Всем привет! Думаю ни для кого не секрет, что один из самых важных компонентов внутри вашего компьютера или ноутбука — это накопитель, который содержит операционную систему. Вполне логичным следствием является вопрос — как выполнить тест скорости жесткого диска (или SSD, если компьютер посвежее).
Если ваша операционная система установлена на медленном жестком диске, то не имеет значение насколько производительны ваши центральный процессор или оперативная память — сама Windows и установленные программы будут запускаться очень неохотно и насладиться полноценной многозадачностью не получится.
В век интернета достаточно полно изданий, которые расскажут практически про любую модель накопителя в продаже. Кроме того, существует огромное количество программ для проверки скорости жесткого диска, результатом которого будет понимание на что ваш накопитель способен.
Существует много платных утилит вроде как PCMark или PassMark, которые могут протестировать всю систему и достаточно часто их можно встретить в тестах от известных изданий. Мы идем по другому пути и я расскажу вам о четырех бесплатных способах протестировать скорость жесткого диска или твердотельного накопителя.
Реальная производительность HDD или SSD в среде Windows (и не только) определяется не только скоростью вращения магнитного диска или памяти чипов накопителя, но и многими другими немаловажными факторами. Контроллер накопителя, версия SATA на материнской плате, драйвера самого контроллера, режим работы (ACHI или IDE) — все это влияет на производительность дисковой подсистемы (даже CPU или оперативная память может влиять на производительность)
Способ 1. CrystalDiskMark — наш главный инструмент
Наверное самый популярный инструмент для теста скорости жесткого диска — это CrystalDiskMark. Практически ни одно тестирование накопителей не обходится без данной утилиты — данная ситуация поможет вам сравнить свои результаты и сделать правильные выводы. Большим плюсом явялется возможность программы протестировать не только HDD/SSD, но и флешки и прочие носители информации.
Приложение имеет как дистрибутив, так и портативную версию, которая не требует установки. Скачать как обычно можно на официальном сайте (я как всегда рекомендую portable).
Работать с CrystalDiskMark до безобразия просто. Запускаем утилиту, выбираем размер тестового блока (на картинке ниже мы выбрали 1 гбайт), количество повторений тестов (я выбрал 5 — чем более повторений, тем точнее результат) и непосредственно сам накопитель. Нажимаем кнопочку «all» и ждем пока программа прогонит все тесты (кстати можно запустить отдельный тест для каждого режима).
На скриншоте слева — тест скорости SSD, а справа — HDD. Просто чтобы вы знали, насколько велика разница между ними и какой прирост производительности вы получите заменив лишь один компонент в системе
Способ 2. CrystalDiskInfo — подробная информация о HDD/SSD накопителе
В самом начале заметки я уже написал, что тест скорости жесткого диска или SSD будет не совсем корректным, если мы не выясним влияющие на производительность дисковой подсистемы факторы. Утилита CrystalDiskInfo расскажет много интересного о вашем накопителе, но нас интересует всего один нюанс — скачайте приложение с официального сайта и запустите.
Обратите внимание на строчку «Режим передачи», на картинке ниже у меня это (SATA/600 | SATA/600). Эти параметры должны совпадать, т.е. подключив SSD накопитель к порту SATA/300 (это стандарт SATA II) то мы получим максимальную скорость обмена с диском в 300 мбайт, а если взглянуть на тест производительности в первом способе мы видим что максимальная скорость чтения была далеко за 300…
Подключив такой скоростной накопитель к порту SATA или SATA II — его производительность просто упрется в производительность контроллера (с классическими HDD не так критично, так как даже возможностей SATA хватает с избытком)
В целом CrystalDiskInfo может рассказать о температуре, времени работы накопителя и многих других полезных показателях. Для владельцев классических HDD будет полезным пункт Reallocate Sector — благодаря ему можно спрогнозировать выход из строя устройства
Способ 3. AS SSD Benchmark — здоровый конкурент CrystalDisk от немцев
Немцы умеют делать не только фильмы для взрослых, но и отличные утилиты для тестирования скорости жесткого диска или SSD. В данном случае я хочу познакомить вас с приложением AS SSD Benchmark, функционал которого очень похож на CrystalDiskMark, но в отличии от нее показывает и время доступа к данным (и в целом есть еще незначительные отличия).
Скачать можно с официального сайта (он на немецком, ссылка на загрузку в конце страницы), само приложение имеет английский язык (у многих блогеров версия исключительно на немецком)
Утилита портативная и не требует установки, просто запустите приложение, отметьте нужные тесты и нажмите START, все как и в первом способе. Слева мой домашний SSD, справа классический HDD.
Обратите внимание, что в меню TOOLS есть парочка интересных тестов, которые могут спрогнозировать производительность накопителя при копировании ISO файлов, программ или различных игрушек — такого функционала нет у CrystalDiskMark
Способ 4. HD Tune — хороший инструмент с наглядным графиком
HD Tune вероятнее всего самое известное приложение для теста скорости жесткого диска, но на последнем месте в сегодняшнем рейтинге оно не просто так. Дело в том, что бесплатная версия HD Tune не обновлялась с февраля 2008 года… однако все так же работает и в 2к17 году на новейшей Windows 10. Скачать как всегда можно с официального сайта (портативной версии к сожалению нет)
После прохождения теста нам будет доступен наглядный график чтения (вместе с максимальным и минимальным значением, а так же скоростью доступа к данным). В целом информация полезная, но нет возможности протестировать скорость записи на диска, что немного огорчает…
Ввиду своей древности приложение может некорректно определять современные накопители, но на результаты тестов это никак не влияет
Вывод о программах для тестирования скорости жесткого диска
Пришло время делать выводы. Мы выполнили тест скорости жесткого диска или SSD с помощью четырех разных программ (вернее приложений для тестирования всего три, а еще одна утилита для уверенности что тесты будут объективными).
В реальности программ, которые позволяют проверить скорость жесткого диска в разы больше, но я решил вас познакомить с лидерами данной ниши… но если у вас есть что добавить — жду вас в комментариях.
При приобретении ноутбука или настольного компьютера целесообразно использовать твердотельные накопители (SSD). В сравнении с традиционными жесткими дисками (HDD), каждая проверка ssd диска показывает их преимущества. Достоинством твердотельных накопителей стала стабильная и быстрая работа, потребление меньшей мощности и превосходство во всех параметрах, кроме стоимости. Но это не означает, что SSD являются полностью безупречными.
Из-за устройства твердотельных накопителей, они имеют низкую продолжительность работы от 5 до 7 лет. Если знать, чего нужно остерегаться, и как защитить диск, можно существенно продлить время его работы.
В твердотельных накопителях, в отличие от жестких дисков, отсутствует физическое перемещение пластин. Данное свойство создает иммунитет от многих проблем старых жестких дисков. Несмотря на невосприимчивость к механическим разрушениям, иные компоненты SSD могут давать сбои.
Для твердотельных накопителей требуется источник питания и конденсатор, которые зачастую подвергаются неисправностям. Особенно это касается случаев со сбоем питания или скачками напряжения. При отключении электропитания могут быть повреждены данные на твердотельных накопителях даже в полностью исправном диске.
Другой возможной проблемой SSD стало ограниченное количество циклов по чтению или записи. Подобная проблема есть у всех видов флэш-памяти.
Средние показатели времени работы твердотельных накопителей измеряются многими годами, поэтому не стоит быть параноиком. Современные SSD стали менее восприимчивыми к проблемам чтения и записи, чем старые версии.
Если Вы хотите знать про ошибки и работоспособность SSD накопителя, чтобы успеть создать резервные копии важной информации, то можно провести его проверку.
Проверка ошибок и работоспособности с помощью программ
Для проверки работоспособности SSD диска используют специальные программы, функционал которых обеспечивает выполнение тестов на ошибки. Давайте рассмотрим данный софт.
CrystalDiskInfo
Бесплатная утилита CrystalDiskInfo проводит проверку скорости по считыванию и записи диска. Отображает данные про состояние температуры, здоровья. Поддерживается S.M.A.R.T технология по оценке состояния накопителя. Приложение CrystalDiskInfo имеет устанавливаемую и портативную версию. При работе с устанавливаемой версией в режиме реального времени производится мониторинг состояния твердотельных накопителей. В системном трее появляется значок используемой программы. Утилита CrystalDiskInfo эффективно проверит SSD на наличие битых секторов.
Проверка SSD:
- Скачивание, установка и запуск программы CrystalDiskInfo.
- Сканирование накопителя на оценку его состояния и наличие ошибок. Затем выдается результат.
- Основные действия выполняются во вкладке «Сервис» в основном меню. Там есть функционал для задания пересканирования диска.
SSD Life
Ошибки и работоспособность SSD определяется с использованием программы SSD Life. Данная бесплатная утилита создана только для работы с ССД дисками. Она обеспечивает заблаговременное отслеживание понижения уровня работоспособности. Имеется портативная и инсталляционная версия. Второй вариант визуально отображает статус диска онлайн, чтобы у пользователя была возможность заблаговременно отследить ситуацию.
Рабочее окно приложения имеет крайне простой интерфейс. Там показывается прогнозируемое время работы накопителя, общее время работы, оценка состояния и т.д. Данные отчета обновляются специальными клавишами внизу.
SSDReady
Провести диагностику SSD можно с использованием программы SSDReady. Ее функциями стали:
- Мониторинг состояния SSD диска.
- Оценка потенциальной продолжительности работы.
- Прочая соответствующая статистика.
Приложение проводит ежедневный анализ считываемых и записываемых на диск данных. Является отличным вариантом по проверке накопителей на общую работоспособность и ошибки.
DiskCheckup
Для тестирования жесткого диска SSD на работоспособность и скорость, можно использовать утилиту DiskCheckup. Данный софт обеспечивает мониторинг S.M.A.R.T атрибутов отдельного накопителя. Как и в вышеописанных программах, в этом приложении показывается статистика жесткого диска. Информация помогает отследить состояние работоспособности устройства. Функционал продукта почти ничем не отличается от описанных приложений.
HDDScan
HDDScan является свободной утилитой, которая диагностирует разные виды жестких дисков. Программа будет удобным инструментом, который поможет пользователю провести поиск на винчестере ошибок. Поддерживается показ атрибутов S.M.A.R.T и изменение определенных параметров.
Этот продукт можно применять для постоянного тестирования накопителя, чтобы предотвратить его деградацию. Приложение поможет избежать потерю важных файлов путем создания бекапов.
Предупреждающие знаки SSD
Тиканье или несмолкаемое жужжание диска считается верным признаком его поломки. В отличие от HDD, твердотельные накопители громко не шумят, но существуют определенные признаки неисправностей секторов диска. Давайте рассмотрим подобные неполадки и способы их исправления.
Повреждение секторов хранения SSD
Данные ситуации происходят при попытке компьютера сохранить или прочитать файл. Процесс длится слишком долго и заканчивается неудачно. В итоге система выдает сообщение о случившейся ошибке.
Общие симптомы повреждения bad blocks (секторов хранения):
- Медленная работа системы, особенно при использовании файлов большого размера.
- Наличие частых ошибок при переносе файлов.
- Аварийное закрытие или зависание активных приложений.
- Требование восстановить файловую систему компьютера.
- Файл не может быть записан или прочитан на жестком диске.
При наблюдении подобных симптомом следует запустить любую из вышеописанных утилит для проверки наличия физических проблем с диском. Если ошибки подтвердятся, то требуется сразу создать резервные копии информации и задуматься про приобретение нового SSD накопителя для замены.
Файлы не могут быть записаны или прочитаны
Имеются два способа, при которых неисправность секторов хранения влияет на файлы:
- Обнаружение системой плохого блока во время записи данных на накопитель. Это влечет за собой отказ системы записывать данные.
- Обнаружение плохого блока системой после записи данных. Отказ прочтения этих данных.
При первом случае данные вообще не будут записываться, поэтому они не повредятся. Система в автоматическом режиме закрывает доступ к найденным неисправным блокам. В последующих записях они будут игнорироваться. Если это не осуществляется автоматически, то пользователю нужно сохранить файл в другую папку или скопировать его в облако. Затем проводится перезагрузка компьютера, а файл сохраняется в нужном месте.
Если проявится второй случай, то данные получить нелегко. Необходимо использовать несколько методов, чтобы восстановить данные с поврежденного SSD накопителя. Восстановить данные будет очень сложно. Наличие плохих блоков указывает на потерю данных навсегда.
Файловая система нуждается в восстановлении
Сообщение про данную ошибку всплывает на экране из-за неправильного отключения компьютера (не через «Завершение работы»). Раньше это означало развитие плохих блоков в SSD или проблему в разъеме или порте.
Сейчас подобные проблемы решаются достаточно просто. В Windows, Linux и Mac имеются встроенные инструменты, которые производят ремонт поврежденной файловой системы. После подобных ошибок операционная система предлагает пользователю произвести запуск с использованием соответствующих инструментов. Требуется следовать инструкции для восстановления файловой системы.
Во время данного процесса имеются шансы потерять какие-нибудь данные, а восстановление – довольно долгий процесс. Это является еще одной причиной, чтобы периодически производить резервное копирование файлов.
Частые вылеты при загрузке
Если компьютер вылетает при загрузочном процессе, но после перезапуска работает нормально, то виной этому жесткий диск. Связано это с повреждением секторов хранения или является признаком поломки диска. Лучше создать бекап прежде, чем файлы будут утеряны навсегда.
Проверка производится вышеупомянутыми диагностическими программами. При создании резервной копии данных, можно отформатировать диск и произвести переустановку ОС.
Диск доступен только для чтения
Это происходит не часто. Твердотельный накопитель отказывается выполнять операции, связанные с записью данных на диск. Накопитель продолжает работу в режиме только для чтения. Диск не осуществляет изменения файлов, а данные можно легко перенести в иное место хранения.
Не стоит сразу выбрасывать подобный SSD. Можно подключить его в виде дополнительного жесткого диска или внешнего жесткого диска к другим компьютерам. Нужно убедиться, что операционная система не загружается с твердотельного накопителя.
Если SSD будет по-прежнему работать в режиме только для чтения, то перед форматированием можно восстановить все файлы.
Для проверки твердотельного накопителя используется ряд диагностических приложений. В большинстве из них простой функционал, который в режиме онлайн отслеживает состояние SSD диска. Если в Вашем компьютере такой диск, то можете использовать функционал программ для осуществления регулярного мониторинга. Это позволит своевременную проверку состояния и убережет данные от нежелательных потерь.
В процессе эксплуатации любого накопителя со временем могут появляться различного рода ошибки. Если одни могут просто мешать работе, то другие и вовсе способны вывести из строя диск. Именно поэтому рекомендуется периодически проводить сканирование дисков. Это позволит не только выявить и устранить неполадки, но и вовремя скопировать нужные данные на надежный носитель.
Итак, сегодня мы поговорит о том, как проверить свой SSD на наличие ошибок. Поскольку сделать это физически мы не можем, то воспользуемся специальными утилитами, которые и проведут диагностику накопителя.
Способ 1: с помощью утилиты CrystalDiskInfo
Чтобы провести тест диска на наличие ошибок, воспользуемся бесплатной программой . Она достаточно проста в использовании и при этом в полном объеме отображает информацию о состоянии всех дисков в системе. Достаточно всего лишь запустить приложение, и мы тут же получим все необходимые данные.
Помимо сбора информации о накопителе, приложение проведет S.M.A.R.T-анализ, по результатам которого можно судить о работоспособности SSD. Всего же в этом анализе присутствует около двух десятков показателей. CrystalDiskInfo отображает текущее значение, наихудшее и порог каждого показателя. При этом, последнее означает минимальное значение атрибута (или показателя), при котором диск можно считать неисправным. К примеру, возьмем такой показатель, как «Оставшийся ресурс SSD» . В нашем случае текущее и наихудшее значение составляет 99 единиц, а его порог – 10. Соответственно, при достижении показателя порогового значения, пора искать замену своему твердотельному накопителю.
Если при анализе диска CrystalDiskInfo выявила ошибки стирания, программные ошибки или сбои, в этом случае также стоит задуматься о надежности вашего ССД.
На основании результатов теста утилита также дает оценку технического состояния диска. При этом оценка выражается как в процентном соотношении, так и качественном. Так, если CrystalDiskInfo оценила ваш накопитель как «Хорошо» , то беспокоиться не о чем, но если вы увидите оценку «Тревога» , значит в скором времени стоит ожидать выхода ССД из строя.
Способ 2: с помощью утилиты SSDLife
SSDLife — это еще один инструмент, который позволит оценить работоспособность диска, наличие ошибок, а также провести S.M.A.R.T-анализ. Программа имеет простой интерфейс, благодаря чему с ней разберется даже новичок.
Как и предыдущая утилита, SSDLife сразу после запуска проведет экспресс-проверку диска и отобразит все основные данные. Таким образом для проверки накопителя на наличие ошибок необходимо просто запустить приложение.
Окно программы условно можно разделить на четыре области. В первую очередь нас будет интересовать верхняя область, где отображается оценка состояния диска, а также примерный срок службы.
Вторая область содержит информацию о диске, а также оценку состояния диска в процентном отношении.
Если вы хотите получить более детальную информацию о состоянии накопителя, то нажимаем кнопку «S.M.A.R.T.» и получаем результаты анализа.
Третья область — это информация об обмене с диском. Здесь можно посмотреть, какой объем данных был записан или прочитан. Эти данные носят лишь информационный характер.
И, наконец, четвертая область — это панель управления приложением. Через эту панель можно получить доступ к настройкам, справочной информации, а также повторно запустить сканирование.
Способ 3: с помощью утилиты Data Lifeguard Diagnostic
Еще одна утилита для тестирования — это разработка компании Western Digital, которая называется Data Lifeguard Diagnostic. Этот инструмент поддерживает не только накопители WD, но и других производителей.
Сразу после запуска, приложение проводит диагностику всех дисков, которые есть в системе? и выводит результат в небольшую таблицу. В отличии от выше рассмотренных инструментов, этот отображает только оценку состояния.
Для более детального сканирования достаточно кликнуть два раза левой кнопкой мыши по строке с нужным диском, выбрать нужный тест (быстрый или детальный) и дождаться окончания.
Затем, нажав по кнопке «VIEW TEST RESULT» ? можно посмотреть результаты, где будет отображена краткая информация об устройстве и оценка состояния.
Заключение
Таким образом, если вы решили провести диагностику своего ССД-накопителя, то к вашим услугам имеется достаточно много инструментов. Помимо рассмотренных здесь, есть и , которые смогут провести анализ накопителя и сообщить об имеющихся ошибках.
Доброго дня.
От скорости работы диска - зависит скорость работы всего компьютера в целом! Причем, что удивительно, многие пользователи недооценивают этот момент… А ведь скорость загрузки ОС Windows, скорость копирования файлов на диск/с диска, скорость запуска (загрузки) программ и т.д. - все упирается в скорость диска.
Сейчас в ПК (ноутбуках) встречаются два типа дисков: HDD (hard disk drive - привычные жесткие диски) и SSD (solid-state drive - новомодный твердотельный диск). Порой их скорость различается в разы (например, Windows 8 на моем компьютере с SSD стартует за 7-8 сек., против 40 сек. с HDD - разница колоссальна!).
А теперь о том, какими утилитами и как можно проверить скорость работы диска.
Одна из лучших утилит для проверки и тестирования скорости дисков (утилита поддерживает как HDD, так и SSD диски). Работает во всех популярных ОС Windows: XP, 7, 8, 10 (32/64 bits). Поддерживает русский язык (хотя, утилита достаточно простая и разобраться легко и без знания английского).
Рис. 1. Главное окно программы CrystalDiskMark
Чтобы протестировать свой диск в CrystalDiskMark нужно:
- выбрать количество циклов записи и чтения (на рис. 2 это число равно 5, оптимальный вариант);
- 1 GiB - размер файла для тестирования (оптимальный вариант);
- «C:\» - буква диска для тестирования;
- для начала теста просто нажмите кнопку «All». Кстати, в большинстве случаев ориентируются всегда на строку «SeqQ32T1» - т.е. последовательная запись/чтение - поэтому, можно просто выбрать тест конкретно этого варианта (требуется нажать одноименную кнопку).
Первая скорость (колонка Read, с англ. «читать») - это скорость чтения информации с диска, вторая колонка - запись на диск. Кстати, на рис. 2 был протестирован SSD диск (Silicon Power Slim S70): скорость чтения 242,5 Mb/s - не самый хороший показатель. Для современных SSD оптимальной скоростью считается скорость не ниже ~400 Mb/s, при условии подключении по SATA3* (хотя и 250 Mb/s это больше чем скорость обычного HDD и прирост в скорости виден невооруженным глазом).
* Как определить режим работы SATA жесткого диска?
По ссылке выше, кроме CrystalDiskMark, можно так же скачать еще одну утилиту - CrystalDiskInfo . Эта утилита покажет вам SMART диска, его температуру и пр. параметры (в общем-то отличная утилита для получения информации о устройстве).
После ее запуска, обратите внимание на строчку «Режим передачи» (см. рис. 3). Если в этой строке у вас отображается SATA/600 (до 600 МБ/с) - значит диск работает в режиме SATA 3 (если в строке отображается SATA/300 - т.е. максимальная пропускная способность 300 МБ/с - это SATA 2).
AS SSD Benchmark
Сайт автора: http://www.alex-is.de/ (ссылка на скачивание в самом низу страницы)
Еще одна очень интересная утилита. Позволяет легко и быстро протестировать жесткий диск компьютера (ноутбука): быстро узнать скорость чтения и записи. В установке не нуждается, пользоваться стандартно (как с предыдущей утилитой).
Бытует мнение, что одним из самых существенных недостатков твердотельных накопителей выступает их конечная и притом относительно невысокая надёжность. И действительно, в силу ограниченности ресурса флеш-памяти, которая обуславливается постепенной деградацией её полупроводниковой структуры, любой SSD рано или поздно теряет свою способность к хранению информации. Вопрос о том, когда это может произойти, для многих пользователей остаётся ключевым, поэтому многие покупатели при выборе накопителей руководствуются не столько их быстродействием, сколько показателями надёжности. Масла в огонь сомнений подливают и сами производители, которые из маркетинговых соображений в условиях гарантии на свои потребительские продукты оговаривают сравнительно невысокие объёмы разрешённой записи.
Тем не менее, на практике массовые твердотельные накопители демонстрируют более чем достаточную надёжность для того, чтобы им можно было доверять хранение пользовательских данных. Эксперимент, показавший отсутствие реальных причин для переживаний за конечность их ресурса, некоторое время тому назад проводил сайт TechReport . Им был выполнен тест, показавший, что, несмотря на все сомнения, выносливость SSD уже выросла настолько, что о ней можно вообще не задумываться. В рамках эксперимента было практически подтверждено, что большинство моделей потребительских накопителей до своего отказа способны перенести запись порядка 1 Пбайт информации, а особенно удачные модели, вроде Samsung 840 Pro, остаются в живых, переварив и 2 Пбайт данных. Такие объёмы записи практически недостижимы в условиях обычного персонального компьютера, поэтому срок жизни твердотельного накопителя попросту не может подойти к концу до того, как он полностью морально устареет и будет заменён новой моделью.
Однако убедить скептиков данное тестирование не смогло. Дело в том, что проводилось оно в 2013-2014 годах, когда в ходу были твердотельные накопители, построенные на базе планарной MLC NAND, которая изготавливается с применением 25-нм техпроцесса. Такая память до своей деградации способна переносить порядка 3000-5000 циклов программирования-стирания, а сейчас в ходу уже совсем другие технологии. Сегодня в массовые модели SSD пришла флеш-память с трёхбитовой ячейкой, а современные планарные техпроцессы используют разрешение 15-16 нм. Параллельно распространение приобретает флеш-память с принципиально новой трёхмерной структурой. Любой из этих факторов способен в корне изменить ситуацию с надёжностью, и в сумме современная флеш-память обещает лишь ресурс в 500-1500 циклов перезаписи. Неужели вместе с памятью ухудшаются и накопители и за их надёжность нужно снова начинать переживать?
Скорее всего - нет. Дело в том, что наряду с изменением полупроводниковых технологий происходит непрерывное совершенствование контроллеров, управляющих флеш-памятью. В них внедряются более совершенные алгоритмы, которые должны компенсировать происходящие в NAND изменения. И, как обещают производители, актуальные модели SSD как минимум не менее надёжны, чем их предшественники. Но объективная почва для сомнений всё-таки остаётся. Действительно, на психологическом уровне накопители на базе старой 25-нм MLC NAND с 3000 циклов перезаписи выглядят куда основательнее современных моделей SSD с 15/16-нм TLC NAND, которая при прочих равных может гарантировать лишь 500 циклов перезаписи. Не слишком обнадёживает и набирающая популярность TLC 3D NAND, которая хоть и производится по более крупным технологическим нормам, но при этом подвержена более сильному взаимному влиянию ячеек.
Учитывая всё это, мы решили провести собственный эксперимент, который позволил бы определить, какую выносливость могут гарантировать актуальные сегодня модели накопителей, основанные на наиболее ходовых в настоящее время типах флеш-памяти.
Контроллеры решают
Конечность жизни накопителей, построенных на флеш-памяти, уже давно ни у кого не вызывает удивления. Все давно привыкли к тому, что одной из характеристик NAND-памяти выступает гарантированное количество циклов перезаписи, после превышения которого ячейки могут начинать искажать информацию или просто отказывать. Объясняется это самим принципом работы такой памяти, который основывается на захвате электронов и хранении заряда внутри плавающего затвора. Изменение состояний ячеек происходит за счёт приложения к плавающему затвору сравнительно высоких напряжений, благодаря чему электроны преодолевают тонкий слой диэлектрика в одну или другую сторону и задерживаются в ячейке.
Полупроводниковая структура ячейки NAND
Однако такое перемещение электронов сродни пробою - оно постепенно изнашивает изолирующий материал, и в конечном итоге это приводит к нарушению всей полупроводниковой структуры. К тому же существует и вторая проблема, влекущая за собой постепенное ухудшение характеристик ячеек, - при возникновении туннелирования электроны могут застревать в слое диэлектрика, препятствуя правильному распознаванию заряда, хранящегося в плавающем затворе. Всё это значит, что момент, когда ячейки флеш-памяти перестают нормально работать, неизбежен. Новые же технологические процессы лишь усугубляют проблему: слой диэлектрика с уменьшением производственных норм становится только тоньше, что снижает его устойчивость к негативным влияниям.
Однако говорить о том, что между ресурсом ячеек флеш-памяти и продолжительностью жизни современных SSD существует прямая зависимость, было бы не совсем верно. Работа твердотельного накопителя - это не прямолинейная запись и чтение в ячейках флеш-памяти. Дело в том, что NAND-память имеет достаточно сложную организацию и для взаимодействия с ней требуются специальные подходы. Ячейки объединены в страницы, а страницы - в блоки. Запись данных возможна лишь в чистые страницы, но для того, чтобы очистить страницу, необходимо сбросить весь блок целиком. Это значит, что запись, а ещё хуже - изменение данных, превращается в непростой многоступенчатый процесс, включающий чтение страницы, её изменение и повторную перезапись в свободное место, которое должно быть предварительно расчищено. Причём подготовка свободного места - это отдельная головная боль, требующая «сборки мусора» - формирования и очистки блоков из уже побывавших в использовании, но ставших неактуальными страниц.
Схема работы флеш-памяти твердотельного накопителя
В результате реальные объёмы записи в флеш-память могут существенно отличаться от того объёма операций, который инициируется пользователем. Например, изменение даже одного байта может повлечь за собой не только запись целой страницы, но и даже необходимость перезаписи сразу нескольких страниц для предварительного высвобождения чистого блока.
Соотношение между объёмом записи, совершаемой пользователем, и фактической нагрузкой на флеш-память называется коэффициентом усиления записи. Этот коэффициент почти всегда выше единицы, причём в некоторых случаях - намного. Однако современные контроллеры за счёт буферизации операций и других интеллектуальных подходов научились эффективно снижать усиление записи. Распространение получили такие полезные для продления жизни ячеек технологии, как SLC-кеширование и выравнивание износа. С одной стороны, они переводят небольшую часть памяти в щадящий SLC-режим и используют её для консолидации мелких разрозненных операций. С другой - делают нагрузку на массив памяти более равномерной, предотвращая излишние многократные перезаписи одной и той же области. В результате сохранение на два разных накопителя одного и того же количества пользовательских данных с точки зрения массива флеш-памяти может вызывать совершенно различную нагрузку - всё зависит от алгоритмов, применяемых контроллером и микропрограммой в каждом конкретном случае.
Есть и ещё одна сторона: технологии сборки мусора и TRIM, которые в целях повышения производительности предварительно готовят чистые блоки страниц флеш-памяти и потому могут переносить данные с места на место без какого-либо участия пользователя, вносят в износ массива NAND дополнительный и немалый вклад. Но конкретная реализация этих технологий также во многом зависит от контроллера, поэтому различия в том, как SSD распоряжаются ресурсом собственной флеш-памяти, могут быть значительными и здесь.
В итоге всё это означает, что практическая надёжность двух разных накопителей с одинаковой флеш-памятью может очень заметно различаться лишь за счет различных внутренних алгоритмов и оптимизаций. Поэтому, говоря о ресурсе современного SSD, нужно понимать, что этот параметр определяется не только и не столько выносливостью ячеек памяти, сколько тем, насколько бережно с ними обращается контроллер.
Алгоритмы работы контроллеров SSD постоянно совершенствуются. Разработчики не только стараются оптимизировать объём операций записи в флеш-память, но и занимаются внедрением более эффективных методов цифровой обработки сигналов и коррекции ошибок чтения. К тому же некоторые из них прибегают к выделению на SSD обширной резервной области, за счёт чего нагрузка на ячейки NAND дополнительно снижается. Всё это тоже сказывается на ресурсе. Таким образом, в руках у производителей SSD оказывается масса рычагов для влияния на то, какую итоговую выносливость будет демонстрировать их продукт, и ресурс флеш-памяти - лишь один из параметров в этом уравнении. Именно поэтому проведение тестов выносливости современных SSD и вызывает такой интерес: несмотря на повсеместное внедрение NAND-памяти с относительно невысокой выносливостью, актуальные модели совершенно необязательно должны иметь меньшую надёжность по сравнению со своими предшественниками. Прогресс в контроллерах и используемых ими методах работы вполне способен компенсировать хлипкость современной флеш-памяти. И именно этим исследование актуальных потребительских SSD и интересно. По сравнению с SSD прошлых поколений неизменным остаётся лишь только одно: ресурс твердотельных накопителей в любом случае конечен. Но как он поменялся за последние годы - как раз и должно показать наше тестирование.
Методика тестирования
Суть тестирования выносливости SSD очень проста: нужно непрерывно перезаписывать данные в накопителях, пытаясь на практике установить предел их выносливости. Однако простая линейная запись не совсем отвечает целям тестирования. В предыдущем разделе мы говорили о том, что современные накопители имеют целый букет технологий, направленных на снижение коэффициента усиления записи, а кроме того, они по-разному выполняют процедуры сборки мусора и выравнивания износа, а также по-разному реагируют на команду операционной системы TRIM. Именно поэтому наиболее правильным подходом является взаимодействие с SSD через файловую систему с примерным повторением профиля реальных операций. Только в этом случае мы сможем получить результат, который обычные пользователи могут рассматривать в качестве ориентира.
Поэтому в нашем тесте выносливости мы используем отформатированные с файловой системой NTFS накопители, на которых непрерывно и попеременно создаются файлы двух типов: мелкие - со случайным размером от 1 до 128 Кбайт и крупные - со случайным размером от 128 Кбайт до 10 Мбайт. В процессе теста эти файлы со случайным заполнением множатся, пока на накопителе остаётся более 12 Гбайт свободного места, по достижении же этого порога все созданные файлы удаляются, делается небольшая пауза и процесс повторяется вновь. Помимо этого, на испытуемых накопителях одновременно присутствует и третий тип файлов - постоянный. Такие файлы общим объёмом 16 Гбайт в процессе стирания-перезаписи не участвуют, но используются для проверки правильной работоспособности накопителей и стабильной читаемости хранимой информации: каждый цикл заполнения SSD мы проверяем контрольную сумму этих файлов и сверяем её с эталонным, заранее рассчитанным значением.
Описанный тестовый сценарий воспроизводится специальной программой Anvil’s Storage Utilities версии 1.1.0, мониторинг состояния накопителей проводится при помощи утилиты CrystalDiskInfo версии 7.0.2. Тестовая система представляет собой компьютер с материнской платой ASUS B150M Pro Gaming, процессором Core i5-6600 со встроенным графическим ядром Intel HD Graphics 530 и 8 Гбайт DDR4-2133 SDRAM. Приводы с SATA-интерфейсом подключаются к контроллеру SATA 6 Гбит/с, встроенному в чипсет материнской платы, и работают в режиме AHCI. Используется драйвер Intel Rapid Storage Technology (RST) 14.8.0.1042.
Список моделей SSD, принимающих участие в нашем эксперименте, к настоящему моменту включает уже более пяти десятков наименований:
- (AGAMMIXS11-240GT-C, прошивка SVN139B);
- ADATA XPG SX950 (ASX950SS-240GM-C, прошивка Q0125A);
- ADATA Ultimate SU700 256 Гбайт (ASU700SS-256GT-C, прошивка B170428a);
- (ASU800SS-256GT-C, прошивка P0801A);
- (ASU900SS-512GM-C, прошивка P1026A);
- Crucial BX500 240 Гбайт (CT240BX500SSD1, прошивка M6CR013);
- Crucial MX300 275 Гбайт (CT275MX300SSD1, прошивка M0CR021);
- (CT250MX500SSD1, прошивка M3CR010);
- GOODRAM CX300 240 Гбайт (SSDPR-CX300-240, прошивка SBFM71.0 );
- (SSDPR-IRIDPRO-240 , прошивка SAFM22.3);
- (SSDPED1D280GAX1, прошивка E2010325);
- (SSDSC2KW256G8, прошивка LHF002C);
