Home Dyski SSD – czym różnią się dyski biznesowe od konsumenckich?

SSD – czym różnią się dyski biznesowe od konsumenckich?

przez admin
dyski ssd konsumenckie i biznesowe

Podobnie jak w przypadku procesorów, tak i w przypadku dysków SSD można wyróżnić linię dysków do zastosowań konsumenckich oraz do zastosowań biznesowych, tzw. enterprise. Porównując jednak dwa dyski SSD, o podobnych parametrach tej samej firmy, ale przeznaczonych do różnych zastosowań wielu różnic nie zauważymy.

Zrobiliśmy takie porównanie dla dysków firmy Micron. Porównaliśmy serię 1300 (dysk konsumencki) i serię 5300 PRO (enterprise) o zbliżonych parametrach.

ProducentMicronMicron
Oznaczenie ProducentaMTFDDAK1T0TDL-1AW1ZABYYMTFDDAK960TDS-1AW1ZABYY
Rodzina13005300 PRO
Pojemność dysku1TB960GB
Prędkość zapisu520 MBps520 MBps
Prędkość odczytu530 MBps540 MBps
IOPS (Zapis losowy)8700035000
IOPS (Odczyt losowy9000085000
InterfejsSATA IIISATA III
TBW400TB2600TB
Gwarancja3 lata5 lata

Poza parametrem TBW i gwarancją (czyli ogólnie rzecz biorąc wytrzymałością) różnice są niewielkie. Czym więc tak naprawdę różnią się dyski SSD biznesowe od konsumenckich? Aby móc odpowiedzieć na to pytanie musimy najpierw poznać kilka mniej znanych pojęć.

Parametry dysków SSD, które często nie są podawane w sklepach internetowych

Over provisioning (OP)

Jest to całkowita dostępna pamięć flash, która nie jest dostępna dla użytkownika, ale dla algorytmów zarządzających danym dyskiem. Służy ona do wydłużania wytrzymałości dysków SSD. Na przykład dysk o pojemności 800 GB może mieć tak naprawdę 960 GB lub nawet 1000 GB przestrzeni dyskowej. Ta nadprogramowa ilość, służy jako pamięć zapasowa w przypadku zużywania się z biegiem czasu pamięci dostępnej dla użytkownika.

Write amplification factor (WAF)

Współczynnik wzmocnienia zapisu. Jest to stosunek ilości danych jakie zapisujemy (zapisywanych przez hosta) do rzeczywistej ilości danych zapisanych w pamięci flash dysku. Dane w dyskach SSD są zapisywane w blokach danych (są one znacznie większe niż te na dyskach HDD). Gdy na już częściowo zajętym bloku danych dopisujemy kolejne dane, to dane już istniejące są przemieszczane, łączone z nowymi danymi i dopiero zapisywane. W rezultacie zapisanie pliku ważącego 2 MB, mogło realnie kosztować 4 MB. I współczynnik między tym dwoma wartościami nazywamy WAF, w tym przypadku WAF jest równy 2. Jak można zauważyć ten współczynnik ma istotne znaczenie dla żywotności dysków często podawanej właśnie jako ilość zapisów na dysku w danym przedziale czasu do pierwszej usterki. Zazwyczaj ten parametr waha się w przedziałach od 2.5 do 5, w skrajnych przypadkach może nawet wynieść 30.

DWPD oraz TBW

DWPD (Drive Writes Per Day) oznacza krotność pojemności dysku, jaką można codziennie zapisać do momentu utraty gwarancji. Natomiast TBW (TeraBytes Written) oznacza ilość danych, którą możemy zapisać na nośniku, aż do momentu utraty gwarancji, wartość podana w terabajtach. Oba współczynniki określają wytrzymałość (mierzoną w krotnościach zapisu) dysku, na którą producent daje gwarancję. Przy czym różni producenci, a nawet różne serie tego samego producenta mogą być testowane w inny sposób. Więcej na ten temat pisaliśmy w tym artykule.

Queue depth

Jest to ilość operacji (zapisu, odczytu lub obu na raz) jakie kontroler dysku może obsłużyć jednocześnie. Typowe wartości dla SSD konsumenckich to 4 i 8, natomiast rozwiązania biznesowe mogą mieć wartości rzędu 128 czy nawet 256.

Technologia flash

Na technologii flash opiera się budowa dysków SSD, nie będziemy jej tutaj w całości omawiać. Wskażemy tylko na różne jej rodzaje. SLC (Single level cell – jeden bit na komórkę), MLC (multi level cell – 2 bity na komórkę), TLC (Triple level cell – 3 bity na komórkę), QLC – (Quad level cell – 4 bity na komórkę).

Retencja danych

Jest to okres po jakim dane mogą ulec uszkodzeniu. Na retencje danych wpływ ma temperatura. Im jest wyższa tym okres przechowywania danych spada.

Garbage collection

Jest to funkcja, której zadaniem jest optymalne wykorzystanie możliwości pamięci flash. Dba o równomierne zużycie oraz optymalizacje zapisu komórek.

JEDEC

Jest to organizacja zajmująca się tworzeniem standaryzacji dla elektroniki. W przypadku SSD mamy dwie interesujący normy. JESD218 (Requirements and Endurance Test Method) oraz JESD219 (SSD Endurance Workloads – standard badania dysków enterprise).

Wybrane wymogi, które mają spełniać dyski SSD biznesowe i konsumenckie

Gdy już poznaliśmy więcej szczegółów związanych z parametrami sprawdźmy wymogi jakie stawiane są dyską SSD konsumenckim i biznesowym.

SSD KonsumenckieSSD Biznesowe
Zaprojektowany doPrzeważnie do odczytDo każdego środowiska od ciągłego odczytu do ciągłego zapisu
Wytrzymałość<0.5 DWPD według  JEDEC JESD219>=0.8 DWPD przy 100% obciążeniu losowym zapis 4K
Działanie8h na dzień24h/7
Retencja danych (przy max. DWPD): 1 rok przy 30C3 miesiące przy 40C
InterfejsSATA, NVMeSAS, SATA, NVMe
PrzykładyWD SN720, WD SA-210, Micron 1300,  Crucial BX 500, Samsung EVO 970Western Digital SN640, Western Digital SS530, Micron 5300 PRO, Micron 5300 MAX, Samsung PM983, Samsung SM983, Intel P4510, Intel S4610

Zamiast wniosków

Po poznaniu większej ilości parametrów dla dysków SSD, a także wymogów im stawianym na pewno rzuca się w oczy większa dbałość o wytrzymałość dla dysków klasy enterprise. Niezależnie od faktu czy mówimy o większej odporności na uszkodzenia, dłuższej gwarancji czy pracy w wyższych temperaturach. Należy jednak wziąć pod uwagę jeszcze kilka aspektów dla wcześniej poruszanych kwestii.

Pojemności dysków i DWPD/TBW możemy przyjąć za w pełni wiarygodne. Parametry te są jednoznacznie opisane na karcie towaru i są ściśle powiązane z gwarancją.

Natomiast prędkość odczytu/zapisu można już traktować jako parametr mniej dokładny. Ponieważ producent zazwyczaj nie podaje, w którym momencie i w jaki sposób był mierzony. Dla dysków konsumenckich, wartości te są często podawane na moment wyjęcia dysku z pudełka. Czyli gdy dysk jest nowy i nie jest zapisany. W takich warunkach, kontroler nie musi wykorzystywać „garbage collection”.

Ilość IOPS. W tym przypadku jest podobnie. IOPS dla dysków konsumenckich podawany jest dla nowego, czystego dysku. Jednak przy pełnym zapisaniu dysku i testach uwzględniających „queue depth” realna ilość IOPS może spaść nawet do prawie 90%. W przypadku dysków enterprise wartości IOPS są mierzone przy pełnym zapisaniu – a czasem po kilkukrotnym zapisaniu – dysku. Dla dysków biznesowych ten sam IOPS powinien być dostępny w całym okresie użytkowania i pod stałym obciążeniem.

Ilość producentów. Jeśli spojrzy się na ilość producentów dysków konsumenckich to można wybierać bo opcji jest po prostu wiele. Próbowaliśmy na potrzeby artykułu policzyć ile producentów jest dostępnych na polskim rynku i po dojściu do liczby 30 daliśmy sobie spokój. Jeśli chodzi o dyski biznesowe to tak naprawdę na rynku liczy się: Samsung, Intel, Micron, Western Digital oraz Kioxia (dawniej Toshiba).

Rzadko można odnaleźć informację w dokumentacji, według jakich norm były przeprowadzone testy. Brak jest też informacji o procedurach testowych, przez co często nie da się porównać wyników testów bez robienia ich samemu.

Podsumowanie

Czy da się porównać dyski SSD do zastosowań biznesowych i domowych? Naszym zdaniem jednoznacznie nie. Są to zupełnie inne kategorie produktów. Produkty konsumencie są przeznaczone do odczytu, a ich parametry mają za zadanie skusić do zakupu, bo potem użytkownik nie bada co się z nimi dzieje, jeśli nie ulegną uszkodzeniu w okresie gwarancyjnym. SSD serwerowe mają zupełnie inne zadania. Ich celem jest przywiązanie klient na podstawie jakości oraz zachęcenie do ponownych zakupów. Producenci wiedzą, że tutaj ich produkty mogą pracować w pełnym obciążeniu w środowisku odczyt, zapisu lub mieszanym. Brak możliwość kompromisu, powoduje że oferowany rozwiązanie musi być po prostu najlepsze. Owszem ofertą jest dość szeroka i czasem podobne dyski różnią się od siebie ceną i to znaczenie, ale na to już mają wpływa takie parametry ja DWPD, TBW czy interfejs urządzenia. Zatem czy dyski biznesowe są lepsze od konsumenckich? Naszym zdaniem – tak, tylko wszystko zależy do czego klient ich potrzebuje. Dlatego naszym klientów często pytamy do czego potrzebują dysku SSD albo jakie wytyczne ma spełniać.

Przykłady programów do testowania – najpopularniejsze na rynku rozwiązania

Na zakończenie podamy jeszcze listę programów do testowania dysków, dla tych którzy sami chcieliby sprawdzić osiągi własnego sprzętu.

  1. AS SSD, Crystal Disk Benchmark – te dwa narzędzia działają tylko w środowisku Windows. Robią pomiary syntetyczne na dysku ale ograniczają ilość danych.
  2. FIO – Flexible IO tester – działa pod Windows, Linux, Free BSD. Software umożliwia określenie wielkość transferu, ilość zapytań, czas odpowiedzi i wiele innych zmiennych, które można zadać w postaci komend
  3. VDBench – program działa tylko pod Linuxem i jest podobny do FIO.
  4. Diskspd – rozwiązanie typu open source dostępne dla systemu Windows.

Inne artykuły, które mogą Ci się spodobać

Zostaw komentarz