Samas kaasneb iga uue tehnoloogiaga müüte ning väärarusaami. Ühest küljest on see tingitud sellest, et esimeste põlvkondade seadmed on tehnoloogia proovikiviks. Teisalt aga, eriti arvutimaailmas, uue riistvara jaoks ei pruugi olla kohe sobivat tarkvara, kirjutab Photopointi ajaveeb.

Just operatsioonisüsteemi-poolne tugi võib olla natuke vildakas, tekitades sellega natuke lisaprobleeme. Nüüd on SSD-kettad aga piisavalt kaua olemas olnud ning enamus probleeme on kõrvaldatud.

Sellest tulenevalt tekkis idee kirjutada maakeelne artikliseeria. Esimeses osas räägime üldisemalt tehnoloogiast, tootjate poolt välja kuulutatud numbritest ning võrdleme erinevaid tehnoloogiaid omavahel.

Seeria tulevases teises artiklis räägime sellest, kuidas optimiseerida failide paigutust erinevate ketaste vahel ning viimases, kolmandas artiklis, laskume tehnilistesse üksikasjadesse. Teisisõnu, juhendame, kuidas operatsioonsüsteemi optimiseerida, et kiireim tulem kätte saada.

Tehnoloogia SSD taga ja erinevused kõvakettast

SSD (ingl solid state drive) ehk pooljuhtketas kasutab andmete salvestamiseks ränikiipe. Klassikalised kõvakettad (HDD, hard disk drive), kasutavad erinevalt SSDst elektromagnetilist laengut hoidvaid plaate.

Loomulikult on ka suur erinevus seadmele andmeid salvestades. Kõvakettal tuleb lugemispea õigesse kohta liigutada, et plaadilt andmed üles lugeda (või kirjutada) ning kogu süsteem on pidevas liikumises. SSD ketta puhul on metoodika teistsugune, kuna seal liikuvaid osi ei ole. Andmed salvestatakse mälukiipi sarnaselt mälukaardi või mälupulgaga.

Seega, kui kõvakettal võtab peade joondumine ning õige koha pealt lugemise alustamine aega keskeltläbi 5-10 ms (millisekundit), siis SSD ketaste puhul toimub see keskeltläbi 0,05-0,1 ms jooksul.

Pooljuhtkettad ei ole tegelikult viimase kümnendi leiutis. Esimesed seadmed leiutati juba 1950ndate keskel, kuid need tehnoloogiad ei olnud eriti mõistlikud. Esimesed pooljuhtkettad, mis meenutasid juba tänapäevaseid seadmeid, loodi 1980ndate alguses.

Samas alles 5 aastat tagasi muutusid SSD kettad piisavalt soodsaks ning kättesaadavaks, et ka tavakasutajad (kes reaalselt olid väga suured entusiastid) hakkasid nende vastu huvi tundma ning neid hakkati tootma vastavalt tavakasutaja vajadustele.

Enamus pooljuhtkettaid kasutavad NAND tüüpi välkmälu andmete salvestamiseks. Erinevalt hävimälu (DRAM) tüüpi seadmetest ei vaja need pidevat välist toidet ning hoiavad informatsiooni alles ka siis, kui mälukiibid toiteallikast eraldada.

NAND välkmälu jaguneb hetkel kaheks. SLC (single level cell) tüüpi mälu üksusesse saab salvestada 1 biti jagu andmeid. Levinum variant on aga MLC (multi level cell) mälud, kus ühte üksusesse saab salvestada 2 bitti andmeid. MLC tüüpi mälud on küll väiksema elueaga ning aeglasemad kui SLC, kuid tükkmaad odavamad.

MLC ja SLC lahtiseletatuna. Arvutid kasutavad andmete salvestamiseks kahendsüsteemi, kus kõik on väljendatud kahe numbriga: 0 ja 1. Näiteks täht A kahendüsteemis on 01000001. SLC mälu salvestab ühte üksusesse ühe biti, ehk siis 01. MLC salvestab aga ühte üksusesse 2 bitti, 0100. Sealt tuleb ka vastupidavuse erinevus, kuna väiksemat mäluüksust on lihtsam kontrollida kui suuremat.

SSD müüdid ja tegelikkus. Mida uskuda, mida mitte?

1. SSD kettad on altimad üles ütlema

See on kahe otsaga asi. Tootjate sõnul on tegelikult SSD kettad natuke vastupidavamad. Keskmisele kõvakettale antakse elueaks (MTBF, mean time between failure) 1-1,6 miljonit tundi. Siinkirjutaja arvutis peitseval OCZ Vertex 4 kettal on tootja andmetel MTBF 2 miljonit tundi.

Reaalsetes kasutusoludes on natuke teised lood. Klassikalistes kõvaketastes on palju liikuvaid osi ning need on temperatuuri suhtes tundlikumad. Samas pooljuhtketastes liikuvad osad puuduvad, seega peavad paremini vastu.

Kui midagi peaks seadmega juhtuma, siis kõvaketaste plaadid on võrdlemisi vastupidavad ning andmed taastatavad ka pärast põlengu või üleujutuse üleelamist. Viimane teenus pole küll enamusele taskukohane, kuid siiski võimalik. Kui ränikiip viga saab, siis sealt andmete taastamine on pea võimatu.

2. SSD ketaste eluiga on seotud kirjutamismahuga

Sellel on tõsi taga, kuid see on suure AGA-ga koht. SLC tüüpi mälul on kirjutuskordi ~100 000, MLC vastav näitaja on kümme korda väiksem (~10 000).

Kui nüüd seda reaalses elus kasutama hakata, siis numbrid ei tundugi nii väikesed. Teeme lihtsa arvutuse. Võtame näiteks väikese, 64 GB MLC SSD ketta. Tootjapoolne eluiga on antud ~5-6 aasta.

Kui nüüd peaks selle kirjutusmahu täitma, läheb meil vaja 40 terabaiti andmeid (1 TB = 1000 gigabaiti). See teeb keskeltläbi 22 GB andmeid kirjutada IGA PÄEV. Seda on sama palju kui 4,6 DVD jagu andmeid iga päev andmekandjale salvestada.

Kui sama numbrit vaadata suurema ketta pealt, näiteks 256 GB ketta puhul teeks 1 terabait päevas. Minu SSD ketas, pärast kaht Windowsi ning programmide paigaldust (sellise andmesalvestuse arvestusega) peaks pea üheksa aastat vastu. Selleks ajaks on see pooljuhtketas esiteks vana tehnoloogia ning teiseks, SSD kettad maksaksid naeruväärselt väikest hinda (arvestades hindade langust).

Sama loogika laieneb ka mälukaartidele ning mälupulkadele. Millal sina viimati pidid ära viskama mälupulga, kuna piir kätte jõudis?

3. SSD ketastel tekib rohkem vigu

Täpselt nagu kõvaketastel tekib nn bad sectoreid, võivad ka MLC/SLC mälublokid kirjutamiskõlbmatuks muutuda.

Sellisel juhul kasutatakse NAND kontrolleri sisseehitatud funktsiooni, markeerides ära vigased salvestusblokid. Lisaks toimib ECC (error correction code), parandades automaatselt ära andmesalvestuse vead.

Kõik need veaparandussüsteemid on sisse ehitatud pooljuhtketaste kontrollerisse ning kasutaja ise ei pea sellega pead vaevama.

4. SSD on kiirem kui HDD

Palju räägitakse SSD ketaste ülisuurest kiirusest. See on 100% tõsi. Isegi "aeglasemad" MLC tüüpi mälu kasutavad kettad annavad reaalse lugemiskiiruse kuni 500 MB sekundis. Saadaval on ka SSD seadmeid, millel on maksimaalne lugemis/kirjutuskiirus 2000 MB/s.

Klassikalistel kõvaketastel on tavaliselt märgitud, et SATA 3.0 6 Gbit/s (6 gigabitti = 0,75 gigabaiti = 768 megabaiti), kuid see on ketta ühendus arvutiga. SSD ketaste puhul on kasutusel samad ühendused, kuid nendel pannakse tooteandme/nimetuse juures rõhku muudele parameetritele.

Kõvaketaste reaalsed andmeedastuskiirused ketta puhvrisse ning sealt arvutisse on hoopis aeglasemad. Kallimatel kõvaketastel ulatub see kuni ~200-210 MB/sekundis, keskeltläbi aga 100-140 MB/s. Kui lisame kõvaketta fragmentatsiooni ning peade pöördusaja, siis SSD trumpab mitmekordselt klassikalise kõvaketta üle.

SSD ketta valimine – kuidas leida õige?

Selle koha peal absoluutset vastust ei ole olemas. Mida me saame soovitada, on esmalt valida vastavalt enda vajadustele sobivat mõõtu ketast. Lauaarvuti puhul saame kasutada mitut andmekandjat, seega ka väiksem SSD ketas süsteemi jaoks on piisav. Sülearvuti puhul tuleb arvestada sellega, et kogu informatsioon ühele andmekandjale ära mahuks.

Kiirused on võrdlemisi triviaalsed tavakasutaja seisukohalt. Isegi kõige odavam SSD ketas hetkel lubab 200 MB/s lugemiskiirust ning 60 MB/s kirjutuskiirust (rohkem kui olemasoleval kõvakettal). Nõudlikumad kasutajad, kes teavad mida täpselt vajavad, saavad Google'i abil leida kiirelt ka ülevaate.

Lisaks on saadaval nn säästuvariandid, kus HDD juurde on integreeritud väikese mahuga SSD ketas. Sellisel juhul kopeeritakse enim kasutatavad failid SSD peale, et vajadusel need kiiremini kätte saada. Võrreldes nüüd tavalise HDDga, siis selline lahend annab kiirust juurde natuke, kuid jääb ikkagi SSD kettale tundvalt alla.

Lisaks natuke numbreid ja tehnilist informatsiooni. Nagu eelnevalt välja tõime, on SSD ketastel maksimaalne lugemiskiirus tootja andmete järgi keskeltläbi 500-550 MB/s, kirjutuskiirus 200-400 MB/s. Selline arvestus on tehtud järjestikusel lugemisel. Statistiliselt toimub kettal infovahetus, vähemalt tavakasutaja mätta otsast vaadates, teistmoodi.

Foto: blog.photopoint.ee

Järgnev nimekiri on 5 kõige rohkem kasutatavat pöördusmeetodit SSD kettale just tavaolukorras – arvuti sisse lülitada, sirvida veebi, kuulata muusikat, vaadata filmi, natuke mängida.

4 Read (8%)
4K Write (58%)
512b Write (5%)
8k Write (6%)
32k Read (5%)

See moodustab 80% kettal toimuvatest päringutest. Ülejäänud ~20% oleks tabeli liiga pikaks ajanud.

Kui nüüd vaadata tootjate andmeid ketaste kohta, siis need annavad vähe informatsiooni edasi. Täpsemates võrdlustestides on lisaks sequential read & write'ile ka välja toodud 4K lugemise/kirjutamise kiirus. Kuna see moodustab üle poole kettale tehtavatest pöördumistest, siis oleks mõistlik vaadata just neid numbreid. Tõesti, mis kasu on mul järjestikusest lugemisest või kirjutamisest, kui reaalses elus toimuvad asjad muudmoodi.

Tulles korra ketta mahtude juurde tagasi. 100% vettpidavat soovitust, mis kõikidele kasutajatele sobib, ei ole võimalik anda.

Seeria järgmises artiklis räägime täpsemalt sellest, kuidas failide salvestust optimeerida erinevate ketaste vahel, millele tähelepanu pöörata ning kuidas seda kõike teostada.