Покупать SSD или HDD?
Данный обзор родился в результате рядовой покупки недорогого SSD с целью «оживить» видавший виды системный блок заброшенного домашнего ПК. Был приобретен простенький твердотельный накопитель на 120 Гб, а именно Gigabyte 120GB GP-GSTFS31120GNTD, а для уточнения технических характеристик посещен официальный сайт производителя (https://www.gigabyte.com/ru/Solid-State-Drive/GIGABYTE-SSD-120GB#kf). Там-то в виде заголовка «Твердотельный накопитель vs. Типовой жёсткий диск», сравнительного рисунка и «обличающей» таблицы и нашелся катализатор.
Закралось некоторое сомнение, неужели SSD 2018 года выпуска стоимостью 50 рублей обыгрывает по всем приведенным статьям «типовой жесткий диск» и не забылись ли под скорую руку какие-нибудь нюансы?
В общем, будем разбираться. Рассмотрим конкретные примеры и объективно оценим преимущества того или иного вида накопителя, а также их значимости для обычного пользователя в различных ситуациях.
Отметим, что кроме уже названной модели под рукой имелись и другие накопители: еще один недорогой SSD на 240 Гб (Kingston UV500 240GB SUV500/240G) и HDD на 2 Тб Seagate Barracuda ST2000DM008 – оба также не старые, 2017-2018 годов выпуска. По задумке, данные накопители помогут глубже изучить суть вопроса. Один выступит по отношению к топикстартеру соратником, а другой – оппонентом.
Для начала знакомимся с техническими характеристиками моделей, взятых с официальных сайтов производителей:
Gigabyte 120GB GP-GSTFS31120GNTD:
Kingston UV500 240GB SUV500/240G:
| Параметр | Значение | |
| Gigabyte 120GB GP-GSTFS31120GNTD | Kingston UV500 240GB SUV500/240G | |
| Емкость | 120 Гб | 240 Гб |
| Тип памяти | 3D NAND | 3D NAND |
| Интерфейс | 6 Гбит/с (SATA) | 6 Гбит/с (SATA) |
| Форм-фактор | 2,5'' | 2,5'' |
| Последовательное чтение | < 500 Мб/с, (но не менее 350 Мб/с) | до 520 Мб/с |
| Последовательная запись | < 380 Мб/с, (но не менее 280 Мб/с) | до 500 Мб/с |
| Произвольное чтение | до 50000 IOPS | до 79000 IOPS |
| Произвольная запись | до 60000 IOPS | до 25000 IOPS |
| Ресурс | 75 TBW (или 3 года гарантии) | 100 TBW |
| Энергопотребление: - чтение - запись - простой | 2,24 Вт 2,61 Вт 0,17 Вт | 1,17 Вт 2,32 Вт 0,195 Вт |
| Среднее время наработки на отказ | 2 млн. ч | 1 млн. ч. |
| Устойчивость к вибрации: - в работе - в покое | – – | 2,17G макс. (7-800) Гц 20G макс. (10-2000) Гц |
| Рабочая температура | (0-70)оС | (0-70)оС |
| Температура хранения | (-40-85)оС | (-40-85)оС |
| Габаритные размеры | 69,85х7х100 мм | 69,85х7х100,1 мм |
| Гарантия | 3 года (или 75 TBW) | 5 лет
|
Seagate Barracuda ST2000DM008:
| Параметр | Значение |
| Емкость | 2000 Гб |
| Скорость вращение шпинделя | 7200 об/мин |
| Интерфейс | 6 Гбит/с (SATA) |
| Максимальная постоянная скорость передачи данных по внешнему диаметру | 220 Мб/с |
| Кэш-память | 256 Мб |
| Число циклов позиционирования-парковки | 600000 |
| Максимальное число невосстановимых ошибок чтения (для указанного количества считанных бит) | 1 на 1015 |
| Время нахождения во включенном состоянии в год | 2400 часов |
| Предельная рабочая нагрузка | 55 Тб в год |
| Энергопотребление: - в рабочем режиме - средняя в режиме ожидания - стандартная в спящем режиме | 5,1 Вт 3,9 Вт 0,3 Вт |
| Устойчивость к вибрации: - в работе
- в покое
| 0,25G, (10-22) Гц 0,5G, (22-350) Гц 0,25G, (350-500) Гц
3G, (5-22) Гц 3G, (22-350) Гц 3G, (350-500) Гц |
| Уровень шума: - в работе - в покое | (2,9-3,0) Бел (2,8-2,9) Бел |
| Пусковой ток (12 В) | 2 А |
| Температура эксплуатации (окружающая среда / корпус) | мин. 0 оС / макс. 60 оС |
| Температура хранения (окружающая среда) | (-40-70) оС |
| Габаритные размеры (ВхШхГ) | 20,2х101,85х146,99 мм |
| Гарантия | 2 года |
Далее приступаем к сравнению и анализу. Начинаем с менее значимых, как кажется, характеристик – уровень шума, энергопотребление, устойчивость к вибрации. Из таблиц видно, что в лидерах SSD. Да, накопители этого типа не издают шум, так как не имеют в своем составе движущихся механических частей. Они на порядок более устойчивы к вибрации по тем же причинам и потребляют в два-три раза меньше энергии. Но насколько значимо это для пользователя?
Обычно сравнения SSD и HDD проводят применительно к 3,5" моделям (собственно, как и в примере на сайте www.gigabyte.com). А такой жесткий диск, как правило, устанавливается внутри системного блока ПК и запитывается от штатного блока питания мощностью от (350-400) Вт. Заметны ли будут те самые 5,1 Вт на фоне общей выходной мощности БП, а также энергопотребления видеокарты или, хотя бы, процессора?
Далее, уровень шума – целых 3,0 Бел. При предоставлении этих данных в Seagate ссылаются, что измерения соответствуют ISO 7779. В самом стандарте страниц на пятьдесят говорится об условиях испытаний, методиках и средствах измерений, да и оперируют там понятиями уровень звукового давления и уровень звуковой мощности. В общем, все серьезно.
На практике же звук работающего жесткого диска (для тех, кто не слышал или не обращал внимания) сопоставим с тиканьем настенных часов или шепотом человека, и, в большинстве случаев, заглушится шумом вентиляторов охлаждения блока питания, процессора, видеокарты и прочее. Кроме того, существует ряд утилит, с помощью которых уровень шума от жесткого диска можно снизить – правда, ценой производительности.
Ну и несколько слов об устойчивости накопителей к вибрации. Для SSD Gigabyte 120GB производитель никакой соответствующей информации не приводит, но для двух других моделей приведены, судя по единицам измерения, значения такой величины, как виброускорение. Так, в работе для SSD в диапазоне (7-800) Гц имеем значение 2,17G, для HDD – (0,25-0,5)G в диапазоне (10-500) Гц. Что означают эти цифры?
Представим, что привод, неважно – SSD или HDD, надежно закреплен в каком-либо шасси, а к шасси приложена некая сила, заставляющая его трястись (вибрировать). Вибрация есть механические колебания тела, а значит, имеют место такие вещи, как смещение тела от положения равновесия и частота колебаний. И если опустить небольшие теоретические выкладки об уравнениях колебаний, можно сразу озвучить вывод – виброускорение пропорционально смещению, умноженному на квадрат частоты. Теперь легче представить ту вибрацию, под воздействием которой еще могут работать накопители без нарушения или ухудшения их производительности – смещение шасси на 1 мм с частотой 100 Гц и даст нам 1G. Казалось бы смещение в 1 мм мало, но подвох как раз в частоте. Увеличим частоту, и для получения того же смещения потребуется куда большая сила. (Легко махать рукой с амплитудой полметра и частотой 1 Гц, ну попробуйте сохранить амплитуду, если частоту увеличить в пять раз). Поэтому для получения вибраций, критичных для накопителей, еще нужно поискать ту силу, которая раскачает как надо шасси.
Справедливости ради отметим, что вышеназванные характеристики SSD и HDD (уровень шума, энергопотребление, устойчивость к вибрации) станут более значимы, когда речь зайдет о применении накопителей в переносных устройствах (ноутбуках, нетбуках). Правда, с другой стороны, эти характеристики у 2,5" HDD будут еще более близки к таковым у SSD.
Теперь поговорим о куда более актуальных показателях накопителей – долговечности, быстродействии, объеме и стоимости.
Всем известно, что flash память SSD имеет ограниченный ресурс. Раньше считалось, что TLC память допускает порядка 1000 циклов перезаписи, MLC – от 3000 до 10000, а дорогостоящий тип памяти SLC – более 100000 циклов. Сегодня, с развитием технологий (например, появлением возможности объемной компоновки ячеек памяти (3D NAND, V-NAND и т.д.)), ресурс последней увеличивается. Да, может паритета пока нет, но уже настал тот день, когда пользователь, анализируя свои данные по критерию скорость доступа/надежность хранения, выбирает для себя – SSD или HDD.
Идем далее. В свое время спрос на SSD родился благодаря их быстродействию, и, в большинстве случаев, пользователь действительно получает прирост по скорости обмена данными в несколько раз. Тем не менее, существуют ситуации, когда «типовой» жесткий диск окажется шустрее. Рассмотрим пример.
Банальная оценка производительности накопителей утилитой CrystalDiskMark с настройками по умолчанию. HDD далеко позади.
Gigabyte 120GB GP-GSTFS31120GNTD:
Kingston UV500 240GB SUV500/240G:
Seagate Barracuda ST2000DM008:
Последовательно увеличиваем тестовый файл (от 1 Гб до 32 Гб) и снова запускаем один из тестов. Видим, что для HDD скорость записи неизменна, в то время как для SSD значения падают.
Seagate Barracuda ST2000DM008:
Gigabyte 120GB GP-GSTFS31120GNTD:
Kingston UV500 240GB SUV500/240G:
Эксперимент объясняется тем, что в SSD с типом памяти TLC/MLC имеется область, где в ячейки вместо трех или двух бит данных пишется только один бит, как в память SLC. Данная область памяти называется SLC кэшем или псевдо SLC и предназначена для увеличения скорости работы SSD. Размер SLC кэша обычно составляет (2,5-10) % от общего объема памяти (см. ширину пиков в начале графиков) – у недорогих моделей меньше, у премиальных больше.
И понятно, в жизни может возникнуть ситуация, когда данный объем памяти переполняется, и SSD начинает писать данные со своей истинной скоростью.
Второй пример, реальная ситуация без каких-либо синтетических тестов. Пишем на SSD большой файл объемом 23 Гб.
Gigabyte 120GB GP-GSTFS31120GNTD:
Kingston UV500 240GB SUV500/240G:
Сначала все отлично и скорость записи не опускается ниже (440-480) Мб/с, но после переполнения буфера скорость «сваливается» до 73,8 Мб/с у SSD Gigabyte и 107 Мб/с у Kingston. Кстати, из рисунков также видно, что, несмотря на озвученную общую теорию выделения определенного процента памяти под быстродействующий кэш, подход у каждого производителя свой. Так, у большего по объему SSD Kingston кэш оказался меньше, зато скорость «прямой» записи выше, а Gigabyte решил замаскировать свою более медленную память большим кэшем.
А вот у HDD установившая скорость записи равна 133 Мб/с, что больше чем у обоих SSD.
Seagate Barracuda ST2000DM008:
Хотя найти ложку дегтя можно и здесь – в задаче с записью 5000 небольших файлов уже SSD, даже с учетом переполнения КЭШа, справились лучше HDD.
Gigabyte 120GB GP-GSTFS31120GNTD:
Kingston UV500 240GB SUV500/240G:
Seagate Barracuda ST2000DM008:
Эксперименты с замером скоростей накопителей показали, что в выборе «типовой жесткий диск против недорого SSD» не все так однозначно, а рассмотренные выше примеры сравнения таких их характеристик, как уровень шума, энергопотребление, устойчивость к вибрации еще более усиливают неопределенность выбора. Добавим к ней финальный штрих.
Проведем экспресс-анализ рынка накопителей SSD и HDD, используя один из популярных онлайн каталогов страны. Критерий – соотношение объема в Гб к стоимости в рублях. Результаты в виде графиков приведены ниже (выборка сделана по состоянию на конец марта 2019 года, по каждому объему взята средняя стоимость трех самых недорогих моделей).
Из рисунка видно, что точек пересечения у графиков нет. Не помогла даже математика, и перед пользователем стоит глобальный выбор – за одну и ту же вменяемую стоимость предпочесть большую скорость (с оговорками) и меньший объем (недорогой SSD) или меньшую скорость и больший объем (HDD).
В этой ситуации каждый делает свой выбор, но, как показывает практика, в большинстве случаев побеждает здоровый рационализм.
Используются сразу оба типа накопителей: для повышения быстродействия ПК операционная система и пользовательские программы устанавливаются на SSD, а вся личная информация, не требующая частого обращения, хранится на HDD. Получается дешево и сердито – более быстрый доступ к некритичным данным и надежное хранение данных важных.
