Как долго работают твердотельные накопители?

Когда крупномасштабное флэш-хранилище впервые появилось на потребительском рынке в качестве альтернативы обычным жестким дискам, наибольшее беспокойство (помимо цены) имела долговечность. У технических фанатов было довольно хорошее представление об общей надежности жестких дисков, но твердотельные накопители все еще были чем-то вроде дикой карты.

Но спустя годы рынок твердотельных накопителей значительно вырос, и мы получили гораздо больше данных о… ну, данных. Хорошая новость заключается в том, что твердотельные накопители, вероятно, намного надежнее, чем вы думаете, и, по крайней мере, так же хороши, как и жесткие диски, с точки зрения хранения данных и частоты отказов. Плохая новость заключается в том, что твердотельные накопители имеют тенденцию чаще выходить из строя с возрастом, а не с расширенным чтением и записью данных, как предсказывалось ранее..

Это означает, что вы вряд ли потеряете данные с полностью флэш-памятью по сравнению со стандартным жестким диском ... но все равно необходимо сохранять резервную копию важных файлов.

Прежде чем перейти к некоторым испытаниям, важно быстро освоить некоторые технические термины, связанные с твердотельными накопителями:

MLC и SLC: Многоуровневая ячейка памяти дешевле и медленнее, обычно используется на SSD-дисках потребительского уровня. Память одноуровневых ячеек в твердотельных накопителях уровня предприятия и энтузиастов быстрее и технически менее подвержена потере данных.
Блок памяти: часть физической памяти на флешке. «Плохой блок» недоступен или плохо доступен для вашего компьютера, что приводит к тому, что уровень доступного хранилища ниже указанного, а также возможны ошибки чтения и записи для файлов и программного обеспечения..
TBW: Написано терабайт Общий объем данных, записанных и перезаписанных на диск за время его жизни, выраженный в терабайтах.

Имея это в виду, давайте ответим на этот вопрос.

Как долго они будут длиться?

Поставщики твердотельных накопителей, как правило, оценивают надежность своих накопителей по трем факторам: стандартный возраст (как любая гарантия), общее количество терабайт, записанных с течением времени, и объем данных, записываемых на накопитель за определенный период времени, например, за день. Очевидно, что измерение по этим трем разным стандартам даст разные результаты, основанные на методологии. И тот факт, что существует три чрезвычайно слабых стандарта «износа» цифрового компонента, должен что-то проиллюстрировать конечному пользователю: точно предсказать, сколько времени потребуется конкретному твердотельному накопителю для отказа, более или менее невозможно. Мы можем лишь дать очень смутное представление о максимально возможном хранении данных, после чего использование накопителя поставит вас под угрозу немедленной потери данных и работы компьютера..

Тесты на промышленных серверах данных, такие как используемые Google и Facebook, дают нам представление о долговечности SSD.

Было несколько недавних исследований, пытающихся определить более точную продолжительность жизни для твердотельной памяти. Вот некоторые из наиболее известных:

Совместное исследование между Google и Университетом Торонто, посвященное частоте отказов дисков на серверах данных. Исследование пришло к выводу, что физический возраст SSD, а не количество или частота записанных данных, является основным фактором, определяющим вероятность ошибок при хранении данных. Также было установлено, что SSD-диски заменялись в центрах обработки данных Google гораздо реже, чем обычные жесткие диски, в соотношении примерно один к четырем. Но в пользу твердотельных накопителей было не все положительно: в течение четырехлетнего периода тестирования они сталкивались с более высокими ошибками и неисправными блоками с гораздо большей частотой, чем жесткие диски.. Заключение: в среде с высокой нагрузкой и быстрым чтением твердотельные накопители прослужат дольше, чем жесткие диски, но будут более подвержены не катастрофическим ошибкам в данных. Старые SSD более подвержены полному отказу независимо от TBW или DWPD.

Исследование Tech Report о долголетии между основными брендами. Среди шести протестированных твердотельных накопителей только высокопроизводительные диски Kingston, Samsung и Corsair смогли выжить после записи более 1000 терабайт данных (один петабайт). Другие диски вышли из строя на 700–900 TBW. Два из вышедших из строя накопителей, Samsung и Intel, использовали более дешевый стандарт MLC, в то время как накопитель Kingston - это та же модель, что и выжившая, протестированная только по аналогичной методике.. Заключение: Можно ожидать, что твердотельный накопитель ~ 250 ГБ умрет когда-то до того, как будет записан один петабайт, хотя две (или, возможно, три) из моделей превысили эту отметку, было бы целесообразно спланировать непредвиденные расходы на случай, если ваш конкретный диск не работает, даже если использует более дорогую память SLC.

SSD с большей емкостью из-за наличия большего количества доступных секторов и большего «пространства» для использования перед отказом должны длиться дольше предсказуемым образом. Например, если диск Samsung 840 MLC емкостью 250 ГБ вышел из строя при 900 ТБВт, разумно ожидать, что диск емкостью 1 ТБ будет работать значительно дольше, если не обязательно, вплоть до огромных 3,6 петабайт, записанных.

Facebook публично опубликовал внутреннее исследование (PDF link) срока службы твердотельных накопителей, используемых в его корпоративных дата-центрах. Полученные результаты были сосредоточены на условиях окружающей среды самих центров обработки данных - например, они пришли к довольно очевидному выводу, что длительная близость к высокой температуре наносит ущерб сроку службы SSD. Но исследование также показало, что если SSD не выходит из строя после его первых основных обнаруживаемых ошибок, то он, вероятно, прослужит гораздо дольше, чем чрезмерно осторожное программное обеспечение для диагностики программного обеспечения. Вопреки совместному исследованию Google, Facebook обнаружил, что более высокая скорость записи и чтения данных может существенно повлиять на срок службы диска… хотя неясно, контролировал ли последний физический возраст самого диска.. Заключение: за исключением случаев раннего полного отказа, SSD, вероятно, будут работать дольше, чем указано в ранних ошибках, а векторы данных, такие как TDW, могут быть завышены из-за программных измерений из-за буферизации на уровне системы.

Вам не нужно беспокоиться

Итак, принимая все эти данные сразу, какой общий вывод мы можем сделать? Если посмотреть на эти исследования последовательно, может показаться, что ваш SSD загорится через год или два. Но имейте в виду, что два исследования были посвящены центрам обработки данных корпоративного класса, более или менее постоянно считывая и записывая данные каждый день в течение многих лет, и исследование, ориентированное на потребителя, было сделано специально для проведения стресс-тест-драйвов с постоянным использованием. Чтобы достичь петабайта всех записанных данных, среднестатистический потребитель должен был бы использовать свой компьютер более или менее без перерыва в течение десятилетия, а может, даже нескольких десятилетий. Даже геймеры или «опытные пользователи», вероятно, никогда не достигнут заявленного максимального объема данных, записанных для диска в рамках своей гарантии..

Другими словами: вы, вероятно, обновите весь компьютер, прежде чем ваш SSD выйдет из строя.

Теперь ваш SSD все еще может выйти из строя с точки зрения своих электронных компонентов, как любая компьютерная часть. И вероятность сбоя при хранении данных на вашем SSD увеличивается, чем дольше он используется. Поскольку это действительно так, всегда целесообразно сохранять критически важные данные на внешнем диске, а также (если возможно) и в удаленном месте. Но если вы беспокоитесь о том, что ваш SSD в любой момент выйдет из строя или будет менее надежным, чем старый верный жесткий диск: не надо.

Изображение предоставлено YouTube