Kāpēc Solid-State Drives palēnina, kad jūs aizpildīt tos

Salīdzinošie kritēriji ir skaidri: cieto disku diski palēninās, aizpildot tos. Aizpildiet savu cietā diska jaudu līdz tuvu jaudai un tā rakstīšanas veiktspēja krasi samazināsies. Iemesls, kādēļ atrodas SSD un NAND Flash uzglabāšanas veids.

Piedziņas aizpildīšana ar jaudu ir viena no lietām, kuras nekad nevajadzētu darīt ar cietvielu disku. Gandrīz pilnīga cietā diska piedziņai būs daudz lēnāka rakstīšanas operācija, palēninot datoru.

Tukši bloki un daļēji piepildīti bloki

Kad rakstāt failu cietā diska režīmā, tas meklē tukšus blokus un aizpilda tos. Rakstīšana uz tukšu bloku ir ātrākā iespējamā rakstīšanas operācija. Tāpēc jaunas operētājsistēmas (Windows 7 un jaunākas versijas) atbalsta TRIM funkciju, kas automātiski dzēš faila datus no cietā diska, tiklīdz dzēšat failu operētājsistēmā. Tas darbojas atšķirīgi no magnētiskajiem cietajiem diskiem, kur izdzēsto failu biti aptver cieto disku.

Viņi nav sēdējuši uz cietā diska - TRIM nodrošina, ka bloks tiek iztukšots, lai SSD nākotnē varētu ātri uzrakstīt tukšu bloku jaunus datus. Rakstīšana uz jau rakstītu nozari ir tikpat ātra, kā rakstīšana tukšā sektorā uz tehniskā cietā diska, bet cietā diska diskam pirms rakstīšanas uz to ir jāizdzēš bloks.

NAND Flash atmiņa raksta datus 4 KB lappusēs 256 KB blokos. Lai daļēji aizpildītam blokam pievienotu papildu lapas, cieto disku diskam ir jādzēš viss bloks, pirms rakstāt datus atpakaļ.

Tā kā jūsu cietā diska disks piepildās, ir pieejami mazāk un mazāk tukši bloki. Viņu vietā ir daļēji aizpildīti bloki. Cietvielu disks nevar tikai rakstīt jaunos datus uz šiem daļēji aizpildītajiem blokiem - tas izdzēsīs esošos datus. Vienkāršas rakstīšanas operācijas vietā cietā diska diskam ir jāizlasa bloka vērtība savā kešatmiņā, jāmaina vērtība ar jaunajiem datiem un pēc tam jāievada atpakaļ. Paturiet prātā, ka faila rakstīšana, iespējams, ietvers rakstīšanu daudzos blokos, tāpēc tas var radīt ievērojamu papildu aizkavēšanos.

TRIM nepalielina daļēji aizpildītos blokus

Ja jūs aizpildāt disku ar jaudu vai tuvu jaudu, iespējams, ka pēc failu izdzēšanas jūs galu galā atradīsiet daudzus daļēji aizpildītus blokus. Komandu TRIM vienkārši novirza cietā diska disku, lai izdzēstu failu datus, kad fails tiek dzēsts. Tas nav spiesti vadīt jebkāda veida tīrīšanas darbību.

Citiem vārdiem sakot, pirms failu dzēšanas aizpildiet cietā diska jaudu, un jūs, iespējams, nonāksiet ar daudziem daļēji aizpildītiem blokiem. Diskdziņš nenonāk, lai konsolidētu šos daļēji piepildītos blokus pilnos blokos, atbrīvojot tukšus blokus. Piedziņa joprojām būs pilna ar daļēji aizpildītiem blokiem, un rakstīšanas veiktspēja būs pasliktinājusies.

Pārprodukcija un atkritumu savākšana

Lai novērstu to, ka patērētāji piepilda cietā diska piedziņas un beidzas ar sliktu veiktspēju, SSD ražotāji iziet no tā, lai to novērstu.

Patērētāju kvalitātes cietvielu diskdziņi bieži vien atstāj aptuveni 7% no to kopējā zibatmiņas krātuves un padara to nepieejamu lietotājam. Tas ir pazīstams kā „pārprofilēšana” - diskdzinim tiek pievienota papildu glabāšanas aparatūra, bet tā nav redzama datoram kā tā pieejamā krātuve. Rezerves laukums nodrošina, ka disks nekad nevar pilnībā piepildīties - vienmēr būs dažas rezerves jaudas, lai palīdzētu saglabāt rakstīšanas veiktspēju stabilu.

Katram cietā diska kontrolierim ir atkritumu savākšanas algoritms, lai mēģinātu mazināt šo problēmu. Kad disks kļūst pilnīgs, tas meklēs daļēji piepildītus blokus un sāks tos nostiprināt, atbrīvojot pēc iespējas vairāk tukšu bloku. Dažādi cietvielu diskdziņi veic šīs darbības dažādos laikos un sliekšņos - tas ir atkarīgs no diska kontrollera.

Salīdzinošā novērtējuma pierādījumi

Anandtech veica dažādus kritērijus ar dažādiem diskiem, lai izceltu saikni starp cietā diska rezerves laukumu un tā rakstīšanas operācijas veiktspēju. Aizpildot tukšo disku, viņi ļoti ātri rakstīja augstu rakstīšanas veiktspēju un ievērojamu kritumu, jo rakstīšanas operācijas turpināja aizpildīt disku.

Uzstādot vairāk rezerves vietu uz diskdziņiem, sniegums palika nemainīgs, jo tas nodrošināja, ka disks vienmēr ir pietiekami gatavs.

Viņi konstatēja, ka „minimālā veiktspēja ievērojami uzlabojas, kad jūs sasniedzat 25% rezerves platību šiem [patērētājiem] diskiem.” Viņu galīgais ieteikums bija, ka jums vajadzētu „plānot izmantot tikai aptuveni 75% no [jūsu diska] jaudas, ja vēlaties labu līdzsvaru starp veiktspēju un kapacitāti. ”

Ja jums ir cietvielu diskdzinis, mēģiniet izvairīties no vairāk nekā 75% no tās ietilpības. Iegādājieties lielāku disku ar lielāku uzglabāšanu, nekā jums nepieciešams, un jūs nodrošināsiet, ka jums vienmēr ir konsekventa rakstīšanas veiktspēja. Par laimi, SSD pakāpeniski kļūst daudz lētāki, tāpēc tas nav tik dārgi, kā tas bija kādreiz.

Attēla kredīts: mūzikas šķirotājs Wikimedia Commons, Simon Wüllhorst par Flickr