6-TB-v-SSD-02.jpg

За последние несколько лет SSD из дорогостоящих накопителей с небольшим объемом памяти превратились в широкодоступные пользовательские решения, и, хотя цена за гигабайт у SSD все еще выше, чем у HDD, многие берут SSD хотя бы под установку системы. При этом возникает вполне логичный вопрос — как же не запутаться во всем многообразии твердотельных накопителей и выбрать самый лучший? Об этом и поговорим в этой статье.

Форм-фактор SSD

Первое, с чем следует определиться, это с типом подключения SSD. В случае с недорогими и (или) старыми ноутбуками выбор увы небольшой: если в нем есть HDD, то всегда вместо него можно поставить SSD форм-фактора 2.5" и интерфейсным разъемом SATA. Так же, если в ноутбуке есть дисковод, его можно заменить на заглушку с SATA-интерфейсом внутри (вся конструкция называется Optibay): это позволит не убирать HDD, то есть в системе будет два накопителя.

В случае с более новыми ноутбуками и некоторыми ПК есть возможность поставить SSD M.2. В отличии от 2.5" SSD, которые подключаются только по SATA, M.2 может подключаться еще и по шине PCI-Express. Поддержка PCI-E вполне понятна: SATA3 имеет максимальную пропускную способность на уровне 500-600 МБ/с — этого более чем достаточно для жестких дисков, однако некоторые SSD могут работать на больших скоростях, которые и обеспечивает PCI-E. В случае с M.2 есть два варианта:
  1. PCI-E 2.0 x2, пропускная способность 8 Гб/с, что дает на практике скорость около 800 МБ/с;
  2. PCI-E 3.0 x4, пропускная способность 32 Гб/с, что дает на практике скорость около 3 ГБ/с.
Узнать, какой именно вариант реализован на вашей материнской плате, можно на сайте производителя — нужно смотреть на тип ключа, их всего два: может быть B-ключ и M-ключ. Если материнская плата имеет разъем с B-ключом, то на ней реализован первый вариант с PCI-E 2.0, соответственно если M-ключ — то второй вариант с PCI-E 3.0. Оба разъема поддерживают подключение SSD M.2 с интерфейсом SATA (такие SSD имеют вырез под оба ключа, то есть M+B):
kingston-m-2-sata-ssd-2014.jpg
Соответственно PCI-E SSD с ключом B и M выглядят так:

79081359_1490b8184512d4410cf9d098117e5ed3_800.gif

Как видно на фото выше, PCI-E SSD с разными ключами физически не совместимы, то есть поставить SSD в неподдерживаемый им разъем не получится.

На этом разнообразие M.2 SSD не заканчивается — они могут иметь еще и разные размеры. Всего есть три варианта — 2242, 2260 и 2280. Первые две цифры одинаковы у всех — это ширина SSD. Вторые две — соответственно длина. SSD меньшего размера можно ставить вместо большего: то есть, к примеру, если на материнской плате оставлено место для 2280, то 2242 встанет без проблем. Но если на плате место только для 2242 — 2260 уже не встанет, ему будут мешать другие элементы платы.

Ну и заканчивая с форм-факторами следует сказать про SSD, которые подключатся в самый обычный слот расширения PCI-Express, который есть на практически любой материнской плате ПК:
predator.png
Обычно такие SSD представляют собой PCI-E M.2 SSD, просто вставленные в плату-переходник, поэтому по скоростям тут все тоже самое, что и с M.2.

Типы флэш-памяти в SSD


Главное отличие чипов памяти в различных SSD это количество бит, которое может хранить каждая ячейка памяти. Всего есть три типа ячеек:

 Характеристика NAND  SLC  MLC  TLC
 Битов в ячейке  1  2  3
 Циклов перезаписи  100000  3000  1000
 Время чтения, нс  25  50  75
 Время программирования, нс  ~250  ~750  ~1000
 Время стирания, нс  1.5  3  4.5

Как видно, накопители с SLC-ячейками (Single-Level Cell — одноуровневые ячейки) самые быстрые и надежные, но при этом одна ячейка вмещает всего 1 бит информации, поэтому объемы таких накопителей не превышают 64 ГБ. К тому же SLC память самая дорогая, и за ту сумму, которую придется отдать за SSD на 64 ГБ с SLC, можно взять 500 ГБ SSD с MLC. С учетом того, что надежность SLC для пользовательского использования избыточна, на рынке практически не продается SSD с SLC-памятью, и причин их покупать в обычный ПК или ноутбук нет.

SSD с MLC-ячейками (Multi-Level Cell — многоуровневая ячейка, хотя под «много» тут имеют ввиду всего два) имеют значительно более низкую надежность и несколько большие задержки, однако позволяют записывать уже 2 бита в ячейку. Цена за гигабайт таких SSD постоянно падает, к тому же на рынке представлен весь спектр объемов — от 8 ГБ до 2 ТБ. Эти SSD хорошо подходят для высокопроизводительных ПК и ноутбуков, где нужна высокая скорость работы и достаточно хорошая надежность (3000 циклов перезаписи в случае со 100 ГБ SSD дадут возможность записать 300 ТБ информации — чтобы скачать такой объем из интернета на скорости в 10 МБ/с потребуется год!)

TLC (Triple-Level Cell — трехуровневая ячейка) — самые старые ячейки, которые сначала использовались в флешках, а потом уже перекочевали в SSD. Они имеют всего 1000 циклов перезаписи и достаточно большие задержки, но при этом позволяют записывать 3 бита в ячейку и достаточно дешевые. Такие SSD имеет смысл ставить в простые ноутбуки и ПК, где нет большой нагрузки на накопитель и не важна его скорость работы: главное что такие SSD будут все еще значительно быстрее лучших HDD.

Так же есть SSD Optane от Intel с новой памятью 3D-Xpoint, однако пока еще они продаются только как кэш-память для ускорения системы с HDD, что по скорости будет хуже, чем установка системы на полноценный SSD. С учетом того, что такой SSD-кэш к тому же стоит очень дорого (от 70 долларов за 16 ГБ) и их поддержка есть только в системах с Intel Kaby Lake (седьмое поколение процессоров Intel Core) — пока что никакого смысла в их покупке нет.  

Контроллеры SSD

intel_ssd2.jpg

Контроллеры — это «мозги» SSD, они должны быстро обрабатывать получаемую информацию и помещать (или извлекать) ее из памяти. И если контроллер медленный, то SSD даже с самой лучшей памятью SLC будет работать на скоростях обычных флешек. Всего на рынке достаточно много производителей контроллеров, рассмотрим основных:
  • SandForce — контроллер отличается отсутствием "внешней" кэш-памяти, отлично переносит многопоточное чтение/запись, имеет наиболее высокие (заявленные!) на сегодняшний день скорости и чтения, и записи. Производительность в линейных последовательных тестах и тестах случайного чтения/записи падает почти на треть на занятых областях и уже не восстанавливается после удаления данных.

  • Marvell — по статистике использования один из самых быстрых и сравнительно недорогих контроллеров, имеет «иммунитет» к степени компрессии данных, а общие скорости накопителя слабо падают со временем.

  • Intel — контроллер, отлично зарекомендовавший себя в серверном применении, где Intel традиционно на высоте. Неплох и в сценариях рабочей станции. Недостаток — низкая скорость записи, что фактически не заметно на повседневных задачах.

  • JMicron — контроллер первого поколения SSD, мало приспособлен для работы с флэш-памятью, имеет низкую производительности и всего 16КБ кэш-памяти (что приводит к ее переполнению в случае возрастания нагрузки на диск и система виснет на минуту-другую, ожидая очистки буфера). Единственное достоинство накопителей на этом контроллере – сравнительно низкая цена.

  • Indilinx — контроллер, адаптированный для SSD и не имеющий недостатков Jmicron. Отличная производительность записи — его главное свойство. Сбалансированная производительность (почти одинаковая скорость чтения и записи) позволяют рекомендовать накопители на этом контроллере для работы с крупными файлами. Поддержка чистки имеется, но работает менее эффективно чем в случае с Intel. Производительность сильно зависит от объема накопителя.

  • Samsung — корейский контроллер, разработанный с учетом недостатков JMicron. Несмотря на большой объем кэша, достойной альтернативы Indilinx не получилось. Система уже не зависает, производительность последовательных чтения/записи на уровне Indilinx и иногда даже выше, но проблема с непоследовательной записью, скорость которой не высока. В линейках 850 EVO и PRO проблемы с низкой скоростью непоследовательной записи были решены, так что контроллер в них является одним из лучших.