Классические жёсткие диски изжили себя, они медленные, не держат нагрузку, а их починка – схожа с ведьмовством и алхимией). Какую ещё часть сервера для починки нужно засовывать в морозильник или нагревать в печи? При любом сценарии они должны быть вытеснены твердотельными накопителями (SSD), которые быстрее, круче, лучше.Но не похоже ли это просто на маркетинговые сказки, созданные для продажи новой технологии?
Некоторое время, производители этих чудо-дисков пытались продавать их, как технологи хранения будущего.
Некоторые из них оказались смелее и заявили о полной смерти винчестеров. Для наглядности, компания “Violin Memory” даже запустила кампанию с названием “Диск мёртв”, а их маркетолог, в блоге организации, заявляла, что Флеши теперь реальность для всех технологичных бизнесов, а сами Флеши станут душой и сердцем дата-центров.
Многие пришли в восторг от SSD и серьёзно подумали, что это технологи будущего. Тем не менее, маркетинг всегда должен восприниматься с каплей недоверия. Как сейчас поживают SSD? Наступило ли время выкидывать свои винчестеры? Должны ли твердотельные диски заменить HDD во всех хранилищах? И завоюет ли “новинка” сервера и дата-центры? Прочитайте и выясните в нашей статье.
SSD в сервере: Без механических частей, только неподвижные резисторы
Сперва краткий экскурс. Что такое SSD и как он работает.
Для ответа на это вопрос нам понадобятся базовые знания о HDD.
Винчестер или HDD – настоящее инженерное чудо. Оно состоит их большого количества движущихся частей. Самые важные из них – диски, которые вращаются 7200 раз в минуту, но самые быстрые из них могут крутиться быстрее – до 15-ти тысяч оборотов в минуту. Диски содержат информацию в своих слоях. Доступ к информации даёт рычаг привода чтения/записи. Он имеет несколько головок, с помощью которых читает и пишет биты. Он двигается очень быстро и своими головками считывает информацию с помощью электромагнитных импульсов. Эта шайтан-машина способна хитро вычленять особые места на магнитном слое диска. HDD работает, как очень быстрый проигрыватель, но его головки не трогают диск.
Винчестер – комплексная система и она нуждается в заботе. HDD может сломаться даже при малом шоке, например падение ноутбука со стола. Худший расклад предполагает то, что головки повреждают диск без возможности восстановления. Также они чувствительны к жаре и другим факторам, что важно для дата-центров, которые производят много тепла.
В это время, SSD защищены от сотрясений, ударов, вибраций и других факторов. Они более жароустойчивые и сами вырабатывают меньше тепла. Должное за это стоит отдать отсутствию в тдвердотельных накопителях движущихся частей, а вместо вращения диска они используют флеш-память, основанную на резисторах. На разработку SSD сильно повлияли исследования процессоров, поскольку они чем-то схожи в своей природе
Транзисторы в чипах SSD собраны в сетки, состоящие из рядов и колонок. В каждом пересечении, два транзистора соединены в клетку, где хранится информация, в качестве электрического тока. Входные и выходные части каждой клетки могут “решать”, где должен течь ток и какой там заряд. Благодаря этому, в каждой клетке возможно хранить 1 или 0, так происходит хранение информации.
Технологии, используемые в работе SSD -гениальны, хоть и немного сложны. Во время выбора правильного диска вы должны быть в курсе некоторых терминов и аббревиатур. Например, SLC, MLC и TLC. Эти аббревиатуры показывают, сколько информации вместит клетка каждого диска и сколько в ней уровней. SLC (Single level cell) – одноуровневая клетка и может хранить только один бит, когда MLC и TLC (Multi или Triple level cell) – мултиуровневые и трёхуровневые клетки могут хранить два или три бита в каждой клетке. Сейчас компании работают над новым устройством, которое сможет хранить 4 бита информации.
Одноуровневые (SLC) диски могут хранить меньше информации, чем их многоуровневые братья (MLC и TLC). Несмотря на это SLC могут быть быстрее и выдерживать большее количество перезаписей, нежели другие технологии. MLC и TLC, с другой стороны предлагают больше ёмкости, вследствие, снижение цен за Гигабайт.
Скорость SSD и жестких дисков
Сравнивая SSD и HDD, необходимо начать с главного различия – скорости. Твердотельные накопители оставляют винчестеры далеко позади. В то время, как классический накопитель осиливает чтение данных на скорости до 230 MB/s, SSD могут прочитать до 700 MB/s и более. Разница в скорости записи также огромна – SSD записывают 500 MB/s и более, а HDD, в лучшем случае — 190 MB/s.
Обратная сторона медленных протоколов в твердотельных накопителях
Даже SSD могут быть быстрее. Они ограничены своими протоколами и передачей данных. Интерфейс SATA третьей версии имеют максимальную пропускную способность в 600 мегабайт в секунду, а SAS третьей версии может теоретически позволить себе удвоить эту скорость. Эксперты в курсе этих ограничений из-за чего много новых SSD используют NVMe (non-volatile memory express) интерфейс, который позволяет им достичь реального потенциала SSD. Теоретически, он может помочь им достичь 4 гигабайт в секунду пропускной способности, что уже в 21 раз больше, чем классические жёсткие диски.
Должно быть сказано, что скорость SSD может уменьшаться со временем, за это спасибо феномену, который называют “Write cliff”. Поэтому, если вам нужна спокойная и постоянная скорость лучше выбрать HDD. Производители SSD знают про этот феномен и стараются от него избавиться.
Скорость – самое яркое различие, когда серверам предстоит совершать множественные операции входа и выхода (IO – input, output), когда информация не распределена последовательно. Скорость SSD не ограничена механически, поэтому он лучше работает со случайными IO процессами и чтением или записью неупорядоченной информации.
Если нужна скорость и мгновенный доступ к случайным данным, то SSD – ваш выбор.
SSD не побеждает по вместительности
Старые добрые винчестеры до сих пор имеют своё место в серверах. И это не просто так, они имеют несколько преимуществ. Самым значимым преимуществом HHD над SSD является стоимость хранения единицы информации.
Если классический серверный жёсткий диск объёмом 4 Тб стоит 160 долларов, то SSD приблизительно такого же объёма (3,84Тб) будет стоить дороже 650 долларов. Любой SSD диск, в отличии от HDD, имеет конечное количество циклов перезаписи и чтения информации, которые ограничивают срок его службы.
Бой двух технологий: старых HDD и новых SSD
Старый мамонт и молодой тигр – лучший способ описать противостояние этих технологий. Один медленный, очень вместительный, а другой шустрый, но много в него не влезет. Обе технологии имеют свои плюсы и минусы.
Вывод:
Среди двух решений невозможно выбрать победителя. Обе технологии остаются актуальны по сей день, просто их назначения немного разнятся. Если вам нужно надёжное место для длительного сохранения своих данных при постоянной небольшой нагрузке за небольшие деньги, то старый друг – жёсткий диск поможет вам. В том случае, если вы нуждаетесь в быстром решении задач при большой нагрузке – это SSD ваш выбор.
