LinuxForum.Fans
Тема

SSD против HDD: немного неочевидных фактов

Автор: redix 42 сообщений 19849 просмотров 📌 закреплена
19.10.2013 13:53 #344365

Разговоры о том, что продукты на базе NAND флеш-памяти вытеснят традиционные HDD с рынка, ведутся уже не первый год. Для многих это очевидно, ведь SSD уже получили высокую популярность в сегменте ПК и рабочих станций среднего и высокого уровня, прочно обосновались в ноутбуках и начали свою экспансию на серверный рынок, продажи все растут, розничная стоимость все снижается. Однако так ли радужны их перспективы?

В данный момент твердотельные накопители всевозможных формфакторов, по большому счету, не отбирают рынок у HDD, их появление создало отдельную нишу высокопроизводительных систем хранения данных, и сейчас эта ниша заполняется. Однако ниша высокоёмких СХД куда более обширна, и до тех пор, пока NAND (или ее потомки) не потеряет в себестоимости примерно на порядок, в этот сегмент она проникнуть не сможет. А оснований считать, что это случится, немного.


Принцип хранения данных в HDD и SSD

Основная «врожденная» проблема флэш-памяти – ее износ по мере использования. Для хранения данных в ячейке используется заряд электронов, захватываемых транзистором с плавающим затвором. Каждый раз для записи нового бита в ячейку ее нужно сначала стереть, подав напряжение на транзистор, что приводит к постепенному снижению его надежности. Выражается это в том, что в какой-то момент затвор потеряет способность держать заряд, а ячейка, соответственно, станет непригодной для хранения информации. И самая большая проблема, что с эволюционным развитием техпроцессов производства NAND ресурс чипов сокращается, чего большинство разработчиков SSD стараются не афишировать.

С уменьшением физических размеров транзистора он становится более подвержен пробою и утечке хранимого в нем заряда, а подача повышенного напряжения, необходимого для стирания ячейки, «изнашивает» его сильнее. Простой пример: для фактических SSD-первопроходцев на пользовательском рынке – Intel X25-M на базе 34-нм NAND – заявлялся ресурс 10 тыс. циклов перезаписи. Для современных SSD на основе чипов, произведенных по 25-нм техпроцессу, этот показатель составляет 3-5 тыс. циклов. В 2013 г. большинство производителей начали переход на техпроцесс 16 нм, что еще сильнее снизит надежность. Возвращаясь к сравнению с HDD, отметим, что их развитие никак с изменениями надежности не связано.

Второй фактор – цена. В настоящее время единственный способ снизить себестоимость чипов NAND-памяти (как и любых других полупроводниковых устройств) – это рост числа работоспособных кристаллов, выходящих из одной кремниевой пластины.


Разница в себестоимости 1 Гб между HDD и SSD колоссальна

Достигается он двумя способами – уменьшением техпроцесса (больше чипов на каждую пластину) и переходом на пластины большего диаметра. Однако даже переход на пластины диаметром 450 мм и 16 нм техпроцесс себестоимость радикально не снизит, а значит, SSD не смогут побороться с HDD по показателю стоимости гигабайта. В настоящий момент, по данным WD, показатель CAGR (Compound Annual Growth Rate, инвестиционно-аналитический термин, показывающий среднегодовую степень роста и эффективность возврата инвестиции) для HDD составляет 41%, в то время как для 19 нм NAND – около 21%. Значит, и быстрого снижения цены флеш-памяти тоже ждать не приходится.





Производители NAND отмечают, что уже в ближайшее время им придется значительно усовершенствовать технологии производства, чтобы продолжать развитие. Первым шагом (который уже сделали, например, Samsung и Toshiba) будет переход от планарных к трехмерным микросхемам: в кристалле NAND фактически будет «бутерброд» из расположенных слоями друг над другом ячеек памяти. За счет этого им удастся увеличить емкость чипов. Однако как это скажется на надежности, каков процент выхода годных кристаллов, каков объем инвестиций для перехода на 3D-NAND – не афишируется.

Эволюция HDD также непроста – на данный момент производители практически достигли предела плотности записи на пластины с использованием традиционных магнитных головок. Ближайшим шагом вперед станет «черепичная» запись (Shingle Magnetic Recording), которая, по большому счету, будет просто оптимизацией используемой площади пластин, а начало коммерческого использования HAMR (Heat Assisted Magnetic Recording) ожидается лишь через два года.

В итоге, на данный момент нет никаких предпосылок тому, чтобы продукты на базе флеш-памяти сменили HDD в качестве лидирующей технологии на рынке СХД. Снизить на порядок себестоимость производства полупроводниковой продукции за краткие сроки невозможно, т.е. SSD не сравняются по стоимости 1 Гб с HDD. Показатель числа гарантируемых циклов перезаписи без перехода на другие материалы для затворов транзисторов также будет только падать. Так что не стоит пока хоронить HDD – перспективы их развития как раз более оптимистичны, хоть и развиваются они не так стремительно.

Источник: http://ko.com.ua/ssd_protiv_hdd_nemnogo_neochevidnyh_faktov_94743

19.10.2013 15:24 #344394

Очень все разжевано объясняется. Спасибо за статью.

23.10.2013 13:38 #345110

Использую SSD на работе. На глаз видна, только скорость старта системы. И все! И за это переплачивать таки суммы?*! - глупо.

Домой когда-нибудь приобрету эту альтернативу.

27.11.2013 14:49 #351707

интересная статья

27.11.2013 18:40 #351721
"Индустриальный Эльф" написал:
На глаз видна, только скорость старта системы. И все!

у SSD своя ниша, у нас стояли ранние версии XtrimIO, до того как их выкупили EMC, и эта коробочка в 2U выдавала такие скорости которые стоящая рядом стойка набитая нетаппами даже близко дать не могла

27.11.2013 20:57 #351749
"dyasny" написал:
у нас стояли ранние версии XtrimIO

Это вот эти? Если там массив из SSD, тогда понятно, но однозначно скорости впечатляют.
... Предложили тут два новых SAS Hitachi 300Gb 15k по 80$ - вот думаю нужны или нет... и хочется, и непонятно зачем, опять таки... контроллер.
Для домашнего серверка SSD INTEL S3500 + 60 месяцев гарантии - за глаза.

27.11.2013 23:52 #351776
"zenon" написал:
Это вот эти? Если там массив из SSD, тогда понятно, но однозначно скорости впечатляют.

массив из 24 дисков выжимал до 250000 iops с включенной блочной дедупликацией. клонирование 300 ВМ занимало 9 секунд. Короче это монстр :)

28.11.2013 02:47 #351805

/ OCZ Vertex 120 GB SSD
Остальное все на шпинделях вращается... этого за глаза хватает...
/data 2 TB (hdd)
/home 1 TB (hdd)
/tmp и прочее в оперативной памяти....
Хватает за глаза..

11.01.2014 12:53 #359401

Годная статья. Спасибо

11.01.2014 13:35 #359428
"zenon" написал:
SAS Hitachi 300Gb 15k по 80$ - вот думаю нужны или нет...

А чего тут думать?

16.03.2014 20:17 #372640

Был такой эмулятор SSD на одной или двух планках оперативки (с батарейкой конешно как же баз нее-то) и быстродействие его определялось исключительно потолком интерфейса, потому как скорость IO RAM несравненно больше. Потом кто-то очень-очень-умный решил, что это изврат и никому нафиг не нужно. А грузилась с него система с такой скоростью, что ни с какими дорогущими ssd сейчас несравнишь. Но раритет это сейчас антикварный.

16.03.2014 20:43 #372641

serafim-human, этому девайсу примерный аналог сейчас - suspend-to-ram.

16.03.2014 21:11 #372646

"redix" написал:
Основная «врожденная» проблема флэш-памяти – ее износ по мере использования. Для хранения данных в ячейке используется заряд электронов, захватываемых транзистором с плавающим затвором. Каждый раз для записи нового бита в ячейку ее нужно сначала стереть, подав напряжение на транзистор, что приводит к постепенному снижению его надежности.
ну да. А вот когда головка над диском порхает, она в сферическом вакууме, да?

"redix" написал:
И самая большая проблема, что с эволюционным развитием техпроцессов производства NAND ресурс чипов сокращается, чего большинство разработчиков SSD стараются не афишировать.
это ложь.

"redix" написал:
С уменьшением физических размеров транзистора он становится более подвержен пробою и утечке хранимого в нем заряда, а подача повышенного напряжения, необходимого для стирания ячейки, «изнашивает» его сильнее.
дык само напряжение тоже уменьшается. Мы это разве не учитываем?

"redix" написал:
Для современных SSD на основе чипов, произведенных по 25-нм техпроцессу, этот показатель составляет 3-5 тыс. циклов.
потому что с ростом числа ячеек всё больше и больше из них можно отвести под резерв. В старину этот резерв был равен нулю, а сейчас -- гигабайты. Флешки не вечные, но дождаться их смерти проблематично. Мы тоже не вечные. К тому же выход из строя даже многих ячеек вовсе НЕ убивает носитель, а только снижает его ёмкость, чего пользователь даже и не замечает(ибо резерв).

"redix" написал:
Так что не стоит пока хоронить HDD – перспективы их развития как раз более оптимистичны, хоть и развиваются они не так стремительно.
а почему обязательно надо что-то "хоронить"? SSD имеют значительные преимущества по сравнению с HDD и с дорогим гигабайтом.
16.03.2014 21:13 #372649

"Индустриальный Эльф" написал:
И все!
в мобильной технике "всё" скажет ваш HDD. А вот в десктопе — да, ещё повоюет. Особенно если нужно МНОГО хранить данных, а скорость не имеет значения.
16.03.2014 21:18 #372650

"serafim-human" написал:
Потом кто-то очень-очень-умный решил, что это изврат и никому нафиг не нужно. А грузилась с него система с такой скоростью, что ни с какими дорогущими ssd сейчас несравнишь. Но раритет это сейчас антикварный.
это не изврат, и оно и сейчас нужно. И вовсе не для загрузки. Загрузка системы определяется больше всякими коммуникациями, а не диском. У меня вот с роутером несколько секунд надо договариваться, пара секунда сам BIOS. На собственно загрузку и времени нет.
28.11.2014 12:43 #402809

diablopc, с разморозкой, Кай. Этой статье уже 6+ лет.

Среда, 29 Октября, 2008
28.11.2014 13:14 #402819

Самсунг на свои новые диски Samsung SSD 850 Pro дает гарантию 10 лет, о чем то это да говорит *YES*

28.11.2014 13:51 #402828
"drBatty" написал:
с  разморозкой, Кай. Этой  статье уже 6+ лет. 

В том то и кайф, когда эта железка только появилась обходилась она по самое мама не горюй, а что теперь...
...а теперь железку можно взять за 120-150 баксов ( то что они на ебее по 300 это не показатель, если следить - то можно выдернуть значительно дешевле)
8 модулей по 4 гига = 8*17=136 ( и это не заморачиваясь с поисками низких цен)
карточка на 32 гига - 26 баксов
Итого за ~300 вечнозеленых получаем диск на 32Гб, который по всем параметрам спокойно обходит любой ссд, забиваем на к-во доступных циклов записи, ну и все остальные прелести этого чуда....
Под "/" и swap места выше крыши, скорость бешенная - так что в данный момент самое оно будет, ну и по производительности врядли в ближайшее время кто-то подберется.
ну а кому 32 гига маловато то можно и на 64 загнуть, но там модули подороже обойдутся в расчете на 1Гб

28.11.2014 14:03 · отредактировано #402832
"diablopc" написал:
по производительности врядли в ближайшее время кто-то подберется.

Производительность упрется в SATA, как и у SSD.

Вот такой SSD будет быстрее при той же стоимости и значительно большем объеме.

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы ответить.