavno zapisati nove podatke u djelomično popunjene blokove - što bi izbrisalo postojeće podatke. Umjesto jednostavne operacije pisanja, solid-state pogon mora čitati vrijednost bloka u svoju predmemoriju, mijenjati vrijednost s novim podacima, a zatim je zapisivati. Imajte na umu da će pisanje datoteke vjerojatno uključivati pisanje u više blokova, tako da to može uvesti značajnu količinu dodatnog odgode.
TRIM ne objedinjuje djelomično ispunjene blokove
Ako pogon popunite kapacitetom ili blizu kapaciteta, vjerojatno ćete nakon brisanja datoteka završiti s mnogo djelomično popunjenih blokova. TRIM naredba samo usmjerava SSD pogon za uklanjanje podataka o datoteci kada je datoteka izbrisana. To ne prisiljava pogon da izvrši bilo kakvu operaciju čišćenja.
Drugim riječima, ispunite solid-state pogon na kapacitet prije brisanja datoteka i vjerojatno ćete završiti s mnogo djelomično ispunjenih blokova. Pogon se neće izvući iz načina da konsolidira ove djelomično ispunjene blokove u pune blokove, oslobađajući prazne blokove. Pogon će i dalje biti pun djelomično popunjenih blokova, a performanse pisanja bit će degradirane.
Overprovisioning i Garbage Collection
Da bi se spriječilo potrošače da popune svoje solid-state pogone i završe sa ozbiljno degradiranim performansama, SSD proizvođači se odupiru tome.
Potrošački solid-state diskovi često izdvajaju oko 7% ukupne flash memorije i čine ga nedostupnim korisniku. To je poznato kao "overprovisioning" - dodatni pogon za pohranu dodan je pogonu, ali nije vidljiv računalu kao dostupnom spremištu koje može koristiti. Rezervno područje osigurava da pogon nikada ne može postati pun - uvijek će biti nekih slobodnih kapaciteta kako bi se održala stabilnost pisanja.
Kontroler svakog čvrstog diska ima algoritam za prikupljanje smeća kako bi pokušao ublažiti ovaj problem. Kada pogon postane pun, on će tražiti djelomično ispunjene blokove i početi ih konsolidirati, oslobađajući što je više moguće praznih blokova. Različiti poluvodički pogoni izvode ove operacije u različito vrijeme i pragovima - što ovisi o kontroleru pogona.
Dokaz o mjernim vrijednostima
Anandtech je izveo niz mjerila s različitim pogonima kako bi zadirkivao odnos između rezervnog dijela SSD pogona i konzistentnosti njegovih operacija pisanja. Prilikom popunjavanja praznog pogona, pronašli su visoke performanse pisanja vrlo rano u procesu i značajan pad kako su operacije pisanja nastavile puniti pogon.
Postavljanje na stranu više slobodnog prostora na pogonima pomoglo je da performanse ostanu dosljedne, budući da je pogon trebao uvijek imati dovoljno praznih blokova.
Otkrili su da se "minimalni učinak značajno poboljšava nakon što uđete u 25% slobodnog prostora za ove [potrošačke] pogone." između dosljednosti izvedbe i kapaciteta. ”
Ako imate solid-state pogon, trebali biste pokušati izbjeći korištenje više od 75% kapaciteta. Kupite veći pogon s više prostora za pohranu nego što vam je potrebno i pobrinite se da uvijek imate dosljednu učinkovitost pisanja. Srećom, SSD-ovi postupno postaju mnogo jeftiniji, tako da ovo nije tako skupo kao što je nekad bilo.
Kredit za slike: Glazbena sortiranja na Zajedničkom poslužitelju, Simon Wüllhorst na Flickru
