Jaki dysk SSD? Warto kupić? Co trzeba wiedzieć?

Dysk SSD to nośnik danych zbudowany w oparciu o pamięć flash. Obecnie stosuje się je zamiennie ze starszymi i wolniejszymi dyskami HDD. Dyski SSD umożliwiają łatwiejszy i szybszy odczyt danych, co sprawia, że polecane są np. pod system operacyjny. To oczywiście duże uproszczenie definicji, ale o szczegółowych różniach pomiędzy nośnikami danych HDD a SSD przeczytasz poniżej.

W większości komputerów klasy PC, zarówno starszych jak i tych nowych, podstawową pamięcią masową jest dysk twardy (ang. Hard Disk Drive - HDD). W dużym uproszczeniu jest to nośnik, wewnątrz którego szczelnie zamknięte są twarde (wykonane najczęściej ze szkła lub stopów aluminium) krążki zwane talerzami, pokryte cienką (kilka mikrometrów grubości) warstwą magnetyczną. Wprawiane są one w ruch wirowy za pomocą silnika.

Prędkość obrotowa w przypadku współczesnych modeli dysków twardych dla komputerów osobistych waha się zwykle od 5400 RPM do 10000 RPM. Najczęściej na każdy talerz przypadają 2 elektromagnetyczne głowice odczytująco-zapisujące (jedna nad i jedna pod nim), które są osadzone na ruchomych, połączonych ze sobą i poruszających się synchronicznie ramionach, i znajdują się podczas pracy w bardzo niewielkiej (ok. 1 mikrometra) odległości od krążka.

Zintegrowana elektronika kontroluje praktycznie wszystkie aspekty pracy dysku twardego (np. prędkość obrotową talerzy, ruch głowic). Nowoczesne kontrolery są w stanie efektywnie kolejkować dane do odczytu i zapisu tak, by zminimalizować liczbę skoków głowic, co pozytywnie wpływa na szybkość wykonywania operacji oraz żywotność dysku twardego, dzięki ograniczeniu zużycia ruchomych elementów mechanicznych. Szacuje się, że HDD składa się z ok. 200 podzespołów.

Dysk SSD (ang. Solid State Drive) nie dość, że składa się z mniejszej liczby części, to jeszcze jest pozbawiony ruchomych elementów. Dane są składowane na półprzewodnikowych pamięciach flash, nad którymi pieczę sprawuje wyspecjalizowany kontroler, zintegrowany wraz z nimi na jednej płytce drukowanej. Odpowiada on m.in. za logiczną adresację komórek pamięci, operacje odczytu i zapisu, szyfrowanie danych czy tzw. wear leveling, czyli równoważenie zużycia pamięci flash.

Korzyści płynących z przesiadki na dysk SSD jest wiele. Można by rzec, że dawno nie było elementu, który dawałby tak wielki skok jakościowy względem swojego poprzednika, w tym przypadku HDD. Przede wszystkim kupując dysk SSD zyskujemy niezawodność. Pozbawiony elementów mechanicznych, zamknięty w wytrzymałej obudowie SSD jest w stanie znieść naprawdę wiele. Silne pola magnetyczne, uderzenia i wibracje czy upadki nie są w stanie go uszkodzić.

Tańsze (konsumenckie) konstrukcje, wykorzystujące pamięci NAND flash typu MLC poprawnie działają mniej więcej w zakresie temperatur od -25 do +80 stopni Celsjusza. Modele z modułami SLC bezproblemowo pracują nawet przy -40 stopniach Celsjusza. Jeśli ktoś nie wierzy, zawsze może przekonać się sam (o ile dysponuje wystarczającymi środkami) lub… np. obejrzeć kilka filmików na Youtube, chociażby z cyklu Intel Solid State Drive (SSD) Adventure.

Czy to oznacza, że dyski SSD się nie psują? Ależ skąd! SSD także ulegają awariom. Jednak dzieje się to znacznie rzadziej niż w przypadku dysków twardych. Przykładowo współczynnik AFR (Annualized Failure Rate) dla SSD Intela wyniósł 0,61% (dla > 45000 sztuk). Dużo? Wiedząc, że dla HDD (80000 sztuk) AFR wyniósł 4,85% (prawie 8-krotnie więcej) można chyba zaryzykować stwierdzenie, że prawdopodobieństwo, iż dysk SSD definitywnie padnie jest jednak zauważalnie mniejsze.

Warto dodać, że na dysk SSD producenci dają zwykle 3-5 lat gwarancji. Dostępne obecnie w sprzedaży dyski twarde są objęte zwykle 1-2 letnią gwarancją, sporadycznie (lub za dopłatą) 3-letnią. Na dodatek coraz częściej obowiązuje ona od daty produkcji nośnika, a nie od momentu jego sprzedaży. Czyżby skutki powodzi w Tajlandii? Nie wiem, ale jak widać producenci nie mają ochoty ręczyć za bezawaryjne działanie twardzieli zbyt długo.

Po drugie: wydajność

Kolejnym polem, na którym dysk SSD bezapelacyjnie góruje nad magnetycznym twardzielem jest wydajność. Nowoczesne, półprzewodnikowe nośniki pozwalają na odczyt i zapis sekwencyjny z prędkościami przekraczającymi 500 MB/s. Nawet dwa dyski o prędkości obrotowej 10000 RPM zestawione w macierz RAID 0 nie są w stanie im dorównać. Ale to nie jest najbardziej istotna przewaga, wszakże nie na co dzień przerzuca się setki GB.

Największe znaczenie dla komfortu pracy mają czas dostępu do danych oraz tempo operowania na niewielkich plikach. A tutaj SSD i HDD dzieli prawdziwa przepaść. Czas losowego dostępu do danych w przypadku dysku SSD wynosi zwykle ok. 0,1 ms i nie zależy od ich lokalizacji. Tradycyjny dysk twardy o prędkości obrotowej 7200 RPM potrzebuje natomiast najczęściej kilkanaście milisekund (10-20 ms), w zależności od położenia danych.

Do tego zdecydowanie wolniej odczytuje i zapisuje małe pliki. Dla przykładu Seagate Barracuda XT 3 TB osiąga w teście 4K QD32 CrystalDiskMarka średnio 1,43 MB/s (odczyt) i 1,541 MB/s (zapis), podczas gdy popularny Samsung PM830 256 GB bez trudu uzyskuje ok. 274 MB/s (odczyt) i 150 MB/s (zapis). Nie trzeba kalkulatora by widzieć, że dysk SSD jest nawet kilkaset razy szybszy od tradycyjnego, zdawałoby się całkiem wydajnego twardziela.

Dodatkowo dysk SSD jest w stanie odczytywać i zapisywać dane w wielu miejscach jednocześnie. Nic nie stoi zatem na przeszkodzie, by podczas skanowania dysku programem antywirusowym grać czy edytować wideo, jednocześnie instalując aktualizacje. Każdy, kto próbował robić te wszystkie rzeczy jednocześnie na komputerze z dyskiem twardym wie jakie to wyzwanie dla pamięci masowej.

Po trzecie: cisza i chłód

Każdy, kto ma dysk twardy doskonale wie, że nie jest on bezgłośny. Szum obracających się talerzy rośnie wraz z prędkością obrotową. Niektóre modele dodatkowo nieprzyjemnie chroboczą podczas odczytu/zapisu danych, tudzież często parkują głowice (co skutkuje nie tylko słyszalnym klikiem, ale i niekiedy chwilowym zamrożeniem systemu). Dysk SSD to gwarancja absolutnej ciszy. Docenią to zarówno posiadacze laptopów, jak i osoby składające pasywnie chłodzone HTPC czy nettopy.

I tu znaczenia nabiera kolejna zaleta dysków półprzewodnikowych. SSD nie dość, że mogą pracować w większym zakresie temperatur bez uszczerbku dla żywotności (żywotność HDD spada już przy temperaturach otoczenia przekraczających 35 stopni Celsjusza), to jeszcze emitują mniejsze ilości ciepła. A gdy w obudowie jest wyjątkowo ciasno, wszelkie grzałki nie są mile widziane (zwłaszcza, że coraz więcej komputerów przenośnych ma spore problemy z chłodzeniem).

Po czwarte: niewielka masa oraz wymiary i niski pobór energii

Tradycyjne dyski twarde są dostępne w zasadzie w trzech formatach - 3,5", 2,5" i 1,8", co ogranicza zakres ich zastosowania. Dyski SSD najczęściej są 2,5-calowe (9,5 mm, ale nie brakuje wersji niskoprofilowych 7-mm), jednak występują także w innych formach, np. w postaci kart mSATA czy PCI-Express. Można je więc bezproblemowo zamontować dosłownie w praktycznie każdym komputerze klasy PC - ograniczona ilość miejsca nie jest tu żadnym problemem.

Dodatkowo dysk SSD jest zdecydowanie lżejszy od tradycyjnego talerzowca (średnio 60-70 g w przypadku nośnika 2,5", 9-10 g dla karty mSATA) i zadowala się mniejszą nawet o kilkadziesiąt procent ilością energii. Oczywiście, niektóre modele mają szczytowe zużycie energii minimalnie wyższe niż 2,5-calowe dyski twarde, ale nie oszukujmy się - wszelkie operacje wykonują one w takim tempie, że i tak przez większą część swojego żywota znajdują się w stanie bezczynności.

W praktyce instalując dysk SSD w laptopie nie tylko redukujemy jego masę, lecz także wydłużamy czas pracy na zasilaniu akumulatorowym. O ile? To już zależy od bardzo wielu czynników. Z doświadczenia jednak wiem, że średnio 30-60 minut, w zależności od scenariusza użytkowania, daje się uzyskać. Nie jest to może kolosalna różnica, ale gdy w pobliżu gniazdka z prądem brak, każda dodatkowa minuta nabiera znaczenia.

Na co zwrócić uwagę kupując dysk SSD?

Jak nietrudno zgadnąć, wewnątrz dyski SSD nie są takie same. Czynniki różnicujące to m.in. liczba i pojemność kości flash oraz proces litograficzny i technologia w jakich zostały wykonane, kontrolery oraz oprogramowanie układowe (firmware) i obsługiwane funkcje. I to właśnie na nie należy zwracać uwagę wybierając dysk SSD, bowiem od nich zależą nie tylko osiągi, lecz także niezawodność i żywotność nośnika.

Liczby modułów praktycznie żaden producent nie podaje. Na pewno jednak bez trudu odszukamy informacje o technologii i litografii. Najpopularniejsze obecnie są kości NAND flash typu MLC (Multi-Level Cell), pozwalające na przechowywanie 2 bitów informacji. Ich żywotność jest szacowana na ok. 10000 cykli zapisu (P/E) dla 34-nm i 3000-5000 dla 25-nm. Obecnie chyba wszystkie nowe, konsumenckie SSD korzystają z tych drugich.

Z tym, że w budżetowych modelach są zwykle montowane kości nieco gorszej jakości (3000 P/E, np. w Intel SSD 330), do lepszych zazwyczaj trafiają te bardziej wytrzymałe (5000 P/E, np. w Samsung PM830). W dyskach SSD klasy enterprise używane są moduły eMLC, SLC i eSLC o znacznie większej żywotności (odpowiednio 30000, 100000 i 300000 cykli P/E). Nośniki te jednak są tak drogie, że najczęściej tylko firmy mogą sobie pozwolić na ich zakup.

Tak czy inaczej trzeba zwracać uwagę na typ i liczbę kości. Nie zaszkodzi też zorientować się, kto jest ich producentem. Powszechnie za najlepsze i najbardziej niezawodne uznawane są te pochodzące z fabryk Intela i Microna (co oczywiście nie oznacza, że inne są złe). Nawet najlepsze moduły nic nie pomogą, gdy dysk będzie miał kiepski kontroler i pełny błędów firmware.

Trzeba przyznać, że wiodący producenci, którym zależy na popularyzacji dysków SSD starają się, by były one maksymalnie dopieszczone. Wydają więc aktualizacje firmware, które nie tylko eliminują błędy, ale i poprawiają (niekiedy bardzo znacząco) osiągi nośników. Kontrolery także są coraz lepsze jakościowo. Nie zmienia to faktu, że niektóre z nich są dość problematyczne.

Jak nietrudno się domyślić mam na myśli produkty z kontrolerami SandForce. Mają one wiele zalet (m.in. współczynnik Write Amplification równy średnio 0,5, co pozytywnie rzutuje na żywotność dysku, podczas gdy konkurenci zwykle przekraczają 1), ale dyski z nimi nie zawsze idealnie współpracują. Niektórym użytkownikom zdarzają się przycinki, a nawet BSOD-y. Zdarzają się też problemy z wykrywaniem przez płytę główną.

Dlatego też największym, w mojej ocenie zasłużonym zaufaniem cieszą się dyski wykorzystujące najnowsze kontrolery Intela, Marvella, Indilinx i Samsunga. Oczywiście nie oznacza to, że dysk SSD z jednym z nich będzie działał idealnie z każdym PC. Jednak można zaryzykować stwierdzenie, że w znakomitej większości komputerów osobistych wystarczy go zainstalować i zapomnieć.

Na koniec tylko dodam, że warto też zwrócić uwagę na funkcjonalność. Osoby, które cenią sobie bezpieczeństwo danych powinny poszukać nośnika, który oferuje sprzętowe szyfrowanie danych oraz ma zaimplementowaną funkcję pozwalającą na ich sprawne i bezpowrotne usunięcie (tzw. safe erase). W przypadku nośników z kostkami MLC warto też zwrócić uwagę na funkcje chroniące dane w razie utraty zasilania.

Nie ma róży bez kolców, czyli o wadach SSD

Dyski SSD, jak nietrudno zgadnąć, nie są pozbawione wad. Na poczet minusów można zaliczyć niezbyt atrakcyjny stosunek pojemności do ceny, niezbyt imponujące pojemności oraz, na upartego, ograniczoną żywotność. Nie ma się co oszukiwać, średnio ok. 4 zł za 1 GB to, jak na polskie realia, całkiem sporo. Koszt zakupu 1 GB przestrzeni dysku SSD jest w skrajnych przypadkach nawet przeszło 20-krotnie wyższy.

Z drugiej strony korzyści płynących z wyboru SSD jest tak wiele i są one tak oczywiste, że mimo wszystko nie jest to inwestycja pozbawiona sensu. Tym bardziej, że w ostateczności nic nie stoi na przeszkodzie by posiłkować się zewnętrznym dyskiem twardym, więc kwestia ograniczonej pojemności zdaje się tutaj tracić na znaczeniu. No, chyba, że ktoś musi mieć zawsze pod ręką swoje 2 TB filmów czy zdjęć z wakacyjnych wojaży…

Ostatni argument SSD-fobów to ograniczona żywotność dysków SSD. Wszakże najtańsze modele mają pamięci MLC pozwalające na ok. 3000 cykli zapisu (odczyt, nawet po wyczerpaniu jest możliwy). Mało? Jeśli przyjmiemy, w dużym uproszczeniu, że tyle razy da się zapisać cały nośnik szybko okaże się, że "uwalenie" takiego dysku w domowych warunkach jest prawie niemożliwe.

Kupując niewielki, 64-GB model musielibyśmy zatem zapisać ok. 192 TB, a więc w przez jakieś 5 lat przerzucać ponad 100 GB dziennie. Normalny 128-GB SSD z kośćmi o 5000 cyklach P/E powinien wytrzymać zapis ok. 640 TB (~350 GB/dzień przez 5 lat). Oczywiście zdaję sobie sprawę, że dysk nie będzie cały czas pusty, a i powyższe wyliczenia nie uwzględniają np. współczynnika WA (kilku innych czynników również).

W praktyce jednak powyższe wyniki, mimo ogromnego uproszczenia, i tak są mocno zaniżone. W praktyce typowy dysk SSD jest w stanie wytrzymać znacznie więcej. Na przykład na forum xtremesystems.org nie brakuje zapaleńców, którzy katują SSD tylko po to, by sprawdzić ich żywotność. Dla przykładu jeden z użytkowników dobił na 40-GB Kingstonie SSDNow do… 1001 TB. Inny zapisał na 64-GB Crucialu M4 prawie 975 TB i dysk nadal działa.

Dysk SSD w praktyce, czyli co trzeba wiedzieć

Wiele osób, kupuje niewielki SSD na system i najpotrzebniejsze aplikacje, a dane przerzuca na dysk twardy. Inni natomiast nawet, jak kupią spory (np. 256-GB) dysk, to i tak często przenoszą pliki (zarówno systemowe jak i danych) na HDD. Zdaję sobie sprawę, że ceny SSD nie są niskie. Jednakże obie strategie w mojej ocenie są błędne. Dlaczego?

Otóż kupując SSD większość oczekuje poprawy komfortu pracy - znakomitej wydajności, ciszy, niskich temperatur roboczych, a do tego niezawodności i energooszczędności. Tymczasem decydując się na trzymanie np. pliku wymiany, cache'u przeglądarki czy często używanych plików dobrowolnie rezygnujemy z części korzyści, pogarszając ogólne wrażenia z użytkowania i ograniczając wydajność. A przecież zapłaciliśmy niemało.

Dysk SSD ma obecnie na tyle wysoką żywotność, że prędzej trafi do zewnętrznej obudowy i będzie służył jako pendrive niż do serwisu w wyniku wyczerpania cykli zapisu. Na dobrą sprawę kupując SSD trzeba jedynie wyłączyć defragmentację (i tak nie jest potrzebna, a nowsze systemy po wykryciu SSD same ją wyłączają), indeksowanie i kilka innych, zbędnych usług (np. wstępne ładowanie do pamięci) i cieszyć się wysoką szybkością działania oraz w pełni funkcjonalnym systemem.

Ba, system operacyjny najczęściej można zoptymalizować pod SSD jednym kliknięciem, korzystając z jednej z dostępnych w Sieci aplikacji (np. SSD Tweaker, SSD Fresh). Niekiedy producent dołącza takową do nośnika (np. Samsung SSD Magician). Wyłączanie przywracania systemu, trzymanie katalogów TMP, bibliotek, cache'u przeglądarek i często używanych plików (np. programów, gier czy projektów) to prosta droga do obniżenia komfortu pracy.

W imię czego? Skrócenia żywotności z kilkudziesięciu lat do minimum kilkunastu? Cóż, każdy wybiera sam. W mojej ocenie lepiej wstrzymać się, odłożyć nieco więcej i kupić SSD o pojemności np. 256 GB, na którym zmieszczą się system, potrzebne aplikacje i dane, niż 64 GB i trzymać większość używanych na co dzień danych na wolnym HDD. Ale to oczywiście moje zdanie i mam świadomość, że pewnie wielu z Was zlinczuje mnie za nie w komentarzach.

Jaki dysk SSD? Modele godne polecenia

Choć dysków SSD jest wiele, nietrudno zauważyć, że na wszelkiej maści forach przewija się kilka modeli, uznawanych za wyjątkowo godne polecenia. Są to, w największym skrócie, SSD Crucial M4 i Samsung PM830. Dobrymi opiniami cieszą się także konstrukcje Intela (np. SSD 510 i SSD 320). Ciepło przyjęty został również OCZ Vertex 4 z kontrolerem Indilinx Everest. I właśnie za tymi nośnikami warto się rozglądać. A czy warto kupić już teraz dysk SSD? W mojej ocenie tak.

Źródło: nhl.pl • Intel • silveartonconsulting.com • hothardware.com • Tom's Hardware